摘 要： 動車組產品結構復雜，整車研發時間限制性強，在整車研發過程中實施信息化、現代化的項目管理，是動車組產品研發的必然趨勢。在分析Teamcenter的項目管理功能及項目管理模式的基礎上，深入探討動車組整車產品設計研發過程中實施項目管理的必要性，從而論述整車產品研發過程中實施項目管理的關鍵技術及具體工作。
關鍵詞： 項目；項目管理；工作流
動車組產品結構復雜，開發過程涉及到機械、電氣、動力、空氣和軟件等多學科數據，同時在整車研發過程中需要市場、研發、工藝、供應、制造、質量、服務等部門的協同合作[1]。整車研發過程中采用項目管理技術，通過將人、財、物及信息等資源合理調配，以實現快速研發客戶需要的產品。處理好“成本”、“質量”、“速度”之間的關系，以低成本、高質量、快速研發出符合客戶需求的產品，是目前整車研發過程必須充分重視的問題。Teamcenter作為成熟的PDM系統，它提供的項目管理功能有效地支持項目管理過程的項目啟動、項目計劃、項目執行、項目監控、項目結項等多個階段的工作，是對動車組整車設計過程進行項目管理的有效PDM系統軟件。
1 項目管理模型
項目管理是在項目實施過程中將計劃、組織、人、物及信息等資源有效配置，對項目的運行狀態等信息進行反饋，是建立在工作流基礎上的一種管理。它以任務作為管理對象，對項目的內部邏輯進行任務計劃、跟蹤、控制和資源調配，對項目進行有效地計劃、組織、協調與控制，達到高效利用資源，提高生產效率的目的[2]。
在以工作流為基礎，以進度管理為主線的項目管理模型中，一個產品研發作為一個項目，一個項目分解為多個任務，一個任務劃分為多個作業，在為作業分配資源時，也要為其配置一個流程，配置完資源后，具有一定權限的用戶通過啟動工作流引擎來啟動流程，有流程支持活動，實現以流程為核心的項目管理模式[3-4]。
1.1 項目
與產品結構樹的根節點對應，也是項目分解結構中的根節點，使用一定的資源，在規定的時間內完成的某個設計任務。
其數學表達式為：
Proj={Desc，Orga，Res}（1）
式中Desc是項目的基本屬性集合，包括項目的唯一標識、計劃開始時間集合、計劃結束時間集合、實際開始時間集合、實際結束時間集合及項目的狀態集合；Res是項目的資源集合，指與項目相關的文件信息，工具信息；Orga是項目組織集合，指本項目中人員組織信息，包括部門、角色等。
1.2 設計任務
項目下層與產品設計相關的模塊，或者叫做小單元，它與過程相對應，是階段性完成的工作，它與產品中的各個模塊或子模塊對應。
其數學表達式為：
DesiTask={Desc，Rela，Res}（2）
式中Desc是任務的基本屬性集合，包括任務的唯一標識、任務的負責人、計劃開始時間集合、計劃結束時間集合、實際開始時間集合及實際結束時間集合；Res是任務的資源集合，包括一些模塊的技術文件，圖紙信息；Rela是任務的關系集合，包括任務與項目的關系集合、任務之間的關系集合及任務與作業的關系集合。
1.3 作業
作業是項目分解中的最小單元，它們不存在邏輯上的關系，只是存在時序上的關系，作業與設計審批流程映射如下。
A={AP，AReso，ARela，AProc}（3）
式中AP是作業的基本屬性集合，包括作業的唯一標識、作業的負責人、計劃開始時間集合、計劃結束時間集合、實際開始時間集合及實際結束時間集合；AReso是作業的資源集合，包括產品零部件及圖文檔信息，工具信息；ARela是作業的關系集合，指作業之間的關系集合；AProc是作業所屬的流程集合，就是作業要提交的設計審批流程。
1.4 工作流
對于一個設計任務，設計完成產生相應的設計圖紙及零部件信息后，要提交到審批流程，進行設計結果的審批。通過信息抽取后，工作流集合用一個三元組表示：
Proce={ProceS，ProceReso，ProceRelad}（4）
式中ProceS是流中的步驟集合；ProceReso是流中的可能需要的資源集合；ProceRela是流中步驟間關系集合。
通過分析項目管理的數學模型，建立以研發流程為核心、時間為控制線、交付物為目標的項目管理模型，一個整車產品研發項目可分解為多個任務，一個任務劃分為多活動，每個活動消耗一種資源并且包含多個作業，并將作業納入到工作流管理[5]。圖1為××車研發項目管理模型。
2 基于Teamcenter的整車設計過程項目管理應用
動車組產品研發復雜程度高、時間限制性強，需要多部門的資源，協同工作完成整車設計研發過程需要橫跨企業內部多個部門，以產品研發流程為主線，覆蓋項目定義、計劃制定和下發、計劃跟蹤和監控、計劃調整、項目結項等過程，將時間管理、交付文檔管理、流程管理和溝通管理等融入到業務流程的解決方案中，以達到在整車研發過程中合理利用有限資源，加快產品設計研發速度。
2.1 整車研發過程部署項目管理的具體要求
