原型設計在煉油廠生產(chǎn)受控項目管理實踐中的應用報告

1、原型設計在“煉油廠生產(chǎn)受控管理系統(tǒng)”項目管理實踐中的應用報告北京鑫海睿杰科技有限公司 王明昌摘要：本文以“煉油廠生產(chǎn)受控管理系統(tǒng)”的項目管理實踐為背景，對原型設計進行了簡單說明，對原型設計在具體項目中的應用進行了詳細介紹，并總結(jié)了原型制作的一些基本方法，最后討論了一下原型設計方法在軟件項目管理中的一些利弊。關(guān)鍵詞：原型設計 項目管理實踐 生產(chǎn)受控1. 引言公司長期從事石油石化行業(yè)軟件開發(fā)，在多個項目管理中應用到了原型設計的理念與方法。在此基礎上，本文以“煉油廠生產(chǎn)受控管理系統(tǒng)”的項目管理實踐為背景，對原型設計方法的應用進行總結(jié)。2. 原型的定義原型(prototype)即把系統(tǒng)主要功能和接口通

2、過快速開發(fā)制作為“軟件樣本”，以可視化的形式展現(xiàn)給用戶，及時征求用戶意見，從而明確無誤地確定用戶需求。同時，原型也可用于征求內(nèi)部意見，作為分析和設計的接口之一，可方便于溝通。3. 原型設計的實際應用3.1 背景煉油廠沒有建立各個車間基礎的生產(chǎn)數(shù)據(jù)存儲倉庫，導致無法給生產(chǎn)決策者提供基礎數(shù)據(jù)分析、查詢統(tǒng)計、匯總上報等功能。為奠定煉油廠安全生產(chǎn)科學管理的數(shù)據(jù)基礎，為建立生產(chǎn)信息管理平臺、降低生產(chǎn)能耗、提高生產(chǎn)效率和科學管理生產(chǎn)提供準確的依據(jù)，此生產(chǎn)受控系統(tǒng)的建立尤為重要。以下為各個子模塊的背景做逐一介紹。1.氣防巡檢：氣防巡檢問題都以文件形式保留，無法在任何時間段上都能檢索到被檢查和考核的問題，無法

3、供管理人員及時核對歷史數(shù)據(jù)，無法對各個問題按檢查紀實、硫化氫檢查和問題很好的分類和統(tǒng)計，無法動態(tài)顯示各單位的共性和個性問題，以達到以點帶面的作用、防微杜漸的目的。并且對氣防站來說錄入數(shù)據(jù)工作量相當大。2.氣防設備：氣防設備分布較廣，不易進行管理，現(xiàn)今都是文件管理的簡單記錄方式。無法對各個車間的氣防設備進行統(tǒng)計，特別是氣防設備的狀態(tài)（設備的正常、過期、過期送檢、待修）無法有效統(tǒng)計，這就為安全生產(chǎn)埋下隱患。3.票證管理：煉油廠現(xiàn)場作業(yè)票（火票、有限空間作業(yè)票、射線票、動土證、占道證）均在總值班室審簽，同時總值班室還肩負安全巡回檢查的落實。從票證簽發(fā)的數(shù)據(jù)量上說明現(xiàn)場臨時作業(yè)范圍廣，作業(yè)量大。由于票

4、證簽發(fā)數(shù)量原因?qū)е赂骷壒芾砣藛T不能及時掌握、了解各類現(xiàn)場信息，容易造成安全生產(chǎn)和臨時作業(yè)發(fā)生沖突的現(xiàn)象，同時給生產(chǎn)安全的運行和人員健康（射線作業(yè)）埋下隱患，時常發(fā)生現(xiàn)場臨時作業(yè)的進度影響生產(chǎn)運行的狀況發(fā)生。即使安全巡檢查出問題，也只能通過每月的匯總，在講評會上或通過其他手段告知全廠，無法將當天發(fā)生再各類現(xiàn)場的問題及時傳達給各級人員，起不到防微杜漸的作用。4.油品計劃：油品車間每天必須編制生產(chǎn)計劃，當前采用復寫紙人工書寫一式三份，每日18：00點前分別傳至油品車間建南原油泵房、油品車間建北汽油泵房及總值班室。在此期間容易出現(xiàn)以下問題：字體模糊、字跡不清，造成重復工作頻繁，給生產(chǎn)帶來不良的影響;在

