1 前言
近年來，隨著CAD/CAPP/CAM等計算機輔助技術和計算機網絡技術的引進與深化，國內船舶設計制造有了突飛猛進的發展，為實現真正意義的造船數字化提供了可能。船舶設計生產過程中會產生大量的過程數據，特別是推行殼、硒、涂一體化和管理、生產一體化造船方式以后，以中間產品為導向的分段建造過程中，項目的管理和過程控制迫切需要先進的管理手段來解決。為了提高工作效率，減少錯誤，增加各系統的協同工作能力，在造船行業開發和應用產品數據管理(PDM-ProductDataManagement)技術已顯得非常必要。據調查，在國內艦船研制領域，目前已有6家企業實施了PDM，另有10家準備實施PDM。然而在國內造船行業應用PDM的先進管理理念來優化生產設計數據管理現狀面臨的問題與其可發揮的空間同樣大。
2 船舶生產設計中項目管理的需求分析
船舶生產設計是一項復雜的系統工程，涉及船舶總體、船舶結構、舾裝、輪機、電氣等多個專業。各專業既有自己獨立的設計流程又和其它相關專業相互影響。現代項目管理起源于20世紀50年代，用于項目執行中對設計、組織、檢測和過程控制進行管理以達到預期目標。項目管理是以項目為對象的系統管理方法，通過運用企業有限資源，對項目進行高效率的計劃、組織、指揮、協調、控制和評價，對項目進行全過程的動態管理和項目目標的綜合協調優化。
造船企業是典型的項目制造企業，一個船型就是一個項目。然而，目前在中小型造船企業中產品開發項目管理中過程缺少有效控制，項目協作困難。
2.1 現有項目管理方式缺乏動態控制
新產品開發項目管理手段落后，產品開發項目過程中，項目負責人基本上采用人工項目管理方式，一些項目管理手段和工具在產品開發中的應用雖對項目過程有輔助作用但并不對產品數據管理有所幫助。項目控制只能靠項目負責人的人為協調。同時，由于不能定義任務的設計輸出，不能有效建立項目、產品、任務之間的關系。因而很難建立詳細的產品開發任務樹（任務分解），直觀反映新產品開發的任務執行人、完成情況、任務進度、任務完成預警、超期報警，任務完成評審。難以實現產品開發項目與任務、產品配置(BOM)，文檔、變更的動態關聯管理和控制。領導不能通過人工項目管理方式及時準確地了解項目任務的執行情況，以便及時處理和協調。
2.2 產品開發沒法實現項目并行協同
造船企業因產品復雜，參與部門多，因此開發周期長，以往在產品設計及其相關的各個過程中，由于缺乏有效的協同工具，采用的是按功能部門串行工作的方法。由于沒有工藝、制造等人員的早期介入，所設計的產品會存在較多的錯誤。這些設計中產生的錯誤，以往是通過對設計文件的審查和會簽，得到部分的改正，而漏下部分則只能在其后的工藝設計、工裝設計、生產和使用中才能逐漸被發現。這就使設計、建造周期拉得很長，不能按時交船。傳統船舶生成設計流程如圖1。
圖1 傳統生產設計流程
3 PDM項目管理系統的業務建模
船舶產品生產設計屬于研究開發和總體綜合設計項目，這些項目通常需要多個部門和專業的協同作業來開展。船舶設計項目復雜程度高、對外部和內部依賴性強、時間限制性強，通常需要利用多個部門的資源，而且技術負責需要技術人員和管理人員共同為項目工作。項目管理的優勢在于能夠跨領域跨部門解決項目執行過程中的各種問題。
對于上述問題，船舶PDM系統的構建首先從建立框圖開始。造船企業一般以一種船型為一個項目，項目下面又分產品，產品下面又分為很多個分段，段下面又分為船體和舾裝專業，如圖2所示船舶生產設計項目管理模塊圖。具體每個分段按照專業添加枝節點，然后按照PDM圖文檔及表檔等對各種操作的具體要求添加葉節點，從而使系統在對圖、文、表檔的管理上形成父、子、孫式的隸屬關系。
圖2 項目管理模塊圖
項目管理是PDM系統的核心功能之一，系統提供流程管理、項目實例化、任務執行與控制、項目任務樹管理等工具幫助企業完成新產品開發任務，并將項目過程信息及設計輸出等統一管理。在以每條船來劃分的項目管理過程中，人員根據所參與項目的內容，可以進行角色的權限分配，這種分配的過程是動態的，與人員參與項目的內容、時間和工作性質有關。
采用PDM系統后，設計數據按照工程的涵義進行存放，而不是按照原來人員進行存放。在項目總體的節點下可能存放的是項目設計任務書、總布置圖、總說明書、型線圖、中剖截面圖等。工程技術人員在查詢中只要根據工程意義即可迅速找到需要資料。
利用DEFO方法建立了PDM項目管理功能模型，如圖3所示。
圖3 項目管理功能模型
4 應用效果
該系統應用于CD船舶企業后，效果顯著。用戶可以利用網絡圖構建典型產品的開發流程，定義各活動節點的屬性（如名稱、工期、任務說明、執行角色、任務輸出等）及各節點間的先后關系，完成企業項目管理流程的固化；可將典型流程應用到實際的開發項目，組建項目團隊，確定每個任務的實際執行人員及開始結束時間，為每個任務定義輸出及輸入審簽流程，完成整個項目WBS結構的展開；可利用人員工作統計，平衡項目參與人員的負荷，實現項目人力資源的管理；可利用甘特圖跟蹤整個項目的進度，通過任務發放到任務箱、預警等方式開展項目工作，實現項目的進度控制等。該船舶企業應用PDM項目管理系統后，其生產設計流程已從傳統的串行模式轉變成并行模式，如圖4所示。
圖4 應用PDM項目管理系統后的船體生產設計流程
5 結語
項目管理是船舶生產設計PDM系統的核心功能之一，實現PDM項目管理，可以直觀反映新產品開發的任務執行人、完成情況、任務進度、任務完成預警、超期報警，任務完成評審。筆者以工程應用為背景，研究了船舶生產設計中項目管理的現狀和需求，建立了基于船舶生產設計PDM的項目管理業務模型，并且應用于CD船舶生產企業，效果明顯，為后續的研究工作奠定了基礎。
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本文標題：船舶生產設計的項目管理研究與應用
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