基于B_S模式的科研项目合作与管理系统的设计与实现.pdf

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1、第卷第期年月日计葬机与应用化李基于模式的科研项目合作与管理系统的设计与实现吴忠俊,郭力,李晓霞,聂峰光中国科学院过程工程研究所多相反应开放实验室,北京,摘要介绍 了基于模式的过程工程虚拟研究中心科研项目合作与管理系统的设计和实现方法,包括设计目标、流程模型、权 限设计、系统框架、实现功能等,对系统中的技术要点如用户认证、访问权 限控制等进行了较详细的 阐述。该系统以科研工作为背景,按照项目建立、成员加人、工作计划安排、任务执行、进度监控、项 目结束、专 家评审为流程,提供科研项目合作交流与管理的网络环境。应用测试表 明系统能较好地满足实际应用需求。关键词科研合作项目管理虚拟研究环境过程工程中图

2、分类号文献标识码文章编号井一一,一,“几,罗,口,一引言随着计算机和网 络 技 术 的 发 展,在上建立 的科研人员专业 的虚拟社区能够 为科研人员之间进 行交流合作提供一个信息化的网络环境。在化学化工领域,典型的虚 拟 社区有川、美国化学会的、英 国皇家化学 会 的。等。过程 工程 虚拟研究中心一,是 中国科学院过程工 程 研究所年以来试运 行的虚拟社区,旨在为过程工业的科研人 员提供一 个开展合作 与交流的场所。科研项目的开展往往需要多个科研人员组建成一个团队,通 过共同协作来 完成。如何 利 用计 算机和 网络环境,将 中心 的成员聚集起来,动态地形成一个 团队通过合作交流,完成他们的科

3、研项目,并对这收 稿日期一一修回 日期刃一基 金资助国家自然科学基金资助项目,作者简介昊 忠俊一,男,硕士研究生个项目进行全流程 的管理,这是本文 的研究目标。是一 个开放源代码 的网络项目管理应用 系统,主要应用于软件开发 的项目管理,目前已发展到版本。它 的功能包括 添加项目、增加成员、分 配任务、发 布项目站点、客户 管理、项 目讨论、提交任务报告和文档管 理等。具有界面友好、功能适用、使用方便等特点。本文借鉴了。的程序组织结构,并结合科研工作的特点,按 照项目建立、成员加 人、工 作计划安排、任务执行、进度监控、项目结束、专家评审为流程,通 过添加新模块和改造部分模 块,建立了科研项目

4、合 作与管理系统一,。中国科学院知识创新工程项目一一一计算机与东用化母,系统设计系统目标的目标是实现科研人员 的合作交流及项目的协调管理。可具体细化为系统可以让不同地域 的研究人员有组织地在一起合作完成科 研项目,交流 彼此研究的进展和研究 的思路系统可保存和管理研究项目的所有相关资料,并提供 给属 于该项目的研究人员使用系统希望 做到项目进行 的每 个 环 节,如资源 的选择配置、工作计划安排、进 度的监控、效果检查和评价都可实 时地 进行管理和控制。系统流 程模型从项目的建立 开始,根 据科研项目开展进 行 的一般过程,抽提出其公共部分,可建立如图的流程模型。最 初,科研项目的创 建者以下

5、 简称立 项者,比如 自然科学 基 金 委员 会,建立 一个新的科研项目,并且指定一位项目负责人。然后 项 目负责人组建项 目团队,并对该项 目进行规划,按照项目的不同阶段划分流程,并分配任务。在项 目进行过程中,可能会有人通过申请加人项目团队。项目团队成员通过相互间合作交 流,协 同工作完成任务。在此过程中,项目负责人要对项 目进行 进度监控。当项目进行到一定 阶段,可要求项目成员提交进度报告,或者邀请专家对项目的 阶段成果进行 评 审,由此得 出的结果,项目负责人可采取相 应 的措施,改进 项 目,适当地 调整计划,重新划分流程,分配任务。从而使项目的实施形 成良性 的循环过程,直至完成项

