在進行產(chǎn)品研發(fā)時，高效地利用有限資源，在規(guī)定的時間內(nèi)，以盡可能高的質(zhì)量和較低的成本完成產(chǎn)品研發(fā)始終是被關(guān)注的課題。在對產(chǎn)品研發(fā)所涉及領(lǐng)域的理論、技術(shù)、工具等手段被充分開發(fā)利用后，產(chǎn)品的研發(fā)過程管理即從另一個全新的角度來研究項目開發(fā)效率問題，形成了項目管理的相關(guān)理論和方法。
項目管理是為了在規(guī)定的時間范圍內(nèi)，完成一個既定的項目目標，通過一定方式合理地組織有關(guān)人員，有效地管理項目中的資源與數(shù)據(jù)，控制項目進度的方法。工作流管理主要管理當前用戶對數(shù)據(jù)進行操作時的員工之間或活動之間的數(shù)據(jù)流，并在一個項目的生命周期內(nèi)跟蹤所有事物和活動的數(shù)據(jù)；結(jié)合產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理，工作流管理可對項目開發(fā)過程進行有效管理，以最大限度地提升項目開發(fā)效率。
產(chǎn)品開發(fā)過程是指從新產(chǎn)品的定義到產(chǎn)品的批量生產(chǎn)之間的全部過程，它包括與新產(chǎn)品開發(fā)有關(guān)的所有信息、技術(shù)活動以及管理活動。針對產(chǎn)品開發(fā)項目，工作流管理主要包括產(chǎn)品開發(fā)全過程的工作流建立與控制、流程更改與審批、過程狀態(tài)及資源的協(xié)調(diào)控制。而建立在工作流管理基礎(chǔ)之上的項目管理，以任務(wù)為研究對象，根據(jù)產(chǎn)品開發(fā)全過程中各任務(wù)之間的邏輯關(guān)系進行任務(wù)分解；利用資源分配與進度控制功能進行有效的項目計劃、組織、協(xié)調(diào)與控制；并且產(chǎn)品的批量生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的問題可以實時追溯到產(chǎn)品開發(fā)階段，在項目管理中尋找偏差、解決問題；最后在項目信息與意見反饋中實現(xiàn)協(xié)同環(huán)境下的信息共享。
1 項目管理系統(tǒng)模型的建立
1.1 項目分解結(jié)構(gòu)模型
從項目的觀點看，新產(chǎn)品開發(fā)過程是一個項目的實施過程，新產(chǎn)品開發(fā)的每個階段可分解為該項目的子項目，每個子項目又可按層次進行細分，最后就把復(fù)雜的項目分解成若干個可執(zhí)行的任務(wù)，管理系統(tǒng)再將這些任務(wù)作為信息輸入發(fā)送給流程管理模塊。任務(wù)分解機制(WBS)就是將項目分解為可控制的工作單元，以確定這些工作單元的資源、進度、成本、反饋信息以及定義的質(zhì)量要求。項目主管在通過項目定義模塊新建一個項目后，就要通過項目分解模塊來建立項目分解結(jié)構(gòu)樹，以此來確定任務(wù)之間的樹狀層次關(guān)系；樹根節(jié)點是項目節(jié)點，葉節(jié)點即是一級子任務(wù)、二級子任務(wù)等逐級任務(wù)。項目分解結(jié)構(gòu)模型的建立要依據(jù)項目各任務(wù)之間的相互關(guān)系，以任務(wù)之間的關(guān)系為例，任務(wù)分解中各任務(wù)之間的相互關(guān)系有3種，如圖1所示。
圖1 任務(wù)分解中任務(wù)之間的相互關(guān)系
(1)串行依賴關(guān)系，此關(guān)系中B任務(wù)在A任務(wù)完成后才執(zhí)行。對任務(wù)A與B的關(guān)系定義一個3元集（Ta，Tb，S），Ta與Tb是A與B這兩個任務(wù)或是它們的任務(wù)集，此時Tb必須在Ta完成后才能執(zhí)行，S表示Ta與Tb執(zhí)行的時間間隔，當S=0時即Ta執(zhí)行完，Tb立即執(zhí)行。
