（机械电子工程专业论文）产品数据管理系统中工作流技术研究(1).pdf

武汉理工大学硕士学位论文 摘要 随着计算枧和信息技术的快速发展，企业对办公自动化的要求越来越嵩，工 作流管理技术被提到了议事日程。工作流管理充分利用企业有关的信息资源和 人力资源，为企业组织的变化和技术的革新提供灵活的支持。目前工作流技术 的研究课题主要集中在三个方面：第一方露是工作流的理论基础，包括工作流 管理系统的体系，模型与定义语言等的研究；第二方面是工作流的实现技术， 包括工作流大事务特性、各种先进软件技术的应用，工作流仿真，尤其是体现 工作流管理系统的可靠性及其在处理大规模复杂的并行业务流程方面的能力； 第三方面是工作流技术的应用，包括工作流实施技术在不同领域的应用方法、 应弼软俘集成等。本文主要研究工作流豹实现技术。 工作流技术的研究与应用在我国尚处于起步阶段，虽然已经有不少研究人 员从不同角度开展了工作流管理及其相关技术的研究，但是，有关工作漉技术 研究和应用中的许多关键技术闯题还处于探索阶段。目前，常常是将工作流管 理技术引入到产品数据管理( p 蹦) 系统中去，两者结合极大提高企业管理效率。 作者参热了天王p d m 系统的软件开发，在其中负责工 筝流鸵研究。在软件 开发过程中，根据制造企业对产品数据管理的要求，借助计算机技术、通信技 术、网络技术以及数据库技术，在现有技术的基础上，作者就工作流管理实现 技术移工具进行了研究。采用结构亿设计方法秘面向对象方法相结合，对p d m 系 统中的工作流管理模块进行设计，包括体系结构设计，功能设计，模型设计和 数据库设计等。总结起来主要做了以下几个方面的工作： 1 、总结了p 嘲系统和工作流管理技术的研究发展成果； 2 、分析了工作流管理的基础理论，对工作流管理技术的研究与应用实施中 静一些关键技术闯题展牙了深入匏讨论； 3 、完成了工作流管理模块，实现了文件任务下达、提交、审核、工艺、标 准、批准和变更流程等功能，界面友好、操作方便、快捷、简单适用，满足制 造企业设计部门工作人员的使用要求； 4 、提出柔性工作流管理模型，设计了柔性工作流模板，用户可以根据需要 建立自己的文件流程。 论文最后总结了全文的工作，并对未来本课题的研究方向进行了展望。 关键词：产品数据管理，工作流管理，模型 武汉理工大学硕士学位论文 a b s t r a c t a sc o m p u t e ra n di n f o r m a t i o nt e c h n o l o g ya r of a s td e v e l o p i n g , e n t e r p r i s e s d e m a n dm o r ea n dm o r ea u t o i m m u n i z a t i o n ，w o r k f l o wm a n a g e m e n tt e c h n o l o g yn o wi s c o n s i d e r e d w o r k f l o wm a n a g e m e n tt e c h n o l o g yc a nm a k eb e t t e ru s eo fi n f o r m a t i o n a n dh u m a n r e s o u r c e s ，t os u p p o r te n t e r p r i s e s d r i v ef o re f f i c i e n c y c u r r e n tr e s e a r c ho n w o r k f l o wm a n a g e m e n tt e c h n o l o g yi si nt h e s et h r e ea s p e c t s ：t h eb a s i ct h e o r y , i n c l u d i n gt h ew o r k f l o wm a n a g e m e n ts y s t e m ，m o d e la n dd e f i n i t i o n ，e t c t h es e c o n di s w o r k f l o wr e a l i z a t i o nt e c h n o l o g y , i n c l u d i n ga l lk i n d so fa d v a n c e ds o f t w a r ea p p l i c a t i o n w o r k f l o ws i m u l a t i o n ，e s p e c i a l l ya b o u tw o r k f l o wm a n a g e m e n ts y s t e ms e c u r i t ya n d d e a l i n gw i t hc o n c u r r e n tw o r k f l o w t h et h i r di sw o r l d l o wt e c h n o l o g ya 即h c a f i o n ， i n c l u d i n gw o r k f l o wt e c h n o l o g ya p p l i c a t i o nm e t h o d sa n ds