基于本體論的項(xiàng)目全景模型建模及其在電網(wǎng)項(xiàng)目管理中的應(yīng)用

吳 強(qiáng)，沙宇恒，鄧春宇，羅鳳章

（1.國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司，南京 210024；2.國(guó)家電網(wǎng)有限公司，北京 100031；3.中國(guó)電力科學(xué)研究有限公司，北京 100192；4.天津大學(xué)智能電網(wǎng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300072）

作為連接能源生產(chǎn)與能源消費(fèi)的橋梁和紐帶， 電網(wǎng)企業(yè)在“構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系”、“推進(jìn)能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命”中承擔(dān)著重要的平臺(tái)支撐和推動(dòng)引領(lǐng)作用。在我國(guó)當(dāng)前社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、電改等新形勢(shì)下，國(guó)家電網(wǎng)提出“一體四翼”發(fā)展戰(zhàn)略布局，全面推進(jìn)企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。項(xiàng)目管理是全面落實(shí)企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略、提高企業(yè)管理精益化水平、加快企業(yè)現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型的重要抓手。當(dāng)前，電網(wǎng)企業(yè)項(xiàng)目管理主要采取“綜合計(jì)劃+專項(xiàng)計(jì)劃”的矩陣式管理模式，由項(xiàng)目綜合管理部門進(jìn)行統(tǒng)籌管理，專業(yè)部門并行對(duì)各專項(xiàng)進(jìn)行項(xiàng)目管理。這樣的管理方式在一定程度上解決了專業(yè)管理復(fù)雜度高、專業(yè)性強(qiáng)等問題，然而由于各專項(xiàng)項(xiàng)目的管理主要采用的是相對(duì)獨(dú)立的專業(yè)系統(tǒng)，項(xiàng)目數(shù)據(jù)缺乏統(tǒng)一規(guī)范，不可避免地存在項(xiàng)目信息多源異構(gòu)、項(xiàng)目?jī)?nèi)容重復(fù)和表述顆粒度不一致等問題[1]，無(wú)法為電網(wǎng)企業(yè)全口徑、全環(huán)節(jié)、全覆蓋的項(xiàng)目一體化管理提供全局規(guī)范一致的數(shù)據(jù)信息。

為適應(yīng)高質(zhì)量發(fā)展的項(xiàng)目管理新模式，國(guó)家電網(wǎng)開展項(xiàng)目管理中臺(tái)建設(shè)，通過信息化手段深化項(xiàng)目管理措施，將各專業(yè)基礎(chǔ)的、共性的、穩(wěn)定的項(xiàng)目管理業(yè)務(wù)功能固化形成共享服務(wù)沉淀到中臺(tái)系統(tǒng)中，形成靈活、強(qiáng)大的共享服務(wù)能力，重點(diǎn)從項(xiàng)目?jī)?chǔ)備、計(jì)劃、執(zhí)行、評(píng)價(jià)、資源、流程、合規(guī)、管理創(chuàng)新、生態(tài)方面構(gòu)建項(xiàng)目管理業(yè)務(wù)中心[2]。這里的“中臺(tái)”是相對(duì)于傳統(tǒng)信息系統(tǒng)架構(gòu)中的“前臺(tái)”界面和“后臺(tái)”管理而言的，是將數(shù)據(jù)或服務(wù)等加工以后封裝成一個(gè)公共的數(shù)據(jù)產(chǎn)品或服務(wù)，即中臺(tái)就是公共服務(wù)平臺(tái)。為規(guī)范企業(yè)項(xiàng)目管理中臺(tái)與企業(yè)數(shù)據(jù)中臺(tái)和其他業(yè)務(wù)中臺(tái)的信息交互操作標(biāo)準(zhǔn)，有必要研究提出與之相適應(yīng)的企業(yè)級(jí)項(xiàng)目管理多維全景統(tǒng)一信息模型。

所謂的信息模型是一種用來(lái)定義信息常規(guī)表示方式的方法。常用的信息模型建模方法一般可分為面向過程的結(jié)構(gòu)化方法和面向?qū)ο蠓椒▋纱箢?。兩類方法均需要建模人員對(duì)領(lǐng)域知識(shí)具有清晰完整的認(rèn)知。為輔助領(lǐng)域知識(shí)的一般化表達(dá)，哲學(xué)領(lǐng)域有關(guān)“存在的本質(zhì)”的“本體論（ontology）”概念被引入計(jì)算機(jī)和信息科學(xué)領(lǐng)域，形成了基于本體的建模方法，目前已廣泛用于知識(shí)工程、系統(tǒng)建模、信息集成等眾多領(lǐng)域[3-6]。作為一種知識(shí)建模方法，基于本體的建模方法既可以描述領(lǐng)域概念術(shù)語(yǔ)，又能夠表達(dá)概念間的內(nèi)在聯(lián)系，可以實(shí)現(xiàn)不同概念之間的集成和轉(zhuǎn)換，保持語(yǔ)義上的一致性，同時(shí)能夠通過本體的推理機(jī)制消除不同領(lǐng)域的重復(fù)定義[7]，發(fā)現(xiàn)其中隱含的關(guān)系，適合具有跨專業(yè)跨流程的電網(wǎng)企業(yè)全類別全過程項(xiàng)目管理信息模型的信息描述。

