（材料加工工程专业论文）面向模具企业erp中的工作流管理技术研究.pdf

华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 摘要 e r p技术是企业信息化管理的大势所趋，已 被越来越多的制造业接纳和采用。 但是，面向订单型的模具企业在这场改革中面临着许多困难。这是因为模具生产订 单的随机性，以及模具生产过程中常常出现的设计变更、制造变更、作业计划变更， 使得业务流程更替频繁，生产过程难以控制，最终造成传统e r p系统在模具企业中 实施和应用都较困难。 在传统e r p 系统中引入工作流技术，可改变其固化的业务流程，使其成为功能 可重构、流程可改变的高度柔性系统，从而满足模具企业管理信息化的要求。 从模 具企业生产管理的实际情况出发，构造模具企业 e r p中的工作流管理系统，并将其 与 e r p其它子系统集成，为实现模具企业分工合作、信息共享、协调运作的信息化 管理奠定了基础。 工作流技术包括 “ 工作流模型建立” 、 “ 工作流执行服务” 和 “ 客户应用管理” 三个方面。 其中， “ 工作流模型建立” 负责定义流程模型， 并通过接口 模块， 采集系 统 所 需 要 的 控 制 数 据; “ 工 作 流 执 行 服 务 ” 负 责 全 面 管 理 、 监 控 和 调 度 具 体 工 作 流 的 执行， 是工作流管理系统的核心: “ 客户应用管理” 是客户具体任务和活动的管理器， 负责系统的集成。在工作流的运行过程中，采用信息驱动技术及时发布工作指令， 并借助工作流跟踪和工作列表查询等方式监控工作任务的执行结果。 基于上述技术，通过采用基于w e b的三层体系结构，以j a v a 技术和mv c设计 模式为支撑，开发了面向 模具企业e r p中的工作流管理系统。该系统为用户提供了 “ 签核流程” 、“ 工作步骤” 、 “ 工作流”和 “ 工作流调用”等一系列工作流配置和调 用 功 能 ， . 同 时 通 过 内 置 接 口 保 证 与 其 它 功 能 模 块 的 信 息 交 流 和 数 据 传 递 应 用 表 明 ， 借 助工作流管理技术，使模具企业的生产过程可得到有效的管理和控制。 关键词:e r p ，工作流，模具企业，mv c , j a v a 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 ab s t r a c t e r p t e c h n o l o g y , w h i c h i s t h e t e n d e n c y o f e n t e r p r i s e s i n f o r m a t i o n m a n a g e m e n t , i s b e in g a c c e p t e d a n d a p p l i e d i n m o r e a n d m o r e m a n u f a c t u r in g c o m p a n i e s . h o w e v e r , o r d e r - o r i e n t e d e n t e r p r i s e s , l i k e d i e w o r k fl o w e x e c u ti o n s e r v i c e i s t h e c o re o f t h e w o r k fl o w m a n a g e m e n t s y s t e m a n d i s a p p l i e d t o d i s p a t c h a n d c o n tr o l t h e e x e c u ti o n o f a w o r k fl o w ; c l i e n t a p p l i c a t i o n m a n a g e m e n t i s re s p o n s i b l e t o i n t e g r a t e w i t h a n o t h e r s y s t e m s a n d i s u s e d t o m a n a g e t h e s p e c i fi c t a s k s a n d a c t iv i t i e s o f c l i e n t s . d u r i n g t h e r u n n i n g o f w o r k fl o w , w o r k o r d e r s a r e i s s u e d w it h t h e t e c h n o l o g y o f i n f o r m a t i o n - d r i v e n , t h e s t a t u s o f a l l t a s k s a n d a c ti v i ti e s a r e c o n tr o l l e d b y m e a n s o f tr a c k i n g w o r k fl o w a n d q u e r y i n g w o r k l i s t . b as e d o n t h e m e t h o d o l o g i e s m e n t i o n e d a b o v e , a wo r k fl o w ma n a g e m e n t s y s t e m f o r th e e r p . o f d ie 然后介 绍了 企业信息化管理平台 e r p系统及其功能组成;接着介绍了国内外工作流管理技术的 发展和工作流技术在e r p中的应用;最后介绍了本课题研究意义和作者的研究内容。 