（机械制造及其自动化专业论文）企业pdm系统中工作流管理的研究与开发.pdf

摘要 摘要 逮入2 l 瞧纪，计算梳痘髑越来越广泛，产瑟数据管瑾( 篙称p d m ) 和工幸棼流管淫 技术也逐渐被许多企业所应用，计算规辏默设计与制造技术在企妲中瞧被攥广开寐。 p d m 技术的实施打破了传统的制造业管璩方法，解决了许多企业所谓的“信息孤岛” 的问题。工作流管理是p d m 的重要组成模块之一，也是企业管瑕的重幕研究内容之 一o 本文是以l 哀蓬型魄撬厂( 默下麓称“j l 耋”) 开发懿粉醚系统兔背景，缝会了 p d m 系统的体系结构，对工作流管理系统进行了系统深入地研究，创建了工l 乍滤管 理系统的体系结构。本文的研究内容包括以下几个方丽： ( 1 ) 对工作流程定义进行了概述，对工作流管理的体系结构和工作流管理参考 摸鍪! 进雩亍了深入熬分辑； ( 2 ) 对j k 重进程了调醍，莛点分辑了重爨存程螅一臻具体l 蠢题，在l e 重p d 鞑 体系结构的基础上提出了北重p d m 系统之工作流管理系统的体系结构：在此基础 上，开发了工作流管理系统的基本构架结构，实现了工作流程的定义、任务管理以 及较限的管鬻； ( 3 ) 赞砖工终滚在嶷罴避程熬实际嚣要，疆究了蔫产信悫交流静工其都锌 系统，并开发了邮l 牛管理系统，实现自5 馋的收取和发送。 本课题的开发是以v b 础t 作为前台开发工具，以s q ls e r v e r 2 0 0 0 作为数据库 系统开发的工具，在邮件系统的开发中，涉及了网络技术方面s m 皿协议和p o p 3 协议。作秀鞭) m 系统之一的燕要模块一工僚流管理系统系统的开发使p d m 的使 用具有惩大鸵实用意义，绘企烂譬瑗繁寒了重大数方便。 关键词产品数据管理：工作流管理；自口件系统 a b s t r a c t a b s t r a c t 灿t i g o e s 豳恤2 l 。e n t u r y 也ec o m p u t e r h a s m 甜ea i l d m o r e b e 锄u s e d 髓e t e c h n o l 。g i e so f p r o d u c td a t am a n a g e m e n t ( a b b r p d h da n dw o r 姗o wm a n a g e m e n t ( a b b rw f m ) h a v eb e e nu s e db y m 。r ea i l d e n t e r p r i s e s ，a l s o ，也et e c h n 0 1 0 9 yo fc 锄叩u t e ra i d e dd e s i 弘a n dm a n u f 如n eh a sb e e n 牮辖越w i d 。耘w i 氇垃l ep d m 挚珏瞧毽遗婚瓣。蛀e e ，主童蕊瓠馥强函w l 也e 擞盎畦馘越强嘲撒e 墩 m 酬b d ，姐ds o l v e dp r o b l e ms oc a l l e d “如f 湘l a t i a n a li s o l a t e di s l 如口e x l t si nm a n ye m e r p r i s e s t h e w f mi so n eo ft 1 1 ei m p o r t a n tc m 砷o s i n gm o 如l so fp d m ，a n di sa l s oo n eo fm er e s e a r c hc a n t e n to f e i 她r p r i s ei n 糕a g e m e n t 8 鑫辩d 黻氇ep d m 蜘馥主s v 。l 。p e d 姆b e 莓遮gb e i 砖婶端s 把a 融瓿两幻eg 托燃e o ，磁， c o i l l _ b i n e dw “h h es y s t 锄s 协n c 恤o f 也ep d ms y s t e m ，t h et h e s i sp e n e 仕a ：t ei n t or e s e a r c ho f 也ew f m s ， s e t su p 也es y 8 t e ms 咖c t u r e 甜廿1 ew f m s t 机e x p 撕撕o no f n l e 血e s i si sd e s c 椭洫g 勰f o u o 懈： ( 1 ) s 榭撼畦z e s 妞d e f 蜮蠛o no f w o 堍煎o kp 锶e 扛薯_ 把si n 蜘鞠越y s i s i n g 如e 锣s t e m 删| e c 妇r 。o f w 。l ! 蹬o w 穗糕蠢黜暑矗d 如e 艘融髓e e 舶l 醴扭 ( 2 ) r 雠e a r c h e s 锄dd i a 秘o s e s 虹l cr e a lc o n d i 伍0 no f b e i 地o n 岛a n a l y s i st h ep r o b l e m so f i t 0 n h e b 鲻i so f p d ms y s t 锄a r c b i t e c n m ，b f i n 簪f b r dw 眦ss y s t e ma r c h i t e c 缸eo f b o i 出0 n gp d m s y s t e m ， o 狂搬e b 勰i so f w h i c h ，d e v e l o p s 蛀l e 粼k t e 呶辩o f w f m s ，w 娃如r e 鲑汝s 吐摊如蠡n i t i o no f w 剥穗。