（计算机应用技术专业论文）面向网络化制造的分布式项目管理系统研究.pdf

浙江大学颂 缚位论文 而向例络化制造的项日管理系统研究 摘要 在网络化制造模式下，企业联盟通常根据市场需要，因某个特定的项目而动 态形成，并且随着项目的结束而结束。因此，项目管理技术对网络化制造的成效 具有重要的作用。虽然项目管理技术的出现和研究早于州络化制造技术，但是网 络化制造模式f 的项f 1 管理具有很多独特的特点，原有的项目管理技术并不能直 接应用于网络化制造项目。 本文的目标就是研究并提出一个面向网络化制造的项同管理系统模型，以支 持分布式的、基于动态企业联盟的网络化制造项目。并对模型中的关键技术进行 深入的研究。 本文首先针对网络化制造项目跨企业的特点，提出了项目域的概念，并在域 的概念的摹础卜提出了分布式的项目管理系统模型n p m s 。模型定义了分柿式的 项目域的协作关系以及系统的主要概念。存n p m s 模型之上，对项目定义、控 制、资源调度等项目管理系统关键技术进行了深入研究。项目分解和计划是项目 成功的前提，文章阐述了网络化制造项目的分解约束、以及分解后的任务分配等 问题，在网络化计划技术的基础上提出了受约束的动态关键路径的概念，并给出 相应算法。项目的控制是项目成功的保证，针对网络化制造项目合作又分散独立 的特点，文章提出了主动式控制和报告式控制柑结合的控制模式。项目资源是项 同，j ：展的物质基础，文章分析网络化制造项目资源的分布式特点，提出了基于移 动a g e n t 的资源集成模型，详细分析了用遗传算法解决资源调度问题的过程，并 改进这一算法，提出了分布式的遗传算法，能够更好的求解网络化制造项目分布 式资源调度问题。 最后，文章给出一个基于n p m s 的系统实例，刑面向网络化制造的项f 1 管理 系统技术的研究进行总结，对系统的进一步完善作出了展望。 关键训：网络化制造：项目管理； 分布式技术：虚拟企业 浙江大学硕上学位论文 血向网络化制造的分布式项目管理系统研究 a b s t r a c t t h et r a d i t i o n a lm a n u f a c t u r em o d e l o n l y f i t st 、o r o n ec o m p a n yi no n es i t e n e t w o r k e di y l 0 3 1 u f a c t u r ee x t e n d st h ec o n n e c t i o na n dc o o p e r a t i o no f c o m p a n i e s a n d t h eg a pb e t w e e nf i e l d si sb r o k e nt o o t h ec o m p a n i e sw i l lc o o p e r a t i o na n dd i s m i s s a c c o r d i n g t ot h ed e m a n d so fm a r k e ta n ds o m e p r o j e c t su n d e rt h em o d e s o f n e t w o r k e d m a n u f a c t u r e t h ep r o j e c tm a n a g e m e n t t e c h n o l o g y ，t h e r e f o r e ，i sav e r yi m p o r t a n ti s s u e t ot h ee f f e c to fn e t w o r k e dm a n u f a c t u r e t h ep r o j e c tm a n a g e m e n th a si t so w nf e a t u r e s i nn e t w o r k e dm a n u f a c t u r e ，a n dt h ee x i s t e dp r o j e c tm a n a g e m e n tt e c h n i q u ec o u l d n t s a r i s f yw e l lt h i sn e w k i n do fm o d e l t h eg o a lo ft h i st h e s i sw a st os t u d ya n db r i n gf o r w a r dam o d e lo fn e t w o r k e d m a n u f a c t u r i n gb a s e dp r o j e c tm a n a g e m e n ts y s t e mr n p m s ) t os u p p o r td i s t r i b u t e d 、 d y n a m i c 、n e t w o r k e dm a n u f a c t u r i n gb a s e dp r o j e c t ，a n d h a v ead e t a i la n dp r o f o u n d r e s e a r c ho nt h ek e