1 . 1引言 众所周知，在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通讯等产品中， 6 0 % - 8 0 % 的 零部 件都 要 依 靠 模具 成 形” 。 用 模具 生 产制 件 所 表 现出 来的 高 精 度、 高 复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。加 入wt o之后， 市场变化越来越快， 提高产品质量、 缩短产品开发周期，己 成为模具 企业面临的巨大挑战。 面对挑战，国内外各大中型模具企业纷纷采用具有现代管理思想、高度集成、 灵活适用的 计算机管理信息系统平台 一 企业资源计划 e r p ( e n t e r p r i s e r e s o u r c e p l a n n i n g ) 系 统11 ， 将 分散的 业 务过 程 集成 和 并 行化 处 理， 从 而 使企 业能 够 高 效、 敏 捷地响应市场的变化，在复杂的市场环境中获得竟争优势。 企业资源计划e r p 系统是2 0 世纪九十年代出 现的最热门的 信息系统之一。 是一 种适用于制造企业、具有代表性的管理技术。它利用信息科学的最新成果， 根据市场 的需求对企业内部和其供应链上各环节的资源进行全面规划、 统筹安排和严格控制， 以 保证人、 财、 物、 信息等各类资源得到充分、 合理的应用， 从而达到提高生 产效率、 降 低成 本、 满足 顾 客需求、 增强 企业竞争 力的目 的 幻 。 e r p是 现代管理思 想的 产物， 它将许多先进的管理， 如敏捷制造、精益生产、并行工程、 供应链管理、全面质量管 理等体现在e r p 软件系统中， 成为崭新的现代制造企业的管理手段。 e r p 以m r p i i ( m a n u f a c t u r e r e s o u r c e p l a n n i n g i i ) 为核心，对企业的物流、 资 金流和信息流进行全面统一的管理。 典型的e r p 系统包括以 下四 大功能模块r7 1 )财务管理模块 企业中，清晰分明的财务管理极其重要，所以，在 e r p整个方案中它是不可或 缺的一部分。它和系统的其它模块有相应的接口，能够相互集成，比如:它可将由 生产活动、采购活动输入的信息自 动计入财务模块生成总账、会计报表，取消了输 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 入凭证繁琐的过程，几乎完全替代以 往传统的手工操作。一般的e r p软件的财务部 分分为 “ 会计核算”与 “ 财务管理”两大块。 2 )生产控制管理模块 它是 e r p系统的核心所在。 它将企业的 整个生产过程有机的结合在一起， 使得 企 业能够有效的降低库存， 提高效率。同 时各个原本分散的生产流程自 动连接，也 使得生产流程能够前后连贯的进行，而不会出现生产脱节， 耽误生产交货时间。 生产控制管理是一个以计划为导向的先进生产、管理方法。首先，企业确定它 的一个总计划，再经过系统层层细分后，下达到各部门去执行。即生产部门以此生 产，采购部门按此采购等等。 生产控制管理的内容主要是:主生产计划、物料需求计划、能力需求计划、车 间控制和制造标准等。 3 ) 物流管理模块 分销管理 销售的管理是从产品的销售计划开始的，对其销售产品、销售地区、销售客户 各 种信息的瞥理和统计，并可对销售数量、金额、利润、绩效、客户服务作出全面 的分析。 库存控制 用来控制存储物料的数量， 的占用资本。它是一种相关的、 以保证稳定的物流支持正常的生产，但又最小限度 动态的、及真实的库存控制系统。它能够结合、满 足相关部门的需求，随时间变化动态地调整库存，精确地反应库存现状。 采购管理 确定合理的订货量、 优秀的供应商和保持最佳的安全储备。能够随时提供定购、 验收的信息，跟踪和催促对外购或委外加工的物料，保证货物及时到达。建立供应 商的档案，用最新的成本信息来调整库存的成本。 4 )人力资源管理模块 企业内 部的 人力资源， 越来越受到企业的关注， 被视为企 业的资源之本。 在e r p 系统中，它和财务、生产系统组成了一个高效、 具有高度集成性的企业资源系统。 人力资源管理主要内容为: 工时管理和差旅核算等。 人力资源规划的辅助决策、招聘管理、工资核算、 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 1 . 2工作流管理技术发展概述 使将 工作 流管 理w f m ( w o r k - fl o w m a n a g e m e n t ) 的目 的是控制 系统的 处 理流 程， 人与人、工具与工具之间协调工作，以完成某项工作。它是根据一组定义规则， 文档、 信息或任务自 动传递给相应的 参与者，已 达到预期的目 的3 。 