鑒于此，本文提出一種基于本體建模理論的電網(wǎng)企業(yè)項(xiàng)目管理多維全景統(tǒng)一信息模型。首先，基于本體概念，將信息模型建模問題分解為基于領(lǐng)域事實(shí)知識(shí)的結(jié)構(gòu)本體與應(yīng)用本體的組合模型構(gòu)建問題，實(shí)現(xiàn)領(lǐng)域信息模型建模的規(guī)范化表達(dá)；其次，回歸項(xiàng)目管理本質(zhì)特征，考慮電網(wǎng)企業(yè)項(xiàng)目特點(diǎn)和高質(zhì)量發(fā)展要求，構(gòu)建逐級(jí)拓展的項(xiàng)目多維立體化全景統(tǒng)一信息模型，覆蓋全類別全過程的項(xiàng)目管理域模型的分層多維度，具備插排式分層靈活擴(kuò)展特性；最后，結(jié)合國(guó)家電網(wǎng)SG-CIM模型框架[8]，通過國(guó)家電網(wǎng)某省實(shí)際配網(wǎng)規(guī)劃項(xiàng)目庫(kù)、儲(chǔ)備項(xiàng)目庫(kù)和計(jì)劃項(xiàng)目庫(kù)的數(shù)據(jù)，分別展示了項(xiàng)目規(guī)劃、儲(chǔ)備和計(jì)劃視角的實(shí)際支撐應(yīng)用效果。

1 基于本體理論的模型建模方法

1.1 本體與領(lǐng)域本體的基本概念

所謂的本體，通常是指共享概念模型的、明確的、形式化規(guī)范說(shuō)明[9]，是實(shí)現(xiàn)機(jī)器自動(dòng)推理和智能化高級(jí)信息服務(wù)的基礎(chǔ)[10]。本體構(gòu)建是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，往往需要熟悉某一問題領(lǐng)域的領(lǐng)域?qū)＜?、需求分析人員和系統(tǒng)分析人員等各方按照一定的方法，采用適當(dāng)?shù)墓ぞ邊f(xié)作完成。

針對(duì)特定問題領(lǐng)域的本體稱之為領(lǐng)域本體（domain ontology），描述特定領(lǐng)域中的概念和概念之間的關(guān)系，提供某個(gè)專業(yè)學(xué)科領(lǐng)域中概念的詞表以及概念間的關(guān)系，或在該領(lǐng)域里占主導(dǎo)地位的理論[9]。領(lǐng)域本體可以表示為一個(gè)5元組[11]，即

式中：Ontology代表本體；C、R、F、A和I分別為本體中的概念、關(guān)系、函數(shù)、公理和實(shí)例的集合，也被稱為5個(gè)基本的建模原語(yǔ)。

按照領(lǐng)域本體所蘊(yùn)含的概念知識(shí)的層次不同，可將一個(gè)領(lǐng)域本體劃分為一個(gè)結(jié)構(gòu)本體和若干個(gè)應(yīng)用本體的組合形式[12]，如圖1所示。

圖1 本體模型的構(gòu)成Fig.1 Composition of ontology model

圖1中，結(jié)構(gòu)本體只包含領(lǐng)域相關(guān)的基礎(chǔ)概念和事實(shí)類型，描述領(lǐng)域的框架結(jié)構(gòu)知識(shí)；應(yīng)用本體反映領(lǐng)域中某一類業(yè)務(wù)的相關(guān)知識(shí)，包含業(yè)務(wù)相關(guān)的概念、事實(shí)類型以及限定概念和事實(shí)類型的合法實(shí)例空間的各種約束。應(yīng)用本體中的概念和事實(shí)類型也可稱為業(yè)務(wù)的結(jié)構(gòu)本體，是領(lǐng)域結(jié)構(gòu)本體的一個(gè)子集，可直接通過重用領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)本體獲得。不同應(yīng)用本體之間相互獨(dú)立，不存在依賴關(guān)系。在具體的信息化系統(tǒng)如項(xiàng)目管理信息系統(tǒng)中，可根據(jù)需要重用一個(gè)或多個(gè)應(yīng)用本體來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的業(yè)務(wù)應(yīng)用。

1.2 領(lǐng)域本體的構(gòu)成與表達(dá)

對(duì)應(yīng)圖1給出表征領(lǐng)域本體的相關(guān)定義。

定義1：領(lǐng)域本體由一個(gè)結(jié)構(gòu)本體和多個(gè)應(yīng)用本體構(gòu)成。

若以O(shè)ntology表示領(lǐng)域本體，S-Ontology表示領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)本體，A-OntologyS表示領(lǐng)域的應(yīng)用本體集，那么Ontology=（S-Ontology，A-OntologyS）。

定義2：結(jié)構(gòu)本體包含概念集和事實(shí)類型集。

若使用C表示某個(gè)概念，CS表示概念集，F(xiàn)T表示某個(gè)事實(shí)類型（即概念之間的關(guān)系），F(xiàn)TS表示事實(shí)類型集，則S-Ontology=（CS，F(xiàn)TS）。若概念集CS包含m個(gè)概念，Ci表示第i個(gè)概念，則CS=?Ci(i=1,2,…m)；若事實(shí)類型集FTS包含n個(gè)事實(shí)類型，F(xiàn)Tj表示第j個(gè)事實(shí)類型，則FTS=?FTj(j=1,2,…n)。

定義3：A-Ontologyk表示領(lǐng)域的第k個(gè)應(yīng)用本體，若領(lǐng)域有n個(gè)應(yīng)用本體，則應(yīng)用本體集可表示為：A-OntologyS=?A-Ontologyk(k=1,2,…n)。

定義4：對(duì)于領(lǐng)域的第k個(gè)應(yīng)用本體AOntologyk，其中的概念和概念集分別用A-Ck和ACSk表示，事實(shí)類型和事實(shí)類型集識(shí)別用A-FTk和A-FTSk表示。若概念集A-CSk包含m個(gè)概念，A-Ck,i表示其中的第i個(gè)概念，則A-CSk=?A-Ck,（ii=1，2，…，m）。若事實(shí)類型集A-FTSk包含n個(gè)事實(shí)類型，A-FTk,j表示第j個(gè)事實(shí)類型，則A-FTSk=?AFTk,j(j=1,2,…,n)。應(yīng)用本體的所有概念和事實(shí)類型都是從結(jié)構(gòu)本體繼承的，所以A-CSk?CS，AFTSk?FTS。