y t e c h n i q u eo f t h e m o d e l s i n c em u l t i c o m p a n i e sw i l lt a k e p a r t i nt h en e t w o r k e dm a n u f a c t u r i n gb a s e d p r o j e c t t h ec o n c e p to fp r o j e c td o m a i ni sb r o u g h tf o r w a r d t h em o d e lo f d i s t r i b u t e d p r o j e c tm a n a g e m e n ts y s t e m b a s e do i l p r o j e c td o m a i n i s p o s e d t h ec o o p e r a t i o n r e l a t i o n s h i p b e t w e e np r o j e c td o m a i n sa n dm a i nc o m p o n e n t so ft h es y s t e mi sa l s o d e f i n e d b a s eo nt h em o d e l ，s u c hk e yt e c h n i q u e sa sp r o j e c td e f i n i t i o n ，p r o j e c tc o n t r o l a n dr e s o u r c es c h e d u l i n ga r er e s e a r c h e di nd e t a i l p r o j e c td e c o m p o s e ra n dp l a ni st h e p r e c o n d i t i o n f o rt h es u c c e s so ft h ep r o j e c t t h et h e s i sd e s c r i b e st h ec o n s t r a i n to f p r o j e c td e c o m p o s i t i o na n dt h et a s ka s s i g n n a e n tf o rt h en p m s b a s e d o nt h en e t w o r k p l a nt e c h n i q u e ，t h e t h e s i sp o s e st h ec o n c e p to fc r i t i c a lp a t hu n d e rc o n s t r a i n t t h e a l g o r i t h mo f c r i t i c a lp a t hu n d e rc o n s t r a i n ti sa l s og i v e n t h ec o n t r o lo fp r o j e c ti sa l s o q u i t ei m p o r t a n tt o t h es u c c e s so fp r o j e c t t h et h e s i sg i v e st h ec o n t r o lm o d e lw h i c h c o m b i n e dt h ep o s i t i v ec o n t r o lm o d e lm a dr e p o r tc o n t r o lm o d e l r e s o u r c ei s t h e f o u n d a t i o no ft h ep r o j e c t t h et h e s i sa n a l y s i st h ef e a t u r e so fd i s t r i b u t e dr e s o u r c eo f n p m s g i v et h em o d e lo f r e s o u r c ei n t e g r a t i o nb a s e do nm o b i l ea g e n t s ，a n a l y s i st h e p r o c e s st os c h e d u l e r e s o u r c ew i t ht h ea l g o r i t h mo fi n h e r i t a n c ei nd e t a i l w h a t sm o r e ， t h ed i s t r i b u t e da l g o r i t h mo fi n h e r i t a n c ew a sb r o u g h tf o r w a r dw h i c hc a nr e s o l v et h e p r o b l e mo f d i s t r i b u t e dr e s o u r c es c h e d u l ew e l l f i n a l l y a n i n s t a n c eo