原型設(shè)計(jì)在煉油廠生產(chǎn)受控項(xiàng)目管理實(shí)踐中的應(yīng)用報(bào)告

原型設(shè)計(jì)在“煉油廠生產(chǎn)受控管理系統(tǒng)”項(xiàng)目管理實(shí)踐中的應(yīng)用報(bào)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(xiàng)目管理實(shí)踐為背景，對原型設(shè)計(jì)進(jìn)行了簡單說明，對原型設(shè)計(jì)在具體項(xiàng)目中的應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)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(shè)計(jì)方法在軟件項(xiàng)目管理中的一些利弊關(guān)鍵詞：原型設(shè)計(jì) 項(xiàng)目管理實(shí)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(gè)項(xiàng)目管理中應(yīng)用到了原型設(shè)計(jì)的理念與方法在此基礎(chǔ)上，本文以“煉油廠生產(chǎn)受控管理系統(tǒng)”的項(xiàng)目管理實(shí)踐為背景，對原型設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用進(jìn)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(shí)征求用戶意見，從而明確無誤地確定用戶需求同時(shí)，原型也可用于征求內(nèi)部意見，作為分析和設(shè)計(jì)的接口之一，可方便于溝通3. 原型設(shè)計(jì)的實(shí)際應(yīng)用3.1 背景煉油廠沒有建立各個(gè)車間基礎(chǔ)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)存儲倉庫，導(dǎo)致無法給生產(chǎn)決策者提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分析、查詢統(tǒng)計(jì)、匯總上報(bào)等功能為奠定煉油廠安全生產(chǎn)科學(xué)管理的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，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(xué)管理生產(chǎn)提供準(zhǔn)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(gè)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(shí)間段上都能檢索到被檢查和考核的問題，無法供管理人員及時(shí)核對歷史數(shù)據(jù)，無法對各個(gè)問題按檢查紀(jì)實(shí)、硫化氫檢查和問題很好的分類和統(tǒng)計(jì)，無法動(dòng)態(tài)顯示各單位的共性和個(gè)性問題，以達(dá)到以點(diǎn)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(dāng)大2. 氣防設(shè)備：氣防設(shè)備分布較廣，不易進(jìn)行管理，現(xiàn)今都是文件管理的簡單記錄方式無法對各個(gè)車間的氣防設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，特別是氣防設(shè)備的狀態(tài)（設(shè)備的正常、過期、過期送檢、待修）無法有效統(tǒng)計(jì)，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(dòng)土證、占道證）均在總值班室審簽，同時(shí)總值班室還肩負(fù)安全巡回檢查的落實(shí)從票證簽發(fā)的數(shù)據(jù)量上說明現(xiàn)場臨時(shí)作業(yè)范圍廣，作業(yè)量大由于票證簽發(fā)數(shù)量原因?qū)е赂骷壒芾砣藛T不能及時(shí)掌握、了解各類現(xiàn)場信息，容易造成安全生產(chǎn)和臨時(shí)作業(yè)發(fā)生沖突的現(xiàn)象，同時(shí)給生產(chǎn)安全的運(yùn)行和人員健康（射線作業(yè)）埋下隱患，時(shí)常發(fā)生現(xiàn)場臨時(shí)作業(yè)的進(jìn)度影響生產(chǎn)運(yùn)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(dāng)天發(fā)生再各類現(xiàn)場的問題及時(shí)傳達(dá)給各級人員，起不到防微杜漸的作用。

