５３卷第１期（总第１９９期） 中 国 造 船 、ｂ１．５３ Ｎｏ．１（ＳｅｒｉａｌＮｏ．１９９） Ｍａｔ．２０１２ ２０１２年３月 ＳＨＩＰＢＵＩＬＤＩＮＧ ＯＦ ＣＨＩＮＡ 文章编号：１０００．４８８２（２０１２）０１．０１８６．０８ 船舶科研开发设计管理信息化研究 管伟元 ，韩 明 ，周建华 ，易星霖 （１．中国船舶及海洋工程设计研究院，上海２０００１１； ２．上海外高桥造船有限公司，上海２００１３７） 摘 要 提出科研设计管理信息系统的主要开发目标，论述为实现该目标应用的主要技术手段即自动化智能化技 术、角色化设计技术、参数化设计技术、数据库设计和优化技术以及界面设计技术。阐述信息系统开发的总 体技术框架和信息系统的总体功能框架，介绍了系统在中国船舶及海洋工程设计研究院的应用情况和行业应 用情况。经过一年的试运行，表明这个自主研发的科研设计管理信息系统是可行的，其推广应用对于提升科 研设计项目计划管理、缓解人力资源紧张状况、改进分配机制、提升管理管理效率和管理水平等各个方面都 将起到良好的推动作用。 关 键 词：工时管理；科研设计管理信息化；参数化设计；角色设计 中图分类号：ＴＰ３９１ 文献标识码：Ａ ０ 引 言 科研开发设计管理是一个复杂的管理领域，国内很多单位都在积极进行信息化探索，但总的来说 自主研发并成功应用于实际管理的还几乎没有。 目前市场上还没有现成的科研设计管理软件可以采购，国外大公司推出的产品数据管理系统 （ＰＤＭ）的功能较为靠近实际需求。但真要满足各种实际需求，从业内有关单位的实践来看，过程很 漫长，投入也十分巨大，目前只在产品周期较长、数量较少的单位有一些应用。总体看信息化还没有 达到全面推开的程度。为此中国船舶及海洋工程设计研究院另辟蹊径，根据单位的实际情况，以工时 管理为基础，组织开发了科研设计管理信息系统。目前已在三个主要领域即实动工时管理、薪酬分配 管理和项目计划管理领域率先取得了突破，并逐步向科研设计过程控制领域的应用推进。 １ 科研设计管理信息系统研制的主要目标及技术方法 从用户的角度看，成功的管理信息系统必须达到四个目标：一是工作自动化和智能化，以提高工作 效率；二是界面操作简单，以方便推广应用；三是报表丰富，以方便管理；四是稳定安全，以确保系 统可靠运行。目前，开发的信息系统经过试运行已经基本达到上述要求。 １．１ 自动化和智能化设计 所谓自动化和智能化，指的是在设计软件功能时提供大量的自动化、智能化工具，用来帮助使用 收稿日期：２０１１－１１－２５；修改稿收稿日期：２０１２—０２－０８ ５３卷第１期（总第１９９期） 管伟元，等：船舶科研开发设计管理信息化研究 计“完全是一件实用主义的事情”，设计“就是用一种极度简约的方式来使用你的素材”，“所用的方法， 则尽量避免最终用户知晓其中的复杂性”【２】。 本系统在软件设计时除了重视优化每个细节、确保操作简单之外，还重点从两个方面进行设计： 一是在纵向通过角色设置来控制系统界面，使得各层级的员工看到的界面最简化；二是在横向通过管 理特征的参数化来适应不同部门、不同专业的管理要求。 １．２．１角色设置方案 根据中国船舶及海洋工程设计研究院的特点，目前系统设置了员工、专业科科长等１５个角色，并 赋予这１５个角色不同的操作功能。这些角色的设置基本能够适应该院多元化特征非常明显的多领域管 理的要求。从行业系统内科研设计单位、企业研发中心目前的基本情况看，这样的角色设置具有普遍 适用性。 对于每个员工来说，在项目中承担的角色是随着经验和技术的不断积累而不断上升的。与此相适 应得界面角色安排就使得员工培训十分简单。对新员工来说，只承担最简单的设绘工作，其界面操作 十分有限，对他们的培训可以基本忽略。对于承担较重要技术角色的员工来说，他们须要增加新的角 色如主任设计师角色，而主任设计师的角色本身的操作也是有限的，也符合员工的习惯思路。这样， 对这个角色的培训也是很容易的。对于科长（对企业来说可能是设计室主任）来说，需要对一个专业 进行管理，这些管理内容是不言自明的。对于部门管理者来说更多地是关注系统的统计分析功能，他 们的界面将只有这些简单功能。系统通过这种角色化设计技术，可以很好地规避应用、培训方面的障 碍。