摘 要： 動車組產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜，整車研發(fā)時間限制性強，在整車研發(fā)過程中實施信息化、現(xiàn)代化的項目管理，是動車組產(chǎn)品研發(fā)的必然趨勢。在分析Teamcenter的項目管理功能及項目管理模式的基礎(chǔ)上，深入探討動車組整車產(chǎn)品設(shè)計研發(fā)過程中實施項目管理的必要性，從而論述整車產(chǎn)品研發(fā)過程中實施項目管理的關(guān)鍵技術(shù)及具體工作。
關(guān)鍵詞： 項目；項目管理；工作流
動車組產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜，開發(fā)過程涉及到機械、電氣、動力、空氣和軟件等多學(xué)科數(shù)據(jù)，同時在整車研發(fā)過程中需要市場、研發(fā)、工藝、供應(yīng)、制造、質(zhì)量、服務(wù)等部門的協(xié)同合作[1]。整車研發(fā)過程中采用項目管理技術(shù)，通過將人、財、物及信息等資源合理調(diào)配，以實現(xiàn)快速研發(fā)客戶需要的產(chǎn)品。處理好“成本”、“質(zhì)量”、“速度”之間的關(guān)系，以低成本、高質(zhì)量、快速研發(fā)出符合客戶需求的產(chǎn)品，是目前整車研發(fā)過程必須充分重視的問題。Teamcenter作為成熟的PDM系統(tǒng)，它提供的項目管理功能有效地支持項目管理過程的項目啟動、項目計劃、項目執(zhí)行、項目監(jiān)控、項目結(jié)項等多個階段的工作，是對動車組整車設(shè)計過程進行項目管理的有效PDM系統(tǒng)軟件。
1 項目管理模型
項目管理是在項目實施過程中將計劃、組織、人、物及信息等資源有效配置，對項目的運行狀態(tài)等信息進行反饋，是建立在工作流基礎(chǔ)上的一種管理。它以任務(wù)作為管理對象，對項目的內(nèi)部邏輯進行任務(wù)計劃、跟蹤、控制和資源調(diào)配，對項目進行有效地計劃、組織、協(xié)調(diào)與控制，達到高效利用資源，提高生產(chǎn)效率的目的[2]。
在以工作流為基礎(chǔ)，以進度管理為主線的項目管理模型中，一個產(chǎn)品研發(fā)作為一個項目，一個項目分解為多個任務(wù)，一個任務(wù)劃分為多個作業(yè)，在為作業(yè)分配資源時，也要為其配置一個流程，配置完資源后，具有一定權(quán)限的用戶通過啟動工作流引擎來啟動流程，有流程支持活動，實現(xiàn)以流程為核心的項目管理模式[3-4]。
1.1 項目
與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹的根節(jié)點對應(yīng)，也是項目分解結(jié)構(gòu)中的根節(jié)點，使用一定的資源，在規(guī)定的時間內(nèi)完成的某個設(shè)計任務(wù)。
其數(shù)學(xué)表達式為：
Proj={Desc，Orga，Res}（1）
式中Desc是項目的基本屬性集合，包括項目的唯一標識、計劃開始時間集合、計劃結(jié)束時間集合、實際開始時間集合、實際結(jié)束時間集合及項目的狀態(tài)集合；Res是項目的資源集合，指與項目相關(guān)的文件信息，工具信息；Orga是項目組織集合，指本項目中人員組織信息，包括部門、角色等。
1.2 設(shè)計任務(wù)
項目下層與產(chǎn)品設(shè)計相關(guān)的模塊，或者叫做小單元，它與過程相對應(yīng)，是階段性完成的工作，它與產(chǎn)品中的各個模塊或子模塊對應(yīng)。
其數(shù)學(xué)表達式為：
DesiTask={Desc，Rela，Res}（2）
式中Desc是任務(wù)的基本屬性集合，包括任務(wù)的唯一標識、任務(wù)的負責(zé)人、計劃開始時間集合、計劃結(jié)束時間集合、實際開始時間集合及實際結(jié)束時間集合；Res是任務(wù)的資源集合，包括一些模塊的技術(shù)文件，圖紙信息；Rela是任務(wù)的關(guān)系集合，包括任務(wù)與項目的關(guān)系集合、任務(wù)之間的關(guān)系集合及任務(wù)與作業(yè)的關(guān)系集合。
1.3 作業(yè)
作業(yè)是項目分解中的最小單元，它們不存在邏輯上的關(guān)系，只是存在時序上的關(guān)系，作業(yè)與設(shè)計審批流程映射如下。
A={AP，AReso，ARela，AProc}（3）
