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基于全生命周期的项目管理在汽车研发中的应用研究

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经过多年的发展，中国汽车市场已经成为全球发展最快的市场。整车企业间的竞争日趋激烈，竞争加剧使产品价格不断降低，投放新产品带来的科技附加值成为各大汽车厂商追求更多利润的内在动力。产品要不断投放上市，表面上看产品开发的周期缩短，但由于产品开发周期已经处于压缩的极限，所以新产品上市时间快，在很多情况下只有通过平行开发多个新产品来实现。由于资金预算缩减，且各种稀缺资源的供应额度有限，汽车企业必须在资源限制下，同时开展多个项目、多个新车型的开发，保证企业可持续的竞争力，这对汽车研发的项目管理提出了很高的要求。针对这些问题，文章研究了基于产品开发全生命周期管理框架的项目管理的项目计划、工作分解、角色权限设置以及项目任务多视图模型等技术，及其在汽车研发中的应用，探讨如何运用项目管理来有效保证汽车研发这样一个庞大的系统工程的有效运行。

1 研究背景

产品全生命周期管理(PLM)是近20年市场竞争和技术演化的结果。PLM是指：管理产品从需求、规划、设计、生产、经销、运行、使用、维修保养、直到回收再用处置的全生命周期中的信息与过程。它既是一门技术，又是一种制造的理念。它支持并行设计、敏捷制造、协同设计和制造、网络化制造等先进的设计制造技术。因此，研究和开发PLM系统具有十分重要的意义。为了改善企业管理状况和提高产品研发能力，目前各企业相继引入PLM平台。PLM从企业的战略管理角度出发，为企业提供了跨越整个产品研发过程协同管理能力、为高层战略决策服务的技术支持平台；可优化企业的产品研发业务，降低产品的综合成本，提高产品质量，缩短新产品投入和产出时间，从而提高企业的核心竞争力。

2 基于PLM的项目管理的关键技术

2.1 项目计划制定

项目计划是项目管理产生和运行的基础，是项目实施期间进行有效管理的依据和前提。产品开发服务项目计划的制定是一个复杂、规模较大的决策问题，为了降低项目计划制定的难度，可以将产品开发服务项目计划过程分为3个阶段进行，即项目分解、资源配置和确定任务工期。项目分解是将每一个项目分解为若干个相对独立的在时间上串并行的任务，并确定任务的大概工期及任务之间的时间约束关系，每一个任务都由一个资源独立完成。资源配置即根据项目分解的结果，确定每一个任务由哪一个资源拥有者来完成。以单独的任务为研究对象，根据价格、时间、服务、质量等约束条件在资源库中寻找能完成该任务的有效资源集合，对每个候选的任务资源，选用层次分析法，进行资源拥有者的选择。确定任务工期即确定每一个任务资源的工作时间。依据项目的分解结果和时间约束关系，建立项目的网络流程图，根据从起点到终点和从终点到起点的方向顺序计算各任务的最早时间和最迟时间，在此基础上计算出各任务的最早可能开始时间和完成时间、最迟可能开始时间和完成时间。从而确定关键路径和关键任务，算出任务的时间参数。

2.2 项目工作分解与安排

产品开发全过程从产品的概念形成开始直至交付生产为止，是一个包括从产品设计到报废回收的长周期过程。按照功能实现划分，包括概念设计、详细设计、工艺工装设计、虚拟样机、试制试验等阶段，各阶段又包括不同的子阶段及活动。利用工作分解结构(WBS)树形图，将一个具体产品的开发作为一个项目，其下属各阶段即作为子任务，各子任务再分解成若干个相对独立的工作单元，即活动，它是整棵项目任务结构树的叶子节点。每步分解的依据是，每个子级活动能够描述其父级活动的一项完整的功能单元，从而完成活动界定，以便更有效地组织项目。所以，产品开发过程的WBS可以描述为一个产品开发过程中所包含的功能活动，是面向功能的分解。在处理产品开发过程中各个活动之间的关系时，必须考虑到产品全生命周期的原则，避免产品开发过程中下游的后续阶段向设计阶段反馈更改，造成长周期的迭代，拖延整个项目的进度。如图1所示，汽车研发过程涉及到质量、设计、制造、采购、销售、售服等各部门的分工与合作，并且要与供应商、采购商等并行运作。建立合理的工作分解结果有助于尽早地发现和解决开发过程中所有可能产生的矛盾和冲突，减少反复及变更次数，缩短产品的开发时间，降低成本，提高质量和产品开发的效率，加快项目的执行进度。