从该院的实践看，尽管系统复杂庞大，但培训工作量很小，对科长基本上只用１—２个小时左右就 能完成培训，然后科长就可以布置和运行了。系统大量采用了科研设计中的习惯用语，使得大家很容 易通过自学上手，这也是确保系统能够快速推广的重要原因。 １．２．２部门管理特征参数化 参数化技术是实现数字化造船的基础，是提高船舶设计和建造效率的关键［３】。对于管理信息系统 而言，管理特征的参数化也是确保信息系统成功实施的关键因素。中国船舶及海洋工程设计研究院是 一个业务多元化特征非常明显的科研院所，每个科研生产部门的生产组织管理方式均有其自身的特点。 即使在同一个部门，由于专业分工不同，各专业之间还有其特殊性。如果将这些特殊性一起呈现给全 体员工，将使得界面十分复杂，员工使用时就将对界面操作难以索解，从而对系统推广带来很大的阻 力。为此系统在方案设计阶段采用参数化设计技术将这些管理特征进行参数化处理。通过这样的处理， 配合界面开发技术，使得不同部门的员工使用的界面是完全适合他们各自的需求的，没有任何多余的 内容，从而有效规避了不同管理特征带来的困扰。当然对系统开发的复杂性要求则大大提升了。 从目前系统设计结果来看，这些特征主要包括：设计阶段特征、保密参数、奖金结算模式、计划 管理模式、实动工时填写控制模式和工时确认模式等。 １．３统计分析报表的设计 对于管理者来说，决策分析是十分重要的工作，而决策工作又必须基于丰富的数据基础上。为此 系统提供了８０多份不同角度的分析报表，方便各级管理者依据各自的权限从各个角度对数据进行统计 分析，极大地提升了系统的价值。 在设计报表时主要考虑三个因素：一是要提供各类汇总功能，方便管理者获得整体数据；二是要 根据不同角色数据量，使得用户只获得与他本人相关的数据，减少不必要的数据对决策带来的干 扰；三是要打通与Ｅｘｃｅｌ等工具的接口，保证运用最有效。 １．４稳定安全可靠运行的设计 系统稳定、安全运行涉及到多个方面，包括编程质量、操作提醒、并发控制、数据库安全管理等。 中 国 造 船 学术论文 提高编程质量、减少差错和提高运行效率，这些都有赖于编程人员的开发经验和系统设计的水平。 操作提醒就是对用户操作中可能产生的各种错误路径给些提醒，并对操作中须要遵守的规则给与提醒。 并发控制功能主要是为了防止用户过多、系统负载过重而导致瘫痪。数据库安全管理的主要目的是确 保数据的安全。本系统在开发过程中通过严格的软件工程管理，确保了系统的安全可靠。自２０１ １年１ 月投入试运行以来，总体运行稳定可靠，达到了预期目标。 ２信息系统开发主要技术途径的选择 ２．１ 系统开发总体框架选择 系统实现的技术总体框架可以有多种选择，目前流行的方案主要有两种，即微软的．ＮＥＴ技术和Ｓｕｎ 领衔的Ｊａｖａ技术［４］。若采用不同的技术，则项目实现路径会有较大差异。经过反复讨论，中国船舶及 海洋工程设计研究院最终选择了Ｊａｖａ实现方案。主要原因是Ｊａｖａ技术是开源的，可以从世界各地寻找 支撑。世界上许多知名公司如Ｓｕｎ公司等都提供免费的资源支持，同时也有许多自愿组织在开发针对 网络的开源技术支持，社会上也提供大量的培训班可以提升开发团队的技术力量。此外，跨平台也是 Ｊａｖａ技术的重要特点。该院为了确保大量系统的稳定性，服务器正逐步转向Ｕｎｉｘ操作系统。．ＮＥＴ则 是封闭的，其特点之一是跨语言，可以充分发挥各类编程语言的优点，目前国际上只有微软一家公司 提供支持。从目前发展趋势看，两大技术体系难分伯仲。 在选择了Ｊａｖａ技术体系后，还有具体的技术路径需要选择和确定。Ｊａｖａ的系统结构包括５个层次， 即应用层，服务器层，ＪａｖａＡＰＩ层，Ｊａｖａ虚拟机层，操作系统层。本系统在服务器层采用了开源的ＪＢｏｓｓ 服务器，在ＪａｖａＡＰＩ层采用了ＪａｖａＥＥ，在应用层则应用了ＪＳＰ、ＥＪＢ等多种编程技术。 在数据库技术方面，考虑到随着时间的推移，本系统涉及的数据量将非常巨大，一般的ＳＱＬ数据 库可能难以适应快速响应和海量数据库储存的需求，为此采用了Ｏｒａｃｌｅ数据库技术。 以ＪＳＰ技术为基础，整合Ｓｔｒｕｔｓ、Ｓｐｒｉｎｇ、Ｈｉｂｅｒｎａｔｅ（即ＳＳＨ框架）与Ａｊａｘ技术开发ＪａｖａＷｅｂ应 用，这已成为主流的ＪａｖａＷｅｂ开发技术［５】。