（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.pdf

中文摘要 产品数掘管理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，以静态的产品结构和动态的产品相关流程为主线，偏重于企 业的信息集成，为企业提供基础数据管理的平台。工作流管理技术是将日 常工作分解成定义良好的任务、角色，按照一定的规则和过程来执行这些 任务并对它们进行监控，偏重于企业的过程集成，实现企业业务过程的动 态管理。 现代企业经营环境的变化迫切需要把产品数据管理技术与工作流程 管理技术结合起来，特别是把工作流程管理系统运用到p d m 系统中来，改 进p d m 系统中的工作流程管理功能。 本文从工作流技术的现状开始，分析了工作流管理技术在p d m 系统中 出现的必然性，并介绍了p d m 系统的主要功能及最新技术与发展趋势，工 作流管理系统的体系结构和主要功能；在此理论基础之上分析了p d m 系统 中工作流管理系统的活动模型及控制模型。 最后，作者采用面向对象的分析方法，对参与开发研究的天ip d m 系 统中工作流管理的实现做了深入阐述，介绍了天工p d m 系统中工作流模型 设计和数据库设计的实现。 关键词：工作流管理，天工p d m ，工作流模型 a b s t r a c t t h ep r o d u c td a t am a n a g e m e n tf o c u s e so nt h ep r o d u c td a t a ，w h i c h c o n t a i n st h r e em a j o rc o m p o n e n t s ：d a t a ，p r o c e s s e sa n dr e s o u r c e s p d m s y s t e m sm a n a g en o to n l yt h es t a t i cd a t a ，b u t a l s ot h er e l e v a n td y n a m i c p r o c e s s e s ，t h u sp r o v i d eap l a t f o r mf o rt h ef u n d a m e n t a ld a t am a n a g e m e n tf o r t h ee n t e r p r i s e s h o w e v e r ，t h eg o a lo ft h ew o r kf l o wm a n a g e m e n tt e c h n o l o g yi s t od e c o m p o s et h er o u t i n ew o r kt ow e l ld e f i n e dt a s k s ，r o l e s ，a n du n d e rs o m e r u l e st om o n i t o rt h e p r o g r e s s o ft h et a s k s ，t h u st oa c h i e v ee f f e c t i v e m a n a g e m e n to ft h ed y n a m i cp r o c e s si na ne n t e r p r i s e p d ms y s t e m se m p h a s i z e o ni n f o r m a t i o ni n t e g r a t i o nw h i l ew o r kf l o wm a n a g e m e n ts y s t e m se m p h a s i z e o np r o c e s si n t e g r a t i o n d u et ot h er a p i dc h a n g ei ne n t e r p r i s em a n a g e m e n te n v i r o n m e n t ，i ti s u r g e n t l yn e e d e dt oc o m b i n et h ep r o d u c td a t am a n a g e m e n tt e c h n o l o g ya n dt h e w o r kf l o wm a n a g e m e n tt e c h n o l o g y , e s p e c i a l l yt h ea d d i t i o no ft h ew o r kf l o w m a n a g e m e n tf u n c t i o n st ot h ep d ms y s t e m t h i sa r t i c l es t a f f sw i t ht h ep r e s e n ts i t u a t i o no ft h ew o r kf l o wt e c h n o l o g y , a n a l y z e st h ei n e v i t a b l ea d d i t i o no