項目管理需要統一的平臺解決不同階段產品項目信息的有效流轉；支持并行協同的工作方式；支持項目計劃管理項目過程；支持項目任務的執行自動流轉；控制項目圖文檔等的評審及管理。以某機車產品整車研發過程為例，在整車研發過程中部署項目管理的具體要求如下：
以研發流程為核心、時間為控制線、交付物為目標，定義研發流程中方案設計、技術設計、施工設計和工藝設計等各設計環節的接口范圍、工作內容、時間、資源、輸入和輸出交付物，實現研發設計過程技術文檔的設計和發布有效管理。
通過任務的前驅任務和后驅任務等設置，實現任務的關聯驅動，保證產品研發各相關內容輸入和輸出的有效性，協作設計的有序性。
結合研發設計流程，通過項目階段劃分和成熟度設定，實現設計、工藝、采購、生產等對設計資源的利用和相互間的協同。依據不同專業產品研發的進度特點，確定產品研發各專業設計過程中基線或里程碑控制。
將整車設計流程等固化到PDM系統中，并按照該流程組織整車組研發設計應用。
項目計劃交付件、流程等的定義要求簡單方便，實現交付件類型、交付件流程的快速和關聯設計，提高項目計劃的設計效率。
2.2 基于Teamcenter的項目管理過程
現代項目管理理論認為，一個項目的實現，需要經過項目啟動、項目計劃、項目執行、項目監控、項目收尾等過程。Teamcenter的項目管理功能能夠全面實現上述過程。
以××車整車研發項目為例，項目啟動階段成立項目組織，研究完成該項目的計劃分解，確定任務之間的關系，形成可執行的任務流，由任務流驅動項目的實施。項目計劃階段編制基于WBS的項目計劃，將計劃分解到最小可執行作業，工作流支持作業的執行；分配項目資源，為項目計劃指派所需的人、物等；預算項目成本，將預算結果存放到相依的計劃下等。項目執行階段要求按計劃對項目實施，且能對項目計劃過程及相關資源等進行調整。項目監控階段提供決策層、管理層對項目實施進行監控，決策層和管理層通過甘特圖、工程視圖和項目報表監督項目進行，在需要時對項目計劃做適當調整。
2.3 基于WBS的項目管理分解
Teamcenter作為典型的PDM系統提供時間表管理器模塊實現項目管理功能。時間表管理器提供項目計劃分解、資源管理、成本管理、進度監控等功能。時間表管理器靈活地將評審和工作流過程結合起來，審批和工作流過程采用標準的模板，保證各相關部門用正規的、建設性的方法協同工作。利用時間表管理器來同步資源的使用，通過工作流管理項目任務，從功能上實現以流程為核心的項目管理功能。以××車研發過程為例，該產品研發的項目管理包括所有與產品研發相關的數據和過程，如項目任務書，產品圖文檔及項目進度等。Teamcenter中項目管理以時間表作為管理對象，整車研發的每個階段作為一個子任務，每個階段可劃分許多子任務，通過逐層細分，實現自上而下的項目分解。××車整車設計項目分解及計劃分解如圖2所示。
2.4 基于工作流的項目計劃執行與監控
項目計劃下達以后，工作任務通過流程發給相應的任務負責人。由該任務負責人在PDM系統下完成所承擔的任務。對于產品設計任務必須符合相關的設計流程，設計產品通過相應的流程以發布狀態作為最終的可用狀態。設計審批流程如圖3所示。
Teamcenter通過工作流設計器定義產品設計、產品更改等工作流程，以實現產品研發過程的管理。產品研發過程完成的設計數據、工藝數據及相關文檔數據等只有通過流程審批歸檔后，才是有效的文件。工作任務完成后，任務責任人需要提交交付物到工作任務，工作任務通過流程審批以后，Teamcenter系統將自動更新任務完成情況到項目計劃。決策層和管理層通過甘特圖、工程視圖和項目報表監督項目進展。用系統的報表和分析工具，基于項目計劃里程碑、時間基線等形成項目進展報告，直觀和方便查看項目計劃或交付件的執行時間同原始計劃時間表情況比較、項目進度、工作任務狀態、工作超期預警等可視化監控和管理。
機車車輛整車研發過程實施基于Teamcenter的項目管理，可以直觀反映產品研發過程中各階段執行情況，包括任務進度、任務完成預警、超期報警、任務評審等。機車車輛結構復雜，新產品研發的時間限制性比較強，在整車研發過程應用基于Teamcenter的項目管理解決方案，對整車研發項目進行有效的管理，幫助企業決策層和管理層在產品研發過程中實時監控項目的各項進度情況，提高了產品開發效率，降低了產品開發費用，促進了企業發展。
參考文獻
[1] 孫志權，王峰.面向鐵路機車車輛行業的可定制PLM系統[J].CAD/CAM與制造業信息化，2009（1）：17-19.
[2] 基于PDM系統的產品研發過程項目管理[J/OL].http：//www.idnovo.con.cn/article/2012/0515/article_75007.html.
[3] 魏忠靈.基于Teamcenter Express的項目管理技術研究[D].武漢：武漢理工大學，2008.
[4] 賀至新.項目管理在 HCE 公司新產品開發過程中的應用[D].天津：天津大學，2009.
[5] 陳云翼.面向產品數據管理的項目管理技術及其應用研究[D].哈爾濱：哈爾濱工業大學，2010.