fn p m si ss h o w na n dc o n c l u s i o n a b o u tn e t w o r k e d m a n u f a c t u r i n g b a s e d p r o j e c tm a n a g e m e n ts y s t e m i sm a d ea n di t s d e v e l o p m e n t t e n d e n c yi nt h ef u t u r e k e y w o r d s ： n e t w o r k m a n u f a c t u r e ；p r o j e c tm a n a g e m e n t ；d i s t r i b u t e d t e c h n o l o g y ；v i r t u a le n t e r p r i s e 1 1 浙江大学硕士学位论文 面向网络化制造的分布式项目管理系统研究 第1 章绪论 随着市场经济的进一步发展、全球经济的一体化以及信息技术的飞速发展， 制造业面临着重大挑战，制造业信息化已经成为发展的必然趋势。随着市场经济 的不断发展和经济全球化进程的加快，市场竞争越来越激烈，为了应对不断加剧 的市场竞争，迎合不断变化的用户需求，制造、1 p 在积极寻求解决之路，而信息技 术的发展给制造业带来了机遇。基于企业动态联盟的网络化制造成为制造业发展 的重要方向。网络化制造能够极大地提高企业基于刚络环境地信息获取、融合、 运用和共享资源的能力，提高企、l k 快速响应市场变化的能力，节约制造成本，提 高牛产效牢，从而提高企业的竞争能力。 网络化制造改变了传统的限于某一地单个企业的生产制造模式，将产品制造 在空间地域上、在供应链上进行拓展，使企业之间联系更加紧密，使企业之间合 作生产更加方便。在刚络化制造模式卜，企业间的合作具有动态性。合作企业通 常根据市场需要，因某个特定的项目而动态形成，并且随着项日的结束而结束。 因此，项目管理技术对网络化制造的成效具有重要的作用。虽然项目管理技术的 出现和研究早于网络化制造技术的出现，但是网络化制造模式下的项目管理具有 很多独特的特点，原有的项目管理技术并不能直接应用于网络化制造项f 1 ，需要 进一步深入研究。 1 。1 网络化制造及其发展概述 在网络技术和计算机技术自身的飞速发展过后，信息技术和传统行业的融合 f i 4 1 1 互渗透成为信息技术发展的下一个热潮。网络技术用一种新的形式把整个连 接在一起，形成了一个全新的网络社会。在经济领域，网络技术也使经济活动的 方式发生着巨大转变，促进了全球经济一体化，形成了全新的“网络经济”。在 网络经济中，制造环境发生了根本性的变化。制造业面临着全球性的市场、资源、 技术和人员的竞争。开放的围际市场促进了人们需求的个性化、多样化以及多边 化。个性化、小批量、多品种、需求急的生产。要求彳i 断增加。各种新技术的涌现 和应用加剧了市场的快速变化。市场的动态多变性迫使制造企业不得不改变策 略，充分利用信息技术，提高自己的快速生产能力和应变能力，提高自己的市场 竞争能力。 面对网络经济时代制造环境的变化，传统的集中式、大批量、以面r n 固定产 品为特征的制造模式已经与时代不相适应，需要建立一种以市场需要为驱动、具 有快速响应机制的网络化制造模式。网络化制造充分利用网络环境，实现制造资 源的优化配置和企业集成。它以数字化、柔性化、敏捷化为基本特征，面对市场 机遇，针对某一市场需要，利用以网络技术为特征的现代化制造网络，灵活而迅 速地组织和利用社会制造资源，把分散在不同地区的现有生产设备资源、智力资 浙江大学硕+ 学位论文 面向网络化制造的分布式项目管理系统研究 源和各种核心能力，按资源优势互补的原则，迅速地组织成超越地区、空问约束 的网络联盟企、阮以便为客户提供快速、高质量、低成本的产品和服务。 所谓网络化制造，是指食业为应对知识经济和制造全球化的挑战而实施的， 以快速响应市场需求和提高企业( 余业群体) 竞争力为主要目标的研十先进制造 模式。企业( 企业群体) 可通过采用先进的网络技术、制造技术及其它相关技术， 突破空间地域的限制，实现企业间的协同和各种社会资源的共享与集成，高速度、 高质量、低成本地为市场提供产品和服务，从而提高整个产业链和制造群体的竞 争力“。 对网络化制造的研究应该说始于1 9 9 1 年美国里海大学( l e h i g hu n i v e r s i t y ) 的2 1 世纪制造企业发展战略研究报告。该报告中提出了“敏捷制造的”( a g i l e m a n u f a c t u r i n g ) 和虚拟企业( v i s u a le n t e r p r i s e ) 的概念【3 j 。通过信息技术把美国 的制造业联系在一起。国内在大约1 9 9 5 年开始出现网络化制造相关的研究【4 】。 此后关于网络化制造的研究丌始多起来，研究的内容包括网络化制造的模式、产 品的网络化协同设计与制造，远程制造，故障诊断与服务，制造资源和查您信息 建模，企业间信息集成，网络化制造中的管理技术、基于网络化制造的企业经营 活动等。 基于对网络化制造的研究，网络化制造的应用主要包括网络化设备，制造信 息共享，分布式企业，跨食业协作等方面。网络化设备主要指通过网络技术控制 没备和共享设备资源。其中包括设备的远程控制、远程监控、远程故障诊断：共 享生产设备资源，提高设备利用率，如较早出现的共享网络打印机、最近出现的 计算嘲格技术等都属_ 丁二网络化制造对设备的利用。制造信息共享是指企业间共享 产品信息、_ f 一艺信息、以及企业服务信息等。分布式企业包括企业内分布式的设 计、制造、采购、销售、生产管理等子系统的信息集成等。跨企、f p 协作是指企业 问形成动态的联盟，通过网络技术，共同实现企业目标。 其中跨企业协作是通常人们所指的i ) e 9 络化制造模式。动态性是企、i k 合作的最 突出特点之一，企业群体通常根据市场需要，因某个特定的项目而动态形成，并 且随着项目的结束嗬结束”1 。因此，能否成功地完成合作项目是网络化制造成功 的关键。 从信息技术的角度来讲，网络化制造实际上是通过计算机技术、网络技术和 其他信息技术其同构建的信息系统来实现企业内部以及企业群体的制造目标，我 们称这个系统为网络化制造系统。网络化制造系统是在企业网络化制造模式的指 导思想、相关理论和方法的指导下，在网络化制造集成平台和软件工具的支持f ， 设计实施的基于网络的制造系统【2 1 ，它是由一系列软件i 具集实现的分布式系 统，分布式项目管理系统是其中最关键的1 具集之一【) 1 。 浙江大学硕士学位论文 面向州络化制造的分布式项目管理系统研究 1 2 项目管理及项目管理系统概述 1 2 1 项目管理的起源与发展 现代项目管理通常被认为是第二次世界大战的产物，在2 0 世纪四五十年代 主要应用于国防和军工项目，如美国原子弹的曼哈顿计划等。到了“六十年代， 项目管理已经开始被广泛地采用，_ j 亡其是在电子、核子和宇宙空间技术等项目中 应用较多。进入九十年代以后，随着信息技术时代的来临和高新技术产、l k 的b 速 发展并成为支柱产业，项同的特点也发生着巨大变化，传统的经验管理逐渐演化 为现代科学管理，项目管理的应用得到了更加广泛她的用。 项目管理从经验走向科学的过程，是一个随着经济社会发展而不断发展的漫 长的过程。从项目管理思想的雏形开始，经过大量的项目实践之后逐渐形成了现 代项目管理的理论和方法，这过程大致经历了以下几个阶段： 项目管理雏形阶段这个阶段从现代文明开始到2 0 世纪3 0 年代以前，人们对 项目完全根据管理人员的个人风格和经验进行操作，没有真正的项嗣管理，但是 人们已经具有了初步的项日管理意识。 传统项目管理的形成这阶段从2 0 世纪3 0 年代初期到5 0 年代初期。这 阶段出现了到现在一直被人们广泛应用的甘特图项目计划和控制技术。甘特图是 由h e m 2 ，l g a n t t 于1 9 0 0 年前后发明的。甘特圈是一种非常直观有效的项目计划 和进度展现手段，便于项目的监督和控制。但是甘特图不能表现项目任务间的逻 辑关系。随着项目的规模利复杂程度的提高，里程碑系统在规模较大的工程项目 和军事项目中被广泛采用。里程碑系统的应用虽没从根本上解决复杂项同的计划 和控制问题，但却为网络概念的产生充当了重要的媒介。 项日管理的传播和现代化这骱段从2 0 世纪5 0 年代初期到7 0 年代末期， 本阶段的重要特征是开发利推广应用嘲络计划技术。进入5 0 年代，美国军界和 各大企业的管理人员纷纷为管理各类项目寻求更为有效的计划和控制技术。在各 种方法中，最为有效的技术莫过于网络计划技术。关键路径法和计划评审技术是 最广泛应用的两种网络计划技术。关键路径法( c p m - - c r i t i c a lp a t hm e t h o d ) 始 创于1 9 5 6 年，第二年美国杜邦公司把它应用于一个投资千万美元的化工项目， 结果大大缩短了建设周期，节约了l o h 前的投资，取得了显著效益。计划评 审技术( p e r t - - p r o g r a i n e v a l u a t i o n & r e v i e wt e c h n i q u e s ) 是美国海军在研究开 发北极星( p 0 1 a r i s ) 号潜水艇所采用的远程导弹f b m 的项目中开发出来的，p e r t 的应用，使美国海军部门顺利解决了组织、协凋问题，而且还节约了不少投资， 缩短工期近2 5 。 现代项目管理的发展阶段这一阶段是从2 0 世纪7 0 年代末到现在。这一阶 段的特点表现为项目管理范围的扩大，以及与其他学科交叉渗透的相旺促进。进 入2 0 世纪7 0 年代以后，项目管理的应用范围由最初的国防、建筑部门，广泛酱 浙江人学硕士学位论文 面向嗣络化制造的分布式项目管理系统研究 及到了医药、矿山、石油等领域。计算机技术、并行工程和行为科学在项目管理 中的应用，极大地丰富和推动了项目管理的发展。在这一阶段，项目管理在理沦 和方法上得到了更加伞面深入的探讨，逐步把最初的计划和控制技术与系统论、 组织理论、经济学、管理学、行为科学、心理学、价值工程、计算机技术等与项 目管珲的实际结合起来，并吸收了控制论，信息论及其他学科的研究成果，发展 成为一门较为完整的独立学科体系。