ft h ew o r kf l o wm a n a g e m e n tf u n c t i o nt ot h e p d ms y s t e m i tt h e ni n t r o d u c e st h ep d ms y s t e mm a i nf u n c t i o n s ，t h en e w e s t t e c h n o l o g ya n dd e v e l o p m e n tt e n d e n c y , t h es y s t e ms t r u c t u r e a n dt h em a i n f u n c t i o no ft h ew o r kf l o wm a n a g e m e n ts y s t e m b a s e do nt h i s ，i ta n a l y z e st h e c h a r a c t e r i s t i c ，t h ea c t i v em o d e la n dt h ec o n t r o lm o d e lo ft h ew o r kf l o w m a n a g e m e n tf u n c t i o n si nap d ms y s t e m f i n a l l y ，t h ea u t h o ru s e st h eo b j e c t o r i e n t e da n a l y s i sm e t h o d ，e l a b o r a t e s o nt h ei m p l e m e n t a t i o no ft h ew o r kf l o wm a n a g e m e n tf u n c t i o n si nt i a n g o n g p d m s y s t e m ，t h ew o r kf l o wm o d e ld e s i g na n dt h ed a t a b a s ed e s i g n k e yw o r d s ：w o r k f l o wm a n a g e m e n t ，t i a n g o o gp d m ，w o r k f l o wm o d e l 儿 此页若属实请申请人及导师签名o ，独创性声明 本人声暇，所呈交的论文是我个人禚导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢 熬地方外，论文中不包禽其袍人已经发表或撰写过黪研究成果， 瞧不毽客菇获褥武汉爨誓文学或其它教弯梳筏弱学稼或证警纛嫠 用过的材料。与我一同蔗作的同志对本研究所做的任何贡献均融 在论文中怍了明确的说明并表示了谢激。 研究生签名：纛蟑嚣4 关于论文使用授权的说明 本人完全了解武汉醺工大学有关保留、使用学僚论文的蕊定， 即：学校裔权保留送交论文的复印件，允许论文被焱阅和借阅； 学校可以公布论文的全部内容，可以采用影印、缩印或其他复制 手段强存论文。 ( 保密的论文在解密后威遵守此规定) 研究生签名：盘重到导师签名 注；谚将鼗声甓装译在孥往论文戆器袋嚣。 日期， 武汉理t = 大学硕士学傍论文 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 n a g e m e n t ，简称p d m ) 【1 1 1 2 l 【3 】应用十 分广泛，包括机械、电予、汽车、航空航天以及非制造企业( 如交通、商 业、石化) 等领域已大量地引入它来进行企业信息化管理。p d m 作为当 今计算机应用领域的重要技术之一，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 软件而提供维护“电子文档仓库”的功能，解决 大量电子数掘的存储和管理问题，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 d m 才真正引入 工作流管理技术，对产品数据的动态定义过程进行管理，真正实现数据、 过程、资源的集成管理。目l i f ，电子形式的工作结果越来越多地成为企业 的重要资产，在这种情况下，数据的质量和数掘的安全性具有决定性的意 义。p d m 系统可以以一致的、完整的和正确的信息保证数据的质量；由 于只有被授权的用户才能使用有关的数据和文档，所以保证了与人员或角 色相关的入口控制。 工作流管理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。目的是通过将一个具体的工作 分解成多个任务、角色，通过一定的规则和过程，约束这些任务的执行和 监控。在2 0 世纪8 0 年代中期发展起来的工作流技术为企业更好地实现经 营目标提供了先进的手段。9 0 年代随着计算机和网络技术的发展，该技 术得到了快速的发展，特别是在生产制造业领域。 1 2 工作流技术研究现状 在2 0 世纪8 0 年代中期发展起束的工作流技术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柬执行和监控这些任务。