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轻量级工作流在p l m 系统中的应用 摘要 工作流技术是实现业务过程自动化的关键技术，逐渐成为这些年研究热 点。作为过程建模和过程管理的核心技术，它可以与其它系统有效地结合， 生成符合企业需求的各种业务管理系统。传统工作流管理系统的设计从提供 功能齐全的工作流服务角度出发，不可避免地导致了系统架构极为庞大，系 统的复杂性也随着增大。这些问题的存在，使得它们不能快速地根据具体的 应用需求定制，灵活地集成到应用系统。 为了克服传统工作流的不足，结合中小型企业具体的应用需求，提出了 一个轻量级工作流管理系统的框架结构。该架构由核心部分以及具有扩展功 能的组件构成，使得用户不仅可以灵活地定制应用到不同领域的工作流系 统，而且还可以重用功能相同的工作流部件，为工作流的应用提供一种敏捷 开发的解决方法。 p l m 系统是整合企业信息系统的平台，工作流管理是实施p l m 系统过 程管理的重要手段，在实现企业的信息集成、提高企业的管理水平、产品开 发效率等方面发挥着重要的作用。在p l m 中实现工作流管理是企业用户极 其必要的。 论文在简要介绍了p l m 系统、工作流技术研究现状的基础上，对工作 流建模技术进行了总结分析，设计出一种轻量级工作流系统p l m f i o w ，并 对各个模块的具体功能、过程定义的x m l 描述、工作流的执行过程等做了 详细的介绍。结合p l m 系统的应用需求，给出了轻量级工作流在p l m 中的 可行性方案。对中小企业信息化建设起到了一定的指导作用。 关键词：轻量级；工作流管理系统；p l m ；中小企业信息化 轻量级工作流在p l t d 系统中的应用 a b s t r a c t a sa ne s s e n t i a lt e c h n o l o g yt or e a l i z eb u s i n e s sp r o c e s sa u t o m a t i o n w o r k f l o w t e c h n o l o g yb e c o m e sar e s e a r c hh o ts p o tg r a d u a l l yt h e s ey e a r s a sak e r n e l t e c h n o l o g yo fp r o c e s sm o d e l i n ga n dp r o c e s sm a n a g e m e n t ，w o r k f l o wt e c h n o l o g y c a l lb ei n t e g r a t e de f f i c i e n t l yw i t ho t h e ri n f o r m a t i o ns y s t e m sa n db eb u i l ti n t oa v a r i e t yo f b u s i n e s sm a n a g e m e n ts y s t e m sc a t e rf o re m e r p r i s e s t h ep u r p o s ed e s i g n o ft r a d i t i o n a lw o r k f l o wa r c h i t e c t u r e sa i m sa tp r o v i d i n gf u l lf l e d g e ds u p p o r tf o r t h ew i d e s tp o s s i b l e a p p l i c a t i o ns p e c t r u m ，c o n s e q u e n t l y , m o s tw o r k f l o w m a n a g e m e n ts y s t e m sa l eb o t hh e a v y w e i g h t a n d c o m p l i c a t e d a d d i t i o n a l l y , c u r r e n tw o r k n o ws y s t e m sa l eh a r dt oi n t e g r a t ew i t ho t h e re n v i r o n m e n t s t h es o l u t i o nt ot h ep r e v i o u sp r o b l e m si n t r o d u c e d h e r ei sal i g h t w e i g h t w o r k f l o wa r c h i t e c t u r et h a te n a b l e ss o f l w a md e v e l o p e r st op i c ka n dc h o o s et h e w o r k f l o wf e a t u r e st h e yn e e d a tt h ec o r eo ft h ea r c h i t e c t u r e ，s e v e r a lc o m p o n e n t s p r o v i d e b a s i cw o r k f l o w f u n c t i o n a l i t y a d d i t i o n a lc o m p o n e n t si m p l e m e n t a d v a n c e dw