本系统在总体结构上遵循ＳＳＨ框架，这种框架能够较好地 适应企业级应用开发的需要。 ２．２界面实现技术 目前市场上流行的界面实现技术很多。在这些技术中，ＥｘｔＪＳ无疑是一个非常优秀的Ａｊａｘ框架， 它用ＪａｖａＳｃｉｐｔ编写，与后台技术无关，可以用来开发具有绚丽外观的富客户端应用。它诞生在２００７ 年，由于其强大的生命力而迅速在国际上流行开来。对于企业应用系统，尤其是ＭＩＳ类系统而言，ＥｘｔＪＳ 非常适用。ＥｘｔＪＳ基于事件和类，提供了三大类核心组件，包括基本组件（如按钮、表格、窗口等）、 工具条组件、表单组件等，这些工具基本能够涵盖ＭＩＳ系统开发的各个方面【６】。根据科研生产的特点， 该技术能够很好地适应科研设计管理的要求，尤其是动态菜单技术，可以很好地满足本系统根据角色 决定菜单的要求。 ２．３ Ｏｒａｃｌｅ数据库开发技术 本系统采用Ｏｒａｃｌｅ数据库，从底层数据表开始设计开发。主要技术涉及到数据库设计技术、Ｏｒａｃｌｅ 数据库性能优化技术、数据库管理技术三个方面。Ｏｒａｃｌｅ数据库性能优化技术对于本系统来说具有十 分重要的地位。由于业务逻辑从底层开始，是否具有良好的性能在很大程度上会影响用户的接受程度， 因此性能指标是程序的关键指标。研究表明，系统的性能和用户的生产力有着紧密的联系。系统事务 处理效率越高，用户花费的思考时间和错误率就越低。同时性能低下的应用程序将导致更多软件、硬 件以及维护方面的开销。为了达到高效率的目标，本系统在物理设计技术、ＳＱＬ优化技术、数据访问 ５３卷第１期（总第１９９期） 管伟元，等：船舶科研开发设计管理信息化研究 优化技术等许多方面展开了深入研究 。 ３系统的总体功能结构 系统的总体功能框架如图３所示。目前系统已全面完成了系统基础管理、项目基础管理、实动工 时管理、奖金结算、计划管理、过程控制中的送退审管理子模块的开发，过程控制的其它子模块将在 今后应用中逐步完善。其中系统基础管理模块的管理参数设置部分主要用于设置各级管理参数；软件 基础设置部分主要用于系统安全管理、组织架构及人员管理等；项目基础管理模块用于定义项目涉及 的各个方面，包括设计阶段，各阶段的图纸目录，图纸的定额工时等；实动工时管理模块主要用于登 记、确认员工每天的实际工作情况及相关的统计分析；奖金结算模块则依据项目进展情况对员工的奖 金进行计算、统计和分析；计划管理模块主要用于对项目进度的跟踪、分析、统计等。根据管理需要， 系统还提供了考勤分析、加班分析、请假分析等方便管理者进行日常管理的功能。图４反映了某设计 项目的总体进度情况，可以方便管理者从各个角度分析设计项目的进展情况。 图３系统总体功能框架 中 国 造 船 学术论文 图４设计项目进度表 ４系统的应用情况 系统自２０１０年７月开始规划，至２０１０年１２月完成了原型开发，２０１１年１月起逐步投入应用。该 系统经过２０１１年１年的试运行和不断开发维护，已达到了预期目标。目前该系统已经在中国船舶及海 洋工程设计研究院海工部全面应用，系统中已录入１４０多个实际运行项目。通过一年的试运行，在海 工部实现了六个重要目标：一是突破传统观念的束缚，制定完成了包括海工项目、工程船项目等在内 的设计标准工时体系，为全面推进工时管理奠定了重要基础；二是克服了多项技术难题，成功研制了 科研设计管理信息系统，为推进工时管理、实现科研设计管理信息化提供了强有力的手段；三是通过 信息系统的应用，有效控制了项目计划进度，大大提高了项目计划管理的实时监控能力；四是有效缓 解了人力资源紧张的现状，提高了人力资源的利用率；五是推出了以工时为基础的奖金分配制度，有 效改进了员工考核和激励方法，提高了分配的公平性和公正性；六是有效提升了部门综合管理水平， 提高了管理工作效率。 一年来系统运行平稳有序，经受住了实际应用的考验。根据计划，该系统将在２０１２年在其它生产 部门和管理部门全面推广应用。随着该院工时管理逐步取得成效，一些国内造船企业的研发设计部门 如江南造船集团有限责任公司、扬帆集团股份有限公司等先后到该院进行了多次调研。 ５ 结 论 随着信息化的不断深入，管理信息化最困难的部分即科研设计管理信息化逐渐提上议事日程。