啊 t 嬲k m a n a g e m e 珏t 勰d r o l e m 黼矩掣n 嘲 ( 3 ) a sf 赫龉1 h ew o r l c f l a wi sc o n c 黜e d i nm ea 卯l i c a 蛀o n ，r e s e a r c h c sa n dd e v e l o p ss o m et o o l sf o r c o n l l i l i c a d o nf b ru s e 8 e i a i l8 y s t e i n ，砌c hr e a h z e 曲es e d i n g 釉dr e c e i v m go f e i n a i l s 啦d 趣s 蛾叠蛀撼u s e s 龇v b 脚弱蛙持t o o l d e v 或雒i 裙垃臻w 蹦ss y s 害e m ，璐e ss q 己s e 黻 2 。o o 辐t lo fd e v e l 。p 迅g 蛰a 妇b a s y s 姥m + o 也e r 峨s e ，融也ed e 增l 印燃n to fe 姒i l $ y s 蝴n ，i t i n v o l v e ss o 堇n ek n o w l e d g eo ft e c b n 0 1 0 9 yo f 撇懈诎，s u c ha ss m r pa n dp o p 3 a so n eo fm em o s t 虹n p o r t a n tn l o d e l so fp d m ，m ed e 他l 叩哟_ 巴n to f 恻sh a sm a d e 吐1 eu t n i 掰i i o no fp d mm o r e s 至g n i 垂至e 鑫嫩， h e 氆懿越 瞄e 瞅0 f 豫钕挈匹s e 臻o c o 粥埠虹e 挝， k e y w o r d g删；w b r 莨n c wm 姐a g e m e n t ；e m a i ls y 呶_ m i l 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他 人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构 的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均 已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 签名：主王丑曝一一日期：垫噬：墨12 兰 关于论文使用授权的说明 本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部 分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 签名：遣坠茎导师签名： 签趣日期：堡f ：墨：兰 1 1 引言 第1 章绪论 随着科学技术的进步和生产的发展，现代企业办公自动化的影响范围不断扩大， 自动化水平不断提高，传统的企业管理模式也越来越暴露出各种各样的弊端。陈旧 的管理模式主要以人为中心，信息的传递也通常是以人与人之间的关系作为媒介。 由于人本身所固有的各种特点在执行过程这带有或多或少的主观色彩，从而某 些时候会延误或者堵塞信息的流动和传递，这将在很大程度上影响生产的顺利进行， 甚至会给企业带来不必要的损失。 计算机技术在企业中的应用为解决上述问题带来了可能。在2 0 世纪的6 0 、7 0 年 代，企业在其设计和生产过程中开始使用c a d 、c a m 等技术，新技术的应用在促进 生产力发展的同时也带来了新的挑战。对于制造企业而言，虽然各单元的计算机辅助 技术已经日益成熟，但都自成体系，彼此之间缺少有效的信息共享和利用，形成所谓 的“信息孤岛”；并且随着计算机应用的飞速发展，随之而来的各种数据也急剧膨胀， 对企业的相应管理形成巨大压力：数据种类繁多，数据重复冗余，数据检索困难，数 据的安全性及共享管理等等【l j 。 许多企业已经意识到，实现信息的有序管理将成为在未来的竞争中保持领先的关 键因素。在这一背景下产生一项新的管理思想和技术_ p d m ，即以软件技术为基础， 以产品为核心，实现对产品相关的数据、过程、资源一体化集成管理的技术1 2 1 。 p d m 是依托r r 技术实现企业最优化管理的有效方法，是科学的管理框架与企业 现实问题相结合的产物，是计算机技术与企业文化相结合的一种产品。企业文化为企 业自身所积累、表现出来的各方面特色之总和。p d m 将所有与产品相关的信息和所 有与产品有关的过程集成在一起。p d m 明确定位为面向制造企业，以产品为管理的 核心，以数据、过程和资源为管理信息的三大要素。