o f t w a r ei n t e g r a t i o n ，e t c t h i st h e s i ss t u d i c dt h er e a l i z a t i o n t h es t u d ya n da p p l i c a t i o no fw o r k f l o wt e c h n o l o g yi nc h i n ai sv e r yr e c e n t a l t h o u g ht h e r ea r cr e s e a r c h e r sw h oh a v es t u d i e dt h ew o r k f l o wm a n a g e m e n ta n d r e l a t i o n a lt e c h n o l o g i e sf r o mv a r i o u sa n g l e s ，m a n yk e yt e c h n i c a lq u e s t i o n ss t i l la r en o t a n s w e r e d n o ww o r k f l o wm a n a g e m e n tt e c h n o l o g yu s u a l l yw o r k si n s i d eap d m s y s t e m t h ea u t h o rt o o kp a r ti nt h es o f t w a r ed e v e l o p m e n to ft i a n g o n gp d ms y s t e ma n d w a sr e s p o n s i b l ef o rt h ew o r k f l o wf a c i l i t y i nt h ec o u r s eo ft h es o f t w a r ep r o g r a m m i n g , b a s eo nt h er e q u i r e m e n to fm a n u f a c t u r ee n t e r p r i s e s , u s i n gc o m p u t e rt e c h n o l o g y , c 9 m m u n i c a t i o n st e c h n o l o g y , n e t w o r kt e c h n o l o g ya n d d a t a b a s et e c h n o l o g y , t h ea u t h o r s t u d i e dt h er e a l i z a t i o na n dt o o l sf o rw o r k f l o wm a n a g e m e n t u s i n gas t r u c t u r a ld e s i g n m e t h o dc o m b i n e dw i t ho b j e c to r i e n t e dm e t h o d ，t h ea u t h o rd e v e l o p e dt h em o d e lf o r w o r k f l o wm a n a g e m e n ti nt h ep d ms y s t e m ，i n c l u d i n gt h es t r u c t u r e ；f u n c t i o n , m o d e l a n dd a t a b a s e , e t e t h i st h e s i si so r g a n i z e da sf o l l o w i n g ： 1 , s u m m a r i z e dt h er e s e a r c hr e s u l t so fp d ms y s t e ma n dw o r k f l o wm a n a g e m e n t t e c h n o l o g y ； 2 a n a l y s e dt h eb a s i ct h e o r i e so fw o r k f l o wm a n a g e m e n t ，d i s c u s s e ds o m ek e y t e c h n o l o g yq u e s t i o n sa b o u tw o r k f l o wm a n a g e m e n tt e c h n o l o g ya n da p p l i c a t i o ni n 武汉理工大学硕士学位论文 d e t a i l ； 3 d e v e l o p e dt h ew o r k _ f l o wm a n a g e m e n tm o d e l ，r e a l i z e dt h ef u n c t i o nl i n e s s u c h a sf i l e st a s k s , s u b m i t ，a u d i t i n g , p r o c e s s ，s t a n d a r d , a u t h o r i z a t i o na n d c h a n g e , a n ds oo n 。 