项目管理系统及与PDM集成研究

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3.0 陈辉 2024-11-19 6 4 4.38MB 76 页 15积分
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I
摘 要
市场竞争日趋激烈，市场环境越来越复杂，这些都驱使着企业不断地寻求改
善之路。项目管理的出现为企业带来了巨大的信心，依靠项目管理，使得企业向
“按时、按质完成产品研发与生产”的目标更进了一步。随之，新的问题又产生
了：产品是企业生存必备的元素，如何使项目管理与其他应用系统相集成，更好
管理产品呢？目标指向了产品数据管理技术。产品数据管理是企业重构与发展中
一项重要的基础结构技术。其管理内容既包括与产品相关的所有信息，例如零件
信息，产品结构，结构配置等，也涵盖了与产品相关的过程，例如生命周期，工
程更改。项目管理与产品数据管理的集成可以为管理产品数据提供更加有效与完
善的手段。
本文以国内某大型机械设备有限公司的产品数据管理开发与实施为背景，针
对企业在产品数据管理中存在的不足，并对产品设计生产过程中的项目分解进行
分析与研究，把项目管理与 PDM 相互集成。
本文首先根据企业应用需求分析和产品设计、生产过程的特点，根据产品的
数据与过程将系统分为三个阶段：产品设计、产品数据转换、产品生产。对这三
个阶段进行详细分析，分别开发了 BOM、MBOM 模块和领料单三个模块与其相
对应。应用 UML 等技术建立系统模型，采用 SQL Server 和J2EE 技术完成了系统
的应用开发，并在企业内成功实施。通过该系统可以良好的管理产品在生命周期
过程中的产品数据，加强部门间信息沟通与协作，严格控制工作过程，规范企业
对产品数据的管理。
关键词：产品数据管理 项目管理 管理信息系统 J2EE
II
ABSTRACT
Driven by increasingly competitive market and complex environment, All
enterprises continuously seek the way to improve themseleves. The emergence of
project management brings tremendous confidence to enterprises. Relying on project
management enables enterprises go a step closer to the goal of finish a product with
high quality before deadline.Then a new problem is proposed: the product is an
essential element of business, how to integrate project management with other
application systems and how to improve the management of products? It pointed to
PDM technology for reconstruction and development of company. It covers both all
product-related information, such as part, product structure, structure configuration, but
also cover procedure, such as life-cycle, engineering. The integration of Project
management and PDM can provide a more effective management way.
With the background of development and implementation of PDM system in
domestic large-scale machinery equipment Co., Ltd., this paper includes the study of
shortcomings about product data management in this company, the project-breaking of
procecedure, and integration of project management and PDM.
According to the characteristics and requirement of this company, the procedure is
divided into three steps: design products, the conversion of product data, product
manufacturing based on product data and process system. With the analysis of these
three steps, BOM、MBOM、mateiral-drawing sub-systems are developed respectively.
Through the technology of UML，SQL Server and J2EE etc., this application system is
developed and implemente successfully in this company. It could improved the
management of products data during the life cycle, enhance communication and
collaboration between departmente, and control the procedure, standardize product data
management.
Key Words: PDM, Project management, MIS, J2EE
III
目 录
摘 要
ABSTRACT
第一章 绪 论 ...................................................................................................................1
§1.1 研究背景 ............................................................................................................1
§1.2 国内外研究现状 ................................................................................................2
§1.2.1 国外项目管理与 PDM 集成系统方面的研究 .......................................... 3
§1.2.2 国内项目管理与 PDM 集成系统方面的研究 .......................................... 4
§1.3 本课题的研究内容与实施方案 ........................................................................5