p d m 进行信息管理的两条主线 是静态的产品结构和动态的产品设计流程，所有的信息组织和资源管理都是围绕产品 设计展开，这也是p d m 系统有别于其他的信息管理系统，如企业信息管理系统0 m s 、 制造资源计划o 血理) 、项目管理系统口m ) 、企业资源计划饵r p ) 的关键所在嘲。 现代企业管理模式要求，除了工作的主体仍旧是人之外，各项工作之间的信息传 递和处理能够一种事先制定好的规则自动地进行。计算机技术的发展与企业的实际需 要相结合，为企业的管理模式带来了很大的方便，也因此出现了工作流管理技术。 什么是工作流昵? 工作流是一种反映业务流程的计算机化的模型，是为了在先 进计算机环境支持下实现经营过程集成与经营过程自动化而建立的可由工作流管理 系统执行的业务模型【”。工作流管理技术是计算机技术与现代化生产共同发展的结 系统执行的业务模型【4 。工作流管理技术是计算机技术与现代化生产共同发展的结 北京工业大学工学硕士学位论文 果，用于帮助企业管理人员与相关人员追踪和管理生产的进程以及生产过程产生的 大量信息。 工作流管理系统指运行在一个或多个称为工作流的软件上的用于定义、实现和 管理工作流运行的一套软件系统，它和工作流执行者( 人、应用) 交互，推进工作流实 例的执行，并监控工作流的运行状态。在这里需要强调指出的是，工作流管理系统 不是企业的业务系统。在很大程度上，工作流管理系统为企业的业务系统运行提供 一个软件支撑环境，非常类似于在单个计算机上的操作系统，只不过工作流管理系 统支撑的范围比较大、环境比较复杂而己，所以，也有人称工作流管理系统是业务 操作系统1 l s i n e s so p e r a t i o ns y s t e m ，b o s ) 。在工作流管理系统的支撑下，通过集成 具体的业务应用软件和操作人员的界面操作，才能够良好地完成对企业经营过程运 行的支持。所以，工作流管理系统在一个企业或部门的经营过程中的应用过程是一 个业务应用软件系统的集成与实施过程【4 。 1 2 工作流管理的研究现状 目前工作流技术的研究正日益受到人们的重视，许多大学和研究机构都开展了 很多研究项目，取得了众多的研究成果，对工作流技术的发展做出了贡献。这些研 究成果涉及上面我们提到的工作流管理的各个方面。在所取得的研究成果中，比较 著名的有i b m 公司a 1 m a d e n 研究中心研究开发的基于持久消息队列的分布式工作流 管理系统e x o t i c 删q m 口l o wm a 血o nm e s s a g eq u e u em a l l a g e r ) 、佐治亚大学计算 机系研究开发的具有自适应能力的工作流管理系统m e t e o r ( m a n a g i n gc n d t o 吼d o p e r a t i o l l s ) 、基于分布式主动数据库技术的工作流管理系统一w d e ( w o 舢o wo n i n t e m g e ma n dd i s t r i b u t e dd a t a b 雒ee n 、，i m m e n t ) 以及基于状态与活动图的工作流管理 系统m e n t o r ( m i d d l e w a r ef o re t e r p r i s e 一嘶d ew o r l m o wm a l l a g 锄e n t ) 。 ( 1 ) 基于持久消息队列的分布式工作流管理系统e x o t i ca 【5 卅e x o t i c a 的工 作流管理系统由许多具有自治能力的节点组成。每个节点的运行都独立于其它节点 节点之间通过可靠的消息队列通知对方，过程中某一步已经完成。这种运行机制避 免了节点在过程运行中不断与服务器通信所造成的瓶颈，增强了系统的鲁棒性，如果 其中一个节点出现故障停止运行，其余节点仍能正常运转。 ( 2 ) 具有自适应能力的工作流管理系统m e t e o rm e t e o r 的研究目的是开发 出一个能够支持大规模复杂的工作流应用的系统，并保证这些应用能在企业间异构 的环境中正常运行。该系统采用了完全分布的体系结构，并实现了对工作流任务的 分布调度。m e t e o r 还提供了一个自动的代码生成器，能够自动地将图形化的工作流 模型转换为实际运行代码，并能对模型进行动态修改，可有效地支持企业实现动态 经营过程重组。 第l 章绪论 ( 3 ) 基于分布式主动数据库技术的工作流管理系统w d e w d e 是由西 班牙、意大利和荷兰等国的五个合作单位协同开发的工作流管理系统，主要目的是利 用分布式数据库和主动数据库技术来实现工作流管理，并提供先进的、面向应用的 软件产品。 w d e 工作流模型包括：组织模型、信息模型和过程模型。w d e 是对w f m c 参考模型的一种扩展。它不仅定义了工作流的基本要素，而且还支持组织模型建模、 复杂的活动约束分配、动态流程控制、复杂过程结构以及工作流事务处理。 ( 4 ) 基于状态与活动图的工作流管理系统m e m o rm e m o r 项目的研究是为 工作流模型的定义、执行和控制提供一个中间件平台，它采用状态和活动图作为建 模规范，使用一个可视化工具s t a t e m a t e 作为建模工具，执行活动中所需要的软件可 以通过s t a t e m a t e 中的扩展接口集成到系统中，用户也可以使用其它规程建模工具来 建立模型，m e n t o r 可将所建的模型自动转化成状态活动图。 