o r k f l o wf e a t u r e s p l mi sap l a t f o r mo ft h ei n f o r m a t i o ns y s t e m s w o r k f l o wi sa ni m p o r t a n t m e t h o dt oi m p l e m e n tp l m i ti sp l a y i n ga ni m p o r t a n tr o l ei nr e s p e c to fr e a l i z i n g t h ei n f o r m a t i o ni n t e g r a t i o no fe n t e r p r i s e s ，i m p r o v i n gt h em a n a g e m e n tl e v e l so f e n t e r p r i s e s ，p r o d u c td e v e l o p m e n te f f i c i e n c y e r e i ti s v e r yn e c e s s a r yt o i m p l e m e mw o r k f l o wi np l m t h et h e s i si so nt h eb a s i so ft h ec l l r r e ms i t u a t i o no fw o r k f l o wa n dt h ep l m w o r kb f i e f l y ，h a v ed e s i g n e dal i g h t w e i g h tw o r k f l o wf r a m e w o r k - - p l m f l o w , a n d t h e ng i v e sad e t m l e db r i e f i n go ft h ef u n c t i o n ，t h ed e s c r i p t i o no fp r o c e s sw i t h x m l ，t h ei m p l e m e n t a t i o no f p r o c e s s ，e t c a c c o r dw i t ht h ea p p l i c a t i o nd e m a n d f b rp l m p r o v i d et h ef e a s i b l es c h e m ef l o w i n g i tp l a y sac e r t a i ng u i d a n c er o l et o t h ei n f o r m a t i o nc o n s t r u c t i o no fs m e s k e yw o r d s ：l i g h t w e i g h t ；w o r k f l o wm a n a g e m e n ts y s t e m ；p l m ；s m e i n f o r m a t i o n i i 轻量级工作流在p l m 系统中的应用 1 i 引言 第一章绪论 随着我国现代化进程的推进，现代信息技术的发展把企业信息化建设带 入了自动化、网络化的新阶段。同时我国市场逐渐开放，市场竞争也越来越 激烈，越来越多的企业意识到创新以及科学的管理的重要性，大量企业管理 系统如：e r p 、p d m 、s c m 、o a 、c i t m 等各种各样的信息化软件得到了广 泛的研究和应用【4 】。它们的出现，在降低生产成本，缩短研发周期，提高产 品创新性等方面起到了很大作用。作为一种企业信息化战略提出p l m 的概 念，它是一种综合的企业信息化整合平台，整合了e r p 、c r m 、s c m 、p d m 等信息化管理软件。 工作流技术作为现代企业实现过程管理与过程控制的一项关键技术始 于二十世纪七十年代的办公自动化系统( o a ) 、图象处理等领域【i l 。随着 i n t e m e t 应用日益普及、计算机与网络技术迅速发展，c l i e n t s e r v e r 体系结构 和分布式处理技术的广泛应用以及企业集团化的发展，工作流系统成为同化 企业复杂信息环境，实现业务流程自动执行的必要工具，以此达到提高工作 效率、降低生产成本、提高企业生产经营管理水平和企业竞争力的目的。工 作流系统是组成p l m 主要部分，是p l m 系统的核心功能之一，它为企业 经营过程提供了一个从模型分析、建立、管理到运行的完整框架，并通过一 套集成化、互操作的软件工具为这个框架提供全过程的支持，可以作为企业 信息集成的使能工具。工作流在p l m 系统的发展中，是一个相当重要的里 程碑，以工作流为基础配置可重构的p l m 系统，将具有更好的集成性，更 长的生命周期。 1 2 问题的提出 传统意义上的工作流管理系统的设计提供的功能是比较全面的，适应范 轻量级工作漉在p l m 系统中的应用 围也很广。但是这样的工作流产品存在着显著的缺点：系统架构庞大，复杂 性高；以集成的方式实现，具有一套独特的体系结构，从中分离出某个功能 模块难度非常大；庞大体系的构成费用非常惊人。对于些资金不是太雄厚 的企业特别是中小型企业来说不能承受。这些问题的存在，使得传统的工作 流管理系统不能快速的根据时间需求定制，灵活的集成到应用系统中，以满 足广大企业信息化建设的需求。 