面向科学研究的项目管理系统的研究与设计

摘要：该文通过研究一般软件项目开发的方法学和科学研究方法学，提出高校科研实验室科研项目管理与一般企业项目管理方面的差异性，根据高校科研实验室的实际需要，结合高校科研实验室科学研究工作的特点，研究与设计了基于web的面向科学研究的项目管理系统。

关键词：科学研究；项目管理；B/S

中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：1009-3044(2011)10-2217-03

随着计算机、数据库、网络与通讯等现代信息技术的迅猛发展，特别是信息技术、信息网络和信息资源的综合利用，极大地改变了传统的项目管理模式和方法，使得基于Web的项目管理模式的出现成为必然。科学研究是高校科研实验室的一项重要工作，将项目管理思想应用于科学研究之中，以现代信息技术为支撑，充分利用资源，借鉴先进的管理方法，建立信息平台，以促进科学研究的信息化、科学化、规范化，实现高校科研实验室信息共享、资料管理、信息交流、科研项目管理以及更好的协同工作，最大限度的发挥人员的积极性和创造性，推动整个科研工作向前发展。高校科研实验室工作本身具有一定的复杂性和特殊性，可能会有很多的研究项目同时开展，而且项目组的人员也有交叉的情况，此时，项目负责人及时快速的了解项目进展及人员分配情况就显得尤为重要。项目的成败在很大程度上取决于对其研究过程的管理、控制和监督以及文档资料的管理。

本文利用Web技术，针对高校科研实验室的特点，利用现代项目管理方法，研究开发基于Web、多层B/S服务体系结构的面向科学研究的项目管理系统，以解决高校科研实验室对科研项目研究进度监督控制不够，问题反馈不及时，文档资料保管不善，人员相互沟通交流不够的问题。

1 系统研究概述

1.1 科学研究方法

科学研究是科学认识的一种活动，是人们对自然界的认识和现象由不知到知之较少，再由知之不多到知之较多，进而逐步深化进入到事物内部发现其本质规律的认识过程。科研方法是指从事科学研究所遵循的、有效的、科学的研究方式、规则及程序，也是广大科研工作者及科学理论工作者长期积累的智慧结晶，是从事科学研究的有效工具[4]。

从事科学研究所经历的一般程序为：问题→筛选→立题→积累(观察、实验、调查、分析等) →抽象→假说→验证→修正→再验证→下一个问题→……，科学研究就是这样周而复始，循环往复地进行的[4]。科学研究的一般程序说明，科学研究都是从问题开始的，通过研究进行不断的积累验证，解答特定的问题。

1.2 软件工程方法

软件工程是应用计算机科学、数学及管理科学等原理，开发软件的工程。其目的是提高质量、降低成本。软件工程的基本目标是，采用系统化的构建方法和工程化的管理手段去高效地开发出满足用户需求的软件系统[5]。

1.3 科研项目管理方法

所谓项目管理就是为了满足甚至超越项目涉及人员对项目的需求和期望而将理论知识、技能、工具和技巧应用到项目的活动中去[6]。与一般项目管理相比，科研项目的管理具有一些特殊性。首先，科学研究是一项探索性非常强的工作，研究前沿科技，能否成功并没有一个肯定的答案，所以必须对科学研究的全过程进行动态管理。其次，科研项目具有很强的专业性，对专业知识的要求很高，所以需要设置项目负责人，由负责人对科研项目的具体工作进行分工和研究过程管理。最后，突出科研工作的集体性，凭一个人的能力，很难搞出一项高水平的科研成果，所以科学研究的进程中要特别充分发挥人员的团队协作精神。

1.4 科研项目管理与一般企业项目管理的区别

高校科研实验室科研项目管理与一般企业项目管理的不同之处主要体现在以下几个方面：

1) 项目目标的不同：企业项目管理主要是针对用户的需求进行研发，比较直接和具体化，有定量的经济效益；我们的目标是为教学和科研工作提供技术和管理手段，对前沿科技进行研究并以实验来检验，管理的重点和难点也有所不同。

2) 专业化知识的不同：高校实验室着眼于科技前沿，较一般企业项目所涉及的专业知识更为高深，不象一般企业项目容易为大多数人所理解和掌握。

3) 时间要求不同：一般企业的项目建设都有固定的完成时间，以便取得较好的经济效益；我们主要针对前沿科技进行研究来促进教学，对提出的项目建设不断进行实验检验，不断反馈和完善，以取得心得成果，保持科学研究的持续性，鼓励在研究过程中密切注意国内外的动态发展，在原基础上提出新的问题和设想。