活动图描述活动之间的数据流动，状态图规定活动之间控制信息的流动。在状态 图中，状态的转换由e c a 规则驱动。状态图还提供正交组件，允许处于相同层次的 两个状态图可互相独立地并行执行。 ( 5 ) 国内一些p d m 系统的工作流产品 d h p d m 轻松实现产品数据管理： 大恒p d m ( d h p d m ) 是一个具有良好可扩展性、通用性、开放性的企业级p d m 系统。 在d h p d mw i z ”d 中系统管理员可以进行以下几种操作： 创建p d m 管理对象； 控制对象的访问权限； 用户管理； 角色管理； 工作组管理； 电子仓库管理： 用户界面定制。 大恒工作流d h w o r l ( f l o w 可对企业级的工作流程进行管理，提供了创建、执行、 监视、管理和控制企业的工作流程的能力，能创建串行和并行的工作流程，使 d h p d m 系统脱离了一般意义上的图样管理的范畴。 u n i v e r s a lp d m 实现通用产品数据管理： 东大阿尔派公司出品的u n i v e r s a lp d m 系统是一个用来管理所有与产品相关的 数据及过程，包括产品的全寿命周期。其处理方接是把数据一次性存人数据库中，安 全可靠地保持对数据的控制，并能自动地分配给所需要的入，所有的变化可监视、 可控制、可记录。用户在设计、分析或审查中能自由拷贝使用，新修改的数据再放 北京工业大学工学硕士学位论文 回数据库中，和原有数据一并保存。数据管理包括零件、文档与工程数据分类管理， 以及产品结构配置管理；过程管理是控制人们创建和修改数据的方接，包括工作管 理、流程管理、工作历史管理。 u n i v e r s a lp d m 的工作流程管理系统包括办公流程管理和项目开发流程管理。办 公流程包括来文登记与分发流程，及文件起草与发布流程。项目流程管理，能按项 目任务合理组织工作流程，以便各工作小组或成员能按通知指令相互协作，挟速完 成工作任务。并且能跟踪工作任务进程，需要时可及时调整流程与项目任务再分配， 获取最大效率。要求流程设置简便，变更灵活。 o l e p d m 企业整体信息集成与共享： o l e p d m 是东大欧磊科技公司推出的旗舰级产品、它是一套可以提高使用者、设 计群组、以及整体企业的生产与工作效率的最佳数据管理软件( p d m ) 。使用者可以用 它去达到加快项目进行速度，缩短产品上市时间以及建立企业级管理标准的目的。 欧磊流程管理可以将企业的运作流程，在信息管理的结构之下，做自动化的管 理。并且通过设定的流程结构以及工作流程规则，做公文的传递。欧磊流程管理模 块还提供了公文管理中心功能，不但自动的做公文发送的动作，并且会自动按照公 文的设定去做延迟公文警告，公文进度控制与模拟，以及企业公文处理效率分析等 工作。此外，欧磊流程管理模块还可以管理每一流程步骤所必需建立的报表以及管 理不同使用者对不同文件在公文流程之中的存取、修改、浏览以及打印等功能的使 用权限。 目前工作流技术的研究日益受到人们的重视，不仅有大学和研究机构在开展多 项研究、产品供应商也在不断地推出新的产品，来补充应用中存在的不足。研究的 主要问题包括三个方面：工作流的理论基础，包括：体系、模型、语言、接口等； 工作流实现技术，包括：性能、可靠性方面的研究；工作流技术的应用，包括：实 施方法、应用集成等。 根据d e 珏蚵g r o u p 的报告，l o 年前，工作流产品市场几乎被过程类产品独占， 但到1 9 9 7 年，以过程为中心的产品仅占5 4 的市场，以文档为中心的占3 2 ，以 通讯为中心的占1 4 。在各个行业中，商业( 包括银行业和保险业) 依旧是工作流产 品的最大用户，政府行政部门其次，制药业和卫生业超过了制造业，成为影响工作 流产品的第三大行业。通讯业也在3 年内从2 增加到5 7 。 在这些工作流产品中，也存在着一些不足： ( 1 ) 缺乏互操作性在工作流管理系统开发的早期，由于缺少同一的标准，大 多数工作流产品之间互不兼容。后来工作流管理联盟虽然提出了一套工作流管理系 统的标准，但要实现工作流之间无缝的互操作，还需要开展相当多的工作。 4 第1 苹绪论 ( 2 ) 并发访问和出现错误时缺乏正确和可靠的支持工作流实例在运行过程中j 可能出现多令活动同时访问共享资源的情况，各个活动在数据操作上会相互重叠。为 了保证系统正常运行，必须进行并发控制，防止出现“脏数据”等现象。另外，当工作 流非正常中断时，如何恢复数据的一致性也是需要解决的问题。 ( 3 ) 性能问题大多数工作流产品无法满足企业每天处理上万个、甚至每小时 处理几千个业务的需求。 1 3 选题背景和研究意义 1 3 1 选题背景 随着制造业的不断发展，随着各种先进技术的运用，企业产品开发周期在缩短， 但信息量却在成倍增加，这说明信息在企业中已占据越来越重要的位置。企业逐渐 实现信息化，标志着企业的进步与发展。信息化最有效的应用在于支持企业目标的 实现，信息由企业创建，成为一种新的企业资源，其利用程度( 信息创建、流动的速 度与重用的程度) 及有效的管理( 存取，版本) 就成为企业信息化的新任务。 