工作流技术起源于上个世纪8 0 年代初期，为了实现无纸的、自 动的工作环境， 一些公司、 企业建立了自己 专用的或者商品化的表单传递应用系统 ( f o r m s - r o u t i n g a p p l i c a t i o n s ) ， 这是 现代工作 流管理系 统的 一 个雏形s 7 0 8 0 年代中 期， f i l e n e t 和v i e w s t a r 等公司把图像扫描、 复合文档、 结构化路由、 实例跟踪、关键字索引以 及光盘存储等功能结合在一起，形成了一种全过程支持某 些 业务 流程的 集成化的 软 件( 包) a 。 这 就是 早期的 工作流管理系统， 比 如w o r k f l o w b u s i n e s s s y s t e m. 这种增值性质的集成化软件系统为企业简化与重组自 己的关键业务 流程提供了一种非常合适的方案。 进入9 0 年代，随着计算机的普及、网 络的延伸， 现代企业的信息资源越来越表 现出一种异构、 分布和松散祸合的特点。 c / s 体系结构、分布式处理技术 ( c o r b a , www, o l e , j a v a)的日 益成熟，使得相互关联的任务能够高效运转并接受监控 己 成为发展趋势3 。 这就使得工作流管理系统转变成为简化企业复杂信息环境、 实现 业务流程自 动执行的必要工具。 纵观工作流管理系统由8 0 年代的萌芽到9 0 年代的繁荣， 可将其划分为三个主 要发展阶段: 第一阶段，主要为某些特定领域的、相对独立的应用系统服务，比如 图像、文档管理系统;第二阶段，主要表现为具有底层通信基础结构的、能够实现 多任务协作的应用系统，比如具有消息传递功能的工作流管理系统;第三阶段，具 有图形用户界面的过程定义工具、用户定义与任务执行完全分离的工作流管理系统 到目 前为止，实现工作流管理的典型系统有以 下几个闭 1 ) o r b w o r k :基于c o r b a的分布式工作流系统 o r b w o r k 是美国g e o r g i a 大学计算机系m e t e o r ( m a n a g i n g e n d - t o - e n d o p e r a t i o n s ) 研 究 项 目 所 开 发 出 的 一 套 工 作 流 管 理 原 型 系 统 ， 它 是 基 于 c o r b a 的 完 全 分 布 的 工 作流执行系统， 以c o r b a产品o r b i x 作为底层的通信支持， 并使用c o r b a来实现 系 统的 互操作和数据源的封装。 在o r b w o r k中 ， 系统的 所有组成部分， 包括任务管 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 理 器、 任务( 或经过封装的己 经 存在的应用程序) 、 监控单元和恢复机制都是c o r b a 对象 ， 它们之间 通过c o r b a的i d l 调 用进行协作 5 。 同时， o r b w o r k 还为 用户提 供了w e b 界面以 及w e b 与c o r b a之间的接口。以c o r b a作为工作流系统实现的 底层基础有许多优点， 比如对象请求代理( o r b ) 机制、 标准的接口 定义语言( i d l ) 、 面 向对象等等.这些优点都将使 c o r b a成为用户实现企业级工作流解决方案的一种 可能选择。 2 ) w e b w o r k :基于w e b 的工作流系统 w e b w o r k 与o r b w o r k 一样，也是me t e o r项目中的一部分。与( ) r b w o r k 不 同的是，we b w o r k是完全基于 we b技术实现的工作流系统。me t e o r的研究人员 考虑到企业可能由于价格等原因而不愿意去购买 c o r b a产品，但是大多数企业都 有自己的w e b 服务器， 或者可以连接到某个we b 服务器上， 一次开发出了一套基于 w e b的工作流管理系统。w e b 浏览器为用户提供了一个通用、友好的界面，而且它 可 以 很 容 易 地 、 不 附 加 任 何 多 余 代 价 地 布 置 在 多 个 w到.平 台 上 3 ) e x o t i c a / f m q m: 基于永久消息队列的分布式工作流系统 i b m a l m a d e n 研究中心所进行的 研究项目e x o t i c a 在工作流分布执行方面提出 了 一种能够完全分布的 执行模型， 它通过永久消息( p e r s i s t e n t m e s s a g e s ) 的方式来保存 工作流相关执行信息，使得每一个执行节点都是相互独立的，工作流过程的执行不 以 某一个节点为中心，完全实现了分布。这种方式大大提高了系统的可靠性、可扩 展性以及柔性. e x o t i c a的这种设计方案是建立在底层的消息传递系统之上的，类似的产品有 d e c的m e s s a g e q， n o v e ll 的t u x e d o / q i b m的m q s e r i e s 。 这 些 消 息 系 统为 上 层 的应用隐藏了复杂的通信实现代码，并且屏蔽了操作平台、网络协议的异构性，通 过提供a p i 函数来提供各项消息服务。 