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图1 汽车研发项目工作分解示意图

2.3 项目角色权限管理机制

PLM系统和项目管理系统中，对象保护和访问权限鉴别非常重要。产品数据保存在PLM系统中，实现了数据共享，同时也带来了数据安全问题。数据安全包括两层含义：其一是限制用户权限，防止用户对数据的非法存取；其二是防止合法用户的误操作，包括数据恢复以及记录锁定、域锁定等。访问数据用户的权限、产品数据的阶段、产品数据的发布状态等情况下，都涉及到角色访问权限的管理问题。本文系统采用了以项目管理设计的产品数据为核心，以项目岗位和项目成员为控制对象，以汽车研发过程为主线的复合型权限管理机制。

2.4 项目管理的多视图模型

为了方便项目管理人员对项目任务的管理、资源的调度和任务的监控，我们使用了基于项目任务结构树的多视图模型。项目日历是项目管理人员根据项目任务书上规定的时间期限和企业目前的资源状况来安排项目进度的日历表。它反映了整个项目的进度情况和各个项目子任务的时间安排，项目管理人员运用日历表可以对整个项目进行监控，及时了解项目当前的进度，以便对企业现有资源进行合理配置，以及对项目进度进行优化。同时项目管理人员在向PDM系统用户分配任务时，可以先查看当前的用户日历表，了解其时间安排，不会因为用户有各种不同的任务而发生时间上的冲突。

3 基于PLM的项目管理在汽车研发中应用

汽车研发过程具有目标明确，涉及到的专业学科和参数要求多，市场时效性强，人力物力资源消耗量大等特点。这需要汽车企业在确保时间、经费和性能指标的条件下，尽可能高效地完成研发任务。而基于产品全生命周期的项目管理能有效满足汽车企业研发项目的需要。

3.1 汽车企业研发过程

某汽车制造公司的产品研制过程包括设计策划、工程设计、工程设计评审、工艺工装准备、生产制造准备、产品制造和装配、产品检验和测试等研制环节。在产品研制项目确定之前，需要和客户多次接触交流并进行调研工作，在多方参与的情况下进行项目可行性论证工作；论证通过后得以立项，准备进行产品的研制工作。在项目确定后需要确定整个项目的人员组成，由计划管理部门进行产品策划工作，下发项目研制计划，确定各部门参与的具体人员和各部门在项目上的工作节点。各部门将以项目研制计划作为工作的指导性文件。项目通常以型号为中心，由不同部门的专业人员构成产品科研团队，型号的研制跨多个部门，研制人员的具体工作由其所在项目中的角色来决定。在汽车产品研发过程中，设计部门根据计划部门的计划网络图协调各具体的部件项目，并管理外协外包与配套，各专业设计室负责各自专业部分的总体或部件科研，其中部门负责人除了自己负责项目的部件主管设计外，还要负责专业室内承担的各部件项目的协调管理。工艺部门进行产品的工艺管理工作以及针对产品图样制定工艺文件，生产部门将依据产品图样和相关工艺文件确定产品零部件的生产计划等工作。调度部门负责产品制造环节的人、财、物的调度工作。质量部门全程跟踪和监督产品研制过程中的产品质量。此外档案管理部门负责产品相关技术文件的归档和借阅工作。

3.2 项目管理的实施效果

根据企业的实际需求，我们在全生命周期管理基础上建立产品数据BOM体系，以产品为导向利用可视化面向对象技术，对产品技术数据的产生过程和数据管理进行集成管理。以产品配置关系为显性引导源，将产品各类型技术数据和属性值动态绑定在一起，以保证产品技术数据的完整性、一致性和协同性，从而实现对产品设计、工艺和制造数据的有效管理和集成，这里所指的产品设计、工艺、制造数据是直接用于生产的企业目标数据；一体化集成指的是用于产生产品设计、工艺和制造目标数据的单元工具软件(如CAD/CAPP和CAM系统等)间的集成，是技术保障阶段的过程集成，集成的对象数据为企业过程数据。我们建立基于PLM的汽车研发项目管理系统模型，该模型从产品开发项目管理角度出发，以产品开发的过程链为主线实现产品开发过程的数据管理。首先从汽车研发项目整体进展方面进行任务定义、分解、优化和执行，管理工作流。然后对系统管理的规范、文档、数据、模型等产品信息内容和产品设计数据以及项目运行和工作流程运行中发布、变更、校核、审核等动态产品数据进行管理。有效地实现了项目管理的功能。

