Hierarchical Communication Software for Project Management: HC-4...

软件X 12（2020）100557原始软件出版物HC-4-PM：项目管理的一个分层沟通框架Kyriakos Panagioa，a，Naoum Tsolakisb，c，Alexander Tsigkasaa希腊色雷斯德谟克利特大学工程学院生产和管理工程系，Xanthi 67100b剑桥大学技术学院工程系制造研究所国际制造中心，英国剑桥CB3 0FSc生物经济和农业技术研究所（iBO），希腊研究和技术中心（CERTH），Thermi 57001，塞萨洛尼基，希腊ar t i cl e i nf o文章历史记录：收到2019年收到修订版2020年3月13日接受2020年保留字：控制论运筹学可行系统模型自律决策支持系统a b st ra ct通信软件可以大大促进大型，多学科和复杂项目的管理。然而，大多数用于项目管理的专业通信软件工具都是根据层次结构设计的，从而导致项目计划和调度效率低下。为此，异构通信架构可以允许本地决策，从而在项目实施和执行期间实现敏捷性和鲁棒性以对抗干扰。此外，目前在项目管理中应用的大多数软件工具和平台都是商业性的，而任何开源替代品都忽略了使项目利益攸关方之间能够进行异构通信的功能。本研究开发了HC-4-PM，一个用于项目管理的多层次沟通软件工具，以促进项目实施和执行团队之间的直接互动。具体而言，HC-4-PM的架构基于控制论（特别是可行系统模型）和运筹学的原则，以实现水平项目组织结构，并确保项目管理利益相关者共享相同级别的权限，同时具有不同的职责（即，分层）。HC-4-PM是第一次努力的开放源代码异构通信软件工具，有助于项目的自我监管，并可进一步协助项目管理部门制定有效的项目管理战略。该研究为项目管理提供了一个开源软件工具，以有效管理项目实施和执行参与者之间的沟通。©2020作者由爱思唯尔公司出版这是CC BY-NC-ND下的开放获取文章许可证（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。代码元数据当前代码版本1.0.1此代码版本使用的代码/存储库的永久链接https://github.com/ElsevierSoftwareX/SOFTX_2019_320GNU通用公共许可证GNU General Public Licensev3.0使用git的代码版本控制系统使用的软件代码语言、工具和服务Node.js、JavaScript、MongoDB、Vue编译要求、操作环境依赖性Npm、NodeJS、Linux如果可用，链接到开发人员文档/手册https://github.com/Kyripana/HC-4-PM/blob/master/README.md问题支持电子邮件kpanagio@pme.duth.gr软件元数据当前软件版本1.0.1法律软件许可证GNU通用公共许可证v3.0计算平台/操作系统Linux Linux安装要求依赖Npm，git，MongoDB如果可用，请提供用户手册的链接（如果正式出版），并在参考列表中包括对出版物https://github.com/Kyripana/HC-4-PM/blob/master/HC-4-PM%20Documentum%20administrator%20and%20user%20guide_v01.pdf问题支持电子邮件kpanagio@pme.duth.gr*通讯作者。电子邮件地址：kpanagio@pme.duth.gr（韩国）Panagiovirk）。https://doi.org/10.1016/j.softx.2020.1005572352-7110/©2020作者。由爱思唯尔公司出版。这是一篇开放获取的文章，使用CC BY-NC-ND许可证（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。可在ScienceDirect上获得目录列表SoftwareX期刊主页：www.elsevier.com/locate/softx2K. Panagioviran，N.Tsolakis和A.Tsigkas/SoftwareX 12（2020）1005571. 动机和意义项目管理是现代社会的基本工具，是有效管理人力资本，设备，材料和财务资源所必需的[1]。这特别适用于大规模、多学科和复杂的项目，这些项目可能会产生重大的财务影响，如基础设施开发[2]。