第二章 项目管理与 PDM 集成及方法研究 ..................................................................7
§2.1 PDM 概述 ..........................................................................................................7
§2.1.1 PDM 的定义 ............................................................................................... 7
§2.1.2 PDM 的应用 ............................................................................................... 8
§2.2 项目管理概述 ...................................................................................................8
§2.3 项目管理与 PDM 的集成理论研究 ..............................................................10
§2.4 数据挖掘技术介绍 ..........................................................................................13
§2.4.1 数据挖掘的定义 ....................................................................................... 14
§2.4.2 关联规则挖掘介绍 ................................................................................... 15
§2.4.3 关联规则的分类 ....................................................................................... 16
第三章 系统需求分析与建模 .......................................................................................19
§3.1 系统需求分析概述 ..........................................................................................19
§3.2 系统流程分析 ..................................................................................................20
§3.3 系统集成分析 ..................................................................................................22
§3.3.1 PM 与PDM 集成分析 ..............................................................................23
§3.3.2 产品生产项目与其他系统的集成分析 ................................................... 25
§3.4 系统安全分析 ..................................................................................................26
§3.4.1 权限控制 .................................................................................................. 26
§3.4.2 信息共享 .................................................................................................. 27
§3.5 系统建模与设计 ..............................................................................................28
§3.5.1 BOM 模块 ................................................................................................. 29
§3.5.2 MBOM 模块 ............................................................................................. 31
§3.5.3 领料单模块 .............................................................................................. 33
IV
§3.6 数据库设计 ......................................................................................................35
§3.6.1 数据库概念设计 ....................................................................................... 35
§3.6.2 建立产品整体模型 ................................................................................... 36
§3.6.3 建立工作令整体模型 ............................................................................... 39
第四章 BOM 数据管理 ................................................................................................ 43
§4.1 BOM 的数据结构 ........................................................................................... 43
§4.2 产品结构树的生成 .........................................................................................44
§4.3 设计 BOM 转换成 MBOM ............................................................................46