工作流从最初就 武汉理r = 人学硕士学位论文 是作为一种面向过程的系统集成技术而出现的，只不过限于当时计算机发 展水平，它所集成的功能较为简单而已。 9 0 年代随着计算机和网络技术的发展，工作流技术得到了快速的发 展，特别是在生产制造业领域，结合先进的p d m 系统得到较好的应用。 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、产品供应商也在不断推出新的产品，来补充应用中存在的不足。 在当前敏捷制造、并行工程被企业广泛认同和重视的情况下，工作流 程管理技术在制造业信息化中具有广阔的应用| j 景。工作流程管理技术可 以很好地用于产品开发过程的建模和管理，也可以作为产品设计中的冲突 协调、产品数据管理与流程控制的支撑系统。工作流程管理可以作为企业 间信息集成的使能工具，基于w e b 和基于电子邮件方式的工作流程管理 系统可以为企业灵活地组建动态联盟和实现信息交换发挥重要作用。工作 流程管理技术也可以用于实现供应链建模和管理功能，结合工作流程仿真 和优化技术，还可以用于企业分销体系和供应体系的优化5 i i 酗。 工作流程管理技术综合了诸多研究领域的原理、方法和技术，如数据 库管理、面向对象技术、分佰式技术、编程语言、图形化用户界面、系统 集成、消息传递、文档管理等。近些年，企业对过程建模、b p r 工具、敏 捷制造、并行工程的需求，为工作流程管理技术的应用提供了一个广阔的 市场，使工作流程管理产品得以迅速发展。同时，工作流程管理产品供应 商不断将信息技术、w e b 技术等研究中的最新成果应用于自己的产品开发 中，促进了它的普及与应用。 1 3 课题研究的意义 由于信息技术的飞速发展，制造业面临的竞争压力越来越大。全球化 模式的兴起，对传统企业的经营方式产生了重大的冲击。企业为了生存和 发展已不再满足于独立、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。 p d m 技术经过二十多年的发展，已经取得了一定的成果。但实际应 用的范围较窄，工作流管理方面还存在不足。具体表现在以下几个方面： 2 武汉理r 大学硕七学位论文 ( 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 ) 传统的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文档修改和审批过程中，而对文档管理的 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。在实际应用中，企业要不断地改造自己的管理， 实施流程再造，所以系统必须是功能可重构、流程可改变、高度柔性的系 统。 工作流管理的最大优点就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； ( 1 ) 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。 ( 2 ) 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。 ( 3 ) 灵活性大。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。 ( 4 ) 集成性高。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。 对工作流技术应用的有益探索与实践，对于促进企业管理的规范化和 信息化建设有着重要的理论指导和现实意义。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，对于企业的 信息现代化具有显著的作用。 武汉理i 大学硕十学位论文 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 系统还无法满足相应功能的需求，其中工作流程是一个非常重要 的过程，甚至可以包含审核、发放等过程。本文主要研究p d m 中最为重 要的工作流程管理技术的实现。 1 4 课题的主要研究内容 本文对天工p d m 系统中工作流管理做了深入的分析及论述，具体内 容主要有以下几点： ( 1 ) 在对p d m 系统及工作流技术分析的基础上，针对p d m 系统 中工作流管理不足提出具体的解决方案。 ( 2 ) 基于u m l 建模工具对天工p d m 系统中的工作流进行建模。 1 5 本章小结 本章从p d m 中工作流技术的发展现状出发，阐述了本课题研究的意 义，同时介绍了本文的主要研究内容。 4 武汉理r 大学硕十学付论文 第2 章产品数据管理系统与工作流管理 2 1p d m 的基本概念 p d m 的中文名称为产品数据管理【7 】【8 l ( p r o d u c td a t am a n a g e m e n t ) 。 概括而言，p d m 管理所有与产品及其过程有关的数据，为工程技术 人员提供一个协同的工作环境，确保在正确的时间把正确的信息以正确的 形式传递给正确的人，实现高效的产品开发。 