这些产品的特点很适合用来连接分布式应用， 实现工作流管理的功能。 4 ) e v e :事件驱动下的分布式工作流执行系统 瑞士苏黎士大学计算机系的研究人员提出了一种基于事件的工作流执行服务中 间 件平台体系结构， 称为e v e ( e v e n t e n g in e ) ，用以 集成工作流执行过程中 松散祸合 的 分 布 式 功 能 组 件 ( 包 括各 类 企 业应 用 ) 。 在e v e 体 系 结构中， 工 作 流的 执 行 是由 分 布 在网 络上的 代理 ( b r o k e r ) 通过响 应由e v e 服务 器检测到的 事件来 完成的: 同 时， 代 理在提供服务的过程中又会产生新的事件。每一个代理代表了一种活动任务的处理 一一一一. - ，-一 -一一一一一一一一- - 4 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 实体，它的行为也是由e c a规则来定义的。不同的代理分别用于提供用户接口、组 织管理、外部应用集成以及系统组件等功能。 e v e 服务器是整个e v e 体系的核心， 等同于工作流参考模型中的工作流机。 e v e 服务器能够直接同本地的代理及远程的 e v e服务器相互通信，而代理则只能通过 e v e 适配 器( e v e - a d a p t e r ) 与 本地的e v e 服务器通 信。 因 此， 不同 代理之间的 交 互是 通过把事件发送给本地e v e 服务器， 进而由本地服务器再发送给本地的相应代理或 者再通过远程 e v e服务器发送给远程的代理来完成的。 5 ) d a r tf l o w :基于可移动代理的工作流管理系统 d a r tf l o w是达特茅斯大学计算机系设计开发的一种基于可移动代理的工作流系 统。 所谓“ 可移动代理” ， 是指一段可以 在自 身的 控制下由 异构网 络系统中的 一台 机 器转移到另外一台机器上运行的程序。也就是说，可移动代理能够在执行到某一点 时挂起自 身程序，将代码传递到另外的网络节点上去继续运行。 可移动代理具有许多优点，比如在一定条件下能够减少网络流量、适合于移动 用户、有利于数据集成、具有并行机制等，因此很适合于工作流管理系统的构建: 企业的每一个经营过程的实例可以由一个移动代理来处理，代理在预先定义好的步 骤下在分布的网络节点上执行，当代理移动时，它携带着过程所需的执行代码与数 据， 无需每一步都通过中央的数据库服务器来交换数据。 在d a r t f l o w中， 它的 系统 组件结构与工作流管理联盟所提出的参考模型基本一致，能够相互对应，其中比较 有特色的几个部分是过程代理、多种类型的代理服务器、用户界面与工作表服务器。 工作流管理系统的发展趋势和现阶段的研究热点主要集中在: 1 )工作流过程建模。 对业务流程的设计描述， 描述实现流程所需的各种必要信 息，如流程开始和结束条件、组成该过程的各个步骤、步骤间的信息传递规则以及 所需调用的 应用工具等等l 。 2 ) 基于w e b 的工作流。工作流管理系统应支持各种基于w e b的应用，以便于 系统资 源的统一管理a l 。随着网 络技术的 发展， 在工 n t e r n e t 上包含多个w e b 工作流 服务器的跨企业工作流管理系统必将成为现实。 3 ) 工作流中的移动计算。 移动客户只需要周期性地与工作流管理服务器建立 连接， 接受工作任务或提交工作结果， 提高 远程办公的效率。 4 ) 分 布 式 工 作 流 。 单 个 工 作 流 程 要 允 许 跨 越 广 域 网 上 的 多 个 服 务 器 和 客 户 端 ， 通过并行计算、资源共享、分布操作使其可扩展性、可管理性得以充分体现。值得 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 考虑的是，随之而来的分布式系统的安全性和可互操作性【刀 。 5 )工作流互操作。主要包括微观层的 模型互操作和宏观层的系统互操作田 。前 者研究单个模型内或多个模型间的活动可互操作性，以及检测、分析冲突，并提供 可行的解决方案;后者研究系统内部协议定义、程序接口、数据共享的可互操作， 以 及工作流系统如何嵌入到其他业务系统中，或如何实现与其它异构系统的连接。 6 )工作流事务管理。充分保证数据操作、数据存储、系统管理的正确性、可靠 性和可管理性。 1 . 3 e r p 中的工作流管理 . 3 . 1 传统 即 系统存在的问题 传统 e r p系统为企业管理提供了一整套优化企业资源利用，集物流、信息流、 资金流为一体的现代化管理工具。但是，它在过程集成和企业间集成方面存在不足。 具体表现在cs 1 ) 传统e r p 系统是一个面向 功能的事务处理系统， 它为业务人员提供了丰富的 业务处理功能。但是每个业务处理都不是孤立的，它一定与其他部门、其他人、其 他事务有关，这就构成了一个业务流程。传统 e r p对这个业务流程缺乏有效的控制 和管理， 从而导致许多流程是由 人工离线完成的，产生大量报表、文件，并被装订 成册，按流程规定交给有关主管审批n n 。其后果之一是，主管置于系统之外，他们 不关心系统的运行，使系统的实施效果大打折扣;其后果之二是，信息化本该向无 纸化方向 发展，但是由于没有业务流程的电子化控制，使得现行 e r p系统不是省纸 化、 无纸化，而是多纸化，习 。 