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汽车产品研发
分类号学号M201070250
学校代码10487密级
硕士学位论文
面向汽车产品研发的项目管理系统的
研究与实现
学位申请人:
金小敏
学科专业:
机械设计及理论
指导教师:
刘清华副教授
答辩日期:
2013年1月16日
AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirements
FortheDegreeofMasterofEngineering
Researchandimplementationofaproject
managementsystemforautomotiveR&D
Candidate:
JinXiao-min
Major:
MechanicalDesign&Theory
Supervisor:
Asso.Prof.LiuQing-hua
HuazhongUniversityofScienceandTechnology
Wuhan,Hubei430074,P.R.China
Jan,2013
独创性声明
本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究
成果。
尽我所知,除文中已经标明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体
已经发表或撰写过的研究成果。
对本文的研究做出贡献的个人和集体,均已在文中以
明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
学位论文作者签名:
日期:
年月日
学位论文版权使用授权书
本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,即:
学校有权保
留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。
本
人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,
可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
保密□,在年解密后适用本授权书。
本论文属于
不保密□。
(请在以上方框内打“√”)
学位论文作者签名:
指导教师签名:
日期:
年月日日期:
年月日华中科技大学硕士学位论文
I
摘要
随着全球化竞争的日益加剧,质量已经成为汽车制造企业参与市场竞争的关键。
影响汽车质量的因素很多,如汽车产品的研发质量、供应商的质量、生产制造的质量
以及汽车服务质量等。
然而,研发过程才是产品质量的源头。
为了提高汽车产品质量,
必须高度重视研发质量。
本文提出了一种基于交付物的汽车产品研发项目管理方法。
通过对研发过程中的交付物进行管控,确保任务的完成质量,进而保证产品质量。
首先,本文研究了ISO/TS16949:
2002质量管理体系的应用现状和项目管理国内外
的研究现状,并对现有的项目管理存在的不足进行了分析,指出过程管理不精细、交
付物没有纳入管理范畴是现有项目管理技术和项目管理软件的弊端,不适合汽车产品
研发。
其次,以国内某大型汽车企业为背景,阐述了企业产品研发流程,并对产品研发
项目管理的现状进行了重点分析,包括研发项目的特点以及研发项目管理中存在的问
题。
在此基础上,提出了一种基于交付物的汽车产品研发项目管理方法,该方法以项
目过程管理为基础,以交付物审核为核心。
再次,将基于交付物的汽车产品研发项目管理方法融入软件系统中,对项目管理
系统进行了总体方案设计,并对系统进行了开发。
首先对汽车产品研发项目管理流程
进行了梳理,然后对其管理需求进行了分析,在此基础上构建了汽车产品研发项目管
理系统的功能模型、体系架构以及数据模型,并对交付物审核流程的实现进行了阐述。
最后,由于PLM在大部分汽车制造企业均已得到较好的实施和应用,本文以
IntePLM为平台对汽车产品研发项目管理系统进行了开发和实施,其良好的企业应用
实施效果验证了基于交付物的汽车产品研发项目管理方法和系统的有效性与实用性。
关键词:
项目管理;汽车产品研发;质量管理体系;过程管理;交付物;研发质量
华中科技大学硕士学位论文
II
.华中科技大学硕士学位论文
III
目录
摘要..........................................................................................................I
ABSTRACT......................................................................................................II
1绪论
1.1课题的研究背景及来源................................................................................1
1.2国内外研究现状............................................................................................2
1.3关于本论文的研究........................................................................................7
1.4论文的章节安排............................................................................................8