例如，在过去的二十年中，基础设施项目的价值估计占全球GDP的3.8%左右，预计到2030年将增加到4.1%[3]。然而，项目管理协会记录表明，由于在遵守规定的项目时间表、预算和目标方面的挑战，任何类型的项目每投资10亿美元，就有1.35亿美元面临风险[4]。值得注意的是，这一金额中有56%（即7500万美元）归因于无效的项目沟通[4]，这主要是由于复杂的人际关系和参与者之间的信任有限[5]。在空中客车A380项目中，分散的项目团队之间沟通不畅的影响仅在飞机组装的最后阶段才变得明显。值得注意的是，在飞机组装过程中，人们意识到不同团队设计的部件无法相互连接，因此导致项目成本超支60亿美元，交付延迟两年[6]。有效的沟通可确保信息通过适当的渠道传递给参与的项目负责人[5]，从而促进知识共享以实现项目目标[7]。为此，成功的项目管理实施受到信息流细致设置的强烈影响[8，9]，特别是考虑到信息被认为是项目管理绩效的催化剂[10]。奇怪的是，信息流的重要性在参与项目的各个组织实体中被忽视了[8]。在更大程度上，组织内采用的大多数沟通方法都是以导致项目执行延迟的分层架构和程序为基础的，这主要是由于金字塔结构在组织层次结构的不同级别上所涉及的项目参与者之间施加了合作挑战。最重要的是，传统的层级结构缺乏自我重组的能力，无法应对意外的项目执行调整，这将需要组织结构的相应变化[12]。为此，特别是对于技术先进的项目，建议采用混合项目管理风格，因为这将允许在专业参与者群体内分散决策[11]。与遵循自上而下结构的分层架构相反，其中更高和更低级别的实体被清楚地识别，异构架构遵循由分布式自治实体组成的水平结构[11]。在这方面，异构通信架构允许本地决策，从而在项目实施和执行期间实现敏捷性和鲁棒性以对抗干扰[12]。此外，分层体系结构通过提供基于协商的机制来促进情报分布这种机制使项目参与者能够充分合作，从而有助于有效地规划和安排任务[13]。在这种背景下，Dréo和Siarry [14]强调了密集的分层结构的概念，该概念通过观察蚁群中的每个个体成员可以在任何时候与任何其他蚂蚁进行通信，然而，成功实现一个异构通信系统需要开发相应的（通常是复杂的）工具，以实现合作和解决冲突[15]。与最后，以下研究问题出现：如何才能实现异质信息流，使有效和高效的项目管理实施和执行？本研究旨在支持项目利益相关者之间有效的沟通管理。因此，为了解决上述研究问题，我们分析、设计和开发了一个名为HC-4-PM的新数字工具。特别是，HC-4-PM是一种基于网络的软件工具，通过在通信结构中动态分配关系，可以有效实现项目管理中的异构结构HC-4-PM的层次结构是基于控制论和运筹学的原理。特别是在控制论方面，本研究采用了可行系统模型（VSM）。VSM是一种利用控制论原理作为构建模块的方法，已成功用于描述组织结构[16此外，VSM包括一个与明茨伯格[22]一致，这项研究认为VSM作为公司内部监管信息流的适当代表，特别是考虑到组织是决策元素和渠道的集合[17]。因此，HC-4-PM的开发是基于VSM的，因为VSM提供了概念语言结构，并为在参与的项目参与者之间构建信息流提供了理论上可靠的基础本研究通过开发相关的通信软件工具，对VSM进行了详细的阐述和形式化，为信息系统设计科学研究做出了贡献本研究的其余部分结构如下。第2节通过概述软件的体系结构和功能来描述HC-4-PM工具此后，第3节介绍了HC- 4-PM的说明性项目管理实施情景，而第4节则评估了软件工具最后，第5节讨论了结论、局限性和对未来研究的建议。2. 软件描述HC-4-PM的主要功能是通过直接短信和数据共享，在项目实施和执行团队成员之间建立异构项目沟通结构的能力。HC- 4-PM的首字母缩写来自描述超越工具的基本原理的陈述，即从技术角度来看，HC-4-PM是一种开源软件工具，通过使用JavaScript（Node JS）特别是JavaScript. js框架开发。HC-4-PM使用MongoDB作为数据库系统。HC-4-PM的VSM结构支持数据分析、数据可视化和数据传播，以支持对项目中与数据相关的故障源的理解，并帮助应用相关的风险缓解技术。2.1. 软件构架HC-4-PM的软件架构基于Stafford Beer于1972年开发的VSM基本原理，Stafford Beer当时正在研究可确保系统可行性的常见功能[19]。实际上，VSM中的生存能力被定义为系统在变化的环境中继续运行的能力。