p d m 系统明确定位为面向制造企业，以产品为管理核心，以数据、 过程和资源为管理信息的三大要素。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，所有的信息组织和资源管理都是围绕产 品设计而展开的。 2 1 1p d m 的形成背景 自2 0 世纪以来，以信息技术为主要特征的高新技术飞速发展，推动 了技术进步和经济全球化。随着高新技术的广泛应用，使得信息量急剧增 加；全球化市场与全球化的竞争，产品更新换代更加迅速，用户对产品的 需求也呈现多样化和个性化；技术革新和管理革新，使得企业面临的商业 环境和市场环境发生了根本的变化。 另外，计算机应用技术c a d c a m c a e c a p p 在企业中的广泛应用， 对提高企业的产品研发能力，增强企业在现代市场条件下的竞争力发挥了 积极的作用，但是由于缺乏整体型资源整合的构思，造成信息沟通与协调 障碍，很自然地出现了所谓地“信息孤岛”现象。从2 0 世纪8 0 年代中期开 始，人们试图为“信息孤岛”架起一座桥梁，提出了工程数据管理，许多相 关技术与策略也相应产生，包括并行工程、品质管理等。这些技术与策略 是p d m 产生地i j 奏，为p d m 系统的产生做好了预备工作【9 1 。 8 0 年代末，面向对象技术的诞生为p d m 的出现起到了推波助澜的作 用。面向对象技术提供的分解、组合和继承特性始于描述结构复杂、种类 繁多的工程数据，特别是工程设计领域的产品数据，在这种技术的支持下， 结合分和式数据库技术和计算机网络技术，p d m 应运而生，成为一种新 武汉理r 大学硕士学位论文 型企业信息集成平台技术。 2 1 2p d m 的定义 p d m 技术的最初目标是为了解决大量的图纸文件、文档文件等的管 理问题，后来应用于设计图纸和电子文档的管理、材料报表的管理以及 工程文档的集成、工程变更请求指令的跟踪与管理。早期的p d m 是工程 数据管理、文件管理、产品信息管理、技术信息管理以及图像管理等的总 称。随着p d m 的发展，它的技术内涵和功能也在不断扩延。 1 9 9 5 年2 月主要致力于产品数据管理技术和相关计算机集成技术的 国际咨询公司c i m d a t a 总裁e d m i l l e r 在p d m t o d a y 一文中给出了p d m 的简单定义：“p d m 是一门用来管理所有与产品相关信息和所有与产品相 关过程的技术。”i l o l 1 9 9 5 年9 月g a r t n e rg r o u p 公司的d b u r d i c k 在所作的 c i m 策略分 析报告中把p d m 定义为：“p d m 是为企业设计和生产构筑一个并行产 品艺术环境的关键使能技术，一个成熟的p d m 系统能够使所有参与创建、 交流、维护设计意图的人在整个信息生命周期中自由共享和传递与产品相 关的所有异构数据”。【1 1 l 无论哪种定义，具体地说，产品数据管理( p d m ) 是以软件技术为基础， 以产品为核心，用来管理所有与产品相关信息( 包括零件信息、配置、文 档、c a d 文件、结构、权限信息等) 和所有与产品相关过程( 包括过程定义 和管理) 的技术。是对工程数据管理( e d m ) 、文档管理( d m ) 、产品信息管 理( p i m ) 、技术数据管理( t d m ) 、技术信息管理( t l m ) 、图像管理( i m ) 以及 其他产品定义信息管理技术的一种概括与扩展。它继承并发展了 c l m ( c o 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，保持产品数掘的一致性和可跟踪性【1 2 1 1 1 3 j 【14 1 。 p d m 覆盖产品的整个生命周期，能有效地将产品数据在从概念设计、 计算分析、详细设计、工艺流程设计、加工制造、销售维护至产品消亡的 整个生命周期内保持一致、共享及安全，它能很好地面向企业的生产组织， 有效管理与产品数据相关的过程，促使企业提高其产品质量，缩短研制周 6 武汉理1 = 人学硕十学位论文 期，提高工作效率，加快产品投放市场速度，从而提高产品的竞争能力。 2 1 3p d m 的发展历程 到目前为止，按照大致的发展状况，p d m 技术的发展历程可分为以下 四个阶段【1 5 1 1 1 6 1 1 1 7 l 【1 8 】 ( 1 ) 配合c a d 使用的第一代p d m 产品。 第一代p d m 产品诞生于2 0 世纪的8 0 年代初期。c a d 的广泛运用给 设计工程师们带来设计与修改方便的同时，也带来了一些新问题。例如， 在查找设计所需信息上，由于数据繁多，浪费了不少时间，引起对于电子 文档的存储和获取新方法的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，推出这些产品的 目标主要是解决大量电子资料的存储和管理问题，提供维护“电子绘图仓 库”的功能。它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 ) 专业产品数据管理。 