我国在6 0 年代，在华罗庚教授的带领下， 就引进和推广了网络技术，主要用在项目进度、费用的计划利控制卜。 当前，项 = 1 管理的发展有了新的突破，其特点是而【q 市场，迎接竞争。项目 管理除了计划和仂、调外，对采购、合同、进度、费用、质量、风险等给予了更多 的重视，并形成了现代项目管理的框架。在这一阶段，项目管理的应用领域进一 步扩大，尤其在新兴产业中得到了迅速发展，譬如电信、软件、信息、金融、医 药等。现在项目管理的任务也彳i 仅仅是执行项目，而且还要开发项目，经营项目 和项目完成后形成的设施或其他成果。 1 2 2 项目管理的基本内容 关于项目管理的内容，从1 i 同的角度有不同的描述，如果从项目的生命周 期的来说，项目管理的基本内容如下： 1 1 项目定义。项f 1 定义就是确认项目承担者在其职责范围内要做的工作、 目的、日标和各种不定因素。项目定义是项目管理过程最初的，也是 十分重要的个阶段。项f 1 定义阶段还需确立项目的范围。但由于种 种原因，项同的范围会发生变更，这就要求项目管理的快速反映能力。 2 、项目计划。项目计划是项目管理斗i 产和发展的基础，是项目建设期间 进行有效管理的依据和前提。它不仅是告诉我们项目将如何做的路标， 而且也是一种制定决策的l 具。一个完整的项目计划会清楚的说明将 要做什么、如何去做、由准来做、在何时做、在何处做、将需要什么 资源。项目计划也宣布项目完成和成功必须满足哪些标准。 3 1 项目执行。制定好项目计划后就是按照计划执行项目。项目的执行需 要组织、乜扫调人力以及所需资源，根据进度计划安排各项和执行各项 任务。 4 1 项目控制。项目控制是根据计划要求和管理任务，监督项目的现状、 预测项日的未来、控制项目的进展、保障项目建设l e 常进行。在管理 实际项目中，由于存在若干不确定因素，即使采用了先进的控制技术， 也不一定完伞满足最初确定的管理指标。因此，项目控制不是保证计 划完全按计划执行，而是将各种变动控制在合理的范围之内。 5 、项目结束。项日结束阶段也是十分重要的，往往被忽视。结束阶段需 要对所作的工作评价并为今后晌项目提供历史信思。 浙江大学硕士学位论文 向向网络化制造的分布式项目管理系统研究 综上所述，项目管理被认为是一种建立在公认的管理原理基础上的方法和技 术，通过计划、估算和控制等项目活动，在预算范围之内，按时实现项目目标。 项目管理系统就是要充分利用现代信息技术，提高项r 决策能力，保证全面及时 的信息传递，实现信息共享，这是现代化项目管理的一个重要方面。项目管理系 统的应用将取得显著的经济效益和社会效益。 1 2 3 项目管理软件的发展和应用 随着项目管理理论和体系不断的扩展和完善，项目管理设计的内容越来越广 泛，其中包括项1 1 进度管理、成本管理、质量管理、资源管理、合同管理、风险 管理等。且随着项目的规模和复杂程度的不断提高，项目管理的复杂性也越来越 高，为了有效地进行项目管理，需要对项目管理过程中产生的大量信息进行处理， 由于数据量大、处理繁琐、相关数据源多，随着计算机技术应用的普及，项目管 理软件就应用而生了。利用项目管理软件能够有效的辅助项目管理人员对项日的 计划、进行、控制等方面进行管理，并可以把项目各方面相关信息集成起来，消 除项目中的信息孤岛，发掘项目任务削的关系，对项目数据进行自动化的统计和 分析，使项目管理者更好地了解项目当前的真实情况，降低项目风险。冈此项目 管理软件自诞生之日起，就受到了广大项目管理人员的欢迎，在各类项目管理中 得到了广泛的应用。 和其他大部分软件一样，项目管理软件也经历了几个发展阶段。第个发展 阶段中，项目管理软件只是充当简单的数据处理软件，项目管理人员将项目产生 的数据输入到软件之中，替代手工的数据记录，同时项目管理软件还可以提供简 单的数据统计功能。很显然第个阶段的项目管理软件还算不上真i f 的项目管理 软件，项目管理的各项基本功能在软件没有得到明显的体现。第二个阶段的项目 管理阶段弥补了第一个阶段软件的缺陷，在一定的程度上提供了真正的项f 1 管理 功能，第二个阶段的项日管理软件根据适用范围不同有进度计划管理软件，资源 管理软件，费用管理软件等。计划管理软件能够提供友好的界面辅助项茸管理人 员制定项目计划，并能自动检查计划的合理性等；资源管理软件能够动态实时的 反映资源状况，在一定的程度上能够实现资源的优化配置。但第二个阶段的项f 1 管理软件还只是孤立的事务处理软件，并不能够全方位、立体地反映项日的状况。 我们i 叮以把第三个阶段的项目管理软件称为项目管理系统，因为这个阶段的项目 管理软件通常是集成了项目各个方面的管理功能的综合的软件系统，虽然他们因 侧重点一i 同功能上仍然各有侧重，但大都包含了计划、控制、资源管理、人员管 理等项目管理的基本方面。项目管理系统的发展也经历了几个阶段，从单机版的 项目管理系统，到c s 模式的项f i 管理系统，到基于w e b 的全分布式的项同管理 系统。随着刚络化制造的广泛应t ； j ，对网络化制造项同，单纯的分布式的项目管 理软件又显得的力不从心，需要研究和应用能够适应网络化制造项目的项| = = | 管理 浙江大学预一t 学位论叟 商向网络化制造的分南式项目管理系统研究 系统。 