定義5：對(duì)于領(lǐng)域的第k個(gè)應(yīng)用本體AOntologyk，其中的約束和約束集分別用Axiomk和AxiomSk表示。若約束集AxiomSk包含n個(gè)約束，Axiomk,i表示第i個(gè)約束，則 AxiomSk=?Axiomk,i(i= 1,2,…,n)。

1.3 面向事實(shí)的領(lǐng)域本體建模方法

在圖1所示的本體模型中，結(jié)構(gòu)本體由領(lǐng)域概念與事實(shí)類型構(gòu)成，可以使用自然語(yǔ)言加以解釋與明確；而應(yīng)用本體則繼承結(jié)構(gòu)本體內(nèi)容，結(jié)合某類業(yè)務(wù)或維度對(duì)應(yīng)的應(yīng)用及相關(guān)約束規(guī)則，完成對(duì)具體應(yīng)用的描述。結(jié)構(gòu)本體和應(yīng)用本體的構(gòu)建均需要以領(lǐng)域知識(shí)為基礎(chǔ)進(jìn)行操作。

領(lǐng)域事實(shí)知識(shí)代表領(lǐng)域本體建模對(duì)象相關(guān)領(lǐng)域所包含的特有知識(shí)，具體可分為領(lǐng)域知識(shí)與本體論知識(shí)兩大類。例如，項(xiàng)目管理應(yīng)用領(lǐng)域中，領(lǐng)域知識(shí)即為項(xiàng)目管理主要內(nèi)容及相關(guān)參數(shù)，本體論知識(shí)則包括所采用的本體建模規(guī)則、建模方法等。其與領(lǐng)域本體的關(guān)系如圖2所示。

圖2 領(lǐng)域本體模型結(jié)構(gòu)Fig.2 Structure of domain ontology model

基于領(lǐng)域知識(shí)支撐的結(jié)構(gòu)本體和應(yīng)用本體構(gòu)建流程如圖3所示。具體流程見文獻(xiàn)[12]。

圖3 本體建模流程Fig.3 Flow chart of ontology modeling

2 項(xiàng)目管理本質(zhì)特征與電網(wǎng)企業(yè)項(xiàng)目特點(diǎn)

2.1 項(xiàng)目及項(xiàng)目管理本質(zhì)特征

依據(jù)美國(guó)項(xiàng)目管理學(xué)會(huì)的定義，“項(xiàng)目”是為完成某一獨(dú)特的產(chǎn)品和服務(wù)所做的一次性努力，具有以下鮮明的特征：①特定的預(yù)定目標(biāo)；②時(shí)間、財(cái)務(wù)、人力及其他限制條件等資源約束特性；③專門的項(xiàng)目組織；④復(fù)雜性和一次性。項(xiàng)目的基本參數(shù)包括項(xiàng)目范圍、質(zhì)量、成本、時(shí)間和資源。

項(xiàng)目管理是指在項(xiàng)目投資決策開始至項(xiàng)目結(jié)束的全過程項(xiàng)目活動(dòng)中，為在有限資源限定條件下實(shí)現(xiàn)設(shè)定的一系列目標(biāo)，運(yùn)用專門的知識(shí)、技能、工具和方法，對(duì)項(xiàng)目活動(dòng)涉及的全部工作進(jìn)行有效地計(jì)劃、組織、指揮、協(xié)調(diào)、監(jiān)測(cè)、控制和評(píng)價(jià)管理的過程。從項(xiàng)目活動(dòng)過程來(lái)看，項(xiàng)目管理涉及的全過程管理節(jié)點(diǎn)一般包括項(xiàng)目規(guī)劃、項(xiàng)目決策、項(xiàng)目實(shí)施、項(xiàng)目終結(jié)與后評(píng)價(jià)等多個(gè)階段。從項(xiàng)目活動(dòng)涉及的管理內(nèi)容來(lái)看，項(xiàng)目管理包括范圍管理、進(jìn)度管理、設(shè)計(jì)管理、費(fèi)用管理、施工管理、采購(gòu)管理、綜合管理、資源管理、信息管理和風(fēng)險(xiǎn)管理等多項(xiàng)內(nèi)容。其核心在于項(xiàng)目范圍、投資成本、時(shí)間進(jìn)度的管理。

2.2 電網(wǎng)企業(yè)項(xiàng)目特點(diǎn)

與一般工程項(xiàng)目相比，電網(wǎng)企業(yè)項(xiàng)目具有投入規(guī)模大、數(shù)量多和范圍廣等特點(diǎn)，各類項(xiàng)目涉及業(yè)務(wù)領(lǐng)域差別較大，管理復(fù)雜程度很高。當(dāng)前電網(wǎng)企業(yè)項(xiàng)目管理采用的是矩陣式管理模式，涉及管理層級(jí)多、管理范圍廣、跨專業(yè)管理系統(tǒng)多。由于缺乏統(tǒng)一規(guī)范的信息標(biāo)準(zhǔn)，各專業(yè)項(xiàng)目管理系統(tǒng)間的項(xiàng)目?jī)?nèi)容重復(fù)，信息交互困難，嚴(yán)重制約了電網(wǎng)企業(yè)項(xiàng)目全范圍、全過程、全壽命管理科學(xué)性、精準(zhǔn)性、有效性的提高。從項(xiàng)目管理統(tǒng)一信息模型設(shè)計(jì)的角度來(lái)說(shuō)，電網(wǎng)企業(yè)項(xiàng)目具有如下特點(diǎn)。