这不仅增加了 系统的运行成本， 而且大大降低了办公 效率，降低了业务流程标准化、规范化的管理和控制。 2 ) 固化的业务流程不利于企业灵活快速地响应市场的变化， 重组业务流程。 而 企业的发展，需要不断地改进自 己的管理，实施流程再造，所以e r p系统必须是功 能可重构、流程可改变的高度柔性的系统 12 。将工作流技术引入 e r p系统，是实现 上述目的的重要手段。 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 1 . 3 . 2工作流管理在e r p 系统中的应用 工作流在e r p 系统的发展中， 是一个相当重要的 里程碑， 对企业i 丁 的应用带来 的变化是极其强烈的。一些老的 “ 模块化”产品中，系统的设计通常是基于任务分 割的， 作业项目 之间是互相分裂的， 往往使得整个系统变得更加混乱和琐碎u31。而 工作流管理系统在企业i t 应用中 是一个真正的“ 人一 机” 系统， 用户是系统中的基 本角色，是直接的任务分派对象，可以直接看到系统对自己列出的“ 任务清单” ，跟 踪每一项任务的状态n u 。 用户的任务分派和任务的完成状态， 可以 被最大程度地自 动化和可控化。 以 工作流为基础配置可重构的e r p 系统， 可以 将工作流和e r p 的事务处理结合 在一起进行考虑，将具有更好的集成性和更长的生命周期。国 家 8 6 3计划提出的新 一代e r p系 统的开发目 标中，明 确要求以 工作流引擎为基础， 加强流程控制与事务 处理系统的集成。 1 9 9 0 年美国哈佛大学迈克尔 哈默 ( m i c h a e l h a m m e r )教授和c s c i n d e x 首席 执 行官 詹姆 斯 钱皮 ( j a m e s c h a m p y ) 在他们合作的 论文 r e e n g i n e e r i n g w o r k : d o n t a u t o m a t e , b u t o b l i t e r a t e 中，首次提出了 b p r ( b u s i n e s s p r o c e s s r e e n g i n e e r i n g )的概念【， ， 。1 9 9 3年，他们又在合著的 ( r e e n g i n e e r i n g t h e c o r p o r a t i o n )一书中， 对 b p r重新做了 如下定义: 企业流程再造工程是对企业的 业务流程作根本性的思考和彻底重建， 其目的是在成本、质量、服务和速度等方面 取得显著的改善，使得企业能最大限度地适应以顾客( c u s t o m e r ) 、竞争 ( c o m p e t i t i o n ) 、 变化( c h a n g e ) 为 特征的 现代企业经营环境。 工作流与b p r的概念，己 经受到e r p 业界的广泛重视。一个基于工作流、 可配 置、 可重构的e r p 系统对于b p r 十分重要。 工作流是支持企业业务过程重组和实现 e r p系统动态重构的关键技术，它支持应用程序按用户定义的流程或路线进行运行 i u i 。基于工作流的 e r p系统，可以通过流程的再定义，灵活地将应用系统的功能连 接在一起， 快速完成企业b p r 过程。 . 4 课题目的与意义及本人研究内容 e r p系统的开发和工作流技术的研究自 九十年代以 来发展迅速，在一些企业中 获得成功的应用，为企业产生了巨大的经济效益。但是，在与面向订单型企业，特 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 别是模具企业的实际结合中，并非一帆风顺，至今仍旧是其发展的瓶颈所在。面向 模具企业，现有的 许多e r p系统没有从模具企业的总体出发来分析和解决模具企业 面临的问题，很难为其所用。 传统 e r p是一个面向功能的事务处理系统，业务流程都被固化在系统之中，因 而，不能针对模具企业的特点有效灵活地控制和管理企业生产活动中的各类事物及 其处理流程。为了克服这一问题，有研究人员采用与 p d m系统集成的方法，由p d m 来管理产品的开发流程。但是，采用这种方式，不但增加了企业信息化实施的难度， 而且增加了企业的负担，并使企业的信息化系统变得复杂而难于使用。 这主要表现 在以下几方面: 1 ) e r p 和p d m 属于两类不同 范畴的管理系统， 应用范围和目 的不同， 实施策略 和方式存在较大的差别。 2 ) 这两类系统可能来自 于不同的软件开发商，其界面风格和操作方式截然不 同，对企业的使用人员要求较高。 3 ) 两个系统中的b o m视图不同。 p d m系统中b o m仅是产品或者工程项目的 零配件和毛坯清单等: 而e r p 系统中的b o m则是在主生产计划指导下的 所有物料 清单， 包括与产品生产相关的原辅料和供应链各部门的消耗性材料。 4 )系统的 集成只能通过交换中间数据的 方式实现， 在信息共享和数据一致性上 存在难以 逾越的鸿沟。 5 )在企业应用中，由于两系统所关注的关键数据不一样， 易产生数据冲突， 导 致工作效率的降低，甚至延误生产。 