6、目,进行项 目的最终评审,宣告项目结束。、项目成员、专家。他们具有不同 的职 能。同时,对于一个 系统需要 一 个 系统管理员,具有最高权 限。为了吸 引用户,还 必须有部分开放资源让匿名游客访问。对于以上类用户,可依据其不 同的职能,定义成不同的角色。表列 出系统中的用户角色与他们相应 的职能。表角色职能山,角色名称角色职能立项者创建项目任命项 目负责人任命评审专家,组织评审过程项目负责人组建项目团队项目计划、流程划分、分配任务项目过程管理,如对项目进行监控,审阅进度报告等项目成员合作交流、协同工作提交进度报告专家阅读评审报告对项 目评审鉴定系统管理员系统管理维护游客浏览项目开放信息申请加人

7、感兴趣的项 目由于是 为科研工作服务 的,很 多科 研资料信息是要求安全保护 的,故有 必要 对用户 的操作权 限进行控制。采用了基于角色 的分级管理 的权 限模型,如图所示。一个项目包 括 的一位项目立项者、一位项目负责人、若干项目普通成员及若干项目专家。对于 整个 系统来说,还 包 括 系统管理员。对于这些角色,系统应 根 据 角色 的不同为他们设置对某些资源相应 的操作权限。这里说的资源可分为应用类资源与文件类资源。应用类 资源包括应用子系统、模块、模块 中的某个功能以及之间的对应关系。文件类资源包括 目录、子目录及文件等。一“,比一口口口口口口口口口口孺孺欲欲网网网艾琶言黑黑卜弓弓弓卜

8、图流程模型图权限模型用户职能分 析与权限设计根据以上的流程分析,可以看出系统 至少包含类用 户立 项 者、项目负责人采取 的权限控制 的原则有采用会员制,即用户 只有 在 注册 后才能 使用本系统资源少量对游客开放的资源除外。,吴忠俊等基于模式的科研项目合作与管理系统 的设计与实现口一叼臼沈田俪印五七“巧习七七二二。黑黑二二二、。二咖。性黑轰轰轰卜区区城忱氏“、卜七、图整体框架只有成为项 目成员才 能访问该项 目 的资源。在一个具体项 目中,采用分级管理,且不能跨级管理。如立项者管理负责人,负责人管理普通成员,而立项者不能跨级管理普通成员。对某些特殊资源,如 文档采用单独 的权限分配模块。功能

9、分析设计的目标 是实现科研人 员 的合作交流及项目的协调管理。它 必须 建立合作交流 的机制,并使用一些 功能模块来实现项 目的协调管理。计算机技术和网络技术的发展为信息交 流提供了新 的功能强劲 的手段 和工具。这些新 的交 流手段典型的有 电子邮件、实时讨论聊天室、电子 公告板、网络论坛、文档共享、音视频会议等。我们可根据需要,将 这些 手段 和工具集成到系统 中,以促进项目中的科研人员 的合作交流与协同工作。项 目管理”一“就 是把各种知识、技 能、手 段 和技术 应用 于项目中,以达 到人们的需 要和期望。美国项目管理协会在制定 的项目管理的知识体系指南川中,将项目管 理 的整 个 动

10、 态 过程可分为立项、计划、执行、控制和收尾个 阶段。与普通 项目相比,科研项 目最 大 的特点是 研制项目的多 变性和不确定 性,即项目在 研制过 程 中 的物资需求、人力需求、资金需求和进度计划等是不断变化和逐 步确定。因此,利用本系统管理科研合作项目时,应侧重项目的过程管理,设计相应的功能模块,将项目划分为不同阶段进行管理同时可采用时间、进度等管理技 术,利 用 甘 特图、进 度 报 告等管理工具和手段,对科研 项目的合作过 程 进 行 监 控管理。系统的框架和功能实现系统整体框架整个系统 主要有个子 系统构成,如 图所示分别是“我的项目”、“开放项目”、“专 家评 审”及“系统管理”子

11、系统。“开放项 目”子 系统提供允许公开的项目的基本信息介绍,以吸引新 的用户成员加人项目“我的项 目”子系统是最主要 的子系统,它包括了若干功能模块,通过这些子模块来实现成员 间 的合作 交 流和项目的协调管理“专家评 审”子 系统实 现项目网上 的专家评 审“系统管理”子系统主要包 括数据 备份、成员 管理和项目管理等功能模块。整个结构采用 的是一种扁平式的框架模型,各个功能模块 之 间比较独 立。这 种独 立性有利用系统 的稳定和扩充。“我的项目”子系统主要功能介绍“我 的项目”子 系统是中最 主要的子系统。它记 录了科 研项目从建立 到最 终 评审 的过程。项目成员可在 此 系统中开展