(1)项目进度管理

公司实施项目管理后，项目团队的项目规划、维护和进度得到有效监控。项目规划包括项目的任务分解、任务依赖关系、项目里程碑以及起止时间的定义。团队成员能够实时交互地访问项目计划，其中包括在一个协同平台上进行项目甘特图的编辑。授权项目成员能够通过拖拽操作方便地修改项目计划。该方案中的协同工作区为项目进度管理提供了强大的功能，支持层次化任务分解，项目基准的建立，时间表的管理，以及任务约束的定义。

(2)项目资源管理

该项目管理方案利用协同工作区的组织细化和资源管理功能，支持项目资源的规划和管理。授权项目成员为项目定义相关的工作任务、相关费用、执行每项任务所需的资源，以及资源所具备的能力。单个用户可能在不同的项目中承担任务，团队能够随时监控项目状态。项目成员随时随处都能够接收项目任务或者根据个人的任务进展情况更新项目进度。

协同工作区的成本管理功能将资源和资源能力同费用计算率关联，为项目经理提供详细和整体的项目费用情况，包括项目估算费用及附加费用。协同工作区不仅能够反映同定成本还可得到可变成本，此外还提供了工时卡报表功能，允许项目成员提交项目工时卡，对其进行在线管理和评估。

(3)项目协同发布

公司的研发项目团队能够在协同工作区中建立并发布各类项目信息。通过协同文档夹，项目成员可以组织那些需要和其它成员共享的项目信息。在协同工作区中，项目成员能够进行检人、检出和文档级控制来确保用户使用正确的信息共享版本。

协同笔记簿和线上讨论功能支持项目成员合作建立新的文档，实时获取交换团队相关的意见、记录、评论、链接和文档。

(4)项目跟踪与汇报

该项目管理方案为行政主管和项目经理提供项目跟踪和汇总报告功能。行政主管能够获得所有项目和团队的总体状态更新情况。出现问题时，事件通知将自动送至行政主管处以示警告。邮件通知能够更详尽地描述该事件关联的项目进度、成本、项目笔记簿以及项目成员讨论情况。行政主管和项目经理还能以易读的甘特图方式浏览项目进度表的宏观情况。相关管理系统中的图视报表生成器和报表模板能够依据协同工作区内的项目信息生成跨项目的管理报表。

(5)项目信息安全管理

该项目管理方案使用角色安全机制帮助协同工作区的管理者便捷地定义单个团队成员的访问权限。这不仅仅是项目级的，它还为整个系统提供了安全保障。为确保服务器和Web浏览器之间的数据传递安全。

实施该项目管理方案帮助公司各个部门成员通过同一平台完成各项工作，并能够针对具体的项目活动进行协作。满足了汽车产品研发的需求，大大提高了研发团队的协同工作效率。

4 结语

文章分析了汽车企业在产品研发过程中存在的问题，建立了基于PLM平台、面向产品开发全过程的项目管理模型。通过基于项目任务结构树的多视图模型，进一步加强了项目管理人员对项目任务的管理、监控及追踪，同时还可以方便地对项目中的每一个成员进行任务量的统计。通过在企业的实际应用，证明了基于PLM面向汽车研发的项目管理的实用性。

参考文献
[1] 朱战备，韩孝君，刘从军．产品生命周期管理一PLM的理论与实务[M]．北京：电子工业出版社，2004．
[2] PMI Standards Committee．A Guide to The Project Management Body of Knowledge．North Carolina：PMI Publishing Division，2000．
[3] 万立，陈性攀，刘清华．面向产品开发的项目管理在产品数据管理中的研究[J]．计算机集成制造．2007．1．(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (4/16/2009)


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