（1）數(shù)據(jù)多源異構(gòu)特性。電網(wǎng)企業(yè)項(xiàng)目的數(shù)據(jù)信息來(lái)源于規(guī)劃計(jì)劃系統(tǒng)、生產(chǎn)管理系統(tǒng)、營(yíng)銷項(xiàng)目管理系統(tǒng)、科技管理系統(tǒng)、人力資源管理系統(tǒng)、ERP系統(tǒng)等多個(gè)專業(yè)系統(tǒng)，各專業(yè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型不統(tǒng)一，缺乏唯一數(shù)據(jù)源，導(dǎo)致業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)存在多頭重復(fù)存儲(chǔ)的問題。項(xiàng)目在執(zhí)行過程中，需要發(fā)展部、財(cái)務(wù)部、設(shè)備部、營(yíng)銷部、后勤部、互聯(lián)網(wǎng)部、科技部、產(chǎn)業(yè)部等多個(gè)部門配合，各部門交互過程中存在分頭操作的問題，缺乏高效率。

（2）管理內(nèi)容復(fù)雜特性。電網(wǎng)企業(yè)項(xiàng)目涉及電網(wǎng)基建、電網(wǎng)小型基建、生產(chǎn)技改、生產(chǎn)輔助技改、零星購(gòu)置、生產(chǎn)大修、生產(chǎn)輔助大修、研究開發(fā)、電力營(yíng)銷投入、電網(wǎng)信息化、管理咨詢、教育培訓(xùn)、產(chǎn)業(yè)基建、產(chǎn)業(yè)技改、產(chǎn)業(yè)大修、股權(quán)投資等專項(xiàng)類別，各專項(xiàng)類別還會(huì)根據(jù)專項(xiàng)項(xiàng)目管理特點(diǎn)細(xì)分為不同的項(xiàng)目類型。不同類別項(xiàng)目都可能具有其獨(dú)特的項(xiàng)目管理內(nèi)容側(cè)重點(diǎn)和管理特征，管理復(fù)雜度高，同時(shí)總部、網(wǎng)省、地市、區(qū)縣各級(jí)別項(xiàng)目主體針對(duì)各專項(xiàng)類別項(xiàng)目所關(guān)注的內(nèi)容和重點(diǎn)亦存在較大差別。

（3）全生命周期特性。電網(wǎng)企業(yè)遵循項(xiàng)目專項(xiàng)管理制度，按照項(xiàng)目規(guī)劃、項(xiàng)目?jī)?chǔ)備、項(xiàng)目計(jì)劃、項(xiàng)目執(zhí)行、項(xiàng)目評(píng)價(jià)等環(huán)節(jié)執(zhí)行項(xiàng)目全生命周期管理。其中，在項(xiàng)目規(guī)劃階段，重點(diǎn)關(guān)注規(guī)劃項(xiàng)目的需求匹配與準(zhǔn)入條件，實(shí)現(xiàn)各專業(yè)規(guī)劃成果的歸集入庫(kù)，銜接項(xiàng)目?jī)?chǔ)備環(huán)節(jié)；在項(xiàng)目?jī)?chǔ)備階段，重點(diǎn)關(guān)注儲(chǔ)備項(xiàng)目的可行性與總量控制，實(shí)現(xiàn)各專業(yè)儲(chǔ)備項(xiàng)目的歸集評(píng)審和優(yōu)選論證；在項(xiàng)目計(jì)劃階段，重點(diǎn)關(guān)注各類計(jì)劃項(xiàng)目的組合優(yōu)化平衡與投資優(yōu)化分配，支撐各專業(yè)計(jì)劃“事前”、“事中”、“事后”管理業(yè)務(wù)的完成；在項(xiàng)目執(zhí)行階段，著力完成各類投入項(xiàng)目執(zhí)行過程的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別與精準(zhǔn)過程管控；在項(xiàng)目評(píng)價(jià)階段，完成各類項(xiàng)目的投入產(chǎn)出的效率效益分析評(píng)價(jià)。

3 基于本體的電網(wǎng)企業(yè)項(xiàng)目管理統(tǒng)一全景信息模型

結(jié)合電網(wǎng)企業(yè)項(xiàng)目管理領(lǐng)域事實(shí)知識(shí)，依據(jù)包括結(jié)構(gòu)本體與應(yīng)用本體的領(lǐng)域本體建模思路，構(gòu)建電網(wǎng)企業(yè)項(xiàng)目管理多維全景信息模型。建模示例如圖4所示。

圖4 領(lǐng)域本體建模示例Fig.4 Example of domain ontology modeling

3.1 領(lǐng)域本體模型的框架構(gòu)建

首先，依據(jù)項(xiàng)目及相關(guān)管理的基本要義特征構(gòu)建項(xiàng)目信息模型的結(jié)構(gòu)本體，以自然語(yǔ)言描述其相關(guān)的概念C與事實(shí)知識(shí)FT，如項(xiàng)目定義、項(xiàng)目目標(biāo)、項(xiàng)目參數(shù)等。然后，考慮電網(wǎng)企業(yè)項(xiàng)目管理區(qū)別一般工程項(xiàng)目的特點(diǎn)，項(xiàng)目管理涉及的電網(wǎng)企業(yè)基礎(chǔ)業(yè)務(wù)架構(gòu)、業(yè)務(wù)邊界、信息系統(tǒng)邊界、SG-CIM模型框架等約束，繼承并擴(kuò)展結(jié)構(gòu)本體，描述其相關(guān)的應(yīng)用概念A(yù)-C、事實(shí)知識(shí)A-FT和應(yīng)用約束Axiom，形成項(xiàng)目信息模型的應(yīng)用本體描述，如表1所示。