12、合作交 流,同时立项者和负责人可利用此 系统对项目进行监控 管理。其功能模块可分为项 目主页。项目主页示例如 图所示。该模块 主要是提供项目的基本信息,功能包括基本信息 的维护和导 出,管理员留言和成员留言。子项目页。如果 项目过于庞 大,有众多成员参加,可将原先的项目称 为主项目划分为若干个子项 目来进行管理。子项目具有与主项目类似的功能模块。项目负责人可在此 进行子项 目的维 护,完成新建、修改、删除等操作。团队成员。该模块提供项 目所有成员 的基本信息,项目负责人可在此管理项目团队,进行成员添加和删除操作。计葬机与应用化母,项目成员可根据认可意见调整 自己的工作部署。项目评 审。该模块

13、的主要功能包括 项目立项者管理项目专家团队,发送评审邀请信函,监控评审过程 项目负责人上传评审报告 项目成员查看评审结果等。团峥州乏曰,上贝小 倒昭工作流程。任何项目管理都是从制定项目计划开始 的。项目工作流 程 的计划 安排是 项目得以实施和完成 的基础。项目负责人在此可根据项目需要,进行项目流程 的划分和分配任务。负责人可根据项目开 展 的 步 骤,将项目划分为 几 个 阶段。在每个阶段 下可划分任务,任务下可再划分子任务。每个 阶段、任 务 或子任务 均 需 指 定负 责 人承 担者,制定开始时 间和 到期时 间承担者则根据项目实施的实际情况填写完成时间和进度状况。进度监控。进度监控提供

14、项目进度表和项目甘特图。表和图都 实时地 展 现 出每个 阶段、任务或子任务 的时间安排和完成情况。由此项目成员可清晰、直观了解项目的进展情况。文档交流。该模块主要是提供项目相关文档 的上传和下载,功能 包括 分类存贮,访问权 限控制,文档 版本跟踪。通过 文件夹管理,实现文档 的分类存贮通过将访问类型分为 个 人访问、成员访问、分级访问三类,实现访问权限控制通过记 录文档 的各更新版本和修订版本,提供各版本 的下载,实现版本跟踪。通过 文档交流,系统实现了项目成员 间 的资源共享。在 项目结束的 时候,可提供一套较为完整 的项目技术文件和历史资料。项目论坛。项目成员针对某个确定主题的开展 交

15、 流讨论的场所。实 时讨论。每个项目均显示 两个实时讨论室,一 是公众讨论室,该系统的所有成员均可参加讨论一是项目讨论室,仅该项目成员可参加。进度报告。每 隔一 定 时 间,项目负责人可要求项目成员在 系统 内提交一 份进度报告。进度报告应包括项目成员 最 近 承 担 的任务 完 成 的情况,所遇 困难及未完成 的原因。负责人下载 阅读完成员 的进度报告后 可在该模块 中填 写对报 告 的认可意见。系统实现中的技术要点采用开发模式 的技术路线。同时为了维护系统 的安全,对于用 户登录,采用控制 的用 户认 证 技术对于项目资源的访问或操作,采用基于角色 的权 限控制对于项目中某些特殊资源,如文

16、档,采用单独的访问控制模块。技术路线采用应用程序开发模式。这种开发模式具有跨平 台支持、开发 速度快、编程方便等特点。选择服务器作为服务软件,作为后台的数据库 管理系统,运行于装有的操作 系 统 上。服 务器端的程序主要采用脚本语言编写。用户认证用户认证一般主要采用两种方式川,基于服务器本身的用户认证方式和在页面 中嵌人程序脚本的方式。后者 由开发者 自己实 现,具有较 大 的灵活性,所以被本系统采用。采 用控 制 的 用 户 认证技 术。中的由唯一 的驱 动,是一 个保密 的随机数字,。它 由产 生,在的生命过程 中都保存在客户端。本 系统 的用户认证方式可防止用 户重复登 录,并加以页面访