2基于交付物的汽车产品研发项目管理方法
2.1引言.............................................................................................................10
2.2企业背景介绍.............................................................................................10
2.3汽车产品研发流程概述.............................................................................10
2.4汽车产品研发项目管理现状.....................................................................13
2.5基于交付物的汽车产品研发项目管理.....................................................15
2.6本章小结.....................................................................................................19
3汽车产品研发项目管理系统总体方案
3.1引言..............................................................................................................20
3.2汽车产品研发项目管理流程......................................................................20
3.3汽车产品研发项目管理业务需求.............................................................21
3.4汽车产品研发项目管理系统功能模型.....................................................24
3.5汽车产品研发项目管理系统的体系架构..................................................27
3.6汽车产品研发项目管理系统的数据模型.................................................29
3.7本章小结.....................................................................................................33
4汽车产品研发项目管理系统的工程应用
4.1引言.............................................................................................................34华中科技大学硕士学位论文
IV
4.2系统平台介绍——INTEPLM.....................................................................34
4.3系统的开发运行环境.................................................................................35
4.4汽车产品研发项目管理系统应用.............................................................36
4.5本章小结......................................................................................................47
5总结与展望
5.1全文总结.....................................................................................................48
5.2进一步的研究工作......................................................................................49
致谢........................................................................................................50
参考文献......................................................................................................51
附录攻读硕士学位期间发表的论文...........................................................56
华中科技大学硕士学位论文
1
1绪论
1.1课题的研究背景及来源
1.1.1研究背景
汽车工业作为我国国民经济中重要的支柱产业,产业链长、关联度高、就业面广、
消费拉动大,在国民经济以及社会发展中具有重要的作用,是支撑和拉动我国经济快
速增长的基石。
我国汽车企业经过50多年的建设和发展,从无到有,从少到多,已经
形成了以大型骨干企业集团为主的各种车型生产基地。
据统计,2009年我国以1364万辆的汽车销量超过美国,第一次成为世界头号汽车