表1 電網(wǎng)企業(yè)項(xiàng)目領(lǐng)域本體描述（部分）Tab.1 Domain ontology description of power grid enterprise project（partial）

表1的電網(wǎng)企業(yè)項(xiàng)目管理的領(lǐng)域本體描述形式，也可以表達(dá)為如圖5所示的框架模型。

圖5 基于本體建模描述的項(xiàng)目信息模型Fig.5 Project information model based on ontology modeling description

需要說(shuō)明的是，圖5中，本文依據(jù)一般項(xiàng)目和項(xiàng)目管理的定義，將通用項(xiàng)目的基本描述信息分解為項(xiàng)目基本信息、項(xiàng)目范圍信息、項(xiàng)目進(jìn)度信息和項(xiàng)目投資信息4部分，這是本文模型建模的基礎(chǔ)。其中，基本信息部分包括標(biāo)識(shí)某一項(xiàng)目的基本信息集合，如項(xiàng)目名稱、ID、項(xiàng)目干系人信息等；范圍信息部分包含項(xiàng)目所需要提交的最終產(chǎn)品或可交付成果，即項(xiàng)目目標(biāo)相關(guān)的描述信息，以及為實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目目標(biāo)所需開展的各項(xiàng)具體工作信息和相關(guān)資源信息的描述信息集合；進(jìn)度信息部分包含項(xiàng)目壽命期內(nèi)與項(xiàng)目工期相關(guān)的時(shí)間計(jì)劃安排、進(jìn)度狀態(tài)等描述信息的集合；項(xiàng)目投資信息部分包含為實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目預(yù)期目標(biāo)所涉及的全部資金投入、費(fèi)用計(jì)劃、費(fèi)用進(jìn)度相關(guān)的描述信息集合。

3.2 統(tǒng)一全景信息模型的描述

由前述有關(guān)項(xiàng)目本體模型的建模表述可知，應(yīng)用于電網(wǎng)企業(yè)項(xiàng)目管理領(lǐng)域的項(xiàng)目描述信息涉及項(xiàng)目目標(biāo)、項(xiàng)目有關(guān)人財(cái)物資源約束、項(xiàng)目進(jìn)度、項(xiàng)目費(fèi)用等相互獨(dú)立或相互關(guān)聯(lián)耦合的諸多方面，每一方面的表述信息根據(jù)實(shí)際管理工作場(chǎng)景需要還可進(jìn)一步細(xì)化為一系列更細(xì)顆粒度的信息表達(dá)，也即從建模角度來(lái)說(shuō)，項(xiàng)目的信息模型實(shí)際上是一個(gè)多維信息模型。

若將其中的一些關(guān)鍵類或關(guān)鍵項(xiàng)描述信息視作數(shù)學(xué)空間上的一個(gè)維度，描述項(xiàng)目或項(xiàng)目管理信息的全部信息將組成一個(gè)高維立方體的形式。

借助美術(shù)手段可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)語(yǔ)文的興趣，還有利于學(xué)生理解課文內(nèi)容，在此基礎(chǔ)上，還可以提高學(xué)生的文學(xué)審美情趣。那么如何運(yùn)用美術(shù)手段為我們的語(yǔ)文教學(xué)服務(wù)呢？

以空間Ω表示項(xiàng)目信息模型高維空間，其由諸多關(guān)聯(lián)信息子空間組成。定義子空間ΩP、ΩH、ΩK、ΩT分別表示項(xiàng)目通用項(xiàng)目管理的基礎(chǔ)信息維度、總部/網(wǎng)省/地市/區(qū)縣多層級(jí)項(xiàng)目管理的管理層級(jí)維度、全類別項(xiàng)目管理的項(xiàng)目類別維度、項(xiàng)目生命期維度的信息描述子空間，則項(xiàng)目管理的信息模型可以表示為向量ΩP、ΩH、ΩK、ΩT叉乘構(gòu)成的高維張量空間形式，即

隨著企業(yè)管理創(chuàng)新發(fā)展，式（1）所示的應(yīng)用信息維度還可以根據(jù)需要進(jìn)行進(jìn)一步的拓展為更多維度構(gòu)成的張量子空間的形式。式（2）～式（6）中ΩH、ΩK、ΩT所代表的管理層級(jí)、項(xiàng)目類別、生命周期3類應(yīng)用維度的組合亦可表示為如圖6所示的三維立方體模型的形式。

圖6 項(xiàng)目信息模型的多維立方體示意Fig.6 Schematic of multi-dimensional cube of project information model

圖6中，項(xiàng)目管理層級(jí)維度涵蓋電網(wǎng)企業(yè)項(xiàng)目管理組織結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的總部、網(wǎng)省、地市、區(qū)縣層級(jí)，每個(gè)層級(jí)還可以拓展細(xì)分得到管理部門、部室、班組等更細(xì)顆粒度的組織結(jié)構(gòu)。項(xiàng)目類別維度涵蓋基建、技改、大修等大項(xiàng)分類，每一大項(xiàng)分類根據(jù)管理工作實(shí)際情況均可以拓展得到更細(xì)顆粒度的一級(jí)分類及其下屬的二級(jí)分類等。同樣，項(xiàng)目生命周期維度對(duì)應(yīng)的規(guī)劃、儲(chǔ)備、計(jì)劃、執(zhí)行、評(píng)價(jià)每一階段亦可以拓展得到對(duì)應(yīng)的細(xì)分管理節(jié)點(diǎn)及子節(jié)點(diǎn)。每一維度及其細(xì)分維度代表項(xiàng)目管理者所關(guān)注的某一特殊視角。所有維度及其拓展得到的多級(jí)細(xì)分維度的集合，將構(gòu)成表征項(xiàng)目管理信息多視角全景特征的高維立方體形式。項(xiàng)目信息模型的多維全景示意如圖7所示。