1 3 国内外研究与应用现状 项目管理软件的研究与开发已经受到国内外学者和厂商的高度重视。很多专 家学者以及软件厂商都推出了具有各自特点的项目管理系统。 目前国外有代表的产品有m i c r o s o f t 的p r o j e c t ，欧洲的p r o j e c tm a n a g e r w o r k b e n c h 和p r i m a v e r a 的p r i m a v e r ap r o j e c tp l a n n e rf 简称e 3 ) 等。m i c r o s o f t 的 p r o j e c t 已经开发出儿代产品，其功能包括了项目管理的基本内容。它支持任务定 义，资源分配、使用，呵定义时间段跟踪，建立跨项k l 链接，定义多重关键路径， 定制甘特图等功能。p r o j e c t m a n g e r w o r k b e n c h 将项月管理看作项目定义、项目执 行、项目调整的循环过程。它提供了多种可定制的项目视图和灵活多样的项目定 义手段，具有项目时间计算、资源使用成本统计、关键路径计算等功能，可进行 项f 1 进度统计、分配资源等工作。p r i m a v e r a 的p 3 是f = | 前国际上项目管理软件的 领头羊。p 3 基了二广义网络计划技术，同时考虑了资源和投资对进度的制约，采 用目标管理的模式对项目实旋控制。同时，p 3 还提供了功能齐全的数据接几。 由于项f = j 管理系统的重要性，国内的学者利厂商也推出了多种项目管理系统 软件。如南京理丁：大学孔建寿提出的支持分布式产品开发的项目管理系统 5 1 6 1 1 7 1 , 北京航夺航天大学的林世勇等提出的基于a s p 的分布式项目管理模型等悼j 。上海 范微公司的e e r o j e c t ，浙大威灵的a k m 系统，金慧公司的b u i l d i n g e a s y ，理f 公司的理正管理信息系统平台等。这些系统都实现了项目管理的基本功能，并有 卅i 同的侧重点和优点。 1 4 本文的研究背景及内容 面向网络化制造的项目涉及剑分布于不同地域、不同部门、不同企业的多方 面协作需要分布式的项目管理系统的支持。虽然分布式项目管理系统能够在一 定的程度卜- 支持网络化制造项目，但同时也具有很大的局限性，只能适用于企业 集团内的网络化制造项月。对于多个独立企业合作的网络化制造项目，分布式项 目管理系统不能很好地适应其跨企业的特点，在多个独立企业合作的项目管理 中，项目的分解、计划、项目的控制以及项目的资源调度等都不同丁| 单企业项目， 原有的分布式项目管理系统也显得力不从心。 本课题组在国家8 6 3 c i m s 项目支持下，结合在浙江省块状经济区域实施的 区域网络化制造项目，深入研究了面向网络化制造的项目管理系统，对| ) 【= 9 络化制 造项f 1 的特殊性进行了讨论；针对网络化制造项f | 往往开展于多个独立企业或单 位的特殊性，提出项目域的概念；在此基础e 给出面向网络化制造的项目管理系 统的模型、体系结构，并对其中多个天键技术进行深入讨论。 本文围绕面向网络化制造的项目管理系统n p m s ( n e t w o r kb a s e dp r o j e c t 浙江大学硕l 学位论文 面向网络化制造的分布式项目管理系统研究 m a n a g e m e n ts y s t e m ) 展开，以下章：1 ，主要包括以下内容： 第二章n p m s 系统概述及模型：介绍项目管理系统的各个要素；项目管理 系统的功能组成，：用形式化的语言对项目管理系统进行定义，并给出n p m s 模 型的形式化表达。 第三章n p m s 的项目计划技术：介绍项目管理的多种计划技术，着重介绍 了被广泛应用的网络计划技术。并对网络计划技术进行扩展，使得它能够适用于 n p m s 。 第四章n p m s 的资源调度技术：建立分布式项目资源的集成模型；用遗传 算法解决项目资源凋度问题：提出分布式的遗传算法解决分布式项目资源的调 度。 第氍章n p m s 的实现和应用实例：介绍了n p m s 的实现，并以一个实例展 示了n p m s 的系统功能。 篇人章展望和总结：总结本论文的研究成果，指出有待于进一步深入研究 的工作，并对下一步的工作进行了展望。 1 5 本章小节 本章首先介绍了网络化制造的出现的背景，和网络化制造的内容、特点；然 后介绍项目管理的起源和发展历程、项目管理的功能、以及项目管理软件的发展 和应用现状；最后对本文的研究背景和主要内容给出了简要描述。 浙江人学硕十学位论文 面向网络化制造的分邦式项目管理系统研究 第2 章n p m s 系统概述及模型 正确合理的表示项目足成功的构建项目管理系统的起点和关键，对项目管理 系统的科学的、合理的、形式化的定义是保证项目管理的完整性、有效性的必要 条件一l 。根据不同的项目需求，项目管理的种类有很多种，大而泛的项目管理系 统很难做到成功，因此必须明确项目管理系统的真正需求，只有有了明确而合理 的需求，才能丌发出适合项日需要的项目管理系统。在需求的基础上，构建项f 1 管理系统的模型，围绕模型开发符合需要的项目管理系统。 