w i t hf r i e n d l yu s e ri n t e r f a c e ，q u i c kr e a c t i o n ，e a s yt oo p e r a t e ，i tm e tt h e r e q u i r e m e n to f m a n u f a c t u r ee n t e r p r i s e s ； 4 p u tf o r w a r daf l e x i b l ew o r k f i o wm a n a g e m e n tm o d e l f i n a l l y , t h ea u t h o rs u m m a r i z e dt h ew o r k , a n dp o i n t e do u tt h et r e n d si nt h e w o r k f l o wr e s e a r c h k e yw o r d s ：p d m ，w o r k f l o wm a n a g e m e n t ，m o d e l l u 武汉理工大学硕士学位论文 1 1 前言 第1 章绪论 产品数据管理( p r o d u c td a t am a a a g e m e n t ) 简称p d m ，是当今计算机应用 领域的重要技术之一，最早产生于2 0 世纪8 0 年代。最初的p d m 产品主要是配 合c a d c a m 软件丽提供维护“电子文档仓库”的功能，解决大量电子数据的存 储和管理问题，在一定程度上缓解了随信息量迅速增长所带来的“信息孤岛” 问题，但系统功能较弱、集成能力和开发程度较低，尚未引入工作流的概念。 随着企业自动化要求的提高，p 踟才真正引入工作流管理鼓术，对产品数据的动 态定义过程进行管理，其正实现数据、过程、资源的集成管理。 顾名思义，工作流就是工作任务在多个人或单位之间的流转。在计算机网络 环境下，这种流转表现为信息或数据在多个人之间的传送。按照工作流管理联盟 的定义，工作流指的是“业务过程的部分或全部在计算机应用环境下的自动化”。 它所要解决的主要阃题是“使在多个参与者之阍按照某种预定义的规则传送文 档、信息或任务的过程自动进行，从两实现某个预期的目标”。可见工母# 流系统 是包括人在内的，通过人机交互来完成任务的一种智能化的信息系统，在企业的 经营运作过程中，它既能将相关的工作信息以电子方式自动地传递到流程中的 指定地点，又能管理和协调这舅信息。 1 2p d m 系统中工作流技术研究现状 在2 0 世纪8 0 年代中期发展起来的工作流技术源于生产组织和办公自动化 领域，它是针对日常工作中具有固定程序的活动而提出的一个概念，目的是将 工作分解成定义良好的任务和角色，通过一定的规则和过程来执行和监控这些 任务，提高生产组织水平和工作效率。随着现代化铡造技术及信息技术的发展， 工作蒎技术逐渐实现了与其他应用系统有效的集成，生成符合企业焉要的各种 业务管理系统。 9 0 年代随着计算机和两络技术的发展，该技术得到了快速的发展，特另0 是 在生产制造业领域，结合先进的p d m 系统得至h 较好的应用。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 武汉理工大学硕士学位论文 在不断推出新的产品，来补充应用中存在的不是。 目前工作流技术的研究课题主要集中在三个方面：第一方面是工作流的理 论基础，包括工作流管理系统的体系，模型与定义语言( 工作流的建模方法、 工作流模型的形式化表示、工作流定义语言) 等的研究。这一部分工作现在相 对来说比较薄弱，还有许多问题需要进一步研究；第二方面是工作流的实现技 术，包括工作流大事务特性、各种先进软件技术的应用，工作流仿真，尤其是 体现工作流管理系统的可靠性及其在处理大规模复杂的并行业务流程方面的能 力；第三方面是工作流技术的应用，包括工作流实施技术在不同领域的应用( 如 在企业经营过程重组、并行工程、敏捷制造) 方法、应用软件集成等。这几个 方面研究的目标是发挥工作流管理系统的优势，为解决具体应用领域内的问题 提供有效实现手段。 1 9 9 3 年成立的工作流管理联盟( w o r k f l o wm a n a g e m e n tc o a l i t i o n ) 简称 w f m c ，在实现不同工作流管理系统的相关术语、体系结构和应用编程接口( a p i ) 等方面制定了一系列的标准捌脚，它的出现标志着工作流技术开始进入相对成 熟的阶段。 就工作流技术的应用而言，工作流技术在各种应用系统( 办公自动化系统、 客户关系系统、供应链关联系统、e r p 系统、p d m 系统、电子商务系统等) 中的 运用，给企业信息化带来了巨大的变化。以工作流和应用系统的事务处理结合 在一起进行考虑，加强流程控制与事务处理系统的集成，使应用系统具有更好 的集成性和更长的生命周期，使工作流技术在企业应用系统中的实现成为新的 研究热点。 1 3 课题的提出 由于信息技术的发展和日趋激烈的商业竞争，人们不再满足于独立、零散 的办公自动化和计算机应用，而是需要综合的、集成化的解决方案。作为一种 对常规性事务进行管理、集成的技术，工作流管理技术的出现是必然的。 