圖7 項(xiàng)目信息模型的多維全景示意Fig.7 Multi-dimensional panoramic form of project information model

圖7所示的項(xiàng)目管理多維全景立方體信息模型，能夠支撐項(xiàng)目多方位的信息表達(dá)、特征分析和價(jià)值挖掘。例如，基于項(xiàng)目全維信息在某一單一維度平面的投影，代表以維度視角進(jìn)行觀察，能夠方便地得到該平面上其他維度的對(duì)應(yīng)信息結(jié)果。同樣，基于項(xiàng)目信息在多個(gè)維度組合對(duì)應(yīng)空間的投影，也可以得到所需要關(guān)注的具體的項(xiàng)目信息方面。通過改變維度的顆粒度，即所需關(guān)注的視角宏微觀程度，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)項(xiàng)目管理信息多角度多層次的深入分析和總體把握。

3.3 信息模型的伸縮擴(kuò)展與迭代更新模式

分析項(xiàng)目管理的業(yè)務(wù)特點(diǎn)可知，對(duì)于處于總部/網(wǎng)省/地市/區(qū)縣不同層級(jí)的管理者，針對(duì)不同類別的項(xiàng)目及處于不同管理階段的項(xiàng)目，從不同視角來(lái)看，其所關(guān)注的管理內(nèi)容詳細(xì)程度和側(cè)重點(diǎn)均有所不同。這意味著，以圖6所示的管理層級(jí)、項(xiàng)目類別、生命周期維度所代表的項(xiàng)目信息的組合立方體模型形式，需要具備較強(qiáng)的可伸縮和可拓展能力，以支持全范圍、全過程、全壽命項(xiàng)目管理業(yè)務(wù)需求的實(shí)現(xiàn)以及信息模型版本自動(dòng)更新迭代的需要。

模型的伸縮拓展包括單一維度的伸縮拓展以及維度上的節(jié)點(diǎn)伸縮拓展2種形式。所謂的維度伸縮拓展，是指在某單一維度上，該單一維度空間視角與該維度下更細(xì)粒度多維度組合空間視角之間的伸縮拓展轉(zhuǎn)化，例如項(xiàng)目類別維度上的所有專項(xiàng)項(xiàng)目類型在實(shí)際工作中均有其細(xì)分的項(xiàng)目類型維度。節(jié)點(diǎn)伸縮拓展是指在某一維度上的某一節(jié)點(diǎn)宏觀視角與該節(jié)點(diǎn)所需要細(xì)化的細(xì)粒度多維空間時(shí)間之間的伸縮拓展轉(zhuǎn)化，例如在項(xiàng)目規(guī)劃、儲(chǔ)備、計(jì)劃等不同管理節(jié)點(diǎn)，均有所需要關(guān)注的不同細(xì)化管理表單。

當(dāng)關(guān)注某一特定維度的信息時(shí)，基于切空間理論，可以將高維信息投影到只包含所需維度的低維空間，以發(fā)現(xiàn)隱藏在高維觀測(cè)數(shù)據(jù)中有意義的低維結(jié)構(gòu)。以圖6的三維立方體模型為例進(jìn)行說(shuō)明。以管理層級(jí)作為關(guān)注維度，可以拓展得到管理部門、配合部門等維度向量組成的張量子空間；以項(xiàng)目類別作為關(guān)注維度，可以拓展得到專業(yè)系統(tǒng)、專項(xiàng)類型等維度向量組成的張量子空間；以生命周期作為關(guān)注維度，可根據(jù)對(duì)應(yīng)的環(huán)節(jié)，拓展得到對(duì)應(yīng)的維度向量，以計(jì)劃環(huán)節(jié)為例，可得到計(jì)劃類別、預(yù)安排類型等維度向量組成的張量子空間。以項(xiàng)目類別維度為例，項(xiàng)目類別向量空間ΩKi可以擴(kuò)展得到張量子空間，即

以映射得到的低維空間作為新信息空間，以更細(xì)化的顆粒度對(duì)關(guān)注維度信息進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上通過維度信息向量空間向細(xì)粒度維度空間的擴(kuò)展，可以實(shí)現(xiàn)在某一特定視角下由粗粒度層次到細(xì)粒度層次的信息擴(kuò)展表達(dá)，完成所關(guān)注視角下的模型拓展。此時(shí)，項(xiàng)目信息模型空間Ω拓展為Ω′，表示為

根據(jù)式（8）和式（9），針對(duì)某一視角維度的擴(kuò)展，僅需將對(duì)應(yīng)維度的信息向量空間拓展為其粒度細(xì)分維度向量所構(gòu)成的張量子空間即可，無(wú)需對(duì)模型的其他部分進(jìn)行修改，體現(xiàn)良好的靈活擴(kuò)展特性。基于此，也能夠方便地實(shí)現(xiàn)模型版本的自動(dòng)更新迭代。

4 電網(wǎng)企業(yè)項(xiàng)目管理信息模型應(yīng)用

結(jié)合國(guó)家電網(wǎng)SG-CIM模型，實(shí)現(xiàn)基于領(lǐng)域本體建模技術(shù)的項(xiàng)目統(tǒng)一信息模型在項(xiàng)目管理中臺(tái)的應(yīng)用。首先構(gòu)建基于SG-CIM項(xiàng)目域框架與本體建模理論的項(xiàng)目管理統(tǒng)一信息模型體系，將其應(yīng)用于國(guó)家電網(wǎng)項(xiàng)目管理中臺(tái)。

