随着科学技术和国民经济的发展,国家在中长期规划时会越来越多的实施大科学工程项目,以满足能源的需求和突破我国科技发展的瓶颈。高等院校作为高级人才和先进实验设备的聚集地,这些项目很多会由高等院校承担。然而,目前大部分高校的科研活动多由课题组进行、近似于强矩阵模式,科研管理采用用“校-院-系”三级行政结构,这种方式适应了对中、小项目的研究开发,但对需要跨学科、跨单位的大型课题难以实施有效的管理。本文根据组织结构理论分析了目前几种典型的组织结构的优缺点,以及它们在国内外高校科研管理中的实践经验,设计出了高校在管理大型课题时的矩阵式组织结构体系,并明确了组织结构中各个部分的权责关系;引入了项目管理中九大知识领域和项目管理五大过程组做为整个项目的过程管理体系。由此,构建了高校在承接国家大科学工程项目时的管理体系,并将其运用于国家十一五规划项目—神光Ⅲ项目之中。本文重点研究了时间管理、成本管理、质量管理和沟通管理四个在项目管理体系中最重要的部分,提出并实现了基于欧式空间距离的项目时间估算算法、关键路径的优化算法;建立并实现了基于成本预算的财务预警机制,研究并实现了使用挣值分析法进行成本—进度综合分析;结合ISO9000质量标准和国军标关于关键、重要件的质量标准分别从质量规划、质量保证、质量控制入手建立了设计、制造、采购三个阶段的质量管理体系,提出并实现了基于质量机能展开的关键、重要件定量识别方法,采用公差变换法实现了小样本情况下加工工序能力计算和加工质量控制;本文还研究了沟通管理中两大技术难题—变更处理和版本管理,提出并实现了基于产品BOM的相关变更搜索算法;建立了版本管理命名规则和协同设计中版本合并的方案,实现了版本控制。本文以上述理论和方法为基础,开发的项目管理软件,有效地控制了项目进行过程中的进度和成本,可以使设计人员与外协单位、甲方单位实现顺利沟通,保障工程任务的最终质量。