为了解决第一代p d m 产品功能较弱、集成能力和开放程度较低的问 题，通过对早期p d m 产品功能的扩展，许多新的功能不断地被添加到p d m 中，并考虑到解决产品开发过程中的特定问题，p d m 开始走向专业化的 道路。直到2 0 世纪9 0 年代，最终出现了专业化的p d m 产品，如s d r c 公司的m e t a p h a s e 、e d s 公司的i m a n 、i b m 公司的p m 、s m a r ts o l u t i o n 公司的s m a r t e a m 等就是第二代p d m 产品的代表。与第一代p d m 产品相 比，在第二代p d m 产品中出现了许多新功能，如：对产品生命周期内各 种形式产品数据的管理能力、对产品结构的配置和管理、对电子数据发布 和更改的控制以及基于成组技术的零件管理与查询等；同时提高了软件的 集成能力和刀：放程度，少数优秀产品可以真正实现企业级的信息集成和过 程集成。在这个阶段，p d m 开始走向商业化成为一个产业，出现了许多 专业性丌发、销售和实施p d m 的公司。 ( 3 ) p d m 标准化阶段。 1 9 9 7 年6 月，国际标准化组织( o b j e c tm a n a g e m e n tg r o u p ，o m g ) 公柿 了p d me n a b l e r 标准草案。作为p d m 领域的第一个国际标准，本草案由 7 武汉理r 大学硕士学位论文 许多p d m 领域的主导厂商参与制订，如l 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 系统问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 d m 产品产品协同商务( c o l l a b o r a t i v ep r o d u c tc o m m e r c e ，c p c ) 的发展 奠定了基础。 1 9 9 7 年p t c 公司推出了新一代p d m 产品w i n d c h i l l ，它是一个完全 建立在i n t e r n e t 平台、c o r b a 和j a v a 技术基础上的产品。w i n d c h i l l 是新 一代p d m 系统的典型代表，其主要特点有： 1 ) 基于分布式计算框架。以分布式计算技术为基础，基于构件的体 系结构将逐渐取代模块化的系统体系结构。 2 ) 基于i n t e r n e t i n t r a n e t 。 3 ) 采用j a v a 。j a v a 是一个移动的计算平台，其“一处编写，到处可 用”的特性使它成为最适合在网络环境中移动的计算平台。 ( 4 ) 以产品创新为焦点的p d m 。 进入2 1 世纪以来，客户在追求产品质量的同时，对产品的个性化也 提出了越来越高的要求。产品的创新能力主导着企业的经营组织管理，将 产品整个生命周期的所有数据收集并有效地组织起来，通过提供一个统一 的入口让产品开发工程师随时能够共享、访问并重复利用这些企业财富， 在短时间内开发出高质量、满足用户个性化要求的产品成为众企业追求的 目标。2 0 世纪9 0 年代未出现的协同产品定义管理( c o l l a b o r a t i v ep r o d u c t d e f i n i t i o nm a n a g e m e n t ，c p d m ) 进一步演化为产品全生命周期管理 ( p r o d u c tl i f em a n a g e m e n t ，p l m ) ，并成为企业参与全球竞争的一种战略 性方法。 p d m 技术作为一门管理技术，管理着企业的全部知识资产。随着p d m 技术的不断更新，为用户提供的功能越来越强，又必须有效地保护原有的 资源。般束说，c a d 系统的改变可以通过图形数据交换标准来保护原 有资源。理论上讲p d m 系统的改变可以通过s t e p 标准来保护原有的资 源，可实际上由于p d m 系统有巨大的数据量，这种转换往往是不可取的。 武汉理i = 大学硕十学位论文 2 1 4p d m 系统的主要功能分析 目前，由于计算机技术在企业中的广泛应用，为企业带来了大量的产 品数据文件，这些文件往往分布在多部门，甚至是多区域中，而且这些数 据的格式也是多样的，如文本文件、数据文件、图纸文件等。对这些数据 的查询、浏览、共享，以及结合工作流程来管理这些数据等，都是企业在 进行信息集成时经常遇到的问题，p d m 正是解决这一问题的有力方法。 全球范围内商品化的p d m 软件产品种类繁多，这些p d m 产品虽然有许 多差异，但一般都具有以下一些主要功能【1 8 j 【1 9 】： ( 1 ) 电子资料库和文档管理。 电子资料库和文档管理功能是p d m 的核心功能之一，它提供了对分 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胃，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经过授权的用户获取 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 批流程后才能生效，这样就使用户得到的总是经过审批的正确信息。 