第五章 系统实现 ...........................................................................................................51
§5.1 开发环境 .........................................................................................................51
§5.1.1 Java 语言 ................................................................................................... 51
§5.1.2 MVC 模式 ................................................................................................. 52
§5.1.3 系统开发工具 .......................................................................................... 53
§5.1.4 数据库技术 .............................................................................................. 54
§5.2 系统实例 ..........................................................................................................55
§5.2.1 BOM 模块 ................................................................................................. 55
§5.2.2 MBOM 模块 ............................................................................................. 59
§5.2.3 领料单模块 ............................................................................................... 61
§5.3 集成实例 ..........................................................................................................64
§5.4 关联规则挖掘在本系统中的应用研究 ..........................................................67
第六章 总结与展望 .......................................................................................................71
参考文献 .........................................................................................................................73
在读期间公开发表的论文和承担科研项目及取得成果 .............................................77
致 谢 .............................................................................................................................79
第一章 绪论
1
第一章 绪 论
§1.1 研究背景
本课题来源于企业信息化建设项目。
随着社会时代的发展，世界经济全球化这一特点已经日益显现出来，企业争
相在世界范围内寻找最优资源与自身组合，区域经济所能够体现出的优势越来越
弱，市场竞争日趋激烈。如何使企业在今天及以后的竞争中得以生存与发展是每
个企业都必须要思考的问题，它们充分认识到：在“危”“机”共存的局面中，创
新是企业的根本出路，企业信息化是其必经之路[1,2,3]。
如今电子类与半导体行业的飞跃式发展，以及信息化在企业中的成功推广与
逐步实施，促使以小型、微型计算机为基础的项目管理软件在企业范围内得到广
泛应用，包括运用于各种商业活动中，体现了其良好的功能，更好地提高了工作
的效率和便利性。在现在这样一个信息化的时代，信息数据过于庞大和复杂，将
高效、准确地完成项目管理工作这一目标通过依靠个人或一个小的团队来实现是
不可行的，项目管理软件的出现给大家带来了好帮手，这些软件能够帮助项目工
作人员在最短的周期实现成果的共享。这类软件通常具有用户界面友好性，操作
界面图形可视化，能够帮助各级用户安排好各项任务、制定任务计划、管理任务
间交叉关系，能够辅助管理项目资源、控制项目进度等。它们通常应用于简单的
中小型项目管理，使项目成员随时了解项目进展情况、项目成本，项目资源的使
用情况等信息[4]。
然而伴随着项目管理的不断深入发展，企业管理者逐渐意识到项目管理不能
只是一项一次性的活动，也不能只是一个项目任务的管理过程，而应该和企业的
长期发展战略相协调，支持企业的长期发展，与企业经营中的永续性管理理念相
辅相成，促进企业的长足发展；应该与知识管理(KM，Knowledge Management)有
机结合，带来企业项目管理的改进，从而提升企业管理理念，并且项目管理经验
是一种无形的财富，应当作为企业智力资产的长期保存，可借鉴用于其他项目管
理活动。最近几十年来，企业级项目管理(EPM，Enterprise Project Management)应
用系统已经被美国、欧洲等先进国家以及以中国为首的一些发展较快的发展中国
家的企业普遍采用。企业级项目管理支持企业的发展，融合了先进的管理理念与
每一位优秀管理者的智慧和经验，以更高效、更科学的方法帮助用户进行项目管
理工作[5,6,7]。
项目管理是对任务进行时间和资源域上的规划、监视和控制，保证任务按时、
高质、低成本完成，因而广泛应用于工程行业。然而，由于项目管理围绕项目任
项目管理系统及与 PDM 集成研究
2
务为中心，系统相对比较独立，因而导致了以下的问题的存在：项目管理自动化
程度较低，任务与资源的安排分配等依赖于个人经验或者项目组长的决定，增加
了工作量；项目管理系统更像是项目管理过程的模拟，各功能模块连接比较松散；
缺乏与其他应用系统的相互集成，不能有效利用其他系统的数据，缺乏与其他系
统的数据信息间的结构转换与传递，并且系统储存和产生的数据信息难以被有效
利用[5,8,9]。这些缺陷在很大程度上限制了项目管理应用，为了削弱上述问题存在的
可能性，需要尽量实现项目管理和其他过程或系统间的相互集成，这样才能更好
的体现出系统的优势与管理过程的整体性。本文通过将项目管理与产品数据相结
合，更好的实现两者的优势。
产品数据管理(PDM，Product Data Management)是一项管理与产品相关的所有
信息和过程的技术，是企业信息集成和协同产品开发与生产的平台。数据共享、
人员协同工作和对过程的优化是产品数据管理的核心思想。目前已成功开发了多