北京北重汽轮电机有限责任公司成立于2 0 0 0 年1 0 月，由北京重型电机厂( 始建 于1 9 5 8 年1 的主要经营性资产通过“分立式债转股”设立，是华北地区最大的以火力 发电设备为主导产品的电工装备综合制造企业。在长期的产品开发中积累了许多的 经验，同时产生了大量的数据信息资料，包括电子文档、不同类型的图纸等等。 该公司很早就引进了c a d 系统。但是随着应用范围的迅速扩大，数据的急剧膨 胀，管理中存在的问题逐步暴露： ( 1 ) 信息共享程度差企业的计算机辅助工具大多是一些离散孤立的系统。由 于这些互不兼容的软件产生的数据格式不致，存储介质亦是各种各样，再加上人 员组织管理的不同，这一切使得企业无法在管理设计、工艺和制造部门之间以及相 关企业间甚至企业与贸易伙伴间有效地传递数据信息，实现信息共享。企业应采用 更为先进的方法来管理和协调整个产品开发到制造的过程； ( 2 ) 信息传递速度慢大部分企业的信息传递主要是通过书面文件、报表及电 话联络方式。设计开发的上级部门无法及时与下级部门进行信息交换与共享，各部 门不能及时地了解设计开发过程中的变化，因而产品的研制开发时间较长。企业应 采用有效手段来跟踪检查整个产品的设计和制造的进程： ( 3 ) 信息管理效率低虽然企业采用计算机辅助工具在一定程度上实现了绘图 和设计的计算机化，但仍然是依赖纸质文档的管理，因而不能有效地利用已有的设 计资源； ( 4 ) 产品信息管理不合理产品数据分散，数据的经常性意外丢失和更改；产 5 北京工业大学工学硕士学位论义 品倍息不一致，尤其编号篱理上，一料多母：产品开发过程的可追溯性差；频繁的 设计交嚣，导致开发两麓豹拉长和产品开发成本酌增船；设计重用效暴不往，这黧 都严重阻碍了公司的发展。 在制造业不断发展的今天，北重人也认识到自身的不足，解决上述问题已经成 为一个追在属淀的重要闻题。本课题是根蒲北京霪鍪电视厂f 又i q j e 京羹鍪汽轮电枫 有限责任公司，简嚣北重) 在出现了上述问题屡藤提出均。 如何管理和利用好这蝗宝贵的产品数据资料成为一个迫切需援解决的问题。因 蓝北京北藿汽轮电梳有限费经公司与j t 京工业大学c a d ，c 触讧中心合作，开发适合 该众业的p d m 系统，力黟从擐零上撅转当翦数搬管理滢丢l 氐效被动鲍鼹瑟，失企业 今厝的发展奠定坚实的基础。 1 ，3 2 研究意义 结合国内外最近的研究成果，可潘出，工作流管理系统是p 瑚哇中的重簧内容， 也怒p d m 系统和其他系统( 比如e r p ，c 筋) p 等) 进行集成的接口。应用和研究工作 流管理系统，莓戳绘企、簋带来麓大的效益，也麓取褥很大静益梵，这恣是本课题研 究的意义所在。 工作流管理系统的应用和实施会给企她带来巨大的效益。首先，采用工作流管 瑾系统健企登改变传统露攘熏渤能来聚重人员静组织结构，交戒按照企、监要实现的 主要业务流程米配鬟组织结构，这榉可以大大缨短主簧业务过程的处理对阉，提蹇 对市场的响应能力。组织结构的改变将大大减少在企业内部不必矮的物料、信息的 铸递对蔺。当然，熬个企妲组织结构的调整首先需要调整传统的以部门组织生产， 人贸从属于某个部门的做法，变成默项曩寒组织生产秘人煲麴工馋方法。一个人霹 能阊时从属于多个项目。 企敛应角王作流管理隈统奎要可班取褥如下好处： ( 1 ) 提高企业管理的娥范他程度； ( 2 ) 更好地与上下游企业形成快速响应市场的供应链网络； ( 3 ) 降低娩务过程的整个簸理时闯，如在办公壹动纯环境中，通过更好艳规划 工l 乍汽瑕，并行执行相互独立救活动，减少文楼传递过程孛不必要毂中闻状态等方 法来降低文档的传递和临时储存的时间； ( 4 ) 降低管理成本，如逶免不登蒺的鞠重复的工 乍，提高工作人员的工作效率： ( 5 ) 改进点作成量，如自动提供为完成菜令在务掰震要瓣摆荚售惑。毯客户毅 务中，能够快速方便地访问所有相关数据和工作流程，从而大大提高客户服务质意； ( 国在工作人员乏闯更好魄均衡负荷，如在工作人员缺勤的情况下，自动地柔 性分配蛰代人员； 一6 第1 章绪论 ( 7 ) 通过在工作流模型中加入可预计的故障的处理策略来提高系统的柔性； ( 8 ) 在工作流的基础上改进控制策略，降低相应的控制成本，如通过监控工作 流执行状态，利用分析和控制工具来进行优化控制； ( 9 ) 通过对已经完成的工作流实例的分析，找出存在的不足，进而不断改进工 作流程； ( 1 0 ) 使工作内容更加丰富，并且提高工作人员的业务能力，减少工作人员进行 单调乏味并且十分耗时的文档查找工作。 除了上面给出的从企业的经营目标出发可以得到的好处外，采用工作流管理系 统对于企业信息的现代化同样具有显著的作用。采用工作流管理系统可以在最大程 度上集成企业的现有信息资源，实现资源的充分利用。由于工作流管理系统具有较 好的柔性和开放性，因此，可以保证企业的信息系统能够顺利地扩展以满足不断变 化的市场环境。另外，工作流管理系统在工作流模型的基础上进行企业的业务过程 运行，这就意味着企业的信息系统运行已经从过去没有一个具体的可量化指标的管 理信息系统，发展到了一个建立在工作流模型上( 并且是可以利用e p r 或者其他仿真 工具进行优化后的模型) ，按照预先定义好的规则进行执行，并且对执行的结果随时 进行监控和评价的规范化阶段。 