式中AP是作業(yè)的基本屬性集合，包括作業(yè)的唯一標識、作業(yè)的負責(zé)人、計劃開始時間集合、計劃結(jié)束時間集合、實際開始時間集合及實際結(jié)束時間集合；AReso是作業(yè)的資源集合，包括產(chǎn)品零部件及圖文檔信息，工具信息；ARela是作業(yè)的關(guān)系集合，指作業(yè)之間的關(guān)系集合；AProc是作業(yè)所屬的流程集合，就是作業(yè)要提交的設(shè)計審批流程。
1.4 工作流
對于一個設(shè)計任務(wù)，設(shè)計完成產(chǎn)生相應(yīng)的設(shè)計圖紙及零部件信息后，要提交到審批流程，進行設(shè)計結(jié)果的審批。通過信息抽取后，工作流集合用一個三元組表示：
Proce={ProceS，ProceReso，ProceRelad}（4）
式中ProceS是流中的步驟集合；ProceReso是流中的可能需要的資源集合；ProceRela是流中步驟間關(guān)系集合。
通過分析項目管理的數(shù)學(xué)模型，建立以研發(fā)流程為核心、時間為控制線、交付物為目標的項目管理模型，一個整車產(chǎn)品研發(fā)項目可分解為多個任務(wù)，一個任務(wù)劃分為多活動，每個活動消耗一種資源并且包含多個作業(yè)，并將作業(yè)納入到工作流管理[5]。圖1為××車研發(fā)項目管理模型。
2 基于Teamcenter的整車設(shè)計過程項目管理應(yīng)用
動車組產(chǎn)品研發(fā)復(fù)雜程度高、時間限制性強，需要多部門的資源，協(xié)同工作完成整車設(shè)計研發(fā)過程需要橫跨企業(yè)內(nèi)部多個部門，以產(chǎn)品研發(fā)流程為主線，覆蓋項目定義、計劃制定和下發(fā)、計劃跟蹤和監(jiān)控、計劃調(diào)整、項目結(jié)項等過程，將時間管理、交付文檔管理、流程管理和溝通管理等融入到業(yè)務(wù)流程的解決方案中，以達到在整車研發(fā)過程中合理利用有限資源，加快產(chǎn)品設(shè)計研發(fā)速度。
2.1 整車研發(fā)過程部署項目管理的具體要求
項目管理需要統(tǒng)一的平臺解決不同階段產(chǎn)品項目信息的有效流轉(zhuǎn)；支持并行協(xié)同的工作方式；支持項目計劃管理項目過程；支持項目任務(wù)的執(zhí)行自動流轉(zhuǎn)；控制項目圖文檔等的評審及管理。以某機車產(chǎn)品整車研發(fā)過程為例，在整車研發(fā)過程中部署項目管理的具體要求如下：
以研發(fā)流程為核心、時間為控制線、交付物為目標，定義研發(fā)流程中方案設(shè)計、技術(shù)設(shè)計、施工設(shè)計和工藝設(shè)計等各設(shè)計環(huán)節(jié)的接口范圍、工作內(nèi)容、時間、資源、輸入和輸出交付物，實現(xiàn)研發(fā)設(shè)計過程技術(shù)文檔的設(shè)計和發(fā)布有效管理。
通過任務(wù)的前驅(qū)任務(wù)和后驅(qū)任務(wù)等設(shè)置，實現(xiàn)任務(wù)的關(guān)聯(lián)驅(qū)動，保證產(chǎn)品研發(fā)各相關(guān)內(nèi)容輸入和輸出的有效性，協(xié)作設(shè)計的有序性。
結(jié)合研發(fā)設(shè)計流程，通過項目階段劃分和成熟度設(shè)定，實現(xiàn)設(shè)計、工藝、采購、生產(chǎn)等對設(shè)計資源的利用和相互間的協(xié)同。依據(jù)不同專業(yè)產(chǎn)品研發(fā)的進度特點，確定產(chǎn)品研發(fā)各專業(yè)設(shè)計過程中基線或里程碑控制。
將整車設(shè)計流程等固化到PDM系統(tǒng)中，并按照該流程組織整車組研發(fā)設(shè)計應(yīng)用。
項目計劃交付件、流程等的定義要求簡單方便，實現(xiàn)交付件類型、交付件流程的快速和關(guān)聯(lián)設(shè)計，提高項目計劃的設(shè)計效率。
2.2 基于Teamcenter的項目管理過程
現(xiàn)代項目管理理論認為，一個項目的實現(xiàn)，需要經(jīng)過項目啟動、項目計劃、項目執(zhí)行、項目監(jiān)控、項目收尾等過程。Teamcenter的項目管理功能能夠全面實現(xiàn)上述過程。
以××車整車研發(fā)項目為例，項目啟動階段成立項目組織，研究完成該項目的計劃分解，確定任務(wù)之間的關(guān)系，形成可執(zhí)行的任務(wù)流，由任務(wù)流驅(qū)動項目的實施。項目計劃階段編制基于WBS的項目計劃，將計劃分解到最小可執(zhí)行作業(yè)，工作流支持作業(yè)的執(zhí)行；分配項目資源，為項目計劃指派所需的人、物等；預(yù)算項目成本，將預(yù)算結(jié)果存放到相依的計劃下等。項目執(zhí)行階段要求按計劃對項目實施，且能對項目計劃過程及相關(guān)資源等進行調(diào)整。項目監(jiān)控階段提供決策層、管理層對項目實施進行監(jiān)控，決策層和管理層通過甘特圖、工程視圖和項目報表監(jiān)督項目進行，在需要時對項目計劃做適當調(diào)整。