种关于 PDM 的系统，而且系统体现出了许多无可比拟的优势，尤其在有效管理企
业数据和改进企业业务流程方面，这些优点使得更多的企业开始逐渐接受或者实
施应用 PDM 系统。随着 PDM 应用范围不断扩张，现有 PDM 系统的缺点也就暴
露出来：在管理范围和应用层次上，现有的 PDM 系统所实现的功能大部分集中在
研发设计过程中的产品数据共享的实现，与现代技术管理体系和基于并行工程的
管理模式尚有较大的差距；PDM 系统的实施应用要求企业做好充分的准备工作，
数据标准化处理等[10,11]。正是由于 PDM 技术的特点还有各企业情况的不同与复杂，
成功实施 PDM 也并不是一件容易的事。
越来越多的制造型企业将产品数据管理思想和技术运用于产品开发过程中，
体现了企业组织管理与工作的先进设计模式和制造模式。其中项目管理也成为大
多数产品数据管理系统的基本功能模块，在产品开发阶段，对新产品的设计研发
项目这一整体任务进行分解，从项目的分解状况与进展状况来掌握产品研发过程，
系统能够向用户提供项目任务所在的状态信息，以便更好地规划项目，找到障碍
环节，进行相应的调整，以达到缩短产品研发周期、保证项目的进度与产品质量，
同时降低产品成本的目标[12,13,14,15]。项目管理系统与 PDM 系统之间的有效集成能
够帮助彼此弥补对方的不足，使各系统的优势得到最大限度的发挥，给制造业提
供一个更加优秀的管理平台。
§1.2 国内外研究现状
尽管人类的项目实践活动可以说已有几千年的历史，但是作为科学分析研究
的对象，其历史并不长，从 1965 年第一个专业性国际组织 IPMA 成立到如今也不
第一章 绪论
3
过四十余年的时间，通过这四十多年来的不懈努力，各方面的专业人士在项目管
理的重要性及其基本概念方面形成了初步共识，于此同时，各种专业性组织也迅
速成长起来，促使国际项目管理的发展日趋多元化、全球化、专业化。
目前国内外对于企业中项目管理的研究工作，主要体现在以下几个方面
[4,8,11,14]：
(1)先进 制造理念下项 目管理的 研究：其 中较 有 影 响的 有精益生 产(Lean
Production)，敏捷制造(Agile Manufacturing)，动态联盟(Virtual Enterprise Oriented
Integrated Product Development)，并行工程(Concurrent Engineering)。
(2)优化项目计划模型及其工作流规划技术的研究：研究内容主要集中在企业
组织模式转变所带来的问题上，传统的模式转变为先进制造环境下的模式，可能
面临何种问题，如何解决，以及任务集成算法方面，如何优化项目计划模型及工
作流模型。
(3)项目评价模型的研究：主要是根据模糊数学的理论，提出一种开发项目的
模糊综合评价方法，通过对影响开发项目的诸多因素的优劣程度进行量化，从而
得出评价指数来形象化的描述各种因素对于项目的影响力度，从而更准确的衡量
项目的可行性。
§1.2.1 国外项目管理与 PDM 集成系统方面的研究
国外技术相对比较发达，技术也较为成熟，如 EDS 公司的 iMAN，PTC 公司
的Winchill 等软件都已经进入企业使用。PDM 系统中分解、控制、规划、跟踪项
目任务等功能在项目管理模块基本上都有所体现。首先需要把一个产品过程及相
关数据转换成为面向对象的项目模型，以一种更为形象的方式向用户展现，这样
可以更加良好的从全面角度监视和控制项目任务。在项目规划方面，一般通过两
种方式可以实现。一种是通过构建一个网络规划系统来提供一个网络规划工具，
另外也可以通过开发一个接口的方式，通过该接口直接进行系统之间数据的双向
交换。例如，可以通过开发的接口把类似微软公司的 MS Project 这类的项目管理
方面的应用软件所产生的计划结果转化为 PDM 系统可以接受的数据结构，然后将
该数据信息传递给 PDM 系统。然后，利用收到的信息实现项目模型的自动生成。
反之，也可以把 PDM 系统中项目管理模块里有关项目状态数据转换后传递到项目
管理软件中，通过专业的项目管理软件进行图形显示等等。通过上述两种方式提
供的网络规划工具，利用网络规划技术可以清楚地划分、定义、描述项目任务以
及明确各子项目任务之间的关联，成功建立模型项目过程的规划系统。对于那些
任务结构或过程结构比较复杂的的项目来说，上述两种方法可能就不是很能够满
项目管理系统及与 PDM 集成研究
4
足要求，那么可以使用如 ARIS Toolset 的专业软件来建立模型。通过专用接口将
模型化的业务流程输入到 PDM 系统中，不需要任何的交互会话就可以实现对 PDM
对象库中各个过程步骤的调用。借助于接口，无需手工干预也可以实施各个任务
活动与工作流的链接[8,9,15,16]。
§1.2.2 国内项目管理与 PDM 集成系统方面的研究
经过这些年来的发展，我国软件的技术水平已达到一个新的高度，项目管理
方面的软件已经推出了适用于企业组织和项目活动的两种不同层次的产品。但是，
国内的项目管理软件大多只是满足了关于项目的进度、质量、资源、成本和采购
等方面的管理和控制的需求，这类软件的开发研制依然只是停留在项目管理的基
本功能阶段，从本质上说是向基层工作流程的趋近模拟，同时实现了一定程度的
数据共享[11,12,13,14]。只有极少部分的项目管理软件拥有或正准备向分析预测、网络
通讯两个方向发展。除此之外，国内还有一些软件公司与科研机构将工作内容放
在改进和优化国外一些项目管理软件的不足上，然后再将完善后的软件与 PDM 系
统或 PLM 系统相集成。当前，包含项目管理在内的 PDM 系统的典型应用领域包
括[11,17,18]：
(1)产品系列化的企业
对于生产产品系列化的企业，缩短产品的研发与生产周期是其采用 PDM 系统
的主要目标之一。产品系列化使得产品在设计上具有很高的相似度，有时也许就
只是一两个参数的不同而已，那么采用 PDM 系统充分利用原有的产品数据，提高
设计的重复利用率，减少新产品开发的工作量，缩短产品的研发周期，为快速进
军市场，抢占市场先机提供一定的基础。
(2)产品大型复杂的企业
对于设计、生产的产品是像飞机、汽车、船舶或者大型专用或通用设备的大
型产品的企业采用 PDM 与项目管理技术，可以使得并行工程顺利开展。这类产品
复杂型的企业的通常有多个厂址而且分布在不同的地理位置，产品大型且复杂，
由几万甚至上百万个零部件组成。那么 PDM 与项目管理技术的应用能够帮助实现
数据信息的共享，提高企业内部协同工作效率，促进管理水平的提升。
(3)各类专业设计院所
目前在国内各类专业设计院所中所需要做的主要工作内容就是设计工作，那
么必然会产生大量的数据信息包括各种计算数据、工程图纸、储存文档等。其中
对于应用系统的需求主要集中在图纸文档管理和项目管理两方面。在图纸文档管
理上，研究院已基本上做到了甩掉图板，而使用CAD，PRO/E，PROTEL等应用技
摘要：

I摘要市场竞争日趋激烈，市场环境越来越复杂，这些都驱使着企业不断地寻求改善之路。项目管理的出现为企业带来了巨大的信心，依靠项目管理，使得企业向“按时、按质完成产品研发与生产”的目标更进了一步。随之，新的问题又产生了：产品是企业生存必备的元素，如何使项目管理与其他应用系统相集成，更好管理产品呢？目标指向了产品数据管理技术。产品数据管理是企业重构与发展中一项重要的基础结构技术。其管理内容既包括与产品相关的所有信息，例如零件信息，产品结构，结构配置等，也涵盖了与产品相关的过程，例如生命周期，工程更改。项目管理与产品数据管理的集成可以为管理产品数据提供更加有效与完善的手段。本文以国内某大型机械设备有限...

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