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基于万维网的工程项目管理系统综述

moussin 发表于 2007-1-30 22:40:00 [出自: 马智亮,罗小春,李志新]
【摘要】 阐述基于万维网的工程项目管理系统 (WPMS) 在国内外的发展现状和趋势,以便为结合我国实际情况的WPMS的研制奠定基础。主要通过大量文献调研,对调研结果进行分析、对比、归纳和总结。从WPMS产生、演化和定义、基本架构、关键技术及功能等方面进行了总结和归纳,并使用美国 Autodesk公司的Buzzsaw、美国BuildOnline公司的Projects Online 以及作者等研制的EPIMS等典型系统作为例子进行了说明。在此基础上,阐述WPMS的发展趋势为:支持工程项目施工阶段多参与方之间高效的图档管理,支持多参与方对照片及视频的高效管理和便捷应用,以及支持多参与方对已有项目信息资源的开发和利用。上述结果对研制结合我国实际情况的WPMS具有参考和借鉴价值。
碧森尤信 

前   言

  工程项目的成功受到项目自身特点、项目合同、项目参与方和交互过程等 4 个主要因素的影响[1] 。当前,项目复杂程度的增加和范围的变化以及合同工期的缩短对项目参与方之间交互过程的效率提出了越来越严格的要求[2];加之因特网能够突破时间和空间的限制,支持同步和异步通信[3] ,近年来,基于万维网的工程项目管理系统 (Web-based Project Management System ,WPMS) 获得了空前的发展。 据有关资料,在发达国家,通过这类系统建立虚拟项目团队的公司每 6 个月就会翻一番[4]。而在国内, 还很少有工程项目使用这类系统,即使用到这类系统,由于对系统不够了解或者系统本身与我国工程项目管理的实际存在脱节,应用范围十分有限。 本文旨在阐述 WPMS 在国内外的发展现状和趋势。文章首先对 WPMS 产生和演化的历史进行概述,并对WPMS 的定义进行整理,对近年来出现的相关概念进行总结;然后,对系统的基本架构、关键技术和功能进行分析;接着,通过介绍 3 个典型的 WPMS系统来阐述 WPMS 的现状;最后,对WPMS 的发展趋势进行了总结。

 

1 WPMS 的产生、演化以及定义

1.1 WPMS 的产生与演化

  最早的 WPMS 是 1996 年在美国贝尔通讯实验室进行的 IITP (Internetwork Interoperability Test Plan)项目中产生的。项目参与方来自美国和加拿大的多家电讯单位,参与方通过万维网浏览器和 HTTP 协议进行项目信息的交互。实验结果表明,万维网以及它的易用性为地域上分散的项目团队提供了很好的虚拟协同工作环境,克服了地域分散性给项目变更的控制、项目信息的交流以及团队合作带来的阻碍[5] 。经过近10 年的发展,WPMS 从功能的角度看,经历了 2 个主要的发展阶段[6]。

  为了说明问题,假设存在 3 个工程项目:工程项目 1、2 和 3;存在三个参与方:总承包 GC(GeneralContractor)、分包 SC(Sub Contractor) 和监理单位 E(Engineer)。当然,实际过程中,还应存在其他的项目参与方,比如业主、设计单位、材料与设备供应商、政府主管部门等等,为了简化问题,将这些参与方省去,这并不妨碍对问题的说明。工程项目 1、2和 3 都是总承包 GC 的项目,其中分包方 SC 参与了工程项目 2,监理单位 E 参与了工程项目 3。

  下面分别介绍 WPMS发展的 2 个主要阶段。

  (1) WPMS 的单项目管理阶段。在这个阶段,WPMS中必须存在一个主管参与方,在这里是总承包GC;为了管理自己参与的项目,GC 必须分别为工程项目 1、2 和 3 建立 WPMS;如果有新的项目加入,GC必须建立一个新的 WPMS。GC公司用户需要分别用 3 个不同的用户名和密码才能访问 3 个项目。WPMS在这一阶段的系统视图如图 1 所示。

  这样的系统存在明显的不足:1) 对于 GC 来说,需要为每个项目分别建立通讯录、用户身份验证及安全配置文件、项目管理制度,以及行业规程与规范等信息,从而产生数据冗余;2) GC想整合其参与的所有项目数据进行辅助决策,也是比较困难的;3) 对SC 和 E 来说,往往同时还参与其他的工程项目,这些项目很有可能是用其他的 WPMS 来管理,如果他们需要对自己参与的工程项目信息进行总体分析,必须解决来自不同厂商的 WPMS数据兼容性问题。