文档管理的对象包括工程设计与分析数据、产品模型数据、产品图形 信息、工艺数据、加工数据、以及产品的性能指标、试验测试结果等。其 中图形文件的管理是重点也是难点，要求对不同c a d 软件产生的图形文 件能够录入、查询、修改，并且为用户提供快速、方便的批注功能，支持 使用各种用于批注的实体，包括复线、指引文字等，用户可以通过屏幕工 具栏选取批注工具，可以选择批注图层名称、颜色和批注文件名。p d m 对文档进出电子仓库的管理主要包括文档分类与归档、文档的出库以及对 这些操作的安全管理。归档包括入库及编辑( 如复制、删除、文档的转库 等) 两部分。在进行归档处理时，承担不同任务的人员在管理员对其所定 义的权限范围内进行操作。 ( 2 ) 产品结构与配冒管理。 产品结构与配置管理也是p d m 的核心功能之一，可以对产品结构、 9 武汉理r ：大学硕十学位论文 配置信息和b o m 进行管理。它以电予仓库为底层支持，以材料报表为其 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、控制和管理，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，从而实现对产品结构与配置信息和物料清 单的管理。而用户可以利用p d m 提供的图形化界面来对产品结构进行查 看和编辑。它包括产品结构管理和产品配置管理，产品结构管理考虑产品 之间的层次结构关系和产品数据与文档之间的关系，对其进行维护和管 理；产品配置管理包括单一产品配置、系列产品配置和产品结构多视图。 产品结构与配置管理有以下主要功能： 1 ) 用产品结构树的形式管理产品的结构信息，各节点存放的产品图 纸、任务书、工装图档等图文档，便于用户快速访问。 2 ) 产品结构树根据产品或部件装配图中零件明细栏内容自动产生。 3 ) b o m 可以汇总出图纸清单、各种分类汇总清单、材料消耗定额以 及工时定额，从产品b o m 表中产生工艺路线的基本信息；可以方便地编 辑工艺路线表及各类汇总表；可以由工艺路线定额表产生与工艺路线有关 地分类清单。 ( 3 ) 工作流程管理。 p d m 的工作流程管理模块管理着整个产品生命周期内的产品数据动 态变化过程，其中包括产品生命周期和各种图样的审批流程。对产品生命 周期的管理包括保留和跟踪产品，从概念设计、产品开发、产品变型以及 产品制造，直到停止生产该种产品过程中的所有历史记录。管理员可以通 过对产品数据的各基本处理步骤的组合来构造产品设计或更改流程。 工作流程管理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、文档的分旆控制、自动通知控制等。它 使在一个产品全生命周期中参与“加工产品”的人员都可以在正确的时问， 以正确的方式得到正确的任务，从而保证企业内部工作有计划地进行，是 规范企业管理的有力执行工具。典型的工作流程管理是对审批、更改的管 理。p d m 采用电子邮件方式对文件进行提交、审批、发放，并采用电子 记录方式保存审批者要保留的意见。 ( 4 ) 项目管理与电子协作功能。 p d m 系统中的项目管理与电子协作是建立在产品数据集成的环境中 i o 武汉理f 大学硕士学位论文 的。项目管理是指在项目实施过程中实现其计划、组织、人员及相关数据 的管理与配置，以及项目运动状态和对项目完成情况的用户反馈。电子协 作主要实现人与p d m 数据之间高速、实时的交互功能，包括设计审查的 在线操作等，较为理想的电子协作技术能够无缝地与p d m 系统一起工作， 允许交互访问p d m 对象，采用消息的发布和签署机制把p d m 对象紧密 结合起来。 一个功能很强的项目管理器能够为管理者提供到每分钟项目和活动 的状态信息，通过p d m 与流行的项目管理软件包接口，可获得资源规划 和重要路径报告。目前，项目管理在p d m 系统中考虑得还不多，许多p d m 系统只能提供工作流程活动的状态信息与过程监控。 ( 5 ) 组织与资源管理。 在p d m 系统中，将人员划分为一定的“组团队”或单独的用户，并 可根据各自分工的不同，赋予他们一定的角色，同时赋予各种人员在p d m 系统中不同的操作权限。 ( 6 ) 工具与集成开发接口。 各企业的具体情况千差力j 别，用户的要求也多种多样，没有哪一种 p d m 系统可以适应所有企业的具体要求。为了使不同应用系统之自j 能够 共享信息以及对应用系统所产生的数据进行统一管理，要求把外部应用系 统“封装”和集成到p d m 系统中，并提供应用系统与数据库以及应用系 统与应用系统之间的信息集成。这就要求p d m 系统必须具有强大的客户 化和二次刀= 发能力。现在大多数p d m 产品都提供了二次开发工具包，p d m 实施人员或用户可以利用这类工具包来进行针对企业具体情况的定制工 作。 p d m 的集成接口主要包括c a d c a e c a m c a p p 的集成接口、与 m r p i i 、e r p 的接口，与o f f i c e 等文档工具的集成接口。 ( 7 ) 资料电子保险箱功能。 企业使用p d m 的一个重要目标就是可以根据需要进行用户权限设定 并控管电子资料。资料电子保险箱以及文档管理提供了安全的产品定义信 息仓库，使用登录与登出功能可以有效掌控储存电子保险箱中的资料存取 与控管，并且可以针对这些资料的不同状态去设定不同的使用者权限。 武汉理t 大学硕十学位论文 2 2 新技术对p d m 的影响 产品数据管理与当前计算机领域中的多数核心技术均有密切的联 系。这些技术包括：用户界面技术、数据库技术、编程语言、中间件 ( m i d d l e w a r e ) 、电子仓库( v a u l t ) 等。过去十几年来这些技术的飞速发 展使p d m 受益匪浅，使得p d m 开发者可以集中注意力于系统自身功能 的提高上。 除了以上计算机领域的通用技术外，p d m 还有与其自身密切相关的 一些核心使用技术，具体包括以下几个方面【2 2 】【2 3 l ： ( 1 ) w e b 技术。w e b 技术通用、价格低、与具体硬件无关的特点将 是使p d m 走向大众化的希望所在。基于i e 、n e t s c a p e 这样的w e b 浏览器 前端用户界面正在结合应用到p d m 系统上。这种技术可以使多信息同时 显示在屏幕上，这对数据查询功能与报告功能要求较高的p d m 来说，使 用w e b 技术将使p d m 技术与系统随着i n t e r n e t 和i n t r a n e t 一起更加大众化。 随着称为第二代w e b 技术的x m l 技术出现，将会有利于w e b 客户在两 个或多个异种数据库问的操作。因此，将x m l 技术用于p d m 系统的开 发，有利于建立位于中问层基于x m l 的产品数掘结构，建立企业内及企 业问在i n t e r n e t i n t r a n e t 环境下信息交换统一、标准、结构化、可扩展的数 据接口以及元数据管理机制，推动基于w e b 的p d m 系统的发展。 ( 2 ) 面向对象技术。面向对象技术近几年来得到了较大的发展与应 用，它提高了程序代码的重用性和开放性，使编程效率大大提高。其在 p d m 领域的应用，包括将面向对象数据库作为底层支持、面向对象的p d m 系统结构、面向对象的产品数据定义，使p d m 系统与其它系统的集成更 具有开放性，从而提高p d m 产品的集成能力。面向对象数据库( o o d b ) 已经开始显露出被p d m 用户接受的迹象。正在实施的基于o o d b 的p d m 系统数量在增加，并且有更多的p d m 系统赢接支持o o d b 。 ( 3 ) 数据传输安全性。在处理i n t r a n e t i n t e r n e t 和p d m 的数据传输 安全性以及对p d m 的安全访问时，需要考虑两级安全性。 ( 4 ) 产品全生命周期的管理( p l m ) 。p l m 是基于p d m 技术而发展 的。它以产品数掘为基础及信息集成为主线，采用分布计算，运用互联网 武汉理1 ：大学硕十学位论文 技术和平台，试图建立对从产品开发设计、工艺、原材料和零配件采购供 应、生产制造、检测到市场营销、客户整个生命周期进行管理。 2 3 工作流管理系统 2 3 1 工作流的基本概念 工作流是反映业务流程的计算机化模型，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。 工作流技术一出现就得到了广泛的重视和研究。按照工作流应用系统 的特点，可以将工作流技术的发展过程分为以下三个阶段【2 4 1 ： 第一个阶段，工作流被应用在特定的领域，如：图像处理及文档管理。 在这一阶段工作流和应用系统的体系结构是不可分割的，作为一个完整的 应用，适用的环境比较简单。 第二个阶段，工作流功能被分离出来，提出了流程定义的概念。系统 提供了可以描述流程的语言，用户可以对流程进行定义，但工作流面对的 仍然是具体应用，不能独立出来，所提供的功能还不全面，性能和系统的 结构也不够先进。 第三个阶段，工作流管理系统的概念被提出来，它以组件的思想提出 了工作流自动化的概念。工作流各个功能部分被清晰的分离出来，工作流 管理系统以“中问件”的形式作为丌发平台提供给第二方软件商进行开发 和应用。 1 9 9 3 年，国际工作流管理联盟( 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 w f m c ) 的成立杯志着工作流技术丌始进入相对成熟的阶段。 现在，对工作流技术的研究以及相关产品的丌发已经进入了更加繁荣 的阶段，更多更新的技术被集成进来，文件管理系统、数掘库、电子邮件、 移动式计算、i n t e r n e t 服务等技术都被容纳到工作流管理系统之中。工作 流管理技术已被广泛地应用于办公自动化、客户关系管理、知识管理等电 子商务和电子政务领域，为越束越多的政府部门和企事业单位所接受。 对工作流的定义，不同的研究者和工作流产品供应商从不同的角度给 武汉理f 大学硕士学位论文 出了工作流的定义。