摘要：在面向產品生命週期的項目管理過程中。包含r不同類型的項日、過程和產品數據，這些數據之間的關聯性和一致性很難得到保證.通過對這些數據的歸納和抽象，構建r零件主紀錄、模型主紀錄、文檔主紀錄和丁程圖主記錄等元數據對象.這螳元數據對象包含了描述對應物理對象的基本屬性信息.通過元模型數據對象與物理對象的相互聯繫以及不同對象屬性之的繼承和關聯，在產品項目和產品生命週期2個維度卜實現了項目、過程和產品數據之間的緊密集成.以汽輪機產品爲例進行了應用驗證，在～個具體的應用系統中建立了汽輪機項目管理集成模型，實現r在汽輪機項日管理過程中不同類型數據之間的集成，提高了項目管理的效率.
關鍵詞：產晶牛命週期管理;項目管理;集成模型;產品開發設計
產品生命週期管理(product lifecycle manage—meat，PI。M)是一種戰略業務方法，能夠更好地將產品推向市場，可以從生命週期的角度最大化產品的價值，並使產品生命週期信息透明化需要對企業內各個單元系統進行無縫集成，從而使遍及產品生命週期各個階段的產品信息能夠被來自不同部門的人(包括供應商和顧客)使用[2].項目管理是在一定的約束條件下，對一系列活動進行的時間、範圍和成本的管理，其目標在於有效地管理爲完成特定目標而進行的一系列活動[3].產品生命週期(product lifeeyc|e，PL)包括需求分析、產品開發、產品設計、加工製造、服務支持等不同的階段，產品的形成過程涉及到設計、製造、市場、銷售以及客戶服務等多個部門Ⅲ.因而在一個覆蓋了產品生命週期的項目中，項目團隊成員之間的信息獲取比較困難，並且效率低下.此外，在項目的執行過程中產生的大量數據很難保持一致性.因此，需要通過一個項目管理集成模型將項目、過程和產品數據集成起來.實現三者的集成，項目管理所需要的數據可以不必重新獲取，並且企業可以直接利用過程模型中已有的過程數據.這樣既在一定程度上減少了項目管理的工作，實現了模型到應用的自動化，也消除了企業的信息孤島，儘可能保持了過程數據和項目管理數據的一致性，還爲跟蹤和管理執行中的任務提供了方便㈨.本文通過建立產品開發項目不同類型的元模型數據對象，描述了項目、過程以及產品數據之間的兩兩集成關係，並從產品項目和產品生命週期2個維度，描述了項目、過程、產品數據之間的集成關係，爲面向PLM的項目管理提供支持.
1、面向PI。M項目管理的內涵項目管理是在項目實施過程中實現其計劃、組織、人員及相關數據的管理與配置，是建立在T作流與過程管理基礎之上的一種管理【6。7].強化PLM系統的項目管理，有其內在的必然性：1)是PLM系統管理範圍的擴展需要，PLM系統需要對PL各個階段涉及的數據、過程以及資源進行管理，傳統的基於部門的組織方式必須向基於項目的管理方式轉變;2)對於研製週期長、涉及學科多、質量要求高的複雜產品，更需要通過項目管理的手段強化整個研製過程的計劃、執行和跟蹤控制，管理好產品開發相關的質量、進度和成本，從提高設計質量向提高分析質量、製造質量、管理質量和服務質量等多目標轉變，以確保產品開發的順利進行.面向PLM的項目管理，需要管理產品生產過程和使用過程中的計劃、執行和控制等活動以及與這些活動相關的資源，並將它們與產品數據集成在一起，最終實現項目在進度、成本和質量等方面的目標.面向PLM的項目管理包括2層含義：1)項目管理涵蓋PL的各個階段，需要管理不同階段的活動、資源、數據;2)在PL的前期階段當對項目進行管理和規劃時需要同時考慮產品生命週期，即以全局的觀點進行項目管理和規劃.