2.3 基于WBS的項目管理分解
Teamcenter作為典型的PDM系統(tǒng)提供時間表管理器模塊實現(xiàn)項目管理功能。時間表管理器提供項目計劃分解、資源管理、成本管理、進度監(jiān)控等功能。時間表管理器靈活地將評審和工作流過程結(jié)合起來，審批和工作流過程采用標準的模板，保證各相關(guān)部門用正規(guī)的、建設(shè)性的方法協(xié)同工作。利用時間表管理器來同步資源的使用，通過工作流管理項目任務(wù)，從功能上實現(xiàn)以流程為核心的項目管理功能。以××車研發(fā)過程為例，該產(chǎn)品研發(fā)的項目管理包括所有與產(chǎn)品研發(fā)相關(guān)的數(shù)據(jù)和過程，如項目任務(wù)書，產(chǎn)品圖文檔及項目進度等。Teamcenter中項目管理以時間表作為管理對象，整車研發(fā)的每個階段作為一個子任務(wù)，每個階段可劃分許多子任務(wù)，通過逐層細分，實現(xiàn)自上而下的項目分解。××車整車設(shè)計項目分解及計劃分解如圖2所示。
2.4 基于工作流的項目計劃執(zhí)行與監(jiān)控
項目計劃下達以后，工作任務(wù)通過流程發(fā)給相應(yīng)的任務(wù)負責(zé)人。由該任務(wù)負責(zé)人在PDM系統(tǒng)下完成所承擔(dān)的任務(wù)。對于產(chǎn)品設(shè)計任務(wù)必須符合相關(guān)的設(shè)計流程，設(shè)計產(chǎn)品通過相應(yīng)的流程以發(fā)布狀態(tài)作為最終的可用狀態(tài)。設(shè)計審批流程如圖3所示。
Teamcenter通過工作流設(shè)計器定義產(chǎn)品設(shè)計、產(chǎn)品更改等工作流程，以實現(xiàn)產(chǎn)品研發(fā)過程的管理。產(chǎn)品研發(fā)過程完成的設(shè)計數(shù)據(jù)、工藝數(shù)據(jù)及相關(guān)文檔數(shù)據(jù)等只有通過流程審批歸檔后，才是有效的文件。工作任務(wù)完成后，任務(wù)責(zé)任人需要提交交付物到工作任務(wù)，工作任務(wù)通過流程審批以后，Teamcenter系統(tǒng)將自動更新任務(wù)完成情況到項目計劃。決策層和管理層通過甘特圖、工程視圖和項目報表監(jiān)督項目進展。用系統(tǒng)的報表和分析工具，基于項目計劃里程碑、時間基線等形成項目進展報告，直觀和方便查看項目計劃或交付件的執(zhí)行時間同原始計劃時間表情況比較、項目進度、工作任務(wù)狀態(tài)、工作超期預(yù)警等可視化監(jiān)控和管理。
機車車輛整車研發(fā)過程實施基于Teamcenter的項目管理，可以直觀反映產(chǎn)品研發(fā)過程中各階段執(zhí)行情況，包括任務(wù)進度、任務(wù)完成預(yù)警、超期報警、任務(wù)評審等。機車車輛結(jié)構(gòu)復(fù)雜，新產(chǎn)品研發(fā)的時間限制性比較強，在整車研發(fā)過程應(yīng)用基于Teamcenter的項目管理解決方案，對整車研發(fā)項目進行有效的管理，幫助企業(yè)決策層和管理層在產(chǎn)品研發(fā)過程中實時監(jiān)控項目的各項進度情況，提高了產(chǎn)品開發(fā)效率，降低了產(chǎn)品開發(fā)費用，促進了企業(yè)發(fā)展。
參考文獻
[1] 孫志權(quán)，王峰.面向鐵路機車車輛行業(yè)的可定制PLM系統(tǒng)[J].CAD/CAM與制造業(yè)信息化，2009（1）：17-19.
[2] 基于PDM系統(tǒng)的產(chǎn)品研發(fā)過程項目管理[J/OL].http：//www.idnovo.con.cn/article/2012/0515/article_75007.html.
[3] 魏忠靈.基于Teamcenter Express的項目管理技術(shù)研究[D].武漢：武漢理工大學(xué)，2008.
[4] 賀至新.項目管理在 HCE 公司新產(chǎn)品開發(fā)過程中的應(yīng)用[D].天津：天津大學(xué)，2009.
[5] 陳云翼.面向產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理的項目管理技術(shù)及其應(yīng)用研究[D].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2010.