  (2) WPMS的多项目管理阶段。为了克服单项目管理中存在的数据共享和整合方面的缺陷,人们开发了多项目管理系统。在这一阶段,对于 GC 的用户来说,用一个用户名和密码就可以访问该公司的所有项目,即项目 1、2 和 3,而行业规程和规范等信息也可以在项目间共享。WPMS在这一阶段的系统视图如图 2 所示。 

1.2 WPMS 的定义

  近年来,除 WPMS外,还出现了许多相似的概念,比如项目专用网站 (Project Specific Web Site,PSWS)、电子文档管理系统 (Electronic Document Management System, EDMS)、虚拟项目办公室 (Virtual Project Office, VPO)、项目外联网 (Project Extranet, PE)、项目网站(Project Web, PW)、项目银行 (Project Bank, PB)、项目信息管理系统 (Project Information Management System,PIMS) 以及文档池 (Document Pool, DP) 等[4],它们均可理解为一种 WPMS 系统。这里归纳一些有代表性的概念以便理解 WPMS的基本特征和功能。

  (1) 基于网络的工程项目管理系统,WPMS。据Skibniewski 等,WPMS 是以外联网(Extranet,基于因特网协议传递信息的专用网络) 为基础实现的电子化的项目管理系统。借助外联网,将项目信息集中存储到系统数据库中;项目团队成员可随时随地访问系统[4,7]。

  (2) 项目专用网站,PSWS。据 Tony Thorpe 等,PSWS 是通过因特网和一系列连接网页来存储和分发项目信息的电子化项目管理系统。系统提供集中的项目数据管理功能,具体包括信息提交、信息请求、项目进度计划公布,以及施工规范、会议记录和项目照片的查阅等[8]。   

  (3) 电子文档管理系统,EDMS。据 Dany Hajjar等,EDMS 是为用户提供捕获、编辑、检索、分发和重新获取各类电子和纸质文档的工具。在 EDMS 中,通过建立企业数据模型、项目数据模型和文档数据模型等 3 个模型,建立起文档的通用数据模型。在此基础上,建立企业内部能够共享的文档模板,实现电子文档的管理[9]。   

  (4) 虚拟项目办公室,VPO。据 Joseph G. Questore等,VPO 是通过万维网建立一个虚拟的项目办公空间,它使得项目团队成员能够“聚集”在一起,及时地交换项目信息,从而克服地域分散性带来的阻碍。同时,通过用户身份验证和权限配置管理,保证系统稳定和项目数据安全[5]。

  以上的这些概念分别反映了 WPMS 的内容、实施、功能和定位等方面的一些看法。虽然其侧重点各不相同,但从这些定义概念和定义中,可抽取出WPMS所具备的关键特性 (见表 1)。

  综上所述,可以给出如下定义:WPMS 是一个电子化项目管理系统,它使用万维网浏览器作为用户界面,通过因特网、外联网或者项目内部网络来传送数据,并将数据集中存储到项目数据库中;它通过用户身份验证和权限配置管理来保证系统稳定和项目数据安全,并根据用户身份和权限,通过利用数据库,对结构化信息、非结构化信息进行管理,并对用户的信息提交、信息请求进行处理;它为地域上分散的项目参与方建立一个虚拟的办公空间,从而提高项目团队协同工作的效率,实现科学高效的项目管理。 

2 WPMS 的基本架构、关键技术及功能

2.1 基本架构

  WPMS是一个应用信息技术的复杂集合体,其系统基本架构如图 3 所示。系统分为 3 层,它们分别是万维网浏览器、万维网服务器和数据库服务器。万维网浏览器是用户同 WPMS 的交互界面;万维网服务器是 WPMS 的核心,它通过接收来自万维网浏览器的客户信息请求,对请求做相应的处理,最后将处理结果反馈给客户,完成整个系统业务逻辑的处理;数据库服务器负责 WPMS 数据和文件的管理。万维网服务器同数据库服务器分离可以实现业务逻辑和数据的独立性,保证了数据的安全和系统的稳定。

 

2.2 关键技术

  从系统的基本架构和处理信息的内容来看,WPMS包括以下 4 项关键技术:

  (1) 万维网 (World Wide Web) 技术。万维网可以作为快速信息传递的媒体,是建立跨组织分布式系统的基础。工程项目参与方能够通过万维网在不同的硬件平台上使用同一个管理信息系统[10],万维网技术是影响全球建筑施工行业的专业分工与合作、产业结构调整的关键技术[11]。   