在这方面，HC-4-PM既可用于设计一个新的可行系统，也可用于诊断现有项目实施和执行系统中的弱点和的K. Panagioviran，N.Tsolakis和A.Tsigkas/SoftwareX 12（2020）1005573构成VSM结构的五（5）个基本子系统，对应于具体的项目相关职责，是[23，24]：i. 子系统1（S1）-聚焦系统（实现责任）。ii. 子系统2（S2）-子系统之间的振荡衰减（协调责任）。iii. 子系统3（S3）-子系统的管理（控制职责）。iv. 子系统3*（S3）-子系统审计（审计职责）。v. 子系统4（S4）-长期可行性的未来规划（情报责任）。vi. 子系统5（S5）-公司精神（政策责任）。VSM的结构包括六（6）个主要通信通道[24]，即：i. 通道1（C1）是指示和公司标准的公司干预通道，将S3、S4和S5连接到S1中的操作单元。ii. 信道2（C2）在S3中用于管理和控制资源的提供以及S1中的操作单元之间的资源iii. 通道3（C3）是S1中各操作单元之间的内部通信线路和交换数据链路。iv. 通道4（C4）用于管理环境与S1中的操作单元之间的通信v. 通道5（C5）支持S2、S1中的操作单元和S3中的控制之间的协调过程vi. 通道6（C6）提供对S3* 的审计，可直接访问S1活动。此外，子系统（即S1-S5）之间的相互关系以及相应的通信信道（即 C1-C6），在图中描绘。1.一、VSM还有几个水平通道，支持以下方面之间的双向交互和通信：（i）S1和环境;（ii）S2和环境;（iii）S1中的直接管理和操作单元;以及（iv）S1和S2操作。2.2. 软件功能在此开发阶段，HC-4-PM软件工具可以通过提供一系列功能特性，同时促进项目过程中的异构数据结构和工作流，支持项目利益相关者之间的沟通。总之，HC-4-PM的主要特点包括：i. 一个“管理员界面”，为项目管理员提供了创建新项目或编辑现有项目的选项。“管理员界面”中的详细软件功能添加一个新的项目成员作为编辑现有项目，在项目中分配用户，并通过相应的授权设置来管理参与用户、子项目和通信渠道的分层结构。ii. 一个“用户界面”，允许工程参与者之间的对话。在HC-4-PM的登录过程之后，用户可以通过遵循预先结构化的异构沟通渠道。还提供了建立多个连接的可能性。3. 说明性示例在本节中，新型HC-4-PM通信软件工具的功能将通过基础设施开发项目的概念案例进行说明特别地，HC-4-PM的说明性示例展示了三个VSM功能，包括：（i）五个必要的子系统（即，S13.1. 子系统通过子系统S1-S5，项目管理员实施（S1）-S1的功能包括半自主单元，它们与它们的本地环境相互作用，并且彼此相互作用，以便在子系统中执行本地操作任务。协调（S2）-S2的功能是协调S1单元，以确保每个单元的行为符合项目的最佳利益控制（S3）-S3的功能是解释来自“较高”（即S4和S5）和“较低”（即S4和S5）两者的策略信息。S1和S2）功能。此外，S3* 审计职能部门必须定期审计与S1功能相关的信息的质量和正确性。智能（S4）-S4的功能确保S5对项目的决策，而S4进一步充当与S3的功能和外部环境有关的信息的过滤器。政策（S5）-S5的功能是平衡内部和外部因素，同时S5还负责协调整个项目子系统。关于所研究的说明性示例，项目参与者被分配到子系统S1至S5如下：（i）工作人员被分类为S1;（ii）团队领导/主管被分类为S2;(iii)经理被归类为S3;（iv）营销/研发部门被表示为S4;以及（v）常务董事/首席执行官被归类为S5。3.2. 通信信道在项目管理环境中，集成的信息和通信技术系统非常重要，以确保利益相关者和各种项目实施和执行实体之间的信息共享和协调。然而，HC-4-PM的体系结构允许项目管理员管理子系统S1至S5之间的通信和交互，并确保通过默认通道C1至C6进行协调和控制（见图1）。3）。除了上述默认通信信道之外，管理员有权根据任何出现的交互需求建立新信道。3.3. 用户界面一个简单的特别是，HC-4-PM为用户提供了一个友好的界面，并允许项目参与者根据已建立的通信渠道的属性接收和发送数据和信息（图1）。 4）.·······4K. Panagioviran，N.Tsolakis和A.Tsigkas/SoftwareX 12（2020）100557图1.一、 VSM架构概 述 （基于Hildbrand和Bodhanya [26]）。4. 影响和可持续性图二. 在HC-4-PM中定义子系统。i. 垂直的HC-4-PM沟通渠道简化了利益相关者之间的沟通，在分层结构中，基于矩阵的通信结构使子系统（即S1-S5）之间能够进行全面和直接的通信，如图1所示。