5、生產(chǎn)計劃的傳遞過程中，存在耗用人員多、時間長、容易遺漏；生產(chǎn)計劃的執(zhí)行過程中只有油品車間和總值班室能看到計劃，其它車間和相關(guān)科室都無法明確了解情況，存在信息溝通局限性大，相互之間配合容易出現(xiàn)盲區(qū)。3.2 需求座談首先，筆者邀請各模塊相關(guān)人員，包括操作員、工作負責人、主管領(lǐng)導，進行座談，以確定軟件系統(tǒng)的基本要求。根據(jù)原型所要體現(xiàn)的特性（或界面形式、或處理功能、或總體結(jié)構(gòu)、或模擬性能等），描述基本規(guī)格說明，以滿足開發(fā)原型的需要?？焖俜治龅年P(guān)鍵是要注意選取分析和描述的內(nèi)容，圍繞使用原型的目標，集中力量，確定局部的需求說明，從而盡快開始構(gòu)造原型。如果是在需求分析階段要使用原型法，必須從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、邏輯結(jié)

6、構(gòu)、用戶特性、應用約束、項目管理和項目環(huán)境等多方面來考慮，以決定是否采用原型法。當系統(tǒng)規(guī)模很大、要求復雜、系統(tǒng)服務不清晰時，在需求分析階段先開發(fā)一個系統(tǒng)原型是很值得的。特別當性能要求比較高時，在系統(tǒng)原型上先做一些試驗也是很必要的。這個步驟的目標是：討論構(gòu)造原型的過程；寫出一簡明的骨架式說明性報告，反映用戶的信息需求方面的基本看法和要求；列出數(shù)據(jù)元素和它們之間的關(guān)系；確定所需數(shù)據(jù)的可用性；概括出業(yè)務原型的任務并估計其成本；考慮業(yè)務原型的可能使用。用戶的基本責任是根據(jù)系統(tǒng)的輸出來清晰地描述自己的基本需要。設計者和用戶共同負責來規(guī)定系統(tǒng)的范圍，確定數(shù)據(jù)的可用性。設計者的基本責任是確定現(xiàn)實的用戶期望，

7、估價開發(fā)一原型的成本。這個步驟的中心是用戶和設計者定義基本的信息需求。討論的焦點是數(shù)據(jù)的提取、過程模擬。3.3 原型制作在快速分析的基礎上，根據(jù)基本規(guī)格說明，盡快實現(xiàn)一個可運行的系統(tǒng)。為此需要強有力的軟件工具的支持，例如采用非常高級的語言實現(xiàn)原型，引入以數(shù)據(jù)庫為核心的開發(fā)工具等。并忽略最終系統(tǒng)在某些細節(jié)上的要求，例如安全性、健壯性、異常處理等。主要考慮原型系統(tǒng)應充分反映的待評價的特性，暫時忽略一切次要的內(nèi)容。例如，如果構(gòu)造原型的目的是確定系統(tǒng)輸入界面的形式，可以利用輸入界面自動生成工具，由界面形式的描述和數(shù)據(jù)域的定義立即生成簡單的輸入模塊，而暫時不考慮參數(shù)檢查、值域檢查和后處理工作，從而盡快地

8、把原型提供給用戶使用。如果要利用原型確定系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，而忽略轉(zhuǎn)儲、恢復等維護功能，使用戶能夠通過運行菜單來了解系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)。初始原型的質(zhì)量對于原型生存期的后續(xù)步驟的成敗是至關(guān)重要的。如果它有明顯的缺陷，會帶給用戶一種不好的思路；如果為追求完整而做得太大，就不容易修改。這時，會增加修改的工作量。因此，要有一個好的初始原型。提交一個初始原型所需要的時間根據(jù)問題的規(guī)模、復雜性、完整程度的不同而不同。36周提交一個系統(tǒng)的初始原型應是可能的，最大限度不能超過兩個月。兩個月后提交的應是一個系統(tǒng)而不是一個原型。綜上所述，本步驟的目標是：建立一個能運行的交互式應用系統(tǒng)來滿足用戶的基本信息需求。在這一步驟中

9、用戶沒有責任，由設計者去負責建立一個初始原型，其中包括與設計者的需求及能力相適應的對話，還包括收集用戶對初始原型的反映的設施。設計者的主要工作有：編輯設計所需的數(shù)據(jù)庫；構(gòu)造數(shù)據(jù)變換或生成模塊；開發(fā)和安裝原型數(shù)據(jù)庫；建立合適的菜單或語言對話來提高友好的用戶輸入/輸出接口；裝配或編寫所需的應用程序模塊；把初始原型交付給用戶，并且演示如何工作、確定是否滿足設計者的基本需求、解釋接口和特點、確定用戶是否能很舒適地使用系統(tǒng)。本步驟的原則是： 建立模型的速度是關(guān)鍵因素，而不是運行的效率。 初始原型必須滿足用戶的基本需求。 初始原型不求完善，它只響應用戶的基本已知需求。 用戶使用原型必須要很舒適。 用戶系統(tǒng)