(2)并行依賴關(guān)系，此關(guān)系表示A、B、C等任務(wù)全部執(zhí)行完才能執(zhí)行后續(xù)任務(wù)。對任務(wù)A與B的關(guān)系定義一個6元集（Ta，Tb，Tap，Tbp，Tn，S），Ta與Tb是兩個任務(wù)或是任務(wù)集，Tap與Tbp分別表示Ta與Tb的前序任務(wù)，Tn表示A、B執(zhí)行完成后的后續(xù)任務(wù)，即Ta與Tb必須都完成后才能啟動后續(xù)任務(wù)Tn的執(zhí)行，S為Ta與Tb中時間較長的那個任務(wù)的執(zhí)行時間期限。另外當并行關(guān)系數(shù)大于兩個時，對任務(wù)B與C的關(guān)系同樣定義一個6元集（Tb，Te，Tbp，Tep，Tn，S），后面的并行關(guān)系即以此類推。
(3)交互耦合關(guān)系，定義一個6元集（Ta，Tb，Na，Nb，Da，Db），Ta與Tb是兩個任務(wù)或是任務(wù)集，在交互關(guān)系中Ta與Tb兩任務(wù)的信息交流是相互的，即Ta執(zhí)行時需要Tb的信息，Tb的執(zhí)行也需要Ta的信息，其動態(tài)表現(xiàn)就是要經(jīng)過Ta與Tb兩任務(wù)間信息的多次迭代和反復(fù)，才能完成這兩項任務(wù)而進入后續(xù)任務(wù)。Na與Nb則分別表示兩任務(wù)間信息的循環(huán)交流次數(shù)，如Na=3時則表示Ta在執(zhí)行時需要3次從Tb提取信息。Da=（Da1，Da2，…，Dan）表示Ta每次從Tb中提取信息的節(jié)點或時間點，Db=(Db1，Db2，…，Dbn)表示Tb每次從Ta中提取信息的節(jié)點或時間點。分解時可盡量從它們信息交流時的節(jié)點或時間點處將這種交互關(guān)系解耦為串行或并行依賴關(guān)系。
根據(jù)項目分解結(jié)構(gòu)進行具體任務(wù)分解的一般步驟有：
(1)依據(jù)各任務(wù)的復(fù)雜程度以及它們的相關(guān)資源判斷任務(wù)能否分解，分解時就將4任務(wù)分解成一系列的子任務(wù)即Ta={ti|=1，…，n}，并將這些子任務(wù)加入到整個任務(wù)集中，若不可分解則可直接分配于項目人員執(zhí)行。
(2)當有新加入的子任務(wù)ti∈Ta，要分配其相應(yīng)的資源，再根據(jù)其與前序或后續(xù)任務(wù)之間的串行或并行關(guān)系用3元集或6元集表示，當其前序任務(wù)完成后執(zhí)行該任務(wù)。
(3)任務(wù)分解時檢查任務(wù)之間有無閉環(huán)關(guān)系存在，若有，則為交互耦合關(guān)系，或是兩任務(wù)都無法執(zhí)行的錯誤。此時應(yīng)查看分析原因并進行重新分解，若是交互耦合關(guān)系則用6元集表示，分配給工作人員任務(wù)時注意兩任務(wù)的同時進行以及節(jié)點處及時的信息交流。
(4)任務(wù)Ta分解完成之后，對于每一個任務(wù)ti∈Ti（i=a，b，…），依次對其從步驟(1)開始從頭分解，直到項目結(jié)構(gòu)樹完成。
項目分解完成后根據(jù)項目計劃、項目任務(wù)之間的關(guān)系、人員以及資源分配，采用一定的方法制定任務(wù)實施進度計劃，常用的方法有橫道圖法、關(guān)鍵路徑法、計劃評審方法和平行作業(yè)法。橫道圖即直觀地展示進度和完成目標所需要的工作方式，也稱為甘特圖法。關(guān)鍵路徑即項目中最重要活動的集合線，這條集合線的活動持續(xù)時間和搭接時間決定著總工期。計劃評審方法即任務(wù)之間邏輯關(guān)系是事先確定的，但任務(wù)的持續(xù)時間卻無經(jīng)驗數(shù)據(jù)可遵循，只能給出最樂觀時間、最可能估計時間和最悲觀時間，再對它們進行分析計算。平行作業(yè)法在實際中應(yīng)用最多，即平行地執(zhí)行各種任務(wù)，例如在結(jié)構(gòu)設(shè)計項目時就應(yīng)考慮工藝的問題。