4.1 基于SG-CIM的項(xiàng)目管理統(tǒng)一信息模型

SG-CIM模型基于IEC61968/IEC61970系列標(biāo)準(zhǔn)，定義了國(guó)網(wǎng)公司范圍內(nèi)全部信息系統(tǒng)所需要遵循的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)模型及接口規(guī)范[13-14]。其中，項(xiàng)目域模型如圖8所示，包括項(xiàng)目公共包、項(xiàng)目規(guī)劃、項(xiàng)目計(jì)劃、項(xiàng)目預(yù)算、項(xiàng)目執(zhí)行、項(xiàng)目評(píng)價(jià)共6個(gè)二級(jí)主題域[15]。

圖8 SG-CIM項(xiàng)目域模型Fig.8 Domain model of SG-CIM project

基于SG-CIM項(xiàng)目域框架，首先基于圖5所示的通用信息模型建模思路，建模包括項(xiàng)目名稱、項(xiàng)目編碼、建設(shè)內(nèi)容等基礎(chǔ)信息的項(xiàng)目通用信息部分，具體的模型構(gòu)建步驟可參考第3.1～3.3節(jié)）；然后拓展構(gòu)建項(xiàng)目類別維度和項(xiàng)目管理周期維度信息空間，形成電網(wǎng)企業(yè)項(xiàng)目管理多維全景統(tǒng)一信息模型，以支撐企業(yè)項(xiàng)目管理中臺(tái)與數(shù)據(jù)中臺(tái)以及客戶服務(wù)中臺(tái)、電網(wǎng)資源中臺(tái)、財(cái)務(wù)中臺(tái)業(yè)務(wù)的信息服務(wù)交互，如圖9所示。限于篇幅，這里僅給出按照張量子空間多維立體模型形成的思路拓展得到的涵蓋項(xiàng)目規(guī)劃、項(xiàng)目?jī)?chǔ)備、項(xiàng)目計(jì)劃、項(xiàng)目執(zhí)行、項(xiàng)目評(píng)價(jià)全生命期項(xiàng)目管理視角的統(tǒng)一信息模型體系的局部，如圖10所示。

圖9 項(xiàng)目管理中臺(tái)信息交互Fig.9 Information interactions at project management center

圖10 基于SG-CIM項(xiàng)目域框架的項(xiàng)目管理統(tǒng)一信息模型體系（局部）Fig.10 Unified information model system of project management based on SG-CIM project domain framework（partial）

圖10所示的模型框架較清晰地反映了電網(wǎng)企業(yè)項(xiàng)目管理各階段的管理內(nèi)容側(cè)重點(diǎn)，模型信息具有隨生命周期維度逐階段擴(kuò)展更新迭代的特點(diǎn)。

4.2 面向中臺(tái)的項(xiàng)目管理信息模型應(yīng)用

以我國(guó)東部某省2020年實(shí)際配網(wǎng)規(guī)劃項(xiàng)目庫(kù)、儲(chǔ)備項(xiàng)目庫(kù)和計(jì)劃項(xiàng)目庫(kù)的數(shù)據(jù)為例闡述應(yīng)用效果。上述3個(gè)庫(kù)均基于圖10的信息模型體系搭建，其中，“十四五”電網(wǎng)基建、生產(chǎn)技改、電網(wǎng)小型基建、生產(chǎn)輔助技改、電力市場(chǎng)營(yíng)銷、零星購(gòu)置、電網(wǎng)數(shù)字化等7類專項(xiàng)規(guī)劃項(xiàng)目，共計(jì)28 457項(xiàng)，各專項(xiàng)項(xiàng)目的數(shù)量信息如表2所示。

表2 專項(xiàng)項(xiàng)目數(shù)量統(tǒng)計(jì)（部分）Tab.2 Statistics of number of special projects(partial)

選取其電網(wǎng)基建專項(xiàng)中某10 kV配網(wǎng)項(xiàng)目“XX省XX市XX區(qū)10 kV開文Ⅲ回線新建工程”的具體建模描述信息，如圖11所示，展示本文模型的實(shí)際應(yīng)用效果。對(duì)比圖11規(guī)劃信息部分的實(shí)際項(xiàng)目描述信息和圖10規(guī)劃信息部分的模型標(biāo)識(shí)信息，可以看到，圖11實(shí)際上是圖10的全維信息模型在電網(wǎng)基建專項(xiàng)維度及其細(xì)分的10 kV電網(wǎng)新建項(xiàng)目維度的實(shí)例化?？紤]規(guī)劃階段的規(guī)劃項(xiàng)目信息與其對(duì)應(yīng)的項(xiàng)目?jī)?chǔ)備階段和項(xiàng)目計(jì)劃階段的關(guān)系，圖11同時(shí)給出了該項(xiàng)目對(duì)應(yīng)的項(xiàng)目?jī)?chǔ)備信息和項(xiàng)目計(jì)劃信息以及“規(guī)劃-儲(chǔ)備=計(jì)劃”的發(fā)展衍化關(guān)系。這表明規(guī)劃節(jié)點(diǎn)視角的項(xiàng)目信息與其儲(chǔ)備節(jié)點(diǎn)視角信息和計(jì)劃節(jié)點(diǎn)視角信息之間具有鮮明的前后銜接、伸縮擴(kuò)展與發(fā)展更新特性。

圖11 某10 kV配網(wǎng)基建項(xiàng)目“規(guī)劃-儲(chǔ)備-計(jì)劃”模型描述信息Fig.11 Descriptive information about the“planning-reserve-budgeting”model of one 10 kV power distribution network construction project