10、接口必須盡可能簡單，使用戶在用初始原型工作時不致于受到阻礙。3.4 原型討論與修改這階段是頻繁通信，發(fā)現(xiàn)問題，消除誤解的重要階段。其目的是驗證原型的正確程度，進而開發(fā)新的并修改原有的需求。它必須通過所有相關(guān)人員的檢查、評價和測試。由于原型忽略了許多內(nèi)容，它集中反映了要評價的特性，外觀看起來可能會有些殘缺不全。用戶要在開發(fā)者的指導下試用原型，在試用的過程中考核評價原型的特性，分析其運行結(jié)果是否滿足規(guī)格說明的要求，以及規(guī)格說明的描述是否滿足用戶的愿望。糾正過去交互中的誤解和分析中的錯誤，增補新的要求，并為滿足環(huán)境變化或用戶的新設想而引起系統(tǒng)需求的變動而提出全面的修改意見。為了鼓勵用戶來評價原型，應

11、當充分地解釋原型的合理性，但不要為它辯護，以求能廣泛征求用戶的意見，在交互中達到完善。在演示/評價/修改的迭代初期，主要達到的目的是： 原型通過用戶驗收，讓用戶能獲得有關(guān)系統(tǒng)的親身經(jīng)驗，必須使之更好地理解實際的信息需求和最能滿足這些需要的系統(tǒng)種類。； 總體檢查，找出隱含的錯誤； 在操作原型時，使用戶感到熟悉和舒適。而在迭代的后期，要達到的主要目的是： 應發(fā)現(xiàn)丟失和不正確的功能； 測試思路和提出建議； 改善/系統(tǒng)界面。開發(fā)者不應認為提供了完整的模型就等于系統(tǒng)的成功。因為即使開發(fā)過程完全正確，用戶還是可以提出一些有意義的修改意見，這不能看作是對開發(fā)者的批評，而是在開發(fā)過程中的一種自然的現(xiàn)象。原型化

12、的目標是鼓勵改進和創(chuàng)造，而不是僅僅保持某種設想。在本步驟中的原則是：對實際系統(tǒng)的親身經(jīng)驗能產(chǎn)生對系統(tǒng)的真實理解；用戶總會找到系統(tǒng)第一個版本的問題；讓用戶確定什么時候更改是必需的，并控制總開發(fā)時間；如果用戶在一定時間里（比如說一個月）沒有和開發(fā)者聯(lián)系，那么用戶可能是對系統(tǒng)表示滿意，也可能是遇到某些麻煩，設計者應該與用戶聯(lián)系。4. 原型的制作4.1 基本要求對原型的基本要求包括：* 體現(xiàn)主要的功能；* 提供基本的界面風格；* 展示比較模糊的部分，以便于確認或進一步明確，防患于未然。* 原型最好是可運行的，至少在各主要功能模塊之間能夠建立相互連接。4.2 處理方法原型的處理方法基本上有2種不同類型，

13、即拋棄型和演化型（不同的軟件工程書籍稱發(fā)不同，實質(zhì)意義則類似）?？梢話仐壴?，在取得的明確需求基礎上重新開始設計與開發(fā)；也可在原型的基礎上繼續(xù)開發(fā)。一般小項目不采用拋棄型原型，否則成本和代價似乎會偏高。4.3 表達工具原型的表達工具可以有很多，如果是演化型的原型，當然優(yōu)先選用軟件本身的開發(fā)工具。否則還可以應用各種快速顯示的工具，例如，html，powerpoint等等，只要能夠充分而形象地表達就可以了。根據(jù)筆者的經(jīng)驗，在原型系統(tǒng)中，可以采用一些與常規(guī)不同的做法，例如，可以在界面上比較顯著的地方寫明當前模塊或界面的主要目的，由哪些角色操作，能解決其什么問題。這么做可以使得用戶或開發(fā)團隊成員一開始就有非常清楚的概念；又如，對于決策分析，你可以直接把一些分析結(jié)果畫成圖，并且配上一些文字說明，這樣可以避免輸入大量初始數(shù)據(jù)，等等。5. 原型設計的利弊原型設計的弊端可能有：需要付出前期進度和人力成本；由于程序員對問題的不了解而效率低下，受客戶牽制而在原型上反復修改；因為倉促設計而做不利于進一步在其基礎上繼續(xù)開發(fā)；由于過早展示原型給客戶，使得客戶可能提高其期望值，并提出更多離譜的要求，等等。 值得一提的是原型方法的主要價值之一就是盡早揭示軟件