1.2 工作流管理與項目管理的集成模型
在項目任務(wù)計劃制定工作結(jié)束，項目成員及材料資源分配完成后，項目管理工作就進入任務(wù)執(zhí)行階段。任務(wù)執(zhí)行階段是以工作流的各流程任務(wù)為對象進行實時的控制，項目管理與工作流管理在此時的任務(wù)信息管理上應(yīng)是相互結(jié)合。構(gòu)建工作流管理與項目管理的集成結(jié)構(gòu)模型是設(shè)計項目管理功能模塊的基礎(chǔ)。
在集成方面，可以將項目管理歸結(jié)于企業(yè)管理，而將工作流管理歸結(jié)于使能技術(shù)。集成原則有：
(1)項目管理控制全局，站在項目全局來圍繞項目目標進行實時監(jiān)測、控制項目的執(zhí)行；而工作流管理是以某項具體業(yè)務(wù)流程為研究對象，缺少縱覽全局的視角。
(2)項目管理進行較高層次的規(guī)劃管理。具體有靜態(tài)和預(yù)測式的規(guī)劃以及資源的分配，這有利于實現(xiàn)企業(yè)能力的最優(yōu)化；而工作流管理進行現(xiàn)場實時的管理與規(guī)劃。保證在規(guī)定的時間、成本、質(zhì)量等約束下，實現(xiàn)效率的最大化。依據(jù)項目管理與工作流管理之間的集成原則，建立項目管理與工作流管理的系統(tǒng)集成實現(xiàn)模型，如圖2所示。
圖2 工作流管理與項目管理的集成系統(tǒng)實現(xiàn)模型
從圖2中可以看出，在工作流管理與項目管理的集成實現(xiàn)模型中，項目的整個組織過程是有先后順序的，并且每一項工作都與其他工作及數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)，每一工作也只有在其前續(xù)工作完成后才能激活并執(zhí)行。為更直觀地說明集成系統(tǒng)中每一步工作的狀態(tài)以及該狀態(tài)的激活次序，使用UML技術(shù)建立集成系統(tǒng)項目組織流程的狀態(tài)圖，如圖3所示。
圖3 集成系統(tǒng)中項目組織流程的狀態(tài)圖
圖中方框表示項目組織過程中每一步的動作，在從一個動作到另一個動作的有向線段上說明了從一個狀態(tài)到另一個狀態(tài)的原因和操作，箭頭則表示兩個狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換，(1)～(6)即轉(zhuǎn)換條件，用于表示每個動作激活決策點的情況。在狀態(tài)圖中定義狀態(tài)標志State，并有3個取值為0、1、2。比如當項目信息狀態(tài)標志iState=0時，指項目信息編輯階段還未進入工作狀態(tài)；當iState=1時，說明這個階段已經(jīng)進入工作狀態(tài)了，但還沒有得到進入下一步工作狀態(tài)的激活決策點；當iState=2時，說明此階段工作已經(jīng)完成，并有了可進入下一階段工作的激活決策點。轉(zhuǎn)換條件(1)～(6)的具體定義如下：
(1)表示項目信息狀態(tài)標志iState=0，且項目成員狀態(tài)標志pState=0，項目材料狀態(tài)標志mState=0，此時就可以開始對選中項目的初始化信息進行操作。
(2)表示項目組織成員的狀態(tài)激活條件，此時若項目信息狀態(tài)標志iState=2，則激活了項目的成員組織工作。
(3)表示項目成員組織的狀態(tài)標志pState=1，此時可對已安排好的成員組織進行調(diào)整。
(4)表示項目材料的組織狀態(tài)標志mState=1，此時可對已組織好的材料資源進行更新，在此之前項目材料組織的激活決策條件iState=2已經(jīng)達到。