1 4 本课题的主要研究内容 本课题主要是针对北京重型电机厂的p d m 系统而展开的，研究内容主要是p d m 系统中的工作流管理模块和邮件管理模块。考虑到国内一些型企业开发的工作流管 理模块，需要考虑以下几个方面的问题： ( 1 ) 使用方便，具有友好的用户界面，系统导航力强； ( 2 ) 使用面广，可以针对许多用户，包括对电脑使用不很熟练的用户； ( 3 ) 系统具有很好的柔性，能够实现很好的用户化，用户之间交流要很方便； ( 4 ) 要管理的文件数目多，系统能够和存储这些数据的数据库方便的连接。 本论文的设计采用c s 的结构模式，使得用户端具有友好方便的用户统一界面， 让用户能够跟随系统界面的导航很好的使用该软件。系统的开发集中的用到了 v b n e t 和s q ls e r v e r2 0 0 0 几种开发工具。本课题主要做了以下几个方面的内容： ( 1 ) 构建工作流管理系统，实现流程定义建模，任务的管理，角色的分配以及 流程的监控； ( 2 ) 重点研究p d m 的体系结构及其各方面的功能，实现工作流管理系统的体系 结构能够和p d m 的体系结构达到统一； ( 3 ) 研究北重提供的产品数据，建立公基产品数据库； ( 4 ) 工作流管理过程中用户之间的交流运用邮件管理系统来实现，建立了方便 7 北京工业大学工学硬士学位论文 快捷而且简单的邮件管理系统； ( 国勇舞在系统中，还建立了信息查谗系统，主溪是鲞询一些菊关产晶帮用户 的信息。 1 5 本章小结 零章主要介绍的怒p d m 鄹工干簟流管理按术的定义，国内外工作流管理的研究现 状，本论文的选题背景是根据北京重溅电机厂所存在的一些阀题而提出的，阐述了 本论文的研究意义，并豆详绥说明了本论文静主要研究内容。 8 。 菇2 章p d m 系绕鄹工作蠛蟹理羝统 第2 章p d m 系统和工作流管理系统 2 1p d m 系统 2 。1 p 嘲的主要管理功能 p d m 是一种管理产品信息的工具，提供了对备种产品设计、制造与维护的信息 进行存储、管理以及控制的功能。p d m 系统为企业提供了管理和控制所有与产品相 关的信息以及与产品相关过程的机制与功能。p d m 软件产品种类繁多，不同软件商 提供的p d m 系统，功能上均有一定的差异。p d m 的功能有两种划分方法，一种是 按面向应阁与系统支持的功能划分，将其分成电子仓库、面向用户的使用功胄( 包括 文档控制、变更控制、配疑管理、设计检索与零件库和项目管理等) 和实用化的支持 功能舱l 括通知与遗信、数据传输、数据转换、图像服务、系统管理等) ；另一种是按 软侔功能模块翎分，可划分为电予仓库与文档管理、工作流耩管理、产晶结构与配 鐾管理、零件分类管理、互藕交受管理、项舀管联、电子协作、集成工其、浏览和 圈阕等。一个辘够满楚企犍各方瑟应用静如m 系统应其备前五项基本功能。 2 1 1 1 电子仓库与文档管理墩子仓库a t av a ，是在p d m 中实现某种特定数 据存储机制的元数据( 管理数据的数据) 库及其管理系统，一般建立在关系数据库系统 的基础上，主要保证数据的安全性和完整性，并支持各种查询的检索功能。它保存 所有与产鼯相兼的物疆数据和文件的元数据，以及指向物理数据和文件的指针。该 指针指定存放物瑗数据的数据库记录和存放物理文件的文件系统与霞录，如图2 1 所示。 存放物理文件的 文件系统和舀录 存放物理数据的 数据库记录 甸一目一目 图2 1 魄子仓库 f 谴2 一ld a 协v 砌t 霹戳瓿为，奄子仓库是p d m 系统中最基本、最核心的功能，是实现p d m 系统 率其稳相关珐能静基确。 文档罄瑾楚产品数据管瑾系统提供韵最基本的功能，氇燕核心的功熊之一。文 栏管瑾靛慰蒙就是产菇整个生命髑期中与产晶糖关豹各类信惫，这些信息以文件或 圈糖黪形式存在，统称失文档潍。宅销奄揍原始文档、设计文裆、工艺文祸、生产管 - 9 - 北京工业大学工学硕士学位论文 理数据，维修服务数据及专用文件等等。文档具有不同的分类方法，按照文档存在 的状态据，文档可以分为文本文件、数文件、图形文件、表格文件及音像文件。 通过电子仓库可以方便地实施文档的分布式管理与共享，如图2 2 所示。生成的 文档存入时，首先要通过规则约束捡查，只有符合操作权限的用户才能将文档存入 电子仓库中，这时文档的元数据将存入元数据库中，具体文件则放入指定的某一文 件系统的相关路径中，而打散的物理数据则放入指定的数据库中。检出操作与检入 操作相反，不同的是，用户在自己的计算机上就可咀检出他需要的文件，而不需要 知道具体存放地点。 图2 2 电子仓库和文档之间的关系 f i g 2 - 2 r b l a t i o no f d a c a 、r a u l ta n df i l e 2 1 1 2 工作流程管理工作流管理是p d m 系统中重要的基本功能之一。它用来定 义和控制数据操作的基本过程，主要管理当用户对数据进行操作时人与人之间或活 动与活动直接的数据流向，以及在一个项目的生命周期内跟踪所有事物和数据的活 动。同时，运用p d m 中特定的过程建模工具，还能对产品开发过程进行重组，规范 开发流程，降低开发成本，提高开发效率，获取最大的经济效益。 