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1、上海交通大学工程硕士学位论文 第一章 绪论 5 第一章 绪 论 1.1 课题的提出以及研究意义 1.1 课题的提出以及研究意义 冶金企业所从事的作业内容决定了其高温、高粉尘、高危的环境特性，所以 在冶金企业内工业遥控系统的运用越来越广泛。其优势是节省了人力资源、提高 了工作效率、改善了操作环境、提高了安全性可靠性、减少了制造与维修成本。 目前工业遥控控制已经推广到许多领域,如图 1-1 所示： 图 11 工业遥控系统应用范围 Fig1-1 Industrially remote control system implement range 工业用行车是遥控系统应用最广泛的领域之一，特别是冶金、
2、汽车制造、造 纸厂、材料仓库等新增行车几乎全部配备工业遥控装置，国内新近项目如宝钢三 期、珠江钢铁、上海大众汽车、上海通用汽车、南平纸业、金乐纸业等等项目中， 行车无线遥控已是行车的标准配置。大型汽车吊许多配备遥控系统，大型汽车吊 遥控系统还配置了数据反馈装置， 反馈装置可将运行参数显示在发射系统显示屏 上，操作人员可根据显示数据来监控吊车。混凝土泵车操作时因控制台距浇注作 业面有几十米，传统的操作方式需数人配合才能完成，效率低，限制了混凝土泵 车的性能发挥。采用工业遥控装置可以最大地发挥整机的性能，司机在工作地点 驾车定位后，即可使用遥控系统依次操作泵车的各个动作。矿井能见度较低，可 选用配
3、有反馈装置的遥控液压机械。即使在能见度低、环境恶劣的地方，也可以 方便重型凿岩机钻孔作业，在遥控显示屏上会将凿岩机的故障信息全文显示出 来。大大增加了操作的安全性、舒适性和准确性，节约投资，提高了效率。宝钢 采用工业遥控装置对装载机进行遥控改造，在不改变现有手动操作方式的前提 下，模拟原履带装载机的机械动力性能和作业功能，可以达到遥控操作完成清渣 作业的目的，并且消除了以往环境恶劣，视线不清，高温落渣带来的事故隐患， 行车行车 混凝土 泵车 混凝土 泵车 液压工 程机械 液压工 程机械 汽车 吊机 汽车 吊机 井下 作业 井下 作业 上海交通大学工程硕士学位论文 第一章 绪论 6 提高了清渣作
4、业效率、改善冶金工人的工作环境，降低工人的劳动强度。 仍然以宝钢为例，冶金企业需要面对一个高安全标准、制造和管理技术日新 月异的新环境挑战。 所以冶金企业对工业遥控系统开发项目的推广具有充足的理 由。就冶金企业工业遥控系统开发项目而言，其安全需求主导化、任务要求多样 化、产品寿命短期化、供应商层次复杂化已成为冶金工业遥控系统开发的主要特 征。具体分析如下： 1、安全需求主导化 首先，随着生产力发展水平的提高，人类物资生活越来越丰富，根据马斯洛 需求层次理论，员工在满足了基本生活需求之后，对生产作业过程中的安全越来 越重视。员工的作业行为趋于复杂化、理性化和成熟化。员工通过综合价值的比 较，寻求
5、自身安全和工作效率的最大化，从而做出理智的分析和选择，使得安全 需求的主导地位进一步深化。在生产范围内，对设备操作系统进行各种远程遥控 控制监测和视距内遥控控制系统的改进开发， 已成为冶金企业当中企业本身和员 工的共识。 2、任务要求多样化 随着冶金企业生产力水平和技术的提高，产品品种规模的不断扩大，冶金企 业在满足基本产品产出的情况下，多样化的工艺需求就急剧发展了。尤其是作业 设备特征的差异，员工操作水平、作业环境和操作方式的不同，以及工业遥控系 统发展水平和系统开发成本的差异，使得对系统多样化的需求的不稳定性增加， 需求突变机会增大。 企业的生产方式由以前的有什么设备就怎样生产转变成为以