5，通过及时识别和应对任何潜在风险，确保长期可持续性[27]。为此，HC-4-PM利用控制论，通过建立四（4）种机制来评估项目实施和执行任务的复杂性：（一）垂直沟通渠道;（二）水平沟通渠道;（三）混合沟通渠道;以及（四）物质和人力资源管理管辖权。沟通渠道的影响可以概括为以下几点：与项目管理相关的风险，例如：利益相关者之间沟通不力根据Stich和Groten [28]的观点，有效的VSM结构可以通过关注项目层次结构中各个级别之间的正确关系来消除冗余的通信链路ii. 项目中的横向沟通渠道用于管理相关子系统（即S1-因此，HC-4-PM的结构可以帮助K. Panagioviran，N.Tsolakis和A.Tsigkas/SoftwareX 12（2020）1005575图三. 在HC-4-PM中建立通信渠道。见图4。 HC-4-PM中的用户界面缓解一系列与项目管理相关的风险，包括：员工对变革的抵制、客户参与不足以及团队/部门之间的内部冲突。iii. 混合通信渠道在国际商业网络中非常重要，以管理自动化生产系统中涉及的复杂性[30]。HC-4- PM通过混合沟通渠道可以帮助应对风险（例如缺乏或偏离政策策略），因为并非所有沟通渠道都能在项目危机期间支持信息的数量或复杂性。iv. 材料和人力资源的管理为项目提供了在紧急情况下所需的能力，例如：有限的软件工具，信息技术投资不足，以及无效的项目团队。HC-4-PM通过允许直接识别和报告此类情况来应对此类挑战，从而能够及时采取纠正措施。在可持续性方面，HC-4-PM侧重于沟通功能，是管理和控制整个项目实施和执行团队信息流的有效工具此外，HC-4-PM提供了一套客观的标准，通过提供一个共同的通信系统，能够促进来自其他项目机构的直接信息流，5. 结论、局限性和未来研究信息系统设计科学研究依赖于两个知识库，即：科学理论与方法[31]。为此，为了解决所阐述的研究问题，本研究基于控制论和运筹学的原理，提供了一个结构分析的异构信息流，并开发了一个软件工具，可以使有效和高效的项目管理的实施和执行。项目实施阶段可能会受到利益相关者之间内部沟通失败的不利影响[10]。因此，本研究采用了VSM，这是一种用于建模信息流和项目任务之间通信的适当语言[8]。此外，还开发了一个称为HC-4-PM的多层次通信软件工具，可在项目实施和执行期间对信息流进行有效管理。在本研究的理论基础上，HC-4-PM的结构是基于VSM和运筹学的概念。我们通过提供一个开源软件工具，以分层方式有效管理项目实施和执行参与者之间的沟通，为现有的项目管理知识体系做出贡献。具体而言，本研究通过详细阐述和形式化VSM，为信息系统设计科学研究做出了贡献一个专注于通信的软件工具。HC-4-PM工具是6K. Panagioviran，N.Tsolakis和A.Tsigkas/SoftwareX 12（2020）100557图五. HC-4-PM支持的分层通信结构。它可以免费提供给社区，并且可以被感兴趣的利益相关者重用和重新分发，从而增加了改善项目管理环境中的沟通和协作的可能性。然而，本研究的局限性并不多，这也为今后的研究提供了机会.首先，VSM可以从不同的角度来处理，因此需要不同的解释[32其次，HC-4-PM的结构相当概念化，需要通过现实世界的实证研究进一步测试和验证，而已确定的VSM子系统和各自的职责（即实施、协调、控制、情报、政策）是可验证的。第三，HC-4-PM软件工具处于开发的早期阶段，不应被视为全面的。关于未来的科学方向，我们将根据设计科学研究框架[31]继续增强HC-4-PM软件工具的功能。我们还打算扩展HC-4-PM的功能，例如，启用所有可能的通信手段，如电子邮件、即时消息、文件共享和视频会议。我们进一步设想在现实世界中实施和测试HC-4-PM项目管理环境，以监控用户竞合利益作者声明，他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系，可能会影响本文报告的工作确认作者要感谢Dimitrios Tseggenes先生为软件工具的持续开发所做的贡献。引用[1]郭宁，郭平，董华，赵杰，韩清。项目中级联故障的建模与分析Comput IndEng 2019;127（2018）：1-7. http://dx.doi.org/10.1016/j.cie.2018.11.051网站。K. Panagioviran，N.Tsolakis和A.Tsigkas/SoftwareX 12（2020）1005577[2]崔春， 刘毅， 侯波， 王军。基 础设施项 目公私合作 研究综述 。