工作流管理的最大优点是将应用逻辑与过程逻辑分离，在不修改具体功能 的情况下，通过修改流程模型改变系统功能，完成对生产经营中部分流程或全 流程的集成管理。具体来说，工作流管理具有以下优点阱： ( 1 ) 智能化。按照既定工作流程进行事务处理，任务的某一环节处理完成 后，反馈任务的完成情况，并自动转入下一处理环节。转移过程是自动进行的 2 武汉理工大学硕士学位论文 处理和判断，相关信息也不需要人工传递。工作人员只需专注于与其相关处理 环节的具体工作，而不用操心环节间的衔接。 ( 2 ) 效率高。取消了人工信息传递、拷贝与检索工作，信息在网上自动传 递，由于工作流系统的信息流动的自动性，当一个环节执行完毕时，自动启动 下一环节的行为，因此可大大缩短整个运作周期。同时，工作流减少了中间环 节，所以可减少员工数量，降低成本。 ( 3 ) 可监控。采用工作流技术后可以对当前正在处理的所有业务进行实时 跟踪和监控，从而清晰了解各种业务的进展情况。 ( 4 ) 灵活性。由于业务处理流程可以根据实际情况随时建立、随时修改， 因此，一旦企业某一业务处理流程发生改变，可以快速建立相应的新工作流程， 从而最大程度地适应企业的各种变化。 ( 5 ) 可集成。工作流的处理环节可以灵活定义，并可以启动各种应用程序 ( 如企业现有的其它管理软件) ，因此，可将企业现有的多种管理工具和现有软 件系统纳入工作流的处理环节中去。 此外，采用工作流管理对于企业的信息现代化具有显著的作用。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 能够顺利的扩展，以满足不断变化的市场环境。 工作流技术的发展，经过十几年的努力，取得一定的成果。但在实际应用 中，应用的企业还是较少，应用的范围窄，工作流管理方面还存在不足，效果 不理想。具体表现在： ( 1 ) 虽然在p d m 中都提出了工作流管理功能模块，但对于p d m 系统中的工 作流管理缺乏统一的定义，其实现的功能也不尽相同。 ( 2 ) p d m 系统为企业提供了丰富的文档管理及相关业务处理的功能，工作流 的应用仅局限在工程文档修改和审批过程中，而对文档的管理的相关业务流程 缺乏有效的管理和控制。 ( 3 ) 产品数据和过程管理相互分离。p d m 系统，将工程数据的管理通常划分 为两个部分，一是静态的数据文档的管理；二是对动态数据设计流程的管理。 两种管理相对独立，属于不同的模块，人为的将产品数据和工作流管理割裂导 致对设计过程中产生的文档进行管理不便。 ( 4 ) 业务流程固化。但在实际应用中，企业要不断地改造自己的管理，实 3 武汉理工大学硕士学位论文 施流程再造，所以系统必须是功能可重构、流程可改变、高度柔性的系统。 工作流管理是产品数据管理的核心任务之一，因此需要将工作流技术引入 p d m 系统。由于p d m 系统自身的特殊性，简单的将现有的工作流产品直接应用于 p d m 系统无法满足相应功能的需求，对此本文结合制造企业的实际情况，试图对 p d m 系统的特性，工作流的基础理论和p d m 系统中的工作流管理技术进行研究， 并根据研究结果应用于实际生产中，转化为软件产品。 1 4 课题的主要研究内容 本文主要针对p d m 系统的特性，面向制造企业的环境，根据工作流管理的 基本理论，对p d m 系统中工作流管理技术进行研究，具体包括三个方面：p d m 系 统概述，工作流管理技术的基本理论、体系结构和产品，p d m 系统中的工作流管 理模块实现。具体内容如下所示： ( 1 ) 在现有的理论基础上，研究p d m 系统和工作流技术的基本理论、体系 结构和发展成果。 ( 2 ) 提出了固定工作流管理模型，采用结构化设计方法和面向对象方法相结 合，在天工p d m 系统编程实现工作流管理模块的功能。 ( 3 ) 初步设计和实现柔性工组流管理模型，为工作流技术的进一步研究作 准备。 1 5 本章小结 初步介绍了p d m 和工作流的发展和研究现状，指出了工作流管理的优点和不 足，由此提出了本文研究的内容。 4 武汉理工大学硕士学位论文 2 1p d m 介绍 2 1 1p d m 的基本凝念 第2 章p d m 系统 产品数据管理( p d m ) ”是以软件技术为基础，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。它继承并发展了 c i m ( c n m p u t e ri n t e g r a t i o nm a n u f a c t u r e ) 等技术的核心思想，在系统工程思想 的指导下，用整体优化的思想对产品设计过程进行描述规范产品生命周期管 理，保持产品数据的一致性和可攘踪性。p 咖明确定位为面向制造型企业，以产 品为管理的核心，以数据( 电子文档、数字化文件、数据库记录等) 、过程( 工作 流程) 和资源佣户与应用工具等) 为管理信息的三丈要素，其进行信息管理的两 条主线是静态的产品结构和动态的产品设计流程，核心思想是设计数据的有序、 设计过程的优化和资漂e q 共享。 2 1 2p d m 技术产生的背景和发展历程 企业在经营过程中通常要存储和管理大量灼数据，同时由于计算机技术的 飞速发展和在企业中越来越广泛的应用，需要把各种不同的应用系统集成起来 以实现企业信息的集成甚至实现过程的集成，建立一个高教的产品设计开澄的 环境，为此人们作了大量的工作和多方面的努力。