以下给出几个具有代表性的定义： ( 1 ) 按照w f m c 给出的工作流的定义：工作流是一类能够完全或者 部分自动执行的业务过程，它根据一系列的过程规则，使文档、信息或任 务能够在不同的执行者之间进行传递与执行1 2 5 1 。 ( 2 ) g e o r g a k o p o u l o s 给出的工作流的定义：工作流是将一组任务组织 起来完成某个经营过程。在工作流中定义了任务的触发顺序和触发条件。 每个任务可以由一个或多个软件系统完成，也可以由一个或一组人完成， 还可以由一个或多个人与软件系统协作完成。任务的触发顺序和触发条件 用来定义并实现任务的触发、任务的同步和数据流的传递【2 “。 ( 3 ) p e o p l e s o f l 公司给出的定义：工作流是一个用来实施经营过程实 践的机制弘”。 ( 4 ) i b ma l m a d e n 研究中心给出的工作流定义是：工作流是经营过 程的一种计算机化的表示模型，定义了完成整个过程所需用的各种参数。 这些参数包括对过程中每一步骤的定义、步骤间的执行顺序、条件以及数 据流的建立、每一步骤由谁负责以及每个活动所需要的应用程序1 2 8 j 。 以上这些工作流的定义，包括其他一些定义，虽然表达方式有所不同， 但是基本上都说明了一个问题，即工作流是经营过程的一个计算机实现， 而工作流管理系统则是这一实现的软件环境。这些定义分别反映了经营过 程如下几个方面的问题：即经营过程是什么f 由哪些活动、任务组成，也 就是结构上的定义) 、怎么做( 活动间的执行条件、规则以及所交互的信息， 也就是控制流与信息流的定义1 、由谁来做( 人或者计算机应用程序，也就 是组织角色的定义) 、做得怎样( 通过工作流管理系统进行监控) 。 2 3 2 工作流管理系统定义 工作流管理系统为企业的业务系统运行提供了一个软件支撑系统，在 其支持下，通过集成具体的业务应用软件和操作人员的界面操作，完成对 企业业务过程运行的支持。 按照w f m c 给出的工作流程管理系统的定义1 2 ”，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 好的工作流程逻辑进行工作流实例的执行。它通过运行在一个或多个工作 1 4 武汉璎e 犬学硕士学静论文 流引擎上的软件，定义、创建和管理工作流运行。 工作流镣毽系统不仅提供工作流程定义工具，撼企业的业务流程转化 慧诤霎瓿秀以滚翳熬格式，还提供了一套工其对王终滤程运孬豹获态逡纾 监控，对流稷遮行中的活动送露管理帮调度，同辩述凝侠久提交互接鞠， 供参与人员执行其中的人工型任务。 根据工作流过程本身的特点、系统建模的方式，所使用的底层支撑技 术以及工作流过程的执行方式等的不同，可以将具肖工作流管理功能的商 瑟纯较赞产菇及覆型系统分类絮节1 2 5 1 1 2 6 l ： 1 ) 终梅亿的与鲜纛懿王撵濂。 结构化工作流指的是在实际工作过程中会反复出现、严格按照某个固 定的步骤进彳j 二的业务过程。此种工作流所需要的各种类型的信息可以通过 对业务过程进行详细的分析而得到完整的过程定义，并在以后的应用过程 孛反复使瘸。大量静办公程亭，魏公文处理、审戮簿酆疆梵类。 郢摩王露流翅是锋霹那些蒸笈往不是缀强藏浚骞重复毪戆王佟濂程 的，关于这蹙流程执行所需的有关参数( 如参加者替) 事先无法确定，而 必须推迟到过程实例运行时爿+ 能确定，同时在执行过程中间还可能会发生 一些意外的情况。这种动态多变的特点在提供更高爱活性的同时，也为过 程豹建摸与执行带来更多的复袈攘。 ( 2 ) 蘸囱文档懿专嚣窝避稷豹工俸流。 面向文耥的工作流侧重点在于将电子形式的文糖、图像等在有关的入 员之间进行分发，以便能够得到不同人的处理与审阅。现有的文档管理与 映像管理系统均属此类。 在葱离避程豹w f m s 中，工作漉被描述成一泞捌执行环节，与务环 节稳痤都鸯特缝瑾弱数蕹对象。器强繁懿鼗撵霹象霹瑷按不嚣豹方式分发 到其他环节巾去，如：可以将数攘对象的值作为控制条件、或者依托数据 对象组装成其他的数掘对象等。商端的w f m s 般都属此类系统。 ( 3 ) 蒸于邮件和基于数掘库的工作流。 基于郏体豹w f m s 使用电子邮件束完成过程嶷例执行过程中消慰的 簧递、数箍豹分发与事磐懿逶麴。戴壤载系统掰霞瓣豹经霉蓑是魏秘方法， 它可以充分发挥电子邮件系绫程广域环境下的数据分发功能，僵整个系统 将运行于一种松散耦合的模式下。 武汉理i ：火学硕十学位论文 基于数据库的w f m s 中，所有的数据都绦存在某种类艇的d b m s 巾， 过程的执行实际上就是对这些数据的查询与处理。高端的火规模系统所使 用的一般都是此弹方法。 ( 霹) 任务推动熊与嚣标控韵豹工作流。 任务推动的w f m s 指的是从过程的开始逐步地一个环节一个环节的 执行，肖某个活动实例被处理完乏质，后续的有关活动将被创建并被激潘， 垂藏妻趸整令王终浚程夔竞藏。这是霆嚣大多数嚣自建纛戆w f m s 袋镬 用的执行方式。 目标拉动的w f m s 中，一个业务流程被看成是一个日标。过程宴例 执行时，该鞋标将被分解缮到多令楱互之闻按一定约束条髂关联起来的霹 执行豹多个环节，箕中各环节还霹缓当藏是予磊标丽迸一步透行分解。在 各环节均执