因此，为了弥补 e r p在流程管理方面的不足，采用与 p d m 集成的方式只是权宜 之举，开发支持工作流管理的e r p 系统，才是最终的 解决方案。 在教育部博士点基金、 湖北省自 然科学基金和湖北省国际合作基金项目 资助下， 本 文 将 主 要 针 对 面 向 模 具 企 业e r p 系 统 中 的 工 作 流 管 理 技 术 ， 在 以 下 几 方 面 开 展 研 究工作: 1 )走访国内部分具有代表性的模具企业，熟悉模具企业的业务流程和管理模 式， 全面了解模具企业在生产及管理过程中遇到的问题和对工作流管理系统的需求; 2 ) 根据调研结果， 总结模具企业普遍采用的生产管理模式， 并针对存在的问 题， 提出相应的解决方案，建立面向 模具企业业务流程的工作流模型。 3 ) 研究实现模具企业 e r p系统中工作流管理的体系结构、关键技术和实现方 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 法，如界面设计技术、数据库接口 技术以 及安全控制技术等。设计并开发面向 模具 企业e r p 系统中的工作流管理子系统，对上述关键技术进行验证。 -一-一-一一一一一一一一- 9 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 2 面向模具企业e r p 中的工作流管理系统设计 本章首先根据模具企业生产管理的 特点， 对模具企业工作流管理系统做了 详细的需求分析和 复杂性分析; 然后在此分析的基础上，提出了 模具企业e r p中 工作流管理系统的体系结构，划 分出该系统的功能模块:最后简要介绍了各个模块的功能特点。 2 . 1 模具企业工作流管理系统的需求分析及复杂性分析 2 . 1 . 1 模具企业工作流管理系统的需求分析 模具企业是一种典型的面向订单型企业，同时，不同的模具企业又有不同的业 务流程、工作规范和企业文化。因此，面向模具企业 e r p中的工作流管理系统在功 能上应该满足以下需求: 1 )应对模具企业一人多职采用合理工作流 一人多职，也就是一个用户对应多个角色、多个工作权限，这种现象在模具企 业普遍存在。系统应该尽量保证一个用户登陆一次，其所有权限及时生效，方便参 与工作流的运行，而无需以不同身份多次登陆，同时，保证不同的角色和权限 在单 用户的工作中不发生任何互相干涉。 2 )满足模具企业设计制造变更频繁和作业计划动态多变的 特点 客户的订单变更和内部生产变更都会造成模具企业频繁地变更其设计、制造和 作业计划， 相应的，工作流的调度和更换也会随之增多。系统应能够方便用户随时 在需要停止的工作节点上冻结工作流的运行，在需要启动的工作节点上激活工作流 的运行，在需要变更工作流的时候敏捷响应。 3 )根据用户角色合理分配用户在工作流中的工作权限 每个企业员工在企业的业务流程中，都承担了某种角色及其相应的工作任务， 具有特定的工作职能范围和权限。因 此， 工作流的使用需要跟用户的角色联系起来， 不同的用户因其不同的角色被分配不同的工作流使用权限。一般说来，下级职员不 能使用上级主管的工作流使用权限，比 如签核流程，它的执行者只能是主管级工作 人员。这是对工作流管理系统的最基本要求，也是保证员工工作质量的必不可少的 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 环节。 4 )工作流执行过程中的互不干涉 一个用户执行多项工作任务，或者多个用户执行某项工程时，其间需要保证工 作流能够执行顺畅，数据之间保持一致性。工作流管理系统应该有条不紊地控制工 作流的流向，让用户在指定时间执行相关任务，同时合理地调配数据的使用，保证 数据的稳定和一致。 5 )根据订单性质采用适当的工作流 由 于模具企业是订单型企业，不能实行备货型企业的工作流程，因此就要针对 各种订单的交货期、工作量、利润以 及客户关系，充分考虑订单的不确定性可能造 成的不利影响，采用合理的工作流程。既要保证订单生产的顺利进行，又不能因为 某一个或几个订单扰乱其它订单的正常生产。 6 )工作流的保密性管理 个别用户在执行任务的时候，有保密性要求，因此工作流的管理要能够控制工 作流的可见度。特别是在某些订单尚处于不可公开阶段，对该订单的处理流程就只 能让此用户一人可见，其他用户不可见。 在许多企业，高层主管在处理对外工作时， 多有保密性需求。 在企业市场部、 财务部，涉及到模具报价工作或者财务报表处理 工作时，也会提出对其它部门的保密要求。 7 )能够紧扣企业业务流程指定工作流 虽然e r p 管理对企业提出严格的要求，但是，实际使用过程中，企业更多地需 要e r p的工作流管理能够顺应企业自 身业务流程的特点。各种规模、产量不同的企 业，有着不同的业务流程，不可能为其制定统一标准的工作流。工作流的管理需要 符合企业业务流程的特点，并且要多种工作流并存，灵活调配。 8 )企 业的规范程度对工作流管理提出的要求 完成同样一套模具，管理规范的模具企业与管理灵活的模具企业，其工作流管 理就不尽相同。前者工作流比较单一、稳定，便于管理，而后者灵活多变，提高了 对工作流管理机动性的要求。 9 )实 现企业的 无纸化、自 动化管理 工作流管理系统的提出， 最初便是源于此需求。 工作任务的通知、工作数据的 传递和保存都需要工作流管理系统自 动完成。