4) 信息交流程度不同：一般企业在项目建设中，将任务分解成各个小项分配给每个研发人员，研发人员按要求进行工作，互相之间的信息交流要求不高；我们在研究过程中则需要更多的信息交流讨论，进行沟通，取长补短，更好地完成科研目标，实现科研项目管理网络化，及时传递、交流信息，共享资源。此外，我们更加重视文档资料以及代码的管理，对以前所研究的成果、实验数据和经验教训进行有效的管理，以便提高工作效率，有资料可查，避免不必要的重复工作。

5) 过程不同：科学研究工作是一个复杂的过程，是一个循环往复螺旋式上升的对知识不断认识的过程；一般企业项目管理主要是满足用户需求，采取相应的模式对项目进行开发的过程。

2 系统功能模块设计

2.1 系统需求概述

根据目前一些项目管理软件的功能和特点，并分析高校科研实验室的工作特点和从事科学研究的需要，我们认为现有的软件项目管理系统不能满足科学研究的需要，现有的科学研究项目管理系统不能提供对科学研究过程的细粒度管理和全过程跟踪，不能及时准确的掌握科学研究过程中的存在问题。

使用项目管理系统，主要是满足实验室日常工作和科学研究的需要，对人员、设备、文档和代码进行管理，从项目启动开始对项目的进度进行监督控制和全过程跟踪，人员之间能相互进行交流讨论，突出实验室研究工作的特点（即提出想法—讨论—进行试验—结果检验—信息反馈—不断完善），在项目研究过程中进行信息交流、不断反馈、不断完善，尤其是对一些前沿科学进行研究实验，激发实验室人员的创新意识，提高专业技术水平，提高工作效率，促进科学研究的发展。

2.2 系统设计思想

整个系统采用分层的模块化程序设计思想，系统分成几个相对独立的模块，使开发过程尽可能分配合理，保证该系统具有较好的易操作性、实用性、安全性和可扩展性。

考虑到该系统的功能和技术需要，决定采用成熟的软件开发技术来开发基于Web的项目管理系统。因此，本系统采用B/S三层结构设计，使用Apache Tomcat6.0服务器，数据库服务器采用MySQL5.0，以Eclipse为开发工具。

2.3 系统主要功能模块

该系统主要由四大模块组成：用户管理模块、项目管理模块、信息交流模块和辅助功能模块。

用户类型有：管理员、老师、学生。不同类型的用户有不同的权限和操作界面。

1) 用户管理模块，主要是供管理员对所有用户进行管理，包括添加和删除用户、管理用户信息、对新注册用户进行审核等，防止非法用户进入本系统。

用户注册：提供学生用户注册功能，学生注册后等待管理员审核通过后方可使用系统，老师用户由管理员添加。

新用户审核：管理员对新注册的学生用户信息进行审核。

人员管理：管理员对所有用户进行管理，以及查看人员信息。

2) 项目管理模块，是该系统的主要模块，实现对科研实验室各个项目的管理，对正在进行的科学研究的项目进行全过程的跟踪管理，及时全面的了解研究进度并解决研究过程中存在的问题，存放研究过程中和已完成项目的各类文档。

项目发布：提供老师用户发布新项目信息功能，填写并发布项目信息，任命项目组长等。

项目列表：列出所有已发布的项目，老师可对其进行管理。

项目简介：显示已发布项目的信息，项目组组长可在此对项目组成员进行管理。

任务分工：项目项目组任务分工情况，老师和项目组组长可对项目组成员进行任务分工。

工作进展：项目组成员撰写工作进展情况以及存在问题，以便老师和项目组所有成员了解项目进展情况和存在问题，提出问题解决方案或意见。

文档记录：用于存放项目进行中各类的文档。

研究成果：用于存放项目完成后的成果文档等。

会议通知：老师和项目组组长可以发起会议，填写会议内容、参加会议的人员以及开会的时间、地点。

会议记录：对会议内容进行记录。

3) 信息交流模块

通知公告：用于实验室发布和浏览公告、通知等信息。

学术会议通知：发布和浏览相关学术会议通知。

短消息：用于各用户之间收发信息，进行交流。

工作日志：各用户可撰写工作日志，并可对其他人的日志进行评论。

4) 辅助功能模块

成果统计：汇总各项目的研究成果，也可另外发布。

设备管理：老师和管理员可对整个实验室的设备进行管理，学生对个人所使用的设备录入信息并进行管理。

参考资料：用于存放用户上传的各类参考资料，可下载。

软件下载：用于存放用户上传的各类软件，可下载。

3 系统开发技术分析

3.1 系统结构

系统采用B/S三层结构。B/S三层结构分别是客户端表示层、业务层和数据层。客户端表示层由浏览器完成用户的接口功能；业务层由Web服务器完成用户所需要的服务功能，数据层由数据库服务器完成数据存储与管理功能。这种结构的优点是操作使用方便，客户端只需通过Web浏览器便可进行各种操作，界面友好，易于维护，升级方便且具有良好的开放性和可扩充性，利用了现有网络系统资源。B/S三层结构如图1所示。