(5)此時項目材料組織的狀態(tài)標志mState=2，即項目的材料組織工作已經(jīng)完成，進入下一階段任務(wù)分解工作所需的激活條件減少一個。
(6)此時項目組織成員的狀態(tài)標志pState=2，即項目的成員組織工作已經(jīng)完成，進入下一階段所需的激活條件再減少一個，此時便激活了項目的任務(wù)分解工作。
用項目組織流程狀態(tài)圖說明的各個狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換以及激活條件來解釋圖2所示的項目管理與工作流管理的集成系統(tǒng)實現(xiàn)模型：(1)用戶先通過定義工具對項目信息進行初始化，即iState=1。(2)當項目信息狀態(tài)標志iState=2，便可對項目的成員以及材料進行組織，此時pState=1，mState=1。(3)在項目組織工作完成后即pState=2，mState=2，任務(wù)分解工作所需的激活條件減少到零，根據(jù)成員以及材料等項目信息用任務(wù)分解機制(WBS)完成對項目的任務(wù)分解。(4)任務(wù)分解做出的計劃結(jié)果傳遞到數(shù)據(jù)庫進行維護并為工作流管理服務(wù)器提供控制數(shù)據(jù)，工作流服務(wù)器通過這些控制數(shù)據(jù)來辨別每個時間點上每個過程或活動的狀態(tài)信息。(5)在項目計劃制定后開始具體任務(wù)的執(zhí)行階段，此時任務(wù)的執(zhí)行需要項目管理的計劃控制，以及工作流管理依據(jù)計劃進行的實時跟蹤、流程監(jiān)控與調(diào)度。在流程監(jiān)控中工作流服務(wù)器通過關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)庫獲得過程實例的靜態(tài)信息和用戶輸入的數(shù)據(jù)，并通過工作任務(wù)表向工作人員派發(fā)任務(wù)。
2 項目管理系統(tǒng)的功能設(shè)計
基于工作流管理的項目管理是以任務(wù)為管理對象，管理過程可劃分為產(chǎn)品規(guī)劃、產(chǎn)品設(shè)計、任務(wù)分解、計劃實施、信息反饋等階段，在每個階段共享與管理信息。所以項目管理與產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)所追求的信息共享的目標是一致的，并且相互依存。圖4顯示了項目管理系統(tǒng)的功能與產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的其它功能之間的聯(lián)系。產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中基于工作流的項目管理在具體實施時的功能如下：
(1)在項目定義模塊要先創(chuàng)建并定義一個新項目，創(chuàng)建新項目內(nèi)容包括項目編號、名稱、類型、開始及結(jié)束時間、項目負責人以及項目的描述等。在查詢和調(diào)用一個已定義的項目時，可以通過項目編號、項目名稱等條件來進行查詢工作。
(2)創(chuàng)建項目后在項目分解模塊依據(jù)項目總目標劃分項目任務(wù)，并根據(jù)項目各任務(wù)之間的串行、并行或是交互關(guān)系對項目進行任務(wù)分解，之后根據(jù)項目的任務(wù)實施計劃設(shè)置任務(wù)啟動與結(jié)束時間。
(3)資源分配模塊為項目管理分配各任務(wù)所需的人員、工具材料、資金、時間等資源，并通過產(chǎn)品管理調(diào)用和分配零部件配置信息以及文檔圖紙，結(jié)合系統(tǒng)權(quán)限管理對任務(wù)成員角色進行權(quán)限控制。