产销国;2010年以1800万辆的产销量创造了历史之最,中国已经真正成为汽车产销
第一规模大国。
但中国汽车产业竞争力仍然与发达国家存在很大差距,大而不强,主
要表现在没有创造出世界顶级品牌、市场占有率低等。
究其原因,质量占主导因素。
对汽车企业而言,质量已经成为企业参与市场竞争的关键。
汽车质量是汽车产品满足和超越客户与社会要求的程度,可划分为研发质量、供
应商质量、过程质量和服务质量四个模块
[1]
。
然而,研发过程才是产品质量的源头。
研发过程的质量控制能力决定了产品的总体质量水平,产品的性能、寿命、可靠性、
可用性、维修性、安全性及环境要求等都是在研发阶段确定的
[2]
。
因此,为了提高汽
车产品质量,必须高度重视研发质量。
汽车研发质量体现在两个方面,其一是汽车产品质量,其二是汽车产品研发过程
中的工作质量
[3]
。
其中,产品质量是核心,工作质量是产品质量的保障。
目前,对汽
车产品质量的控制主要是在研发过程中,运用先进的质量工具和质量方法来提升产品
质量,如ISO/TS16949:
2002标准推荐的APQP(产品质量先期策划)、FEMA(潜在
失效模式和后果分析)、PPAP(生产件标准程序)、SPC(统计过程控制)、MSA(测
量系统分析)等工具
[4]
。
ISO/TS16949:
2002强调以过程的方法来管控整个产品研发流程,过程是一组将
输入转化为输出的相互关联或相互作用的活动,汽车产品研发正是由这些零散的活动
组成的。
汽车产品研发一般以项目的形式来进行组织,对研发活动的管理即是对研发
项目进行管理。
从项目管理的角度来看,在汽车产品研发过程中,如何保证这些活动华中科技大学硕士学位论文
2
的完成质量和完成效率,是保证汽车产品研发质量的关键。
现有的项目管理技术和项
目管理软件在保证汽车产品研发质量方面均存在不足,不能满足汽车产品研发的管理
需求。
1.1.2课题的来源
作者曾参与到多个企业的项目管理系统项目的开发与实施工作中。
在实践中逐渐
认识到,汽车行业项目管理具有其自身的特点。
本课题来源于华中科技大学CAD中
心与某汽车公司合作的汽车产品研发项目管理系统开发项目。
结合我国国情,以某汽
车企业产品研发项目为研究背景,本课题主要从汽车产品研发项目控制实施方面对产
品研发项目管理进行了分析研究。
通过对该企业产品研发项目管理的研究,提出了一
种基于交付物的汽车产品研发项目管理方法,并将该方法融入到项目管理系统中进行
开发和实施,在企业取得了良好的应用效果。
在保证项目按时交付的前提下,提升了
产品质量,达到进度和质量的全面平衡。
1.2国内外研究现状
1.2.1ISO/TS16949:
2002质量管理体系应用现状
ISO/TS16949:
2002是在ISO9001:
2000标准基础上制定的国际汽车行业的技术规
范,全名是“质量管理体系—汽车行业生产件与相关服务件的组织实施ISO9001:
2000
的特殊要求”,为汽车整车厂及零部件供应商提供质量管理体系标准
[5]
。
ISO/TS16949强调过程化方法,即为使组织有效运作,必须识别和管理众多相互
关联的活动,通过使用资源和管理,将输入转化为输出的活动可定义为过程。
通常,
一个过程的输出直接形成下一个过程的输入。
一个组织内有许多过程,而这些过程的
识别和相互作用及其管理,形成一个系统的应用,可称为“过程化方法”,如图1.1所
示。
华中科技大学硕士学位论文
3
图1.1过程化方法
ISO/TS16949:
2002在企业过程管理中的应用主要包括面向ISO/TS16949的质量管
理信息系统的研究、ISO/TS16949质量管理体系应用研究、ISO/TS16949与ERP、PDM
的集成应用以及对各种质量工具单元的运用研究等。
唐任仲等分析和建立了ISO/TS16949:
2002质量管理体系中典型过程的参考模型,
提出了基于ISO/TS16949过程模块的软件开发方法,并在某汽车企业中得以开发和实
施
[6]
。
孙莉、徐斌基于制造业的特点,构建了B/S架构的质量管理信息系统的体系架
构和功能模型,为中小型制造企业提供了一个采用质量管理系统的行之有效的路径
[7-8]
。
吕庆领针对制造企业的特点,提出了基于Internet/Extranet/Intranet的企业质量管
理信息系统的功能模型以及体系结构
[9]
。
X-Y.Shao等提出了协同质量管理的概念,并
分析了质量管理协同机制的关键技术,如概念模型、过程模型以及多代理技术,最后
开发了协同质量管理系统
[10]
。
SangyoonChin、AnttiAuer等构建并开发了面向ISO9000:
2000的质量管理信息系统,以提高产品质量
[11-12]
。
方水良等提出了以过程文档监控为
主线的产品开发过程建模和控制方法,并开发了基于过程文档的产品开发质量控制原
型系统
[13]
。
匡竹平等研究并开发了汽车制造过程质量管理信息系统,以期望提高汽车
生产制造过程中的质量控制能力
[14]
。
耿俊浩等在PLM环境下,结合汽车行业特征,提出了遵循ISO/TS16949:
2002质
量管理体系标准的数字化全面质量管理方法,并在企业得以应用和实施
[15]
。
吴永文通
过在NC公司建立和实施ISO/TS16949质量管理体系,对其实施过程中存在的问题进
行了诊断和改进
[16]
。
周杨等首先分析了ERP与ISO/TS16949:
2002融合的必要性与可
能性,然后对其融合模式进行了探讨,并在企业中得以实施
[17]
。
王林琳等以迈特
PDM/PLM系统为平台,根据ISO/TS16949的特殊要求,定制开发了Q-PDM系统,华中科技大学硕士学位论文
4
并在某汽车配件公司进行实施应用
[18]
。
赵勇运用FEMA、MSA等方法对SGHQ公司汽车用挡风玻璃生产过程质量影响因
素进行了评估,并补充了相关过程控制程序
