本体论在后化工程项目管理的应用研究

申 宇

摘要：针对石化工程项目特点，运用项目管理理论并结合本体建模方法，为石化工程项目管理构建宏观上层本体。重点探讨本体技术在石化工程项目组织结构和进度管理中的应用，为石化工程科学项目管理提出应用对策及有益参考。

关键词：石化工程；项目管理；组织管理；进度管理；本体论

中图分类号：F062.4文献标识码：B文章编号：1008-4428(2009)11-19-03

一、引言

石化行业一方面大多具有高温高压、易燃易爆、有毒有害、易腐蚀等职业危害性；另一方面又属于技术密集型产业，其工程项目一般具有投资大、范围广、风险大、周期长、质量要求高等特点。本体是领域知识规范的抽象和描述，表达、共享、重用知识的方法。本体在知识工程、信息检索、信息集成等领域已经得到了广泛应用，如奥迪公司、瑞士人寿保险公司、戴姆勒一克莱斯勒公司等大型企业均已(部分)采用本体技术参与管理。在石化工程项目管理中运用本体论的方法，可以方便地对项目管理中的各个部分进行集成化管理，有效地模型化、抽象化和共享石化领域知识，使得施工部门间的职责分配清晰明确、管理者与普通员工沟通规范无歧义、利用计算机辅助项目管理信息的存储、集成、查询、推理等。

为此，论文探讨本体论在石化工程项目管理中的应用，重点针对石化工程项目组织管理和项目进度管理两个方面。运用本体方法建立模型，提出石化工程项目管理的对策和建议，为我国石化工程项目管理提供一些有益的参考。

二、石化工程项目本体的构建

本体是共享概念模型的显式的形式化规范说明：(1)概念化指通过抽象出客观世界中一些现象的相关概念而得到概念模型，即概念系统的语义结构，是对某一事实结构的一组非正式的约束规则，可以理解和表达为一组概念、定义和关系；(2)显式是指所使用的概念及使用这些概念的约束都有明确的定义；(3)形式化指本体是计算机可处理的；(4)共享是指本体中体现的是共同认可的知识，反映的是相关领域中公认的概念集，即本体针对的是社会范畴而非个体之间的共识。

结合石化工程项目的特点，参考项目管理通用本体，为石化工程项目管理构建宏观上层本体，如图1所示。

构造石化项目本体的过程包括以下步骤：定义范围、考虑重用、枚举术语、定义分类、定义属性、定义刻面、定义实例、检查错误。可能需要迭代开发，有时还需要回溯。

1、定义范围：构造石化本体并不是最终目的，它类似于定义数据集和其结构。以方便其他组织或机器重用为主要目的。换句话说，一个本体类似于特定领域的模型，因此针对某个特定领域，不可能存在一个唯一正确的本体。本体是对一个特定领域的抽象，这就存在各种各样的选择。

2、考虑重用：目前石化领域本体相对较少。因此论文没有重用已有本体。

3、枚举术语：在定义本体的第一步就应该列出希望出现在本体中的相关术语。在典型情况下，名词用于类名，而动词或动词短语可能作为属性名。

4、定义分类：识别出相关术语后，下面就需要把这些术语组织成层次结构，该层次结构非常重要，只有这样才能够符合内置原语的语义。

5、定义属性：属性的定义往往和分类层次的定义同时进行，因为人们习惯在定义分类的时候同时定义类的属性。在定义属性的同时，考虑定义域和值域的定义。但是，需要掌握好一般性和特殊性的度。有时候需要更加一般，这样子类可以继承定义域和值域，有时候需要更加特殊，以便对类的定义域和值域约束进行检查。

6、定义刻面：在本体的表达能力方面可以采用数量约束，包括最少一个值，最多一个值等；采用要求值约束。常常采用属性值为某类的方法来定义类，例如某个属性的定义域的取值全部为某个类；采用属性性质约束，例如属性的对称性、传递性、函数性等。

7、定义实例：例如石化项目中的项目总经理张三、项目副经理李四、项目总工程师王五等。

8、检查错误：本体中可能存在不一致性，需要利用OWL推理引擎进行一致性检查。

图1中，类“项目”、“任务”及“活动”被统一抽象成“活动”，而每个“项目”、“任务”及“活动”又可以包含若干个“子项目”、“子任务”及“子过程”(通过rdfs：subClassOf来定义)；另一个大类是“石化项目资源”，主要包括“人员”和“设备”两个子类。边表示属性，比如过程“完成”任务、事件“发生”于时间、地点。OWL本体语言还允许定义属性的约束，比方说这里可以使用owl：minCardinalitv>=1来约束每个“石化活动”至少有一个“开始事件”或一个“结束事件”；另外属性之间可以定义owl：inverseOf互反关系。例如石化项目资源“提供”给石化活动，而它的相反关系可以是石化活动“需要”石化项目资源。这里为了使上图简单，并没有列出这些互反属性。