規(guī)劃項(xiàng)目庫(kù)實(shí)現(xiàn)了各專業(yè)規(guī)劃成果的歸集入庫(kù)，支持規(guī)劃項(xiàng)目入庫(kù)、規(guī)劃項(xiàng)目批量打包、項(xiàng)目分解、項(xiàng)目?jī)?yōu)化調(diào)整及溯源、規(guī)劃項(xiàng)目版本管理、規(guī)劃項(xiàng)目出庫(kù)等功能。結(jié)合圖10和圖11項(xiàng)目規(guī)劃信息部分可見，基于統(tǒng)一信息模型的規(guī)劃項(xiàng)目庫(kù)能夠從項(xiàng)目規(guī)劃的時(shí)點(diǎn)視角，清晰展示項(xiàng)目所對(duì)應(yīng)的規(guī)劃版本、規(guī)劃結(jié)論、圖文集等，方便項(xiàng)目管理者溯源項(xiàng)目對(duì)應(yīng)的規(guī)劃方案版本，校核規(guī)劃項(xiàng)目的需求匹配度與準(zhǔn)入條件符合度，有效減輕了配網(wǎng)規(guī)劃項(xiàng)目庫(kù)的管理壓力，有效支撐規(guī)劃落地。

針對(duì)配網(wǎng)儲(chǔ)備項(xiàng)目庫(kù)，重點(diǎn)進(jìn)行問題需求采集、項(xiàng)目在線評(píng)審、項(xiàng)目?jī)?chǔ)備上報(bào)等典型場(chǎng)景實(shí)景應(yīng)用。儲(chǔ)備項(xiàng)目庫(kù)實(shí)現(xiàn)了各專業(yè)儲(chǔ)備項(xiàng)目的歸集入庫(kù)，歸集2021年全省儲(chǔ)備項(xiàng)目合計(jì)5 338項(xiàng)。結(jié)合圖10和圖11項(xiàng)目?jī)?chǔ)備信息部分可見，基于統(tǒng)一信息模型的儲(chǔ)備項(xiàng)目庫(kù)能夠從項(xiàng)目?jī)?chǔ)備的時(shí)點(diǎn)視角，展示規(guī)劃項(xiàng)目的可行性研究、前期手續(xù)、優(yōu)選論證及其支撐信息，方便項(xiàng)目管理者從總體上把握儲(chǔ)備項(xiàng)目池的總體情況，確保符合必要性、可行性、合理性、規(guī)范性的項(xiàng)目入庫(kù)，有效提升了項(xiàng)目?jī)?chǔ)備庫(kù)管理效率。

針對(duì)配網(wǎng)計(jì)劃項(xiàng)目庫(kù)，重點(diǎn)進(jìn)行配網(wǎng)項(xiàng)目計(jì)劃編制與下達(dá)場(chǎng)景的試點(diǎn)應(yīng)用。計(jì)劃項(xiàng)目庫(kù)實(shí)現(xiàn)了各類計(jì)劃項(xiàng)目的歸集入庫(kù)，歸集2021年全省配網(wǎng)項(xiàng)目計(jì)劃4 197項(xiàng)。結(jié)合圖10和圖11項(xiàng)目計(jì)劃信息部分可見，基于統(tǒng)一信息模型的計(jì)劃項(xiàng)目庫(kù)能夠從項(xiàng)目計(jì)劃的時(shí)點(diǎn)視角，展示各類項(xiàng)目的計(jì)劃情況和預(yù)算情況，方便管理者從總體上把握項(xiàng)目的投資分配情況，對(duì)于促進(jìn)配電網(wǎng)項(xiàng)目投資精準(zhǔn)性、提高配電網(wǎng)項(xiàng)目管理精益化水平具有重要意義。

基于本文提出的電網(wǎng)企業(yè)項(xiàng)目多維統(tǒng)一信息模型，能夠在各專項(xiàng)類型項(xiàng)目信息規(guī)范化描述與統(tǒng)一歸集的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)海量項(xiàng)目信息的多視角立體化展示與多維度統(tǒng)計(jì)分析，同時(shí)支持多項(xiàng)目的關(guān)聯(lián)關(guān)系分析與量化，從而為數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的項(xiàng)目管理價(jià)值量化提供重要的模型基礎(chǔ)。

5 結(jié)論

（1）將信息模型建模問題分解為基于領(lǐng)域事實(shí)知識(shí)的結(jié)構(gòu)本體與應(yīng)用本體的組合模型構(gòu)建問題，實(shí)現(xiàn)了領(lǐng)域信息模型建模的規(guī)范化表達(dá)，增強(qiáng)了模型的適用性。

（2）計(jì)及項(xiàng)目管理本質(zhì)特征與電網(wǎng)企業(yè)項(xiàng)目特點(diǎn)，抽象其領(lǐng)域知識(shí)、結(jié)構(gòu)本體與應(yīng)用本體表述，構(gòu)建全景立體的項(xiàng)目管理多維統(tǒng)一信息模型，項(xiàng)目信息由宏觀到微觀逐級(jí)遞進(jìn)細(xì)化，具備插排式靈活擴(kuò)展的特性。

（3）結(jié)合SG-CIM模型項(xiàng)目域框架，將本文的全景信息模型應(yīng)用于國(guó)家電網(wǎng)項(xiàng)目管理中臺(tái)的信息交互模型的設(shè)計(jì)中，并通過東部某省實(shí)際配網(wǎng)規(guī)劃項(xiàng)目庫(kù)、儲(chǔ)備項(xiàng)目庫(kù)和計(jì)劃項(xiàng)目庫(kù)的數(shù)據(jù)分別展示了項(xiàng)目規(guī)劃、儲(chǔ)備和計(jì)劃視角的實(shí)際支撐應(yīng)用效果。

本文提出的電網(wǎng)企業(yè)項(xiàng)目管理統(tǒng)一全景信息模型能夠支撐完成項(xiàng)目管理中臺(tái)信息融合應(yīng)用與項(xiàng)目管理價(jià)值挖掘工作，其成果能夠?yàn)橄嚓P(guān)信息系統(tǒng)的集成建設(shè)提供方法論參考和借鑒。