Int J ProjManage2018;36（5）：773-94.[3] 麦肯锡公司。基础设施生产力：如何每年节省1万亿美元McKinsey GlobInst 2013;（January）：100. http://dx.doi.org/10.1016/S0167-577X（00）00299-8.[4]PMI项目管理研究所。 低性能的高成本-沟通：沟通的重要作用。PMI。项目管理研究所2013;（5月）：14，http://www.pmi.org/~/media/PDF/Business-Solutions/PMI-PulseReport-2013Mar4.ashx。[5]Diallo A，Thuillier D.《国际发展项目、信任和交流的成功：非洲视角》。国际项目管理杂志2005;23（3）：237-52.http://dx.doi.org/10.1016/j.ijproman.2004.10.002网站。[6]Dörfler I，Baumann O.从重大失败中学习：空客A380项目案例。Ind Innov2014;21（3）：197-214。http://dx.doi.org/10的网站。1080/13662716.2014.910891。[7] 祖 奇 湾 沟 通 ： 项 目 管 理 的 基 础 Procedia Technol 2014;16 ： 1000-9.http://dx.doi.org/10.1016/j.protcy.2014.10.054网站。[8]Rosenkranz C，Holten R.多样性工程方法：分析和设计组织中的信息流。InfSyst E 2011;9 （ 1 ） ： 11-49. http://dx.doi.org/10.1007/s10257-010-0127-3 网站。[9]Basri WS，Siam MRA.确定紧迫感是沙特阿拉伯教育部门实施ERP的关键成功因素：案例研究。Int J Supply Chain Manage 2017;6（2）：155[10] 放大图片作者：Marx S.波兰和德国高等教育机构国际项目中的沟通管理实践。ProcediaComputSci2019;164：329-36.http://dx.doi.org/10.1016/j.procs的网站。2019年12月190日。[11]作者：Dal Martello M. CSCW对组织的影响。AI Soc 1993;7（3）：252-63.http://dx.doi.org/10.1007/BF01901821网站。[12][10]杨文，李文，李文.用于实时施工管理的合弄执行系统。In：Automationinconstruction，Vol.104.Elsevier;2019，p.179-96.http://dx.doi.org/10.1016/j.autcon.2019的网站。04.018，不。四月[13]Dilts DM，Boyd NP，Whorms HH.自动化制造系统控制体系结构的演变制造系统杂志1991;10（1）：79-93. http：//dx.doi.org/10.1016/0278-6125（91）90049-8.[14]Dréo J，Siarry P.基于稠密 层次结构的连续交 互蚁群算法。 Future GenerComput Syst 2004;20（5）：841-56. 网址：//dx.doi.org/10.1016/j.future.2003.07.015网站。[15]Duffie NA，Prabhu VV，Kaltjob PO.异构制造系统中的闭环实时协同决策动态。 制造系统杂志2002;21（6）：409-18. http：//dx.doi.org/10.1016/S0278-6125（02）80048-6.[16]安德顿河在VSM 中进行正式开发的必要性。In：Espejo R，HarndenR，editors. 可行的系统模型。Chichester，UK：Wiley; 1989.[17]啤酒斯塔福德。公司的大脑奇切斯特：约翰威利父子公司; 1981年。[18]哈登RJ。外部然后：对VSM的解释方法。In：Espejo R，Harnden R，editors.可行的系统模型。Chichester：JohnWiley; 1989，p. 383-404.[19]啤酒斯塔福德。公司的大脑：管理控制论的发展。Herder and Herder; 1972.[20]放大图片作者：Preece G，Shaw D.