三、本体论在石化工程项目组织管理中的应用

组织结构是石化项目管理的重要组成部分。一个项目要想取得成功，必须要有一种适应项目自身的组织机构。我国石化工程项目长期以来受到计划经济的影响，企业经营管理型人才严重匮乏，企业内部缺少市场经济条件下所需的组织管理模式，管理方法相对落后，参业人员能力较差，加之部分企业不能结合企业自身发展状况进行市场分析，造成企业效益低下，思维僵化等问题，严重制约了我国石化建设工作组织管理水平的发展和提高。

在石化工程项目组织管理中使用本体论方法。可以统一对项目组织管理中各部分进行集成化管理。有效地模型化和共享石化领域知识。使得各部门间的职责分配清晰明确、管理者与普通员工沟通规范无歧义、利用计算机辅助项目管理的信息集成(例如查询、推理)等。

为了工程公司能与国际惯例接轨。在国际工程市场上参与竞争，达到承担国内外石化工程总承包的企业目标，实施组织机构的调整是必要的，本文在参照国外著名石化工程公司组织的基础上，按工程建设全过程的专业分工，同时又酌情考虑我国大型石化设计院、工程公司、基建指挥部的现有状况和条件，遵循组织设计的理论、策略和基本原则，设计了具有全能机构的国际型石化工程公司的组织机构本体(见图2所示)。对应的矩阵式组织形式见图3所示。

此外，为了更有效地组织管理。各企业还可以根据自身情况对其他先进的组织管理模式进行借鉴，例如加强员工培训和企业学习能力，借鉴学习型组织的优点；利用互联网加强与科研机构、其他相关企业的联系，借鉴虚拟型企业的优点；精简不必要的组织机构，加强企业内部信息传播的速度。借鉴扁平化组织模式的优点等。

四、本体论在石化工程项目进度管理中的应用

项目进度管理是指对项目各阶段的工作内容、工作程序、持续时间和衔接关系根据进度总目标及资源优化配置的原则编制计划并付诸实施，然后在实施过程中经常检查

进度是否按计划要求进行，对出现的偏差情况进行分析，采取补救措施或调整、修改原计划后再付诸实施，如此循环，直到项目竣工。

石化工程项目的进度管理，就是通过计划、组织、检查、协调与调度等手段，在项目的全过程中调动一切可利用的资源，努力实现施工过程各个阶段的目标，从而保证总的工期按时完成。石化工程进度管理需要关注影响的主要因素有：(1)工程设计；(2)工程监理；(3)项目业主制；(4)工程施工；(5)合作伙伴关系；(6)业主的监督和协调工作；(7)项目工期的确定；(8)自然和社会要素；(9)计算机广泛应用等。

在项目资源基本到位的情况下，利用本体建立项目进度管理程序文件体系。项目进度管理程序文件是公司企业管理系统的重要组成部分，是公司规范化管理的体现。基于本体的文件体系使公司各项目能够在统一标准规定的指导下，对项目实施规范的管理。但是该系统的建立是复杂繁琐的，一旦系统建立起来以后，可以为各项目节约大量的重复工作，而且能够保障项目内部管理有章可循，对外树立良好的公司整体形象。具体的项目工序本体如图5所示。

图5中，每个“石化项目工序”都可能依赖某些其他工序，或者被其他工序依赖。影响石化项目工序的因素分为“自然因素”和“人为因素”两个子类，以上已经给出了九个方面可能的主要“影响因素”。工序还包含“状态”、“里程碑”、“工程量”、“优先级”、“时间”等内容。

使用石化项目工序本体，为本体添加实例数据。可以建立项目管理数据库。公司高层管理人员应该充分认识到项目管理数据库的重要性，在项目执行过程中不断地进行数据收集、整理、存档工作。这些数据是项目进度计划制定的依据，来自于项目管理实践并经过实践检验的真实可靠的数据，是宝贵的组织过程资产。数据收集、整理和存档工作同样是一项持久的繁琐的工作，只要有项目在运行，这项工作就需要进行，数据库就需要不断地补充和更新。有了这些数据库才能使用和发挥项目进度管理工具。逐步使用于本体的信息共享软件，创建、录入、储存、更新、查找、集成项目进度信息，提高石化工程项目管理效率。

五、结论

项目管理是工程建设成功的关键，正在成为世界各国普遍采用的管理方式和手段。论文针对石化工程项目特点，运用项目管理的理论结合本体建模的方法，为石化工程项目管理构建宏观上层本体，并重点探讨本体论在石化工程项目组织结构和石化工程项目进度管理中的应用，得出结论：通过调整石化工程项目的组织管理结构，建立完善的进度管理机制，合理应用先进的信息网络理论与方法，石化工程的项目管理水平将走向一个崭新的阶段。