4. 油品計(jì)劃：油品車間每天必須編制生產(chǎn)計(jì)劃，當(dāng)前采用復(fù)寫紙人工書寫一式三份，每日18：00點(diǎn)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(fù)工作頻繁，給生產(chǎn)帶來不良的影響;在生產(chǎn)計(jì)劃的傳遞過程中，存在耗用人員多、時(shí)間長、容易遺漏；生產(chǎn)計(jì)劃的執(zhí)行過程中只有油品車間和總值班室能看到計(jì)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(fù)責(zé)人、主管領(lǐng)導(dǎo)，進(jìn)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)原型的需要快速分析的關(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(biāo)，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)構(gòu)、用戶特性、應(yīng)用約束、項(xiàng)目管理和項(xiàng)目環(huán)境等多方面來考慮，以決定是否采用原型法　　當(dāng)系統(tǒng)規(guī)模很大、要求復(fù)雜、系統(tǒng)服務(wù)不清晰時(shí)，在需求分析階段先開發(fā)一個(gè)系統(tǒng)原型是很值得的。

特別當(dāng)性能要求比較高時(shí)，在系統(tǒng)原型上先做一些試驗(yàn)也是很必要的　　這個(gè)步驟的目標(biāo)是：討論構(gòu)造原型的過程；寫出一簡明的骨架式說明性報(bào)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(wù)原型的任務(wù)并估計(jì)其成本；考慮業(yè)務(wù)原型的可能使用　　用戶的基本責(zé)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(shè)計(jì)者和用戶共同負(fù)責(zé)來規(guī)定系統(tǒng)的范圍，確定數(shù)據(jù)的可用性設(shè)計(jì)者的基本責(zé)任是確定現(xiàn)實(shí)的用戶期望，估價(jià)開發(fā)一原型的成本　　這個(gè)步驟的中心是用戶和設(shè)計(jì)者定義基本的信息需求討論的焦點(diǎn)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(chǔ)上，根據(jù)基本規(guī)格說明，盡快實(shí)現(xiàn)一個(gè)可運(yùn)行的系統(tǒng)為此需要強(qiáng)有力的軟件工具的支持，例如采用非常高級的語言實(shí)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(xì)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(yīng)充分反映的待評價(jià)的特性，暫時(shí)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(dòng)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(shí)不考慮參數(shù)檢查、值域檢查和后處理工作，從而盡快地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(fù)等維護(hù)功能，使用戶能夠通過運(yùn)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(shí)，會增加修改的工作量因此，要有一個(gè)好的初始原型　　提交一個(gè)初始原型所需要的時(shí)間根據(jù)問題的規(guī)模、復(fù)雜性、完整程度的不同而不同3——6周提交一個(gè)系統(tǒng)的初始原型應(yīng)是可能的，最大限度不能超過兩個(gè)月兩個(gè)月后提交的應(yīng)是一個(gè)系統(tǒng)而不是一個(gè)原型　　綜上所述，本步驟的目標(biāo)是：建立一個(gè)能運(yùn)行的交互式應(yīng)用系統(tǒng)來滿足用戶的基本信息需求　　在這一步驟中用戶沒有責(zé)任，由設(shè)計(jì)者去負(fù)責(zé)建立一個(gè)初始原型，其中包括與設(shè)計(jì)者的需求及能力相適應(yīng)的對話，還包括收集用戶對初始原型的反映的設(shè)施設(shè)計(jì)者的主要工作有：編輯設(shè)計(jì)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(yīng)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(shè)計(jì)者的基本需求、解釋接口和特點(diǎn)、確定用戶是否能很舒適地使用系統(tǒng)本步驟的原則是：① 建立模型的速度是關(guān)鍵因素，而不是運(yùn)行的效率。