应用可行系统模型分析通信结构：日本灾害 响 应 案 例 研 究 。 European J Oper Res 2015;243 （ 1 ） ： 312-22.http://dx.doi.org/10.1016/j.ejor.2014.11.026.[21]Espinosa A，Walker J.，《实践中的复杂性管理：爱尔兰生态社区中可行的系统 模 型 干 预 》 。 European J Oper Res 2013;225 （ 1 ） ： 118-29.http://dx.doi.org/10.1016/j.ejor.2012.09.015网站。[22]亨利·明茨伯格组织的结构。Englewood Cliffs：Prentice-Hall InternationalEditions;1979.[23]放大图片作者：Hart D，Paucar-Caceres A.一个以应用为中心的可行的系统方法来评估 技术支持的学 习。European J Oper Res 2017;259（ 2）：626-41.http://dx.doi.org/10.1016/j.ejor.2016.10.056网站。[24]放大图片作者：Preece G，Shaw D.使用可行系统模型（VSM）来构建灾难响应中的信息处理复杂性。欧洲-欧洲歌剧研究杂志，2013年;224（1）：209-18。http://dx.doi.org/10.1016/j.ejor.2012的网站。06.032[25]啤酒斯塔福德。为组织诊断系统。John Wiley& SonsInc;1985年。[26] Hildbr S， Bodhanya S.可 行 系 统 模 型 应 用 指 南 。 Kybernetes 2015;44（2）：186-201. http://dx.doi.org/10.1108/K-01-2014-0017。[27]Espinosa A，Reficco E，Martínez A，Guzmán D.基于VSM的支持战略实施方法：一个拉丁美洲跨国公司的案例研究。European J Oper Res 2015;240（1）：202-12. http://dx.doi.org/10.1016/j.ejor.2014.06.014网站。[28] Stich V，Groten M.应用可行系统模型（VSM）设计和仿真物流配送网络。ProcediaManuf2015;3（Ahfe）：534-41。http://dx.doi.org/10.1016/j.promfg.2015.07.263网站。[29] Yates D，Paquette S.应急知识管理和社交媒体技术：2010年海地地震案例研究IntJInfManage2011;31（1）：6http://dx.doi.org/10.1016/j.ijinfomgt.2010.10.001网站。[30] [10] Brecher C，Müller S，Breitbach T，Lohse W.制造执行系统的可行系统 模 型 。 ProcediaCIRP2013;7 ： 461-6.得 双 曲 正 切 值 .doi.org/10.1016/j.procir.2013.06.016网站。[31]赫夫纳·艾伦·R设计科学研究的三个周期观。Scand J InfSyst2007;19（2）：87-92.[32]弗 雷 德 · 马 利 克 复 杂 系 统 的 管 理 方 法 。 In ： EinBeitrag zur management-Kybernetik evolutionarer systeme.第五版Bern：Verlag Paul Haupt;1996.[33]Espejo R ， Bowling D ， Hoverstadt P. 可 行 系 统 模 型 和 Viplan 软 件 。Kybernetes 1999;28 （ 6-7 ） ： 661-78. http://dx.doi.org/10 的 网 站 。1108/03684929910282944。[34]霍尔滕河发展信息系统。In：Ein metho- denorientierter Anonymous 1999，Wiesbaden. http://dx.doi.org/10.1007/978-3-322-92349[35] Ríos JP.通信和信息技术，使可行的组织。Kybernetes 2006;35（7-8）：1109-25. http://dx.doi.org/10.1108/03684920610675111.