6、安全质量为先导的设备订购及设备二次开发。 3、产品寿命短期化 产品寿命周期是指一种产品从试制成功、投放市场开始，直到最后被新产品 代替，从而退出市场为止所经历的全部时间。由于技术更新的步伐越来越快，新 品投放导致对生产线设备需求的变化日益加速，企业竞争日趋激烈，导致企业产 品的市场寿命周期不断缩短。 7这就要求企业准确把握工业遥控系统开发的冗余 度，从管理的角度提升的开发能力和研发频率，建立项目开发评价系统，为设备 提供更多、更适用的设备遥控系统。 4、供应商层次复杂化 市场的区域性和封闭性已经被打破，市场的全球化格局正在形成，企业不但 要面对国内的供应商，还要面对来自国际的供应商。这更加丰富
7、了遥控系统开发 对供应商的选择范围， 同时迫使企业建立更加有效的项目管理机制来面对更加多 样的变更。我国对工业遥控系统的推广及应用还属于初级阶段，对工业遥控系统 的技术储备较少，而且对工业遥控系统开发项目管理方面的研究还很少，与发达 国家相比还有较大的差距，特别是在产品创新以及业务管理等方面尤为突出。在 国内外工业自动化高度发展的大气候下，在技术与经济日益全球化的今天，工业 上海交通大学工程硕士学位论文 第一章 绪论 7 遥控系统技术开发上的快速突破，项目业务工作上的有效管理，成为了冶金企业 应对未来高度集成、高度智能、安全环保发展方向上的必由之路。 工业遥控系统是由精密集成电路和液压元件及电
8、控系统组成的复杂产品， 工 业遥控系统的设计开发到应用都是一项复杂的系统工程。 尤其是为了提高生产安 全系数和智能化水平而进行的自主遥控系统研发，要在用最少资源投入，最短工 期和最低成本的前提下，为企业生产提供可靠的产品，使企业获得最佳的经济效 益。 因而，对工业遥控系统开发引入现代项目管理的理论和方法，并对工业遥控 系统开发的整个生命周期过程进行科学的管理，对项目目标进行有效控制，可以 促进工业遥控系统开发项目资源的合理分配， 促使工业遥控系统开发项目向资源 分配合理化、效益最大和最优化、综合效益提高的方向发展。同时通过对工业遥 控系统开发项目的有效管理， 也促进了企业相关开发团队对作业需求
9、信息和智能 化改造做出快速反应，增强各级管理部门和项目技术人员的责任感，激发企业管 理人员和技术人员的革新精神和创造力。这不仅有利于提升企业的管理水平，也 使工业遥控系统开发做到有的放矢，开发过程有条不紊，从而有效缩短系统开发 的周期，对企业发展和管理创新起到极其重要的现实作用。 同时，论文进一步明确了工业遥控系统开发与其项目管理的具体内涵，在建 立一套完整的方法体系、提出科学实用的理论工具、发现工业遥控系统开发的新 的研究领域、 积累适合我企业适用和相关领域发展需要的系统开发经验等方面具 有一定的理论意义。 1.2 国内外研发项目管理研究现状 1.2 国内外研发项目管理研究现状 项目管理最初
10、起源于美国，在20世纪50年代后期开始逐渐形成体系。美国由 于经济发展和科学技术的迅猛进步，以及战后主要集中在大规模经济建设上，因 此，进行了一系列大型科学试验和工程项目建设，但以往传统工程(大型科学试 验)的管理方式对日益复杂的特大型项目建设己经不再适用。因此，在有关工程 项目及科学研究试验中，开创了许多新的型管理方式，如在原子弹爆炸试验、大 型航天计划及大型水、火电站建设中应用网络计划技术及建立矩阵式组织管理， 都是对以往传统管理创新3。 国际上存在着多个项目管理组织，其中最重要的有以下两个：以欧洲国家为 主的“国际项目管理协会”IPMA，以及在美国成立的“项目管理协会”PMI。这 两个国
11、际性项目管理组织的出现，大大地推动了项目管理的发展13。PMI于1987 年提出，并最终于1996年形成项目管理知识体系指南(Project Management Body of Knowledge)，简称PMBOK14。这是项目管理领域新的里程碑。这个知识体系把 项目管理归纳为范围管理、时间管理、成本管理、质量管理、人力资源管理、风 险管理、采购管理、沟通管理和整体管理九大知识领域，如图12所示。目前， 上海交通大学工程硕士学位论文 第一章 绪论 8 美国项目管理协会已颁布PMBOK2000版。 图12 项目管理知识体系 Fig1-2 The system of projects manag