本章首先从通用的项目管理系统的定义、需求、以及模型出发，进而给出而 向网络化制造的项目管理系统n p m sm e t w o r kb a s e dp r o j e c tm a n a g e m e n ts y s t e m ) 的定义、需求和概念模型。 2 。1 项目管理的定义 项目管理涵盖的范围较广，从广义上说，在如何最大限度地利用现有资源( 人 员、设备) 在最短的时问内完成任务方面所做的所有努力均可划入项目管理的范 畴【1 3 j 。因此，从这层意义上说，项目管理算小上一个新概念，人们在该领域 已经作了一些研究，并取得了1 i 少成果。所谓项目，简单米说，就是在既定的资 源和要求的约束下，为实现某种目的而相q ：联系的一次性工作任务j 。通过项仁 的实施，最终要达到一定的目的，其结果既可能是一种产品，也可能足所希望得 到的一种服务【垃1 。尽管项目管理已经有了一个较为悠久的历史，但对项目本身下 一个精确的定义仍然不是一个简单的工作。但是项目的一些特点已取得一定的芡 识”1 。其巾包括： 1 ) 确定的项目目标。 任何项目最终都要实现定的项目目标，其结果既可能是所期望的一种产 品，也可能是所希望得到的一种服务。项目的目标一旦确定，一般不能轻易修改 和变动；当然，如果项目的环境( 包括内部环境和外部环境) 发生了巨人的变化， 项目的目标也将随之调整或发生实质性的变化，一旦项目的同标发生了实质性的 变化，它就不再足原来的项目了，随之产生的将足一个新的项目。 2 ) 独特的性质 项目的开发不同于产品的生产，同一个产品可以经历多次完全相同的生产过 程。而大部门项目都属于一次性任务，每个项日都具有自身独特的性质和约束， 有些项目甚至史无前例。 3 ) 资源成本的约束 每个项目都需要运用各种资源来实施。资源可能包括不同的人力( 如项目经 理，项舀成员) ，物力( 如设备，原材料) 和财力。任何项目都必须在这些资源 的约束下开展，项目的成功完成不能脱离项目的子种资源成本。 浙江大学顿上学位论文 面向网络化制造的分布式项目管理系统研究 4 ) 项目的时问约束 项目都具有时问约束。目标的实现过程必须在一个有限的时间间隔内完成， 有的项目可能只有几个星期，有的项目可能需要几十年、甚至几代人的共同努力 才能完成，但任何项目都有一定的期限限制。 鲫项日组成员 项目的丌展离不丌人，人是执行项目的主体，项目曰标的实现过程是由人完 成的，这些人员被称为项目用户。项目用户通常分为定义目标、规划控制目标实 现的项目管理员和执行具体功能的项目 _ 作人员。 基于以上项目的特点，我们可以对项目给出如下形式化定义： 定义2 1 项目 项目p 可以定义为一个四元组p = r gr ，zr s ，m ，其中 g ( g o a l ) 代表该项目要求实现的项目目标； r ( r e s o u r c e ) 代表该项目的资源成本约束集； t ( t a s k ) 代表该项目所属的所有予任务集； r s ( r e l a t i o n s h i p ) 代表该项目所属的所有任务关系集； m ( m e m b e r s ) 代表参与项目的项目组成员； 定义2 2 项目目标 项目目标g 可定义为一个四元组g = ( s ，d ，e ，t ) ，其中： s f s c r i p t ) 是项目目标的具体描述； d ( d a t a ) 代表项目目标的数据指标，表示当项目完成后评价项目完成情况 的些量化描述： ef e c o n o m y ) 代表项目目标的经济指标，表示项同目标的实现经费限制； t ( t i m e ) 代表项目目标的时间指标，表示项目目标完成的时n = l j 期限。 定义2 3 项目资源 项目资源r 可定义为一个叫元组r = ( s ，d ，e ，t ) ，其中： s f s c r i p t ) 是项目目标的具体描述； d ( d a t a ) 代表项目口标的数据指标，表示当项目完成后评价项目完成情况 的一些量化描述； ef e c o n o m y ) 代表项目目标的经济指标，表示项目目标的实现经费限制； tf t i m e l 代表项目目标的时间指标，表示项目目标完成的时间期限。 定义2 4 子任务集 子任务集丁n g r n - - + n 元组7 1 = m ，d ，r ，爿) ，其中： m 。f t a s km e m b e r s ) 表执行该予任务的项f 1 工作人员集；m ，是且只能是定义 浙江人学硕士学位沧文 面向网络化制造的分布式项e t 管理系统研究 2 1 中m 的了集； d ( d a t e l 代表该子任务的时间期限； r ，( t a s kr e s o u c e ) 代表分配给该子任务的资源集；r ，是目只能是定义2 - 1 中 r 的子集； a 代表该子任务的执行，通常可定义为一个映身寸 c - d o m ( v ) - - - ) , d o m ( v ) ，其中 v e i ( c ) f 1 i ( c 1 ，代表该子任务的输入参数集； o f c ) ，代表该予任务的输出参数集； d o m ( v l f e 表参数v 的类型。 定义2 5 任务关系 两个子任务f 日j 关系r s 可分为四类，即半序关系、与关系、或关系和循环关 系。 