在这种结构下，用户工作界面是通过Web浏览器来实现，极少部分事务逻辑在前端（Browser）实现，但是主要事务逻辑在服务器端（Server）实现，形成三层结构。这样就大大简化了客户端电脑负荷，减轻了系统维护与升级的成本和工作量。在JAVA这样的跨平台语言出现之后，B/S架构管理软件更是方便、快捷、高效，是一种开放式的软件建构模式。

3.2 开发技术

系统采用Java EE 5.0为开发平台，Java EE的英文名称是Java Platfor Enterprise Edition。使用Sun公司推出的Java EE 5.0开发工具包JDK 1.5，开发工具包中含有Java EE开发环境、Java EE运行环境支持和核心类包并提供Windows和Linux两种操作系统的SDK，因此使用Java EE开发的软件可以在这两操作系统之间移植，节省了系统开发时间；计算平台支持Java语言，使得基于Java EE标准开发的应用系统可以跨平台地移植；Java EE提供了企业计算需要的几乎所有服务，且更加易用。由于Java EE的诸多优点，项目管理系统的通用性和实用性均可以得到保证，在系统的开发上具有更大的灵活性，系统性能更好，数据交换更方便，系统安全性更高。系统结构如图2所示。

使用Apache Tomcat 6.0服务器，Tomcat是一个开放源代码、运行servlet和JSP Web应用软件的基于Java的Web应用软件容器。Tomcat是一个小型的轻量级应用服务器，它的特点是占用系统资源小、扩展性好，支持负载平衡与邮件服务等开发应用系统常用的功能，在中小型系统和并发访问用户不是很多的场合下被普遍使用，是该系统开发和调试JSP程序的首选。

系统以Eclipse为开发工具，它是功能丰富的Java EE集成开发环境，包括了完备的编码、调试、测试和发布功能，完整支持HTML、Struts、JSF、CSS、Javascript、SQL、Hibernate，以插件的方式来实现系统的功能。

3.3 数据库设计

数据库使用MySQL，MySQL是一个开放源码的小型关系型数据库管理系统。MySql的核心程序采用完全的多线程编程，线程是轻量级的进程，它可以灵活地为用户提供服务，而不过多的使用系统资源，可运行在不同的操作系统下。由于其体积小、速度快、总体拥有成本低，尤其是开放源码这一特点，使得目前MySQL被广泛地应用在Internet上的中小型网站中。

数据库设计是系统设计中的一个非常重要的环节，是系统设计的基础，如果设计得不合理、不完善，将会在系统开发过程中以及后期的维护变更中引起较大的问题，甚至得重新进行设计。根据该系统的功能需要，设计了用户表、权限表、项目表、文档管理表、工作进展表、通知公告表、会议记录表和设备表等数据库表。

4 结束语

科学研究是高校科研实验室的一项重要工作，面向科学研究领域的项目管理系统涉及到计算机技术、网络技术、科研方法和现代项目管理等诸多方面的知识，现代项目管理的广泛应用和相对成熟的技术为该系统的研究奠定了基础。面向科学研究领域的项目管理系统是根据高校实验室的工作特点和科学研究工作需要进行研究和设计的，在现代信息理念、信息技术和信息规范的引导下，通过对管理过程和信息资源的整合和集成，加速管理信息的传递和反馈，从而实现了科研项目管理自动化和标准化，提高管理的运行效率，推动整个科研工作向前发展。

参考文献：

[1] Jingchun Feng,Song Xue,Ming Li.Research on IT Project Management System Wireless Communications, Networking and Mobile Computing[C]. WiCOM"08. 4th International Conference on 12-14 Oct. 2008 Page(s):1-5.

[2] Kathy Schwalbe.IT项目管理[M].北京:机械工业出版社,2008.

[3] 叶健毅.精通Java EE ; Eclipse Struts2 Hibernate Spring整合应用案例[M].北京:人民邮电出版社,2009.

[4] 张伟刚.科研方法论[M].天津:天津大学出版社,2006.

[5] 钱乐秋,赵文耘,朱军钰.软件工程[M].北京:清华大学出版社,2007.

[6] 王健菊,常东坡,赵时亮.科学研究中的项目管理思想[J].自然辩证法研究,2005,3.

[7] 沈中林.基于B/S模式的高校科研管理信息系统的设计[J].中国民航学院学报,2004,10.

[8] 潘琼,陈英德.基于.Net的高校科研项目管理系统的设计与实现[J].教育信息化,2004,5.

[9] 孙晓燕,罗鸿雁,孟刚峰.基于Web的高校科研管理信息系统的设计与实现[J].西安工业大学学报,2006.

[10] 鄢碧鹏,李志强,蒋洪.基于Web的科研项目管理系统的设计与开发[J].扬州大学学报,2005.

推荐访问:管理系统 科学研究 面向 项目 研究