p d m 的产生正是建立在现代企 业对这一信息、管理的需求这个大的背景下的。下面就对这一背景进行简要的 叙述。 进入2 0 世纪末，以信息技术为主要特征的高新技术飞速发展，推动了技术 进步年经济全球化，加速了技术革新、管理革新，企业面临的商业环境私市场 环境发生了根本的变化。具体表现在以下几个方面“o ”： ， ( 1 ) 技术进步和高新技术的应用，信息量急剧增加。 ( 2 ) 全球化市场与全球化竞争。 ( 3 ) 用户对产品的需求呈现多样化和个性化。 ( 4 ) 产品更新换代加快，生命周期缩短，人们对交货期的期望越来越高。 武汉理工大学硕士学位论文 ( 5 ) 生产方式的多样亿。 但很多企业在技术、管理、技术与管理的协调发展以及适应新的生产模式和 管理模式等方面还存在一些问题，影响了企业的竞争能力和向现代企业的发展。 这些问题具体表现在： ( 1 ) 设计手段和加工技术落后。一方面，总体上，c a d 技术在企业的应用还 未完全普及，仍有一小部分制造企业还使用手工绘图方式，设计效率低。另一 方面，有些企业虽然采用了c a d 技术，大多数采用的是二维c a d 软件，虽然提 高了绘图速度，使设计人员从繁重的体力劳动中解脱出来，但在解决复杂产品 的设计、分析和优化、零部件之间的干涉、结构运动部件之间的关系、蓝面的 描述和复杂零件的数控编程等方面还存在不少问题。另外，加工过程自动化程 度低。目前数控加工还不普及，大量的零部件还是由手工操作的机床加工，工 艺准备期长，质量难以保证。大量的工艺设计，占用了宝贵的产品开发时间。 由于工艺编制手段落后，工艺人员又把大量的精力耗费在抄写的重复工作上， 没有时问研究提高产品制造质量的新工艺上，造成加工技术落后。有些企业虽 然采用了先进的数控机床，却仍采用手工编程，结果还是难以加工复杂的产品， 也无法充分发挥数控机床的作用。 ( 2 ) 管理落后，特别是技术先进性与管理落后的矛盾日益突出。在一小部分 企业中，由于使用手工设计，全部图样资料由资料室统一人工管理。资料室的 管理人员对这些图样和技术资料进行编号，装订成册，装入文件柜中，当工程 技术人员和企业管理干部等要查询这些资料时，需要通过一定的手续在密级允 许的情况下向资料室借阅。应用c a d 技术后，大部分电子资料存放在计算机内， 部分工程图样在资料室时，这种手工管理方式已经不能适应c a d 技术的应用。 因此，在应用c a d 技术提高设计能力和设计效率，特别是采用三维模型设计、 有限元分析验证和机构运动仿真等手段，大大提高了设计质量，减少了差错、 降低了返工率，大大提高了企业的产品开发能力和市场竞争力。但另一方面， c a d 技术的全面推广，却给数据管理带来了更多的困难，数据管理落后的问题更 为明显，主要表现在： 1 ) 信息共享程度低。目前，企业应用中的计算机辅助工具和信息系统c a d ， c a m ，c a p p ，m i s 等都是局部的、面向企业某个部门的应用系统，产生的数据涉 及产品的不同方面。这些互不兼容的软件系统由于采用不同的操作系统、网络 系统、数据库系统等软件环境，所产生的数据不能由一个企业级的计算机应用 6 武汉理工大学硕士学位论文 系统来管理，而常常以不同的格式和介质存储于不同的计算机系统中，从而无 法在设计、工艺和制造部门进行有效地实现信息共享与传递，从而形成信息孤 岛。 2 ) 信息传递速度慢。在大部分企业中，信息传递主要是通过书面文件、报 表及电话等联系方式，因而无法及时收集工艺和制造过程中的反馈信息，不能 实时反映设计过程中的变化，不能随时跟踪整个产品设计和制造的进展情况。 3 ) 文档管理落后。在产品的设计过程中，不仅会产生大量的文件和图样， 同时要多次查询和充分利用已有的设计数据。手工管理和维护这些数据会浪费 大量的人力资源和空间资源。应用c a d 技术，要求计算机把大量的图样和技术 数据进行有效的管理，在需要时，能够方便、快捷地查询和获取所需的技术资 料；能根据项目、设计者、工作阶段、审批状态、日期、类型以及预先定义的 各类参数，如材料、重量和加工方法等进行查询。在查询时，不仅可以查到当 前的资料，还可以查到过去的或者类似的相应资料。另外，也要求计算机详细 记录设计、加工过程中的原始资料及相应的更改信息，用不同的版本来描述当 前有效的数据。要求计算机系统的管理人员能够根据各类人员所担任的不同职 责，分别赋予不同的权力，处理不同范围的资料。同样，对资料也应根据不同 使用范围设置不同的密级，保证各类资料的安全和保密。 4 ) 设计方式陈旧。长期以来，产品开发沿用传统的顺序工程方法，遵循“概 念设计详细设计一过程设计一加工制造一实验验证一设计修改”的流程，但 由于该方法在设计的早期不能全面地考虑设计下游的可制造性、可装配性、质 量保证等多种因素，导致所制造的产品存在诸多缺陷从而对设计进行多次更改， 造成设计改动量大、产品开发周期长、成本高等状况，难以适应激烈的市场竞 争。 5 ) 应用集成系统效率不高。不周的应用软件目前只能做到几何拓扑层信息 的直接分享和交换，其他诸如特征、操作层信息还难以直接交换。 ( 3 ) 新的生产模式，如c i m s 、并行工程、精益生产、敏捷制造等，对信息 管理技术突出了更高的要求，不仅要求支撑技术能够支持多学科领域专家协同 工作，而且要求把产品信息和开发过程有机地集成起来，做到在正确的时间， 把正确的信息以正确的形式送达到正确的人手中。 由于以上诸多方面对信息管理的需求，呼唤一种新的信息管理技术。产品数 据管理正是这样一种新的信息管理思想和技术。在p d m 历经2 0 多年的发展后， 武汉理工大学硕士学位论文 已经具有初步的成果。它的发展分为以下三个阶段“”“”： ( 1 ) 早期p d m 系统。 早期p d m 系统为配合c a d 工具而产生的，开始于2 0 世纪的8 0 年代初期。c a d 的广泛运用给工程师们享受c a d 带来好处的同时，也不得不将大量的时间浪费 在查找设计所需信息上，因此对于电子资料的存储和获取的新方法需求变得越 来越迫切了。针对这种需求，各c a d 厂家配合自己c a d 软件推出了第一代p d m 产品，这些产品的目标主要是解决大量电子资料的存储和管理问题，提供了维 护“奄子绘图仓库”的功能。第一代p d m 产品仅在一定程度上缓解了“信息孤 岛”问题，仍然普遍存在系统功能较弱、集成能力和开放程度较低等问题。 ( 2 ) 专业化阶段。 第二代p d m 产品以如s d r c 公司的m e t a p h a s e 和u g s 的i m a n 等为代表。与 第一代p 蹦产品相比，在第二代p d m 产品中出现了许多新功能，如对产品生命 用期内各种形式的产品资料的管理能力、对产器结构与配置的管理、对电子资 料的发布和更改的控制以及基于成组技术的零件分类管理与查询等，同对软件 的集成能力和开放程度也有较大的提高，少数优秀的p d m 产品可以真正实现企 业级的信息集成和过程集成。第二代p d m 产品在技术上取得巨大进步的同时， 在商业上也获得了很大的成功。p d m 开始成为一个产业，出现了许多专业开发、 销售和实施p d m 的公司。 ( 3 ) 标准化阶段。 1 9 9 7 年2 月，国际标准化组织( 0 敝：o b j e c tm a n a g e t u e n tg r o u p ) 组织公布 了其p 嘣e n a b l e r 标准草案。作为p d 领域的第一个国际标准，本草案亩许多 p d m 领域的主导厂商参与制订，如i b m ，s d r c ，p t c 等。p d me n a b l e r 的公布标 志着p d m 技术在标准化方面迈出了崭新的一步。p d me n a b l e r 基于c o r b a 技术， 就p d m 的系统功能、p d m 的逻辑模型和多个p d m 系统间的互操作提出了一个标准。 这一标准的制订为新一代标准化p 嘣产品的发展奠定了基础。 2 2p d m 系统的主要功能分析 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 的过程的机制和功能。p d m 软件产品种类繁多，不周软件商提供的p d m 系统，在 功能上均有一定的差异。p d m 的功能有两种划分方法，一种是按照面向应用与系 统支持的功能划分，将其分成电子仓库、面向用户的使用功能( 包括文档控制、 武汉理工大学硕士学位论文 变更控制、配置管理、实际检索与零件库和项目管理等) 和实用的支持功能( 包 括通知与通信、数据传输、数据转换、图像服务、系统管理等) 。另一种是按照 软件功能模块划分，可划分为文档管理、人员管理、产品结构与配置管理、项 目管理、过程管理、集成工具、零件分类管理等。前五个功能是p d m 系统应具 备的基本功能。本章按照后一种划分方法介绍一般p d m 系统的主要功能。 ( 1 ) 文档管理。 通过文档管理，可以让企业很好地组织、管理、控制文档的建立、修改、发 布私存档工作。企业人员也可以更加方便、快捷、有效地查找和引用所需要的 各种数据和信息。 p d m 的电子资料库和文档管理提供了对分布式异构数据的存储、检索和管理 功能。在p d m 中，数据的访问对用户来说是完全透明的，用户无需关心电子数 据存放的具体位置，以及自己得到的是否是最新版本，这些工作均由p d m 系统 来完成。电子资料库的安全机制使管理员可以定义不同的角色并赋予这些角色 不同的数据访问权限和范围，通过给用户分配相应的角色使数据只能被授权的 用户获取或修改。同时，在p d m 中电子数据的发布和变更必须经过事先定义的 审批流程后方能生效，这样就使用户得到的总是经过审批的正确信息。某些p d m 系统还具有对异构数据的管理能力，即p d m 系统可以对传统的以非电子化形式 存储的数据进行管理，虽然对这种文件和管理无法达到对p d m 内部数据管理的 安全程度，但其安全程度至少也不低于传统的手工管理方式，同时这种管理方 法还提供了更好的对非电子化数据进行查找和跟踪的能力。 ( 2 ) 人员管理。 就是对使用系统的所有用户进行管理，具体包括用户注册，用户权限控制， 用户角色确定，用户密级确定等。 ( 3 ) 产品结构与配置管理。 企业人员在产生和修改产品数据的时候，经常需要查阅产品资料。而要在 大量的产品资料中，通过计算机文件系统找出自己所器要的资料要花费大量豹 对间，当某个零部件进行了修改，所有使用了这个零件的产品资料都要进行相 应的修改，这就需要在所有产品资料中进行“此零部件被哪些部件采用”的查 询。