(4)任務(wù)執(zhí)行階段也就是基于工作流的項目管理與流程管理的集成點。在任務(wù)執(zhí)行中系統(tǒng)可顯示項目在流程中的具體環(huán)節(jié)，工作流管理會將任務(wù)執(zhí)行的實際進度時間與任務(wù)計劃時間相比較，若出現(xiàn)延誤就會自動彈出對話框提醒工作人員進行處理。項目負責人要隨時記錄項目任務(wù)的執(zhí)行進度、成本以及質(zhì)量系數(shù)。根據(jù)進度的超前與滯后、成本與預(yù)算的對比以及質(zhì)量的合格度來分析項目實施中產(chǎn)生的問題，找出偏差，分析原因，研究糾正偏差的對策并實施。
(5)在項目信息模塊中可以進行員工意見的反饋及建立工作日志，以此作為員工績效評價的依據(jù)。項目信息模塊結(jié)合協(xié)同環(huán)境也可以實現(xiàn)項目信息的實時共享與溝通，提高工作效率。
圖4 基于工作流管理的項目管理系統(tǒng)功能圖
3 項目管理系統(tǒng)的實例應(yīng)用
在大多數(shù)制造企業(yè)實際的產(chǎn)品生產(chǎn)項目管理中存在幾個問題：(1)產(chǎn)品設(shè)計與生產(chǎn)項目缺少系統(tǒng)的規(guī)劃，導(dǎo)致項目執(zhí)行的效率低。(2)項目進度缺少系統(tǒng)的監(jiān)控機制，導(dǎo)致項目經(jīng)理不能及時了解項目的進度情況。(3)項目組員構(gòu)成不明確，可能造成內(nèi)部矛盾，進而降低工作效率。(4)缺乏系統(tǒng)的信息共享與反饋機制，影響項目運行效率。根據(jù)以上實際問題設(shè)計了基于工作流管理的項目管理系統(tǒng)的各項功能，并在某空調(diào)企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計項目中實施應(yīng)用，改善了以上問題。
以企業(yè)改裝項目的新樣機產(chǎn)品開發(fā)過程為例，如圖5所示，在該產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中，基于工作流管理的項目管理可對項目進行定義，對項目進行逐級分解，設(shè)置開始時間與任務(wù)關(guān)系，系統(tǒng)的資源分配模塊可對任務(wù)所用到的文檔、人員、零配件等資源進行分配；在任務(wù)運行后，進度控制模塊可對項目進度進行監(jiān)控；系統(tǒng)具有對項目運行過程中產(chǎn)生信息進行查詢的功能，如圖6所示，以便及時發(fā)現(xiàn)問題并記錄，作為問題分析及績效考核的依據(jù)。
圖5 項目管理系統(tǒng)任務(wù)分解示意圖
圖6 項目管理系統(tǒng)信息反饋界面圖
4 結(jié)束語
產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)提供了產(chǎn)品研發(fā)數(shù)據(jù)集成的平臺，基于工作流技術(shù)的流程管理是其重要組成部分，工作流管理為項目管理提供了任務(wù)處理的運行機制，項目管理也為工作流管理提供了目標方向、任務(wù)計劃及信息資源上的支持。文中在面向新產(chǎn)品開發(fā)過程的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)應(yīng)用上，對項目管理與流程管理的集成進行了研究，并設(shè)計了項目管理的項目定義、項目分解、資源分配、進度控制和項目信息功能模塊，在某空調(diào)企業(yè)的新產(chǎn)品研發(fā)過程中得到了實際應(yīng)用，使得產(chǎn)品研發(fā)過程得到了信息技術(shù)的支撐，數(shù)據(jù)共享程度提高，冗余減少，研發(fā)過程更加清晰、直觀、可控，從而提高了研發(fā)效率。
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