  (2) 数据库 (Database) 技术。数据库技术是应数据管理需要而产生的。数据库是长期存储在计算机内、有组织的、可共享的数据集合,是建立 WPMS的基础[12]。

  工程项目信息的存储、组织、工作流管理、用户身份验证和权限配置管理,以及用户的访问跟踪等都是由数据库及其相关技术来实现的。

  (3) 多媒体 (Multimedia) 技术。多媒体技术是计算机综合处理文本、图形、图像和视频等多种媒体信息的技术,它使得多种信息之间建立逻辑连接,成为一个系统并且具有交互性。它可以应用于施工现场监控,施工经验积累[13],同时是网络视频会议的基础。

  (4) 信息化标准 (Information Standard)。信息化标准是解决“信息孤岛”的根本途径[14] ,也是不同信息管理系统之间数据交换和互操作的基础。作为信息化标准的一项关键技术,XML(eXtensible Markup Language,可扩展标识语言) 以开放的自我描述方式定义了数据结构,在描述数据内容的同时能突出对结构的描述,从而体现出数据之间的关系。这样组织的数据对于应用程序和用户都是友好的、可操作的[15]。研究表明,基于 XML 的相关信息标准在数据交换、数据深度分析等方面具有很大的发展潜力[16-17] 。

2.3 主要功能

  如前所述,WPMS核心功能在于为用户提供信息提交和信息请求功能。用户通过万维网浏览器向万维网服务器发送信息请求,经过用户身份验证,给用户配 置 不 同 功 能 的 使 用 权 限 和 文 件 访 问 权 限 。Skibniewski 将 WPMS 的主要功能总结为 17 项,它们分别是:文档管理、项目工作流、项目通讯录、审计跟踪与版本控制、高级搜索、会议与讨论白板、主题讨论、计划与日历、项目相机、文件转换、打印服务、站点个性化、离线访问、系统外的信息传递、无线整合以及项目信息归档和信息服务[4]。这些功能大部分从字面上就可以得到理解,限于篇幅,这里就不展开说明,必要的话可以参考有关文献。

2.4 WPMS 的分类

  英国学者 Alshawi 根据 WPMS 在建筑工程中的使用阶段的不同,将其分为 3 类:一类为用于招投标阶段的系统;第二类为用于设计和施工阶段的系统;另外一类为用于交易阶段的系统[2-3] 。

  美国学者 Skibniewski 则按照系统的开发和安装特点,对系统的应用方式进行了分类,分为 3 大类,即:一大类为定制开发并安装在内部服务器上;第二类为购买现成的平台系统并安装在内部服务器上;另外一类则为有关厂商提供的 ASP (Application ServiceProvider,应用服务提供商) 服务,在这种情况下,系统安装在 ASP服务器上,用户只是利用相应的服务[3-4]。

 3 典型 WPMS 介绍

3.1 Autodesk Buzzsaw[18]

  Autodesk Buzzsaw是由美国 Autodesk 公司开发的WPMS,它根据工程项目生命周期管理 (BuildingLife-cycle Management,BLM) 概念,涵盖了建筑工程包含规划、初步设计、扩大初步设计、施工图设计、招投标、施工、完工、设施管理等阶段在内的全生命周期。系统属于 Skibniewski 分类中的 ASP。

  Buzzsaw有 3 个主要特点:一是通过信息共享来实现多参与方的协同工作。从向项目通报进度变化情况,到检查来自不同参与方的项目成员提出的计划,通过系统向项目成员传达信息,项目成员可以从系统获得所需的信息。二是对多种文件格式进行管理。系统可以存储、跟踪和共享多种文件格式,例如 DWF(万维网图形格式)、DWG、DXF、PDF、MicrosoftWord 和 Excel。三是对权限进行分层管理。平台通过将权限分为站点、项目、项目文件夹和具体文件 4 个层次来设定用户的平台使用和文件操作权限。

3.2 ProjectsOnline

  ProjectsOnline是由BuildOnline公司开发的WPMS。按照 Alshawi 的分类,它属于用于设计和施工阶段的系统,同时系统也属于 Skibniewski 分类中 ASP。

  ProjectsOnline 有 2 个主要特点:一是包含工作流管理工具,其中有信息请求、变更请求等工作流的设置工具,可以对不同工作流的各环节进行设定。二是具有完整的审计追踪功能,会记录下所有的对文档的操作和每一次网络交流。