这种查询不是仅仅依靠查询文件名所能做到的。在企业中，还有许多与查 询产品资料直接相关的问题。如何组织、管理产品数据成了现代企业提高生产 效率所必须解决的问题。产品结构管理就是组织和管理产品数据的一种有效方 9 武汉理工大学硕士学位论文 式。首先我们要清楚产品结构的概念。 产品结构( p r o d u c ts t r u c t u r e ，p s ) 的定义：相互关联的一组零件按照特定 的装配关系组装起来即构成部件，一系列的零件或部件有机地装配在一起则构 成为产品。将产品按照部件进行分解，部件再进一步分解成予部件和零件，直 到零件为止，由此形成的分层树状结构称为产品结构( 树) 。在产品结构树中根 节点代表产品( 或部件) ，枝节点和叶节点分别表示部件( 或子部件) 、零件。产 品材料明细表集中反映了产品结构的汇总信息，它描述了产品结构中各零部件 的这种层次管理，每个零件的数量、材料、自制件还是外购件等信息。 也就是说产品结构是对产品构成的描述。企业的许多信息资源中均显式或隐 式地包含产品结构信息，如工程圈中的明细表、物料清单、装配工艺规程、维 护文档中的产品爆炸图等。产品结构是产品的基本特征。管理产品结构具有两 个方面的目的：一方面，以产品结构为组织框架，可以很方便地对所有产品相 关信息进行管理，有利于产品信息的组织和查询：另一方面，基于产品结构管 理提供的统一的产品结构描述，根据产品生命周期不同阶段的需要，可以生成 满足不同需求的材料清单。 产品配置是和产品结构紧密相关的概念。按照国际标准i s 0 1 0 0 0 7 对配置管 理的基本定义，所谓配置，是指对被描述在技术文档中或者体现在产品实际使 用过程的产品功能特性和物理特性进行表示。该定义是从产品特性的角度对产 品配置进行定义。由于对产品的特性器求最终是通过实际的产品结构来实现的， 因此产品配置的结果是具体的产品结构另外，配置也被看成是一个选择一组 构件并维护其关系以形成一个设计解决方案的过程，这时配置的概念相当于配 置设计。为了便于区别，可以将这三种定义分尉用配置需求、结构配置和配置 过程来描述，它们是对配置这一概念从不同角度的理解。 产品结构和配置管理是产品组织和管理的一种形式，它以文档管理为底层支 持，以b 删表为其组织核心，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、管理与控制，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。 ( 4 ) 过程管理。 p d m 系统是管理所有与产品相关的过程的技术，所以过程管理在p d m 系统中 占有关键的地位，过程管理通常也被称为工作流程管理，是对整个产品形成过 1 0 武汉理工大学硕士学位论文 程进行控制，并使该过程在任何时候都可追溯。过程管理支持和改善了所有与 产品形成过程中有关人员的协同工作，从整体上提高了工作效率。在工作过程 中，信息和数据的交换是利用计算机网络进行电子方式的交换，大大缩短了数 据的传输和等待的时间。过程管理还对各种活动进行实时控制，在实际工作中， 数据管理和过程管理二者密不可分，产品数据是随着开发过程的进展而逐步产 生和完善的。 工作流程管理是协调企业组织任务和过程以便获得最大生产效率的技术。为 了达到一定的目的，工作组中的人员按照一定的顺序动态完成一定任务的过程， 称为工作流程。自动化的工作流程有助于工作组成员间共享和传递文档。一般 的工作流程管理包括审批流程和更改流程管理。具有传送文档、发送事件通知 和接收设计建议等功能。能够保留和跟踪产品从概念设计、产品开发、生产制 造直到停止生产的整个过程中的所有历史记录，以及定义产品从一定状态换至0 另一种状态时必须经过韵处理步骤。 ( 5 ) 项目管理。 项目是研发某个产品或完成某个计划所进行的一系列活动的总称。绝大多数 企业的产品经营、资源调配和人员安排都是围绕项目来进行的，所以项目是生 产管理的核心。项目管理是建立在用户管理、产品结构管理和文档管理的基础 之上的。 ( 6 ) 应用工具集成。 p d m 是管理所有与产品相关的数据，而被管数据是由不同的系统产生，数据 的类型不丽，数据的模型不同，怎样保证这些数据的一致性和完整性是一个很 重要的问题。必须把这系统集成到p d m 中，由p d m 管理框架对数据进行统一的 控制和管理。 ( 7 ) 其他的管理功能。 除了以上六大基本功能外，p d m 系统也不同程度的提供了扫描与成像、浏览 与圈阏功能。这些功能可以更加完善p 嗍的作用。 2 3 本章小结 介绍了p d m 的概念，详细背景和发展历程，并对现有p d m 系统的主要功能作 了阐述。 武汉理工大学硕士学位论文 第3 章工作流管理 3 1 工作流管理概述 3 1 1 工作流管理基本概念 w f m c 给出的工作流管理系统的定义是“哑”1 ：工作流管理系统是一个软件系 统，它完成工作流的定义和管理，并按照在计算机中预先定义好的工作流逻辑 推进工作流实例的执行。工作流管理系统( w f m s ，w o r k f l o wm a n a g e m e n ts y s t e m ) 是以计算机支持的分布式、协同工作业务流程的自动或半自动化为研究目标的 软件系统。