[19]
。
胡玺良研究了PFEMA在汽车开发过
程中的应用,并采用Delphi语言和BDE数据库技术开发了PFMEA_Hut系统,为汽
车可靠性分析提供技术支持
[20]
。
Shin-Yann(Michael)Ho研究了如何将FEMA、产品设
计和过程控制集成为一个封闭环,从而构建一个完整的质量控制体系
[21]
。
目前,各大汽车厂商主要是应用ISO/TS16949:
2002质量管理体系管理汽车生产制
造过程中的质量问题,确保产品的生产质量,但是对产品研发质量却未涉及。
然而,
研发质量至关重要,如何运用ISO/TS16949管理汽车产品研发过程中的质量问题有待
解决。
1.2.2项目管理国内外研究现状
从20世纪50年代后期发展以来,项目管理是一项历史悠久、被用于过程管理的
传统技术
[22]
。
项目管理是由项目经理负责,在一定的约束条件下,对项目执行过程进
行高效有序的组织、计划、协调和控制,从而实现项目全过程的最优化科学管理
[23]
。
目前,对项目管理的研究主要集中于项目管理信息系统实现和项目优化调度两个方面。
由于项目管理的知识体系、理论方法和业务流程都十分复杂,因此需要借助信息系统
辅助项目管理人员对项目进行有效管理,由此产生了项目管理信息系统。
项目调度是
以项目目标的完成为目标,系统地确定项目任务、任务进度安排、任务所需的资源预
算编制等等,从而确保项目在合理的计划工期内,用最低的成本和最高的质量完成
[24]
。
国外著名的项目管理系统有:
Primavera公司的P3、Gores技术公司的Artemis、
ABT公司的WorkBench、Welcom公司的OpenPlan、Scitor公司的ProjectScheduler、
TimeLine公司的TimeLine、Primavera公司的SureTrak、Microsoft公司的Project、IMSI
公司的TurboProject等。
在功能方面,这些项目管理系统一般包括:
○1任务管理功能
——工作结构分解WBS自动编码体系、任务紧前紧后关系约束;○2计划管理——制
定计划、任务计划时间与实际执行时间的信息记录,甘特图显示、里程碑标识等;○3资
源和费用管理功能——项目资源配置、资源可用性及价格信息的管理;○4任务分配功
能——任务的人员指派、时间分配;○5报表功能——支持报表的筛选、排序和分组;○6
统计功能——监督和跟踪项目,对项目进行统计分析。
在国外,项目管理方面的研究
主要集中于资源分配问题
[25-29]
、项目管理方法应用与优化研究
[30-37]
,如组织管理、风华中科技大学硕士学位论文
5
险管理、项目计划与控制,项目管理在多环境下的研究
[38-40]
等。
在国内,对项目管理的研究主要集中于项目优化调度、针对产品开发过程管理、
协同产品开发以及项目管理与工作流技术的集成方面。
在项目优化调度方面,彭武良、施国强等分别建立了产品开发项目调度模型,解
决了资源约束、工期和子项目优先权的不确定性
[41-42]
。
陈庭贵等针对产品开发项目中
存在的资源约束问题,提出了基于设计结构矩阵的任务规划方法,以求解决资源约束
下的项目工期最短问题
[43]
。
郭庆军等基于多项目进度优化的问题,运用关键链算法和
社会认知优化算法,从而确保了不确定环境下多项目计划的稳定性
[44]
。
高朋等根据项
目任务的完成时间具有内涵不确定而外延确定的特点,提出了一种基于灰色关键链的
项目进度的管理方法
[45]
。
侯成义等引进了多项目协调度的概念,提出了一种基于逻辑
推理的协调度求解方法,建立了针对航空多项目的具体协调度求解方法、步骤以及推
演规则和算法
[46]
。
在产品开发过程管理方面,陈剑等基于面向对象思想,对PDM系统中的项目数据
模型进行了分析,在此基础上提出了面向产品开发的项目管理模型,并对项目管理功
能模块进行了开发
[47]
。
彭武良,万立等建立了面向产品开发的项目管理模型,并探讨
了其业务模型、对象模型和体系结构模型
[48-49]
。
薛善良等构建了由文件、资源和过程
三方面集成组成的项目管理和产品数据管理集成框架,并采用VB6.0开发了
Project2000与SmartTeam集成模块
[50]
。
孔建寿等针对分布式大型复杂产品的并行开
发项目,提出了一种以分层结构为基础的项目管理系统,以实现对产品的并行开发项
目实行更有效的管理和控制
[51]
。
在协同产品开发方面,陈建张等结合自行开发的工作流管理与仿真系统,提出了
一种协同产品开发环境下分布式集成项目管理系统的体系架构,并阐述了系统的主要
模块及功能
[52]
。
孙清超等围绕工作控制点构建了项目信息空间模型,并结合产品相关
信息和项目资源,提出了一种面向目标的多项目协同计划方法
[53]
。
孔建寿等基于协同
产品开发过程分布、动态、异构的特点,提出了一种层次化的协同产品开发过程管理
思想,探讨了任务模型与ECA运行控制规则,并给出了Web实现技术
[54]
。
在项目管理与工作流技术集成方面,曹健等以双层工作流空间为基础,提出了项
目管理与执行的集成过程模型,并提供了相应的算法以实现过程模型的动态演化
[55]
。
戴永长等基于项目管理和工作流管理两者的集成,提出了支持协作产品开发的过程管
理平台,及其总体框架以及集成接口
[56]
。
熊体凡等基于制造企业产品开发管理中存在华中科技大学硕士学位论文
6
的问题和管理需求,以项目分解树和工作流空间为核心,提出了一种层次化过程模型,
实现了项目管理与工作流管理的集成
[57]
。
面向汽车行业,对项目管理的研究主要集中于项目管理理论在汽车产品研发中的
应用。
肖云龙、赵明华等研究了如何将项目管理方法应用到汽车产品研发过程中,从
而优化产品的开发
[58-59]
。
方贤明研究
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