2 1 1 3 产品结构与配置管理产品结构与配置管理( p r o m 贼心u c t u r ea n d c o 越g u r a t i o nm a n a g e m e n t ) 作为产品数据组织与管理的一种形式，它以电子仓库为底 层支持，以材料明细表为其组织核心，把定义最终产品的所有工程数据和文档联系 起来，实现产品数据的组织、管理和控制，并在一定目标或规则约束下，向用户或 应用系统提供产品结构的不同视图和描述，如设计视图、装配视图、制造视图、计 划视图等。 产品结构与配置管理包括产品结构管理与产品配置管理两部分。提供给用户的 产品结构与配置管理基本功能主要包括以下几方面： ( 1 ) 产品材料明细表的创建与修改； 1 0 第2 章p d m 系统和工作流管理系统 ( 2 ) 产品材料明细表的版本控制； ( 3 ) 支持对“零件或子部件被哪些部件采用”和“部件采用了哪些零件或子部 件”的查询； ( 4 ) 支持对产品文档的查询： ( 5 ) 产品材料明细表的多视图管理， ( 6 ) 系列化产品结构视图管理： ( 7 ) 支持与制造资源计划0 讧a n u f a c 仰血gr e s o u r c ep l a i l l l i n g ，m r p ) 或企业资源计 划( e n t e i p r i s er e s o u r c e 出m n i n g ，e r p ) 的集成等。 2 1 1 4 零件分类管理p d m 中产品结构管理是从某个产品或部件的构成中考察零 部件在其中的作用及其具有的属性，而个零件或部件往往在多处使用，不完全隶 属某个产品，具有脱离产品独立存在的特点。如何以零件为中心，组织有关产品信 息，达到便于检索、便于借用和信息重用的目的，这正是零件分类管理的目标。 零件分类管理就是将企业的零件按照相似性( 如结构形状相似或制造工艺相似等) 原则划分成若干类分别加以管理。 零件分类管理的主要目的是对已有设计信息( 包括产品及其相关的文档信息) 进 行归类管理，为最大限度地重用现有设计成果开发新的产品提供支持。依据成组编 码思想，将零件依照标准的或相似的工艺规程、相向的属性、相近的设计思想等原 则进行分门别类，形成分类层次结构树。这里的“零件”可以是实际的零件，也可 以是不可再分的产品、部件、组件等。 2 1 1 5 工程变更管理工程变更是生产过程中经常出现的重要活动，特别是在航 空、航天、汽车等领域，尤为突出。在一个企业中，工程变更往往有规范的过程约 束与流程控制，所以它与工作流管理总是密不可分的。工程变更包括工程变更请求 与工程变更指令两部分内容。下游人员( 如生产人员、组装人员等) 发现问题后，必 须及时向上游人员( 如设计人员) 提出更改请求。在提出更改请求时，要求说明更改 原因，指明更改内容，并将更改请求提交流程管理部门进行审核与审批，只有通过 审批签发的更改请求才能赋予实施。在接到正式的更改单进行修改，原信息修改完 毕后，要求通知到相关人员，并要求修改相关受影响的信息。 2 1 2p 叫系统的体系结构 p d m 系统的体系结构可以分解为以下四个层次的内容：用户界面层、功能模块 及开发工具层、框架核心层、系统支撑层。如图2 3 所示： 北京工业大学工学硕士学位论文 用户界面屡厂萑f j f 了i 了i _ 苫翥_ 甚f _ 功能模块及 开发工具层 框架核心层 系统支撵层 障降 工作流i 产品结构与l 零件分类 工程变i 程管理l 配置管理f 与管理 更管理| 图2 3p d m 体系结构 f i g 2 3s y s t 哪甜c 眦e 嘶eo f p d m ( 1 ) 用户界面层向用户提供交互式的图形界面，包括图示化的浏览器、各种 菜单、对话框等，用于支持命令的操作与信息的输入输出。通过p d m 提供的图示化 用户界面，用户可以直观方便地完成管理整个系统中各种对象的操作。它是实现p d m 各种功能的手段、媒介、处于最上层。 ( 2 ) 功能模块及开发工具层除了系统管理外，p d m 为用户提供的主要功能模 块有点子仓库与文档瞥理、工作流程管理、零件分类与检索、工程变更管理、产品 结构与配置管理、集成工具等。 ( 3 ) 框架核心层提供实现p d m 各种功能的核心结构与架构，由于p d m 系统 的对象管理框架具有屏蔽异构操作系统、网络、数据库的特性，用户在应p d m 系统 的各种功能时，实现了对数据的透明化操作、应用的透明化调用和过程的透明化管 理等。 ( 4 ) 系统支撑层以目前流行的关系数据库系统为p d m 的支持平台，通过关系 数据库提供的数据操作功能支持p d m 系统对象在底层数据库的管理。 2 2 工作流管理系统 工作流管理系统是p d m 系统的模块之一。通常认为p d m 系统中的工作流管理 技术主要实现产品设计与修改过程的跟踪与控制，包括工程数据的提交与修改、管 理和监督、文档任务的控制等。工作流管理模块定义并控制数据操作的基本流程，管 理当用户对数据进行操作时人与人之间或活动之间的数据流向以及在一个项目的生 命周期内跟踪所有事务和数据的流动。 工作流管理按照管理的范围和功能进行划分，可分为3 种：任务管理、工作流程与 工作历史管理。工作流管理和项目管理密不可分。工作流管理是项目管理的基础， - 1 2 第2 攀p d m 系统藕工襻流营壤系统 主簧管理当一个用户对数据进行操作时会发生的情况，不同用户之间的数据流动已 经在一个顼嚣麴生念周期内舔黥菠鸯事麴霜数攥弱滔动。