由于信息技术的发展和日趋激烈的商业竞争，人们不再满足于独立、 零散的办公自动化和计算机应用，而是需要综合的、集成化的解决方案。作为 一种对常规性事务进行管理、集成的技术，w f m s 的出现是必然的。它可以改进 和优化业务流程，提高业务工作效率；实现更好的业务过程控制，提高顾客服 务质量；提高业务流程的柔性等。 通常，工作流管理系统指运行在一个或多个称为工作流机的软件上的用于定 义、刨建、执行工作流的系统。开发这类软件系统就是要协调分布、协同处理 各个节点上的活动，按照预定义的控制流程进行执行，以达到对它们的自动执 行和有效的管理。从软件工程角度来分析，这类软件的开发有很大的重复性， 工作流管理系统就是将这类软件的公共的流程控制部分( 工作流运行服务、引 擎) 、管理部分和其他公共部分抽象出来，形成一种软件开发平台，用户只需要 将它们的控制流程描述出来，该平台软件就可对它们的控制流程进行自动执行 和有效管理，而不需要对每次不同的应用重复地开发。 p d m 系统中工作流管理涉及到的基本概念有：产品数据生命周期、工作流、 过程、活动、任务等n ”。 ( 1 ) 产品数据生命周期。产品数据从生成到报废的全过程一系列有序状态 组成了产品数据的生命周期，它包括产品数据的相关状态( 如从设计开始，经过 审批、发放、生产、使用、变更与报废等状态) 和各状态之间的序列关系。 ( 2 ) 工作流。面向某类或某几类数据对象的多个过程的有序组合称为一个工 作流。 1 2 武汉理工大学硕士学位论文 ( 3 ) 过程。数据对象在其生命周期中从一种状态交到另一种状态时应进行 的操作或处理的规则集合，称为过程。过程为工作流程的基本构成单元： ( 4 ) 活动。是完成数据对象操作的某种特定功能，它是过程中的工作单元。 ( 5 ) 任务。是对活动的实例化( 活动实例的输入对象，等待活动实例进行处 理) 。 3 1 2 工作流管理的理解 p d m 的主要功能可以概括为两个方面：静态的产品数据管理和动态的工作流 管理。数据管理从数据的安全性和数据的质量方面对企业的文档和数据进行有 效的管理，对于工作流管理并没有统一的定义，不同的研究者根据各自研究的 重点有不同的龚解： 约瑟夫萧塔纳认为工作流管理是m 1 对整个产品形成过程进行控制，并使更 改过程在任何时候都可以追溯。它的主要功能包括下达工作任务、通知、检验、 条件判断和下达系统任务等。 叶晓俊，王建民，孙家广，陈宏亮“州“等认为工作流管理即过程管理和过 程控制，它对任何形式的工作流进行过程控制或在过程开始后的任务控制。它 用来定义和控制人们创建和修改数据的方法。它提供路线、驱动事件的动作、 聋新、存取和对象的编辑等。这一功能为产品开发过程的自动管理提供了必要 的支持。 王争鸣等认为工作流管理提供生成、监视、管理和控制工作流程的功能。 用户能根据市场需求及各生产环节的情况，对有关工作流程进行控制，了解产 品开发的情况，确定c a x 和d f x 等应用系统是否在有效的工作或是否符合预定 的方向。同时，提供串行或并行的工作流程，促进并行的、相互协作的设计， 便于进行最佳的方案设计、决策规则和企业组织管理。 楮兴军、范玉青等对工作流和过程的控制及管理的描述为“o ：一个产品从设 计到提交的各个环节上，有很多相关成员对其进行访问，且干涉方式不同。例 如专家意见、各种评价及加入约束等，对流程上每个活动进行一定的控制，系 统一般采用授权方式，根据每个环节的工作级别进行相应授权，从而对其活动 进行控制，并规定整个过程的顺序、每一步的规则及每个成员的作业等。 许城，平玲娣，潘雪增等认为过程管理嘲1 解决任务对数据的影响问题，它 包括工作管理、工作流管理、工程档案管理三方面的内容。 武汉理工大学硕士学位论文 刘东等认为p d m 系统中的工作流程管理技术主要用于实现产品设计与修 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、文档的分布 控制和自动通知等。工作流程管理是项目管理的基础，主要管理当一个用户对 数据进行操作时会发生的情况、不同用户之间的数据流动以及在一个项目的生 命周期内跟踪所有事务和数据的活动。修改后的产品数据经提交、审批及最后 登记成为新版本的产品数据。这种方法为产品开发过程的自动管理提供了保证， 并且支持企业产品开发过程重组。 根据上述各家观点，我们对于p d m 中的工作流管理的理解是：工作流或过程 管理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之间的数据流向，以及一个项目的生命周期内跟踪所 有事务和数据的活动。这里的数据包含工作流过程中的各种文档，因为这些文 档数据都是通过数据库进行管理的。工作流管理在p d m 中的应用能用来跟踪和 控制产品的设计和修改过程( 甚至产品的生产过程) ，以增强产品开发过程的自 动化程度。同时，运用p d m 中的工作流建模工具，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。 3 1 3 工作流管毽的发展 纵观工作流管理技术由8 0 年代的萌芽到9 0 年代的繁荣，可以把它总结为3 个阶段：第i 阶段，主要为应用于某些特定领域的、相对独立的应用系统，比 如图像、文档管理系统；第2 阶段，主