中 国船舶及海洋工程设计研究院通过数年的努力，紧密跟踪目前国际上最新的信息系统开发和技术进步， 结合该院特点，率先在科研设计管理信息化领域取得突破，对提高科研设计管理的效率和水平、提升 员工激励有效性等方面起到了良好的推动作用。应用实践表明，系统开发过程中采用的总体技术框架、 角色设置技术、参数化设计技术、自动化智能化技术、数据库开发和优化技术等是可行的，是解决科 研生产管理信息化的重要技术途径。 随着系统的不断深化应用，该系统对促进科研设计的管理工作必将起到越来越重要的推动作用。 可以预见该系统及其体现的管理思想和技术方法今后将在国内的各大企业、科研院所逐步得到推广应 用，对促进企业的管理创新发挥越来越重要的作用。 ５３卷第１期（总第１９９期） 管伟元，等：船舶科研开发设计管理信息化研究 ｌ９３ 参考文Ⅲ 献 吲 闻邦椿．产品的使用性能及智能优化设计［Ｍ］．机械工业出版社，２００９．８ 王咏刚，周虹．乔布斯传［Ｍ］，上海财经大学出版社，２０１ １．９． 陆丛红．船舶设计中的三维参数化技术［Ｍ］．国防工业出版社，２００７．１０． 刘中兵．Ｊａｖａ高手真经［Ｍ］．电子工业出版社，２００９．９． 刘斌．精通ＪａｖａＷｅｂ整合开发（第２版）［Ｍ］．电子工业出版社，２０１１．４． 彭仁夔．Ｅｘｔ ＪＳ源码分析与开发实例［Ｍ】．电子工业出版社，２０１０．５． ＡＮＴＯＧＮＩＮＩ Ｃ．Ｏｒａｃｌｅ性能诊断艺术［Ｍ］．人民邮电出版社，２０１０．１２． Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ Ｄｅｓｉｇｎ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｍａｎ・－Ｈｏｕｒ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ＧＵＡＮ Ｗｅｉｙｕａｎ ，ＨＡＮ Ｍｉｎｇ ，ＺＨＯＵ Ｊｉａｎｈｕａ２，ＹＩ Ｘｉｎｇｌｉｎ （１．Ｍａｒｉｎｅ Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆＣｈｉｎａ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０００１１，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｗａｉｇａｏｑｉａｏ Ｓｈｉｐｂｕｉｌ￣ｎｇ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２００１３７，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｅｔ Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｍａｉｎ ｔａｒｇｅｔｓ ｏｆ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｒｅｌａｔｅｄ ｏｎ ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ ｄｅｓｉｇｎ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ａｒｅ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ．Ｍａｉｎ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｍｅｔｈｏｄｓ ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ ａｎｄ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ ｍｅｔｈｏｄ，ｒｏｌｅ ｄｅｓｉｇｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｐａｒａｍｅｔｅｒｉｚｅｄ ｄｅｓｉｇｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｄａｔａｂａｓｅ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ａｎｄ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｄｅｓｉｇｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｆｒａｍｅｗｏｒｋ ａｎｄ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｆｒａｍｅｗｏｒｋ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ａｔ ｌａｓｔ，ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ Ｍａｒｉｎｅ Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｃｈｉｎａ ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｉｎ ｓｈｉｐｂｕｉｌｄｉｎｇ ｉｎｄｕｓｔｒｙ ｉｓ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ．Ａｆｔｅｒ ｏｎｅ ｙｅａｒ’Ｓ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ，ｓｏｍｅ ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ ｃａｎ ｂｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ ａｓ ｆｏｌｌｏｗｓ．Ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ ｄｅｓｉｇｎ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｉｓ ｆｅａｓｉｂｌｅ．Ｐｒｏｍｏｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｌｌ ｇｅｔ ｇｏｏｄ ｅｆｆｅｃｔｓ，ｓｕｃｈ ａｓ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｏｆ ｐｒｏｊｅｃｔ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，ｒｅｌｉｅｆ ｉｎ ｔｉｇｈｔｎｅｓｓ ｓｔａｔｕｓ ｏｆ ｈｕｍａｎ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ，ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｉｎｃｅｎｔｉｖｅｓ，ｐｒｏｍｏｔｉｏｎ ｏｆ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｅｆｉｆｃｉｅｎｃｙ，ｅｔｃ．， Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｍａｎ—ｈｏｕｒ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ；ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ ｄｅｓｉｇｎ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ；ｐａｒａｍｅｔｅｒｉｚｅｄ ｄｅｓｉｇｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ｒｏｌｅ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 作者简介 管伟元 １９６７ 年生 高级工程师 主要从事信息化、人力资源管理工作。 韩明 １９６１ 年生 高级工程师 主要从事科研设计项目管理工作。 周建华 １９６６ 年生 高级工程师 主要从事工程项目管理工作。 易星霖男，１９８１年生， 助理工程师 主要从事软件开发工作。