2、面向PLM項目管理的幾個關鍵模型
2.1 面向PI.M的“項目-產品”數據模型項目的工作需要產品數據，項目的執行形成新的產品結構以及產品數據¨J.產品數據是指與產品相關的產品需求數據、開發設計結果、加丁數據、在產品使用以及維護過程中涉及到的所有數據.具體包括產品的需求說明書、產品的總體設計報告、產品的使用說明書、產品的工藝過程規劃、產品的生產計劃、產品的裝配計劃、產品維護手冊等文檔，以及各種三維CAD模型和CAD工程圖。本文采用元數據技術建立了面向Pl。M的“項目一產品”數據模型，如圖1所示.基於零件、CAD模型、CAD工程圖和各種文檔抽象了4種類型的元數據PMR、MMR、DrMR、DoMR.項目通過元數據與物理對象關聯.1)零件主記錄(part master record，PMR)，它通過一些基本屬性來對零部件(或者產品)對象進行描述，最主要的屬性是零件標識.2)模型主記錄(model master record，MMR)，用來描述CAD模型的基本信息，並作爲一個組織單元把所有相關的3D零件模型信息聯繫在一起.3)文檔主記錄(document master record，DoMR)，用來描述文檔的基本信息，並作爲一個組織單元把所有相關的零件文檔信息聯繫在一起.4)工程圖主記錄(draft master record，DrMR)，用來描述工程圖的基本信息，並作爲一個組織單元把所有相關的零件工程圖信息聯繫在一起.一個項目包含多個PMR對象，一個PMR對象又可以屬於多個項目，項目和PMR對象之間是多對多的關係.項目與DoMR對象之間的關係也是多對多的關係.通過DoMR對象，PL各個階段的各種文檔數據都可以與項目相關聯f9].基於該數據模型可以使產品結構乃至與產品相關的.所有文檔都能夠與項目建立關聯，從而實現產品數據在整個項目內部的共享，以及保證產品數據信息在整個PL過程中的一致性.
2.2面向PLM的“項目-過程”模型面向PLM的“項目一過程”模型如圖2所示.一個項目包含多個任務，一個任務可以屬於多個項目，項目和任務之間是多對多的關係.一個任務與一個具體的執行過程相對應，執行過程包括多個相互之間具有約束的活動，這些活動可能來自PL的不同階段，例如在一個文檔發放過程中的活動可能涵蓋了PL的設計、試製、批量生產等多個生命週期階段.每個活動對應着過程日曆以及電子文件夾，過程日曆規定該活動需要完成的任務清單以及過程狀態等.活動執行的結果“產品數據對象”保存在電子文件夾中.活動的順利執行離不開項目資源的支持，項目資源包括人力資源(在執行過程中擔任不同角色的用戶)、應用軟件等.隨着活動的執行，資源逐漸減少，產品模型逐漸形成.基於“項目一過程”模型，既可以使項目管理從業務過程中獲取大量實時數據，又可以克服在過程管理中缺乏對任務工期優化、成本控制及多工作流之問的相互協調等不足.
2.3面向PLM的項目模型爲了有效地實施面向PI，M的項目管理，需要執行項目規劃、制訂進度計劃以及對項目進行監控等.面向PI。
一個項目由咒個任務組成，一個任務也可以屬於m個項目，任務和項目之間是多對多的關係.同樣，任務和子任務之間也是多對多的關係.項目需要與項目日曆相關聯，以瞭解項目的進展情況;項目與項目成本的關聯使得對項目成本的實時控制成爲可能，從而能夠合理地在PL內控制項目成本;電子文件夾被用來對項目執行過程中產生的項目數據和產品數據進行組織和管理;實施一個項目還需要建立一個項目組並確定項目負責人.任務也需要與進度計劃、任務成本、電子文件夾、用戶、角色等管理對象建立聯繫.在面向PLM的項目管理中，項目日曆、項目成本、電子文件夾由不同任務單元的進度計劃、任務成本、電子文件夾組成.
3、面向PLM的項目/過程/產品數據集成模型，面向PLM的項目集成模型是一個二維模型，分別包括產品項目(product project，PP)維和PL維.在PP維度上，可以根據需要將項目分解成不同的層次，這裏將項目分解爲項目、任務、過程以及活動4層.在PL維度上，項目可以根據不同的PL階段分解爲不同的任務，任務之間存在着緊前和緊後關係，並且在複雜產品的生命週期項目中還存在反饋和迭代.在PLM系統中，可以將項目分解所得到的任務作爲過程管理系統的信息輸入，項目隨着任務的分解而展開，產品數據隨着任務的完成而形成(見圖4).在項目、過程以及產品數據的集成框架中，過程是聯繫項目和產品數據的紐帶.項目分解的結果 得到獨立的活動，根據一定的關係組成了有序的執行過程;隨着這些過程的執行產生了描述產品所必需的各個PI。階段的數據.例如，某個產品開發任務對應一個具體的過程，在這個過程中包括了6個活動.活動1的執行結果得到了產品模型(部件1)的一部分;某個生產製造任務也對應了一個具體的過程，該過程中的活動7的執行產生了部件l的其他一些文檔，豐富了產品模型.因此，通過對過程信息的提取，可以得到如下信息：執行任務的內容、任務的執行階段、需要及產生的產品數據，從而實現三者在數據上的緊密集成.項目、過程和產品數據的集成，有利於在產品生命週期內改善數據的獲取、交互，有利於保證數據的一致性和可追溯性，從而提高項目人員的T作效率和創新能力.基於該集成模型，項目組成員能夠儲存、訪問和重用遍及產品生命週期的所有產品信息，從而使企業管理人員能夠從總體上把握所有重要的產品信息.通過項目、過程和產品數據的集成，提高產品數據在產品生命週期過程中的可追溯性，可以對產品的變更過程進行追蹤，並記下變更的原因.此外，在產品生命週期過程中，不同的人員關注不同的產品信息，希望獲得產品狀態的不同視圖.例如，終端用戶和產品管理團隊將產品看作是一個整體，因此他們關注的焦點是產品的總體信息;產品開發團隊將產品看作是各個子系統的集合，需要完成對各個子系統的開發設計.爲不同的人員從項目規劃中提取相關的視圖經常需要花費大量的時間，並且導致在管理過程中出現大量的信息流.通過項目集成信息數據模型，可以及時地向不同人員提供相關信息，並且減少管理過程中的信息流.