避免了人为因素造成的工作失误和数 据遗失，降低了有纸办公的工作强度。 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 从以上的系统需求分析，可以得知，企业需要的工作流管理系统应具有稳定、 合理、灵活的特点，这样的工作流管理要能够适应不同特点的企业，要能够满足不 同的用户操作要求，为企业管理自 动化提供更多的帮助。 2 . 1 . 2 模具企业工作流管理复杂性分析 模具企业工作流管理的复杂性由很多因素决定，归纳起来，其复杂性主要体现 在以 下两个个方面: 1 )企业业务流程的多样性 不同的企业，由 于在部门及其职能设置上的差异，以及在工作习惯和生产模具 类型上的不同，他们所采用的业务流程也会千差万别。即使是同一个企业，由于面 向订单型的生产模式，其业务都是以订单为中心的，对于不同类型的订单企业亦可 能使用不同的业务流程。例如，对交货期很紧的订单，就使用简捷快速的流程，省 略一些中间的签核环节;对熟悉的常做的一些模具订单，企业就可能采用报价、设 计及生产并行的流程;对新开发的客户订单，就需要有完整的报表、严格的签核流 程记录，并且尽可能地让其它工作为该订单的开发 “ 让路” ，保证按时、保质、保量 的交货。 2 )单用户多权限 由于模具企业规模一般较小，职员人数有限，因此，有些人可能就需要承担多 种角色的任务b 。在一工作流中，他可能作为一般职员行使工作职能，他的工作结 果由 其他主管进行签核;在另一个工作流中， 他可能作为主管使用签核流程，负责 别的职员的工作验收;还有可能在某个工作流中，他既是工作任务的执行者，又是 工作验收的签核者。 2 . 2模具企业e r p 中工作流管理系统的体系结构 2 . 2 . 1 e r p 中工作流管理系统体系结构 根据上述对模具企业管理需求的分析，以及工作流管理在 e r p系统中的作用， 我们将模具企业e r p管理系统设计成如图2 . 1 所示分层的分布式系统。工作流管理 层将支持企业各部门 和人员的工作要求，同时支持用户对e r p 各模块的调用。 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 图2 . i工作流管理体系结构图 1 ) 客 户 端: 采用支持h t m l 4 .2 和j a v as c r i p t l . 5 的 浏览器( 如m i c ro s o ft 公司的i f 和 n e t s c a p e公司的 n a v i g a t o r ) ，事实上现在几乎所有浏览器都支持 h t m l 4 .2和 j a v as c ri p t l .5 。即 使早期的浏览器也可以 很容易 地通过免费升级使之支持相关技术。 用户与系统的所有交互都通过在浏览器中运行的网页完成，包括数据的输入、修改 和查询，以 及文档的管理。由于目 前的操作系统都集成了相关的浏览器软件，因 此， 拥有系统使用权限的 任何一个用户都可以 通过全球任何一台与i n t e rn e t 相连的 计算机 登 陆 道 模具 企 业e r p 系 统 和工 作 流管 理 系 统。 这 样， 极 大 地方 便了 用 户的 操 作 和企 业的运作，为实现家庭办公、移动办公提供了可能。 2 ) e r p 应用层: 企业各部门 在各自 的工作范围内 使用相应的e r p 应用层子模块。 e r p应用层各模块响应客户端的工作请求，做出逻辑计算，将请求的结果返回到客 户端。各模块功能上相对独立，互相之间通过特殊接口 保持通信和数据传递，协同 . 完成外部和内部工作请求州 e r p应用层各模块的调用实际被工作流管理层控制。客户的请求按照工作流管 理层预先的定义发送到相应的e r p 子模块， 处理完成之后，该子模块先读取工作流 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 管理层的定义，然后根据定义将处理结果发送给其它子模块或者客户端。工作流管 理层控制着e r p应用层的内部和外部接口的选择，以及数据的传递方向。 3 ) 工作流管理层:该层主要包括工作流定义工具和工作流控制管理工具。 工作 流定义工具制定了一系列定义规则，它是通过对企业业务流程进行抽象、归纳，同 时结合工作流管理理论而得出。工作流控制管理工具是对配置的工作流，根据企业 的实际需要进行调度、控制197 。工作流管理层同时与e r p 应用层和数据管理层保持 接口 对应，及时处理e r p 应用层产生的数据。 模块 接口 工作流管理层将客户端的请求按照配置的工作流发送给相关e r p 应用层的功能 ，同样，待请求被处理之后，控制处理结果的发送方向，选择相应的数据传递 4 ) 数据管理层:考虑到系统的 实用性和可维护性， 采用 m i c r o s o ft公司的s q l s e r v e r 系统，该系统可与wi n d o w s 2 0 0 0 操作系统良 好集成，而且提供友好的操作界 面， 可以满足模具企业的数据处理需要。由于系统在设计中采用j a v a 技术实现，因 此，该层与e r p 应用层和工作流管理层的数据库接口采用j d b c驱动。 系统与用户的 接口 处设置防火墙用于系统对外的安全屏障， 以 保证系统不受外界 的非正常使用的影响。内部安全机制采用授权、数据私有性、数据完整性和安全管 理等方式1.1 。