② 初始原型必須滿足用戶的基本需求③ 初始原型不求完善，它只響應(yīng)用戶的基本已知需求④ 用戶使用原型必須要很舒適⑤ 用戶－系統(tǒng)接口必須盡可能簡單，使用戶在用初始原型工作時(shí)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(yàn)證原型的正確程度，進(jìn)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(jià)和測試由于原型忽略了許多內(nèi)容，它集中反映了要評價(jià)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(dǎo)下試用原型，在試用的過程中考核評價(jià)原型的特性，分析其運(yùn)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(cuò)誤，增補(bǔ)新的要求，并為滿足環(huán)境變化或用戶的新設(shè)想而引起系統(tǒng)需求的變動(dòng)而提出全面的修改意見為了鼓勵(lì)用戶來評價(jià)原型，應(yīng)當(dāng)充分地解釋原型的合理性，但不要為它辯護(hù)，以求能廣泛征求用戶的意見，在交互中達(dá)到完善在演示/評價(jià)/修改的迭代初期，主要達(dá)到的目的是：① 原型通過用戶驗(yàn)收，讓用戶能獲得有關(guān)系統(tǒng)的親身經(jīng)驗(yàn)，必須使之更好地理解實(shí)際的信息需求和最能滿足這些需要的系統(tǒng)種類② 總體檢查，找出隱含的錯(cuò)誤；③ 在操作原型時(shí)，使用戶感到熟悉和舒適。

而在迭代的后期，要達(dá)到的主要目的是：① 應(yīng)發(fā)現(xiàn)丟失和不正確的功能；② 測試思路和提出建議；③ 改善/系統(tǒng)界面開發(fā)者不應(yīng)認(rèn)為提供了完整的模型就等于系統(tǒng)的成功因?yàn)榧词归_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)象原型化的目標(biāo)是鼓勵(lì)改進(jìn)和創(chuàng)造，而不是僅僅保持某種設(shè)想在本步驟中的原則是：對實(shí)際系統(tǒng)的親身經(jīng)驗(yàn)?zāi)墚a(chǎn)生對系統(tǒng)的真實(shí)理解；用戶總會找到系統(tǒng)第一個(gè)版本的問題；讓用戶確定什么時(shí)候更改是必需的，并控制總開發(fā)時(shí)間；如果用戶在一定時(shí)間里（比如說一個(gè)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(shè)計(jì)者應(yīng)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(fēng)格；* 展示比較模糊的部分，以便于確認(rèn)或進(jìn)一步明確，防患于未然 原型最好是可運(yùn)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，即拋棄型和演化型（不同的軟件工程書籍稱發(fā)不同，實(shí)質(zhì)意義則類似）可以拋棄原型，在取得的明確需求基礎(chǔ)上重新開始設(shè)計(jì)與開發(fā)；也可在原型的基礎(chǔ)上繼續(xù)開發(fā)。

一般小項(xiàng)目不采用拋棄型原型，否則成本和代價(jià)似乎會偏高4.3 表達(dá)工具原型的表達(dá)工具可以有很多，如果是演化型的原型，當(dāng)然優(yōu)先選用軟件本身的開發(fā)工具否則還可以應(yīng)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(dá)就可以了根據(jù)筆者的經(jīng)驗(yàn)，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(dāng)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(tuán)隊(duì)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(shè)計(jì)的利弊原型設(shè)計(jì)的弊端可能有：需要付出前期進(jìn)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(fù)修改；因?yàn)閭}促設(shè)計(jì)而做不利于進(jìn)一步在其基礎(chǔ)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(jià)值之一就是盡早揭示軟件中可能存在的風(fēng)險(xiǎn)及不確定因素，尤其是關(guān)于用戶需求一致性方面的風(fēng)險(xiǎn)6. 結(jié)束語經(jīng)過原型設(shè)計(jì)方法的實(shí)踐，煉油廠生產(chǎn)受控管理系統(tǒng)已如期投入使用，并在使用過程中進(jìn)行了幾次需求變更，使用情況良好。

原型設(shè)計(jì)已作為本公司在進(jìn)行行業(yè)軟件開發(fā)中的一個(gè)重要方法，希望本文的研究工作能給相關(guān)的工作人員一些幫助參考文獻(xiàn)：[1] 張海藩，《軟件工程導(dǎo)論（第5版）》，清華大學(xué)出版社，2005[2] （美）麥克康奈爾 《快速軟件開發(fā)（珍藏版）》 ，清華大學(xué)出版社，2008。