12、ement knowledge 据GThemistoclenus和SHWearne针对国际上项目管理领域各个专题中 发表的文章和各个文章所属专题研究频率的统计表明，研究主要集中在项目结 构、项目计划管理、风险管理、沟通管理等几大领域10。这些领域也是项目管理 领域的研究热点，并成为西方项目管理研究的主流。其中研究最多也相对较为成 熟的是项目进度计划管理。常用的制定进度计划的方法有以下几种：甘特图、关 键路径法CPM、计划评审技术PERT(Program Evaluation and Review Technique)、 图示评审技术GERT(Graphical Evaluation and R
13、eview Technique) 1等。 工作分解结构法WBS(Work Breakdown Structure) 10是对项目活动的基本定 义，涵盖了项目整个过程的各项活动，是项目进度计划的基础。不同的WBS需要 不同的组织结构和不同的管理方式，因此在项目设计的开始阶段，WBS的完整程 度和优劣对整个项目以后的实施效果有着非常重要的影响。组织结构、管理方式 与WBS的不协调也严重影响项目的实施，但是这些问题在工业遥控系统开发项目 中往往没有得到足够的重视。启发式算法2解决了资源约束条件下的冲突模式项 目计划问题。Rad等人针对某种具体的项目研究了WBS的具体结构。Lee和Kim对启 发式算法
14、的搜索方法进行了研究，把模拟退火、Tabu Search和遗传算法引入到 项目计划优化中15。Globerson详细论述以上问题，提出适合不同组织结构管理 方式的差异WBS。SDauzere-peres等人扩展了Tabu Search算法4，解决了在资 源有限的情况下如何充分利用资源的问题。 在企业实际的运行中往往是多个项目并行， 这样就出现了有限资源条件下的 多项目计划问题。 Arno Sprecher等人利用Heuristic排序算法11来解决多模式的 项目管理知识体系 项目整合管理 项目管理框架 项目 范围 管理 项目 合同 管理 项目 时间 管理 项目 成本 管理 项目 人力 资源 管
15、理 项目 质量 管理 项目 沟通 管理 项目 风险 管理 上海交通大学工程硕士学位论文 第一章 绪论 9 资源有限情况下的项目计划问题。 Rautiainen探讨了在不同组织中实施多项目管 理协同19问题， 指出在不同组织之间建立同一性、 相关性的计划是实施多项目管 理的要点。随着产品开发理论、计算机技术，网络技术及先进制造技术的发展， 针对产品开发的项目管理研究更加丰富。Ohmae等人针对上述问题提出用启发式 方法来选择关键控制因素，并进行评估，然后选择最合适的计划方法来处理有限 资源下多项目的进度计划。 曹健、 张申生等定义了基于双层工作流空间15的项目 管理与执行集成的过程模型，并提供了
16、相应算法，实现了过程模型的动态演化。 曹健、张友良等人提出了一种选择适合任务、确定任务难度、根据任务难度和人 员能力进行任务分配的算法15， 为将并行工程思想引入项目管理奠定了基础。 潘 善亮、董金祥等人利用Petri网描述并发事件的能力作为技术支持，研究了支持 并行规划和设计的项目管理模型、 面向设计过程的项目管理系统安全访问控制模 型和动态环境下的项目管理模型11。 产品数据管理PDM(Product Data Management)的发展与应用，促进了产品开 发项目管理技术的进一步提升11。 产品数据管理是以工程软件为基础， 通过管理 所有与产品相关的信息(包括相关电子文档、 数字化的文件系统及数据库记录等) 和所有与产品相关的过程(包括工作流程