其中，授权是指，当工作流a访问工作流b时，必须首先注册，得到 工作流 b的授权;数据的私有性是指，对于应用程序数据、工作流控制数据及相关 数据等只对涉及方开放而其他方无访问权;数据完整性表示在数据存储和传递过程 中 采用数据效验循环机制来实现;而安全管理则是应提供密码或口 令的分配、发布 和替换等功能z o 7 采用该体系结构具有如下特点: 一般用户无需关心自 身调用e r p 子模块的权限、 处理结果的 存储路径，以 及下一工作节点用户的 通知【， 门 。工作流管理层会配置好用 户业务处理所需的各方面信息，在工作流运行的过程中发挥总调度的作用。管理层 用户可以在工作流管理层定义、配置企业实际需要的工作流，而不用关心工作流运 行的底层原理。一旦工作流启用，它就能够代替管理层用户进行企业管理和生产协 调。 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 2 . 2 . 2工作流管理系统与 即 各子系统的调用关系 e r p 中的工作流管理子系统作为一个相对独立的功能模块， 与其他系统存在一定 的调用关系，它内置有专门的信息接口 与 e r p其他子模块进行数据交换， 如图2 . 2 所示。 图2 . 2工作流管理系统与e r p 子系统的调用关系 建立工作流的目的是让用户方便、安全、 合理地使用e r p 应用层的各子模块，同 时 合理地管理各模块处理的数据2 s7 。当 e r p的某一模块要执行工作任务时，必须先 通过工作流定义工具得到可执行工作流，工作流控制管理系统得到此信息之后，匹 配出 相应的信息驱动处理方案和工作列表处理程序，以及数据处理模式和版本管理 预定义【13 1 2 11 。一切工作流处理程序就绪后，工作流管理系统再次通过对外的接口 发 出 工作指令， 提交给 e r p子模块，驱动任务的执行(2 ) 。一项工作任务的 执行所调用 的工作流必须经过以上过程的反复循环，通过工作流中的每一个工作节点，才能使 任务得以 完成。 工作流管理系统嵌入到e r p 系统子模块中， 调用各子模块执行工作任务的同时， 也被各子模块调用、 驱动， 处理任务执行过程中的数据。所有信息、数据的 输入与 输出均通过系统的 “ 外部接口”来完成。 一 2 . 3模具企业工作流管理系统的功能组成 工作流管理系统的功能结构图如图2 .3 所示: 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 图2 . 3工作流管理系统功能结构图 根据模具企业的管理特点和e r p 系统对工作流管理的需求， 可以将模具企业e r p 中的工作流管理子系统分为八个模块，其主要功能如下: 1 )工作流定义 工作流的定义直接影响工作流管理的执行效果。通过对模具企业业务流程进行 分析、抽象，按照工作流理论的指导，制定出规范细致的工作流定义。这样的工作 流定义既能够体现模具企业生产管理的特点，又能够保证工作流在企业实际运作中 顺 利 执 行frs 2 )工作流配置 系统为用户提供简单易用的工作流配置界面，方便用户使用，并提供灵活多变 的配置方案，使用户可以根据实际需要配置出多种形式的工作流【w 。工作流的配置 可以将任务指定到人，亦可指定到角色。 3 ) 任务分配 系统可灵活地对工作人员的任务进行分配。它允许用户根据企业的组织结构或 者工作流执行的历史等来进行任务的分配，也可以允许用户指定其他人员来代替他 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 完成某个任务is 9 7 4 )工作流调用 每个项目的处理都由自身的工作流单独支配，因此，一个工作流实例对应一个 项目。 用户在调用工作流的时候，只需要选中某一工作流，同时给出工作项目 文件， 以 及每一工作步骤计划完成时间， 运行该工作流， 立即生成该项目 的该工作流实例， 同时启动运行之。 5 )信息驱动 信息驱动使企业实现无纸化、自动化管理成为可能。任务在工作流中不断地从 一个工作步骤流向 下一个工作步骤，必须依靠信息的驱动【p6 。 主管负责分配工作任 务、指定工作流程，信息驱动程序及时将工作指令传达到相关工作人员，使其作好 工 作 准 备 ys 。 当 工 作 流中 的 前 一 工 作 步 骤 任务 执 行 者 完 成 工 作 并 提 交 之 后 ， 信 息 驱 动程序会立即通知紧后工作步骤的执行者开始工作。重要的是，工作人员获取工作 指令的方式，并非依靠随时进行新工作任务的查询，而是由信息驱动程序将最新的 工作指令突显在工作界面之上，不需要用户主动查询，达到了自 动及时的效果2 7 1 6 ) 用户工作列表 用户可以随时查询自己的工作任务。系统为此设计了两套工作列表，一个是未 完成工作列表，一个是已 完成工作列表。当用户手头有多项任务需要完成时， 如果 没有工作列表提供查询、提示的功能，就有可能遗忘工作，影响生产2 6 1 。并且，工 作列表可以作为用户工作绩效的凭证，提升用户工作成就感。工作列表是企业人员 的得力助手。 7 )工作状态跟踪 用户可以随时掌握工作执行的最新状态，了解工作进度126 1 。特别是主管人员， 只要登陆系统，便可以非常方便的知道每一项工作执行到何处以 及所处的状态。工 作人员是否接受工作任务、是否准时完成