  BuildOnline开发的ASP平台中还包含TenderOnline、SuppliersOnline 等系统。TenderOnline 通过提供安全高效的网络环境,处理从资格评审到合同签订的端对端的业务流程,提高招投标的效率。用户单位使用SuppliersOnline 跟踪他们的分包商和供应商的表现,在安全封闭的环境中管理他们的供应链,并使整个单位用户可以共享最优的分包商和供应商信息。

3.3 EPIMS[  3, 12, 16]

  EPIMS(Electronic Project Information Management System,在线项目信息管理系统) 是由清华大学土木工程系研制的 WPMS,该系统已经应用在国家体育场项目施工管理中。按照 Alshawi 的分类,它属于设计和施工阶段的系统,同时系统也属于 Skibniewski 分类中 ASP。

  EPIMS的特点有 3 个:一是系统支持表格的自定义。在 EPIMS 中,电子文档中包含的信息条目由文档模板来确定,文档模板对应于实际过程中的表格。为了处理某类表格数据,只需要事先准备对应于表格的文档模板并导入到系统中,而不需要修改程序代码,从而可以支持信息内容的变化。二是系统支持对表格中包含的信息进行数据库式的管理。即用户只要拥有相应的权限,就可以方便地对文档内容进行浏览,并可以针对电子文档中包含的数据项进行诸如查询、统计等信息处理,从而既能支持多参与方之间的信息共享,还可以方便项目信息的再利用。三是系统支持工作流机制。即,有关参与方可以在网上进行文档的提交、审核和审批处理。一个参与方处理完成后,系统会将处理任务自动流转到下一个参与方,直到处理完成。这样一来,系统可以有效地支持多参与方在网上进行协同工作。

4 WPMS 的发展趋势

  根据 WPMS 的现状以及工程项目管理的实际需求,可以预见 WPMS朝着以下 3 个方向发展。

4.1 支持工程项目施工阶段高效的图档管理

  目前,WPMS中已包括了对图档的管理,但一般只是提供了图档修改、上载、下载与打印、红线圈阅、浏览、查询与统计等功能,适用于个人或者简单工作流程。实际工作中,涉及多参与方协同的工作有图纸会审、设计洽商与变更等复杂过程;在项目工期紧张、边设计边施工的情形下,图档管理问题显得尤为突出,因此需要在 WPMS 中提供更加高效的图档管理功能。

4.2 支持照片和视频在施工管理中更加便捷的应用

  多媒体技术和网络技术的快速发展为在工程项目管理中利用照片和视频提供了良好的技术环境。目前WPMS中多媒体技术的应用主要集中在对项目历史数据的记录,例如项目施工过程中的照片和关键施工工序的视频记录;而对现场的实时监控也只是用于现场安全管理。但是,目前照片管理存在采集不规范、采集随意、分散存储和难以再利用等问题,因此有必要对其进行更有效、更规范的管理。例如,通过规范化的照片提交、审核和审批流程来管理并优化照片的采集过程,减小采集的随意性,保证照片的质量和数量;通过对照片文件进行系统的集中存储和管理,避免照片分散带来的问题,为照片再利用创造条件。此外,除了通过文档和图档形式的交流,参与方之间还需要进行面对面的交流,在一些大型工程项目中,更是提出了通过视频手段来进行项目阶段性验收的需求。因此,WPMS需要能够支持对照片和视频进行高效的管理和便捷的应用。

4.3 支持对已有项目信息资源的开发和利用

  通过应用 WPMS,企业会不断积累大量数据。容易想象,历史数据是宝贵的信息资源,对工程项目历史数据的开发和利用有助于提高工程项目科学决策水平。目前,这方面的技术已经成熟,例如数据仓库(Data Warehouse, DW)、 联 机 分 析 处 理 (Online Analytical Processing, OLAP) 和 数 据 挖 掘 (DataMining,DM) 等技术,它们为解决从大量数据中抽取辅助决策的信息的问题提供了很好的工具和方法。目前还很少有 WPMS 可以做到这一点,但已经有少数研究开始了这方面的探讨[19]。

5 结  语

  WPMS 开发和应用的成功,不仅是一个技术问题,而且是需要整个行业做好认识、组织和知识上准备的非技术问题。随着万维网、数据库、多媒体以及信息化标准等技术的发展,工程项目管理理论的完善、管理模式的变化和管理环境的改善,WPMS 也将随之发展和完善。 

 

参考文献

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