17、问时间限制,从而保护系统页 面的安全。防止用户重复登录在数据库中建立用户登录日志表,内容包括用户名、密码、等信息。用户每次登录成 功后,都会生成新 的,并把 它在日志表中更新。在进人系统新 页面时要 进行的检验。若存在一次以上 重 复登录的现象,旧的登录会 因通不过的检 验,而 出现。错误 的登录界面。访问时间 限制进人系统每张页 面时,记下进人页 面的系统 时间。在进人新页面时,进行 时间比较。如 进 人新 页面与上 一 页面的 时 间超 过 规 定停留 时 间,则 出现错误 的登 录界面。,吴忠俊等 基于模式的科研项目合作与管理系统的设计与实现基于角色的访问控制用 户 通过用户认证 登 录

18、进 入 系统,当他对项目某 个资源进 行访问或 操 作 前,还 要 进 行 角 色认证一”。划分种 角色 立 项者、项 目负责人、项目成员、专家、系统 管理员 和游 客。不同的角色具有不 同的职 能,即不 同的权限。用 户可以通过他具有 的角色 的权 限来判断他可以访问的项目资源和对该资源可进行 的操作。对于项目资源的权限控 制,采 用 在 资源所在 的原表结构上增加用户特征字段的方法。在进行用户访问或操作权 限验证时,系统 通 过 检索资源所在表的用户特征字段来判别用户是否具有适当的权限。例如,对于项目基本信息 表,增加立项者字段,及项目负责人字段。对于某项 目基本信息 的修改权限,只能是此

19、立项者,或者由立项者所指定的特权用户,如项目负责人。文档访问权限控制为 了保护交流 文档的安全,采 用单独的访问控制模块。首 先 在数据库 中建立 文件访问控制表,如表所示。该表 记 录了用 户能访问的文件权 限、访问级 别及访问情况。用 户在访问某篇文 档 时,系统通 过 检索权 限表的记录,可判断用 户是否具有访问权 限。例如文档为分级访问文档,且用户对的访问级别 为,则用户能访问的条 件 是用户具有访问权 限二,并 且高访问级 别 的用户均已访问。且。表文 件访问控制印两泛供服务。后者的特点是有众多课题组参 加,有若干的子课题。本系统实现在主项目下根据不 同的子课题建立相应 的子项目,子

20、项目具有 与主项目相 类 似的功能模块,从而满足实际应用需求。图“粒子模拟通用平台”项目的进 度表界面图“创新研究群体”项 目的子项目界面记田,记,、甘,综上所述,本文在的基 础 上,完 成科研项目合作与管理系统 的开发。本系统是以科研工作为背景,按照项目建立、成员加入、工作计划安排、任务执行、进度监控、项目结束、专家评 审为流程,提供项目合作交流与管理 的网络环境。它通过文档交流、实时讨论、论坛 留言等交流机制,以及人员管理、工作计划安排、进度监控、项目评审等功能模块基本实现科研项目的合作交流与协调管理。系统的初步应用测试,证明了该系统具有较好 的实用性。而小结目前已初 步建成,并 且已有

21、两 个正式项目在本系统上 进 行 运行测试。它们是“粒子模拟通用平 台”项目和“创新 研究群 体”项目,如 图,图所示。前者是两个课题组 的合作项目,利用本系统可为项目成员 的合作交流及项目的协调管理提侣,。咖计算机与左用化母,万可,一,一,一怜可,一俪,一,以叩,一邵罗邵,鳍,即叮,一,一,一附中文参考文献郭力,李晓霞,杨章远,许志宏化学化工 虚 拟社区的研 究与设计计算机与应用化学,一李晓霞,郭力,杨章远,许志宏从化学化工资源 导航到虚拟社区化工学报,增刊李新宇,郭力,李晓霞与一的无缝集成计算机与应用化学,一崔敬东,何志华软件项目管理体系及其建立计算机系统应用,一张海娟,陶树人,等项目管理的最新发展科技进 步与对策,一刘华科研项目信息化管理的探讨科研管理,一毕星,翟丽项目管理上海复旦大学 出版社,贾红阳,姜林,等石油化工信息 系统权限管理的研究计算机与 应用化学,一,与开发权威指南聂颂译北京 中国电力出版社,林磊,骆建彬,等管理信息 系统 中基于角色 的权限控制计算机应用研究,一姜志红,须德基于的信息系统的用户权限设置策略北方交通大学学报,一