4、應用實例不同的產品
在PL不同階段表現出不同的特點，有些產品需要在產品生命週期內實行項目管理，例如重大科技產品“神舟飛船”、衛星等;有些產品則只需要對PL的某個階段或幾個階段進行項目管理.但是，不管面向PI，M的項目管理覆蓋了PI。幾個階段，都需要在生命週期的前期階段考慮生命週期後期階段的項目管理(前文提到的第二層含義)，從而真正實現面向PLM的項目管理.汽輪機是一種典型的按訂單設計(engineer—to—order，ETO)產品，需要根據客戶訂單重新進行產品設計.汽輪機的產品形成過程包括3個階段：訂單處理、產品設計、生產加工.這裏根據PL的不同階段對汽輪機產品開發設計項目進行工作分解，根據項目工作表，可以創建項目的網絡計劃圖，如圖5所示.其中，將項目的網絡計劃分爲2層，如果有必要，可以繼續細分下去.項目的每一個工作對應一個工作流，執行該工作流將輸出對應的產品數據.在產品定義階段輸出的產品數據包括需求說明書、總體設計報告等.在訂單處理階段，根據客戶需求進行汽輪機本體的選型，從而確定產品的報價，這一階段產生的產品數據主要包括汽輪機總體設計方案、汽輪機報價單等.在項目的執行過程中，在汽輪機產品設計完成後，將輸出產品的詳細結構、產品三維模型、工程圖以及各種設計文檔.在生產加工階段，項目的交付物包括物理上的產品以及工藝、數控(NC)和生產加工等各種文檔數據，從而使面向PI。M的“項目一產品”模型更加豐富和完善。對Smarteam系統進行了二次開發，在該系統中建立了汽輪機產品的項目管理集成模型.爲了對汽輪機的各種數據，如零部件、模型、工程圖和文檔進行管理，並將它們與項目的各項工作關聯起來，在系統中還需要創建PMR、MMR、DoMR、DrMR對象嗍對象和DOMR對象中的一些重要屬性來自PMR對象，例如模型編號、項目編號和名稱等，與PMR對象的對應屬性保持一致.此外，MMR對象、DoMR對象和DrMR對象還通過聯繫對象(Link對象)分別與CAD模型對象、工程圖對象和文檔對象保持關聯、MMR、DoMR、DrMR對象又與項目樹相關聯，從而建立面向PLM的“項目一產品”模型，如圖6所示.在汽輪機的項目樹中每一個任務都對應了一個相應的工作流，工作流的執行產生相應的產品數據.可以根據需要給項目組成員分配相應的活動，而項目組成員能否接受所分配的活動則取決於其個人的日曆.當對不同工作流進行協調時需要參考各個過程的日曆，爲此，項目負責人必須採用一個計劃管理系統明確地規定每個活動的開工和完工的時間，即“項目一過程”模型.
5、結語
PLM一種戰略性的(業務)方法，它反映了企業內部和擴展企業之間對信息共享和互操作的要求.通過項目集成模型可以持續不斷地採集到關於項目進度、產品和過程等方面的信息，並將計劃數據與實際數據進行比較，從而爲項目的成功實施打下了良好的基礎.同時，面向PLM的項目管理信息集成模型有助於對項目的進展情況進行透明的監控.隨着面向PLM的項目管理範圍擴大，出現了一些新的值得關注的問題，例如，如何在產品生命週期內合理調配資源、控制項目進度、保證項目質量，以及如何加強PL各階段的交流與協作等.爲了真正實現產品生命週期內的項目管理，對產品的形成過程和使用過程進行實時的控制，需要對這些問題做進一步的深入研究.