半序关系可定义为一个三元组( l ，c ，d ) ，其中： r 与r 为两个子任务或予任务集，0 与7 ：具有半序关系表示t 必须在0 完 成之后才能执行； d 代表- 与的执行时间问隔，d = 0 表示当巧执行完后，e 立即执行。 与关系町定义为一个五元组( f ，7 、，t p ，t ，d ) ，其1 _ _ i ： f 与丁，为两个子任务或子任务集，z 与7 j 具有与关系表示只有当它们都执行 完毕后才能执行后序子任务； 丁。与r 分别代表z 和丁，的前序子任务和后序子任务； d 代表r 与丁，两者的执行时间期限。 或关系同样可定义为一个五，组( z ，7 1 ，0 ，l ，d ) ，和与关系的区别在于r 与 t 只需有一个执行完毕就可执行后序操作l 。 循环关系可定义为一个三元组( 7 1 ，d ) ，其中： t 代表循环执行的子任务或子任务集； n 代表r 的循环执行次数； d ：( d ，d 2 , - - d 。) 分别描述了每次循环的执行时删间隔。 目前存在的一些典型的项目管理系统功能有强有弱，也各有其侧重点和孽要 面。但总体上看，围绕项目开展的生命周期，项目管理系统必须提供项目曹型鬯 慧麓；黧卷翥背嚣戮嚣日黧需徽嬲翥毳 制和调整等功能。下嘶以某项目管理系统为例，说。蚓旭用坝f 1 馅蛙尔黟。”。圳肚 浙江人学硕士学位论文由向网络化制造的分布式项目管理系统研究 2 2 1 制定项目计划 图2 1 项目生命周期 项日计划包括项目的任务分解、项目的计划安排、以及项目任务的配置等功 能。项目计划是项目管理的最基本功能之一，是项目开展生命周期之中的第一个 节点。 项同任务逐级分解 项目任务的增加、修改和删除 项目任务的配置 任务基术属性配置。如任务名称、开始时间结束时间等。 任务的资源配置。 任务的输入条件配置。 j 任务的输出结果配置。 任务节点查询 任务分解完整性检查 检查任务的时间 检查任务执行人权限 检查任务输出结果 2 2 2 项目资源管理 项目的资源管理主要包括项目资源库的建立以及项目资源的建立，动态更 新，以及项目资源计划，项同资源使用状况查看等功能。 资源库的管理 按照树形关系建立资源库，修改和删除资源库 资源库结构的导入和导出 町以大大方便项目在系统间的移植和项目数据重用 资源的增加、修改和删除； 资源使用计划的制定； 资源使用情况的展示； 资源检索； 浙江大学硕士学位论文面向网络化制造的分布式项目管理系统研究 资源报警； 划紧缺资源或按照资源使用计划即将紧缺的资源报警，以尽早采取行动。 2 2 3 项目执行 项目执行主要包括项目的启动、 项目启动： 任务启动； 任务派发； 任务及作业的输入条件查看 任务及作业的输出结果的录入， 输出结果的审核； 任务超时报警。 2 2 4 项目动态调整 任务的派发、项日执行数据录入等功能。 修改，删除等。 项目在执行过程巾难免受到各种外部和内部环境变化的影响，在某些情况下 需要刈项目计划进行动态调整。其主要功能包括： 项目w b s 分解调整； 任务关键属性修改，如任务的结束时间； 任务的执行调整： 任务的暂停 任务的恢复 任务的终止 任务的重新启动 2 2 5 项目的监控 项目管理系统必须为项目管理人员提供项目状态监控的途径，能让项目管 理人员及时的了解到项目的准确信息，为项鼠的决策做准备，项目监控的丰要功 能包括： 查看项目和任务状态； 查看各种项目执行数据； 查看任务的日。特图，甘特图可以很直观的反映项目的当前执行状况， 杏看资源状态： 兰兰型兰堑生! ! ! 竺兰兰 里塑竺堡些型兰竺坌竺苎! ! 竺兰至竺竺空 - - 一一 。jj_ 2 2 6 辅助统计工具 辅助统计工具也具有非常重要的作用，可以使项f 1 高层领导在众多的项目任 务和数据- 】得到项目的总体执行情况，其中包括如下功能： 任务汇总。 已完成任务汇总 进行中任务汇总 未开始任务汇总 超时任务汇总 人员情况汇总 项目或任务人员汇总 人员所完成工作量汇总 资源状况汇总 资金状况汇总 2 3 基于域的n p m s 模型 2 3 1 网络化制造项目的特点 面向刚络化制造的项目管理是一种特殊的项目管理，它是项目管理与网络化 制造特征相结合的产物。因此，它既具有通用项目管理系统的共性，又必须具备 网络化制造项目的特点。面向网络化制造的项目管理系统具有如下特点 us l 1 6 1 1 7 1 8 ： 1 ) 分布性：参与网络化制造联盟的企业( 部门) 可能分布在不同的城市、 不同的地方，因此网络化制造项目具有分布性的特点。面向网络化制造 的项目管理系统首先必须是个分布式的项目管理系统。 2 ) 异构性：参与联盟的企、世( 部门) 运作的信息基础结构可能有不同的数 据库和操作系统，因此面向| ：c ) 9 络化制造的项目管理系统必须具有跨平台 的特性，并且能够屏敲不同的数据库系统的差异，透明地支持多种主流 数据库管理系统。 3 ) 充分合作：参与网络化制造联盟的企业( 部门) 是为了共同的项目成功 而参与合作，因此面向网络化制造的项目管理系统必须能支持分弗式的 企业问的充分的合作。 4 ) 独立性：参与网络化制造联盟的企业( 部门) 又是具有较大独市性的企 业( 部门或单位) 实体，它