修改爱熬产黠数据经提交、 审批最厥登记成为最新版本的产品数据。这种方法为产品开发过程的自动篱理提供 了保证，并且支持企业产品开发过稷重组， 以便获得最大的经济效益i ”。 2 2 1 工作流管理系统的体系结构 工作流管理系统是支持企北经营过程高效执行并监控其执行过程的计算机软件 系统。工作流管理系统可以用宋定义与执行不阍覆盖范围( 单个工作者、部门、全企 业、企妲闻) 、不羁时阂跨度( 分镑、小薅、天、月) 熬经营过程。这竞全取决于实际 应用背景的需求。按照缀营过程以殿组成活动的复杂程度的不同，工作流管理系统 可以采取许多种实施方式，在不同的实施方式中，所应用的信息技术、通信技术和 支撑系绞结构会毒缀大麴差别。工弦滚管理系绞鹄实际运簿甄境哥戳蹩在一个工作 组内部豌者在全企业的所有业务部门。为了实现工作流技术的标准化和开放性，异 构的工作流管理系统与其谴应用系统之间的集成，工作流管理联盟提出了工作流管 臻系统体系缕构懿参考摸型，该模蘩孛援菠了功裁缝藏部转移接日。黧圈2 4 所示。 强2 碡工撵滚警蘧系统餐掏蘑 f 蟾2 4s y s t e ma r c l l i t e c t i l r eo f w f m s 该体系结构给出了抽象的工作流管理系统的功能组成部件和接口，它能够满足 王作滤管理系统和产品痰该其弯戆煮要功能特铤，霹麓实缆工 譬流产品之间豹互搡 作提供公共的基础。必须指出，组成工作濂管理系统的每个功能部 牛可以在不冠驰 软硬件平台上采用不同的方法实现，同样接口也可以在不同的软硬件平台上采用不 煎煞设计技零帮编程语蠢进雩亍编程。一般说来，工佟流产晶的掇供商娩不会将这蹙 一1 3 ， 北京工业大学工学硕士学位论文 部件之间的所有接口对外开放，但是为了实现不同工作流产品之间的集成，它们会 按照互操作和协作的不同要求在一定层次上开发其接口。 从图中所示的体系结构中，我们可以看出，工作流管理系统主要内容分三部分。 ( 1 ) 软件构件完成工作流管理系统不同部分相应功能的实现，包括流程过程 定义，流程的发起、审批、监控、结束等。 ( 2 ) 系统控制数据工作流管理系统中一个或多个软件构件使用的数据，存储 本系统和其他系统进行逻辑处理、流程控制、规则、约束条件、状态、结果等数据。 ( 3 ) 其他应用与应用数据对于工作流管理系统来说，它们不是工作流管理系 统的组成部分，而是属于供工作流系统调用的外部应用和数据，它们供工作流系统 调用来完成整个或部分工作流管理的功能。 2 2 2 工作流管理系统参考模型 工作流管理系统包括很多方面，通过实施工作流管理系统，可阻实现灵活性、 系统集成、过程优化、组织变更、提高可维护性、演进开发等目标。工作流管理联 盟的主要作用是标准化工作流管理术语和定义工作流管理系统与应用程序之间的数 据交换标准。 在工作流管理联盟所使用的众多准则中，其中有一条称为工作流参考模型 ( w j r 姐o wr e 缸e n c em o d e l ) 1 8 】。它是工作流管理系统结构的通用描述，其中总结了主 要部件和相关接口。如图2 5 所示： 图2 - 5 工作流管理联盟参考模型 f i g 2 - 5w b r l m o wr e f e r 钮c em o d e l 该模型说明工作流系统的核心是工作流执行服务( w 砌m o we n a c t i l l e n ts e r v i c e ) 。 1 4 繁2 牵藏耪畦系统鞍工作滤管理系统 系统的遨部分推动着案例的组织中流转。执行服务确保按照正确的次序由正确的人 执行蠢确瀚活动。为诧，必颁使用育过稽定义工舆礴r o c e s sd e 血m i 蝴t o o l s ) 生成静过 程定义翻瓷源分类。除了撼述过程弱组织，逸魑工具还常嚣为分掇技术( 如傍真液供 方覆。王终矮逶遘工 睾瀛褰声澎惩稳痔提供绘窿爨。逶遘途孛一令王律凌，瘫虽憨 罄开始抵行爨薄案铡的特建经务。执行经务时，有辩需要囊动成髑程序。可戳被王 传滤系绞启动的激有成嗣糕序在参考摸墼中被称终调月懿残爆程痔( k o 黧磁 a p p i i c 撕o n s ) ，工作流追踪、案例控制和员工管理则由所谓的镣耀和监控工具 ( a d m 蛐瓣i a t i 椎托畦m o 硪确n gt o o l s 支持。 2 。2 ，2 王嚣滚莰褥鼹务麓箨瀛羧褥骚务熬王佟滚警瑾系统瓣心黢。该藏锌弱子 创建颛的案例、基予过程定义生成工终顼、隧瓤资滋帮工终顼、支撼活动姆执行班 及记蒙工作流的特点方耐。出于技术的原因( 比如提高整个系统的w 扩展性) ，执彳予服 务霉骧舞多个工终滚弓l 擎( 黼嫩蠡o w 髓爵n e s ) 缀躐i 程一个含有多巾工作流弓i 擎的执 行服务书，工作被分布在多个霉l 擎上。分布情撬主要取决于案铡敬翳性，柽务帮资 滚。 2 2 2 2 过稽定义工其工稚流弓| 擎基予个藏多个工 譬流定义。猩工作流的参考 模型中，爆采槐造宅髑越王矮被稳必逶糕定义工基e e s s 曲蠡撼 黼协。秘。除了描 述工作流的定义外，还要用得工作流分析工具。 ( 1 ) 过糕定义正具傻髑过程定义工具对个过程进行描述。强许多墨俸滚管 理蓑统事，傻嚣虿嚣匏方焱豢达