1 引言

    PDM系统作为支撑企业协同产品开发的集成框架，必须能够为生产企业提供强大的产品研发的项目管理功能。然而，PDM系统作为大型CAD软件设计企业的附属产品，涉及的项目管理大都只是项目文档的管理，缺乏研发项目的全程管理功能，不能有效地对产品开发项目的各个阶段进行管理和控制，不能有效地管理每个阶段的进度、资源配置等工作。

    在实际操作中，前期开发工作的大部分成果的是产品研发相关的数据，研发数据组织结构复杂数据量庞大，给项目管理的阶段评审工作带来的诸多的不便。关键节点一般由多个子节点组成，评审子流程关系较复杂，在没有合适的管理平台下操作，往往会造成数据失真，缺乏一些直观的工具，判断审核困难，增加了评审工作的风险，违背了该项目管理体系的风险规避的初衷。企业迫切需要针对PDM系统在研发项目管理中的不足，设计出能集成研发项目管理主要功能的PDM系统。仅对此现状做了初步的探索。

    2 研发项目的抽象模型

    研发项目管理的关键点是各阶段的控制和决策，做出合理决策的依据是该阶段的各交付物的质量和及时性，在项目执行阶段保证每一次决策的正确是研发的核心要求。根据研发项目的阶段决策要求，可将项目拆分为几个关键阶段，阶段与阶段之间由决策门进行连接，每个决策门按照项目的类型设置各自的决策内容和开闸条件，（开闸条件会随着项目执行不利的条件的增加例如时间的增加等因素而提高，一旦项目延期时间超过极限，项目将直接中断并进入取消流程），决策部门对于进入决策门的事项进行评审，一旦门条件达到开闸要求，则允许项目进入下一个阶段。主要的阶段评审内容比较多并且非常复杂，这为评审工作带来了一定难度，集中评审也不利于项目的实时控制，不利于问题的及时处理。基于此，将每个阶段进行进一步的细分，形成多个次级流程，每个次级流程还可以细分为更多的子流程，子流程之间的也有子决策门连接，子决策门的评审内容一般比较专一，降低了评审难度，决策质量也得到了提高，这种通过子决策推动大决策的方法改善了项目的管控困难的问题。用于阶段评审的交付物可以理解为在PDM系统中由特定的工作阶段产生的数据，这些数据随着特定的阶段流程进行流转，经过决策门后再传输到下一个阶段中去。通过将各个阶段的有序管理和控制，从而推动研发项目的进展，最终完成研发项目。

    通过上述方法，可以将研发项目的抽象成由多个不同层次的阶段组成，每个阶段都可以根据负责程度，拆解成由具体的逻辑关系组成的子阶段，子阶段通过子决策门评审后汇聚回主阶段。对研发项目的管理可以分解为对项目中每个阶段的管理和阶段间的管控，从而将负责的项目管理过程分解为简单的子阶段的管理，研发项目的主要的数据模型可概略为交付物数据模型和阶段管理数据模型。

    3 项目阶段流程设计模型

    项目阶段任务规划工作的目的是生成项目的任务流程图，即确定各个任务间的逻辑顺序。任务间联系的基本形式、相互作用的方式可归纳为以下3种形式：

    串行关系：两个设计任务间只存在单向依赖关系的一种作用方式；其动态特征表现为A，B任务的串行。

    并行关系：两任务间无信息交互、完全独立的作用方式：其动态特征表现为A，B可以同时进行。

    交互关系：两任务间存在信息交互，A、B的信息联系是双向的，即A任务需要B任务的信息，同时B任务也需要A任务的信息；其动态特征表现为经过A、B间信息的多次迭代和反复，才能完成任务。

    以上3种任务作用方式存在于传统的串行设计过程和目前并行设计过程的各个阶段。其中串行设计方法适用于以第一种作用方式作为任务间联系主要方式的设计过程，而并行设计过程则主要以第3种作用方式为主，反映了产品开发过程中各个环节间的耦合作用。交互耦合任务间频繁的信息交互增加了设计过程的复杂性，使管理、规划设计过程遇到了更大的困难。

    任务时序管理中，首先需要计算出关键路径。关键路径指一个从项目入口到项目出口的任务节点和有向边集合，该集合中所有任务节点的时间期限之和为最大。项目关键路径上任务节点的完成情况对整个项目的生命周期起着至关重要的作用，这些任务节点也就是决定该项目能否如期完成的瓶颈。给定一个任务流程图，找到其中的关键路径的算法是图论的一个重要工作。

    最早完成时间：假设P是项目初始节点T0到任务节点Ti的任意一条路径，tp（Ti）是从T0沿着路径P到达经过的所有任务节点时间期限的总和，则称tp（Ti）的最大值为任务节点Ti的最早完成时间，记为TE（Ti），即TE（Ti）=max{tp（Ti）}。

    假设Ti有j个前序任务节点，TE（Ti）可以递归地由下式得到：

    TE（Ti） =maxl K J{TE（Tik）+Γ（Ti）+W（Ti））

    上式中，Tik是Ti的第k个前序任务节点，Γ（Ti）是Ti的执行时间期限，W（Ti）是Ti的资源等待时间。

    在明确了任务的最早完成时间概念后，很明显地，项目关键路径的长度就是项目结束任务节点的最早完成时间。

    最晚完成时间：在项目结束任务结点的最早完成时间不增加的前提下，允许从入口点T0最晚到达任务节点Ti的时间，称为Ti的最晚完成时间，记作TL（Ti）。

    假设Ti有j个后序任务节点，TL（Ti）可以递归地由下式得到：

    TL（Ti）=minl K J{TL（Tik）-Γ（Ti）-W（Ti）}

    上式中，Tik是Ti的第k个后序任务结点，Γ（Ti）与W（Ti）的定义同上。

    在上述定义的基础上，可以得出如下的结论：如果任务节点Ti满足条件TE（Ti）=TL（Ti），那么Ti位于项目的一条关键路径上。通过这个结论可以获得项目关键路径的算法，即首先必须求得每一任务节点的最早完成时间和最晚完成时间，找出那些最早完成时间和最晚完成时间相等的任务节点就可以构成项目关键路径。

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