为了克服当前传统工作流的不足，满足中小企业的应用需求，需要这样 一种工作流管理系统，它从灵活和低成本的设计原则出发，不追求工作流引 擎的完备与复杂，只是实现其中必不可少的功能和特征，而且能够任意集成 第3 方的应用，它能够快速、灵话的应用到企业的信息系统中去。因此，我 们提出了轻量级工作流管理系统的概念，它从企业的实际出发，根据企业实 际所需的业务流程进行定制，并迅速的整合到企业现有的管理系统中去，从 而解决企业实际应用需求。 1 3 国内外研究现状 工作流技术作为一种新兴的企业信息化技术受到人们的广泛关注，对其 进行的研究和应用也在不断的增长，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 ，w f i v l c ) 颁廊了一系列工作流产品标准， 其中包括：工作流参考模型、工作流术语表、工作流管理系统各部分间接口 规格、工作流产品的互操作标准等。工作流产品标准的颁布加速了工作流技 术的商品化。 1 。3 1 国外研究现状 国外的研究已经有了很多成熟产品的出现，比如i b m 公司的m q s e f i e s w o r k f l o w 、u l t i m u s 公司的u l t i m u sw o r k f l o ws u i t e 、a c t i o nt e c h n o l o g i e si n c 的m e t r o 等【l l ，经过多年的发展，功能强大、模块众多、配置和接口多样灵 活，对高端客户或工作流软件经验丰富的用户来说是不错选择，但是对只需 实现必要功能模块的中、小型项目的支持力度是远远不够的。 轻量级工作流在p l m 系统中的应用 针对以上问题已有学者对轻量级工作流做了有益探索。d r a g o s m a n o l c s c u 设计实现了一个轻量级的工作流管理系统，他将m i c r o w o r k f l o w 分为核心组件和扩展组件，设计了一款工作流引擎，它从嵌入式的角度来研 究轻量级工作流系统，但不能够遵循w f m c 的工作流参考模型标准，这样就 很难实现系统的可移植。另外其他的研究机构和人员也设计出了一些成型的 产品，但是把这些系统集成到面向对象的应用程序时非常困难的。 1 3 2 国内研究现状 国内也有一些公司和研究机构对工作流技术进行了研究，比较著名的工 作流产品提供商为：西安协同数码股份有限公司、东方易维公司、上海携刨 软件技术有限公司、上海东兰科技发展有限公司、神州数码等。但是相对于 国外来说，成熟的产品还是比较少。 中科院计算技术研究所的何清法等在基于关系结构的轻量级工作流引 擎一文中设计了一种基于关系结构的轻量级工作流引擎f 耕，将工作流引擎 构建在关系数据库中，将工作流引擎分成机构模型、信息模型和控制模型等。 它的目的是利用成熟的关系数据库技术来降低工作流开发过程中的技术难 度和工作量，依据工作流引擎所提供的功能方便的嵌入到应用系统的开发环 境中。中国科学院沈阳自动化研究所的赖祥宇等在基于c o m + 的轻量级 工作流引擎一文中提出了一种基于c o m + 的轻量级工作流引擎【1 2 】，这种 引擎具有独立性、互操作性、可配置性、低耦合度、安全性、重用性、移植 性、可扩展性等诸多优点；但是对其他操作系统的支持力度不够，兼容性不 强。 综上，对轻量级工作流系统的研究已经取得了一些成果，基于不同技术 的轻量级工作流对我们的科研和应用有一定的指导意义，但是这些技术均有 其不足之处，还不能够达到理想的效果。 1 4 课题研究的目的和意义 工作流管理系统作为一种业务过程自动化处理软件，其应用越来越广 轻量级工作流在p l t , t 系统中的应用 泛，较为成熟的产品推出的也不少，通过对工作流技术以及p l m 系统的研 究，有助于提高我们对相关技术的研究层次。工作流技术主要是国外的学者 发动的，国内相关方面的研究与国外相比有很大的差距，有待进一步提高。 掌握核心工作流技术对于企业实施业务流程重组及其自动化具有非常现实 的意义。此外，轻量级工作流对中小企业实施信息化是一个非常好的方案， 有助于将更多的计算机技术和自动化技术应用到他们的业务中，提高企业的 运作效率，与规模更大的公司在同一水平层次上进行竞争而不至于被剥夺使 用先进技术方案来提升他们业务能力的权利。 轻量级工作流引擎的概念的提出，给开发工作流管理系统的开发人员开 辟了一条新的道路。轻量级的概念让我们可以从一般性的而又简单的业务入 手，为企事业快速的开发出一个适应他们本身业务需求的而又带有可扩展性 可移植性的信息管理系统，实现企业的快速开发和敏捷制造，为他们提高工 作效率，并保证在一段很长的时间内满足不断增加的业务需求。 p l m 系统中的许多业务流程，如文档管理、项目管理、供应链管理等都 可以适当考虑利用工作流加以处理。目前轻量级工作流在p l m 系统种的应 用研究还处于起步阶段，对这方面的研究和应用应该有广阔的理论价值和应 用前景。 1 。5 本文的工作 本文主要根据工作流系统以及p l m 的相关的概念和已有的研究成果， 提出一种轻量级工作流架构，这种架构的核心是几个组件提供工作流的基本 功能，软件开发者可以根据实际的需要选择企业各自需要的工作流程，也可 以通过扩展架构的核心部分，添加新的组件来提供更多的功能。另外，对轻 量级工作流在产品生命周期管理中的应用也做了一些有益的探索。 本课题的主要研究工作如下： 1 、对工作流建模理论、技术以及工作流定义语言进行分析总结，提出一 种适合于轻量级工作流的模型和过程描述； 2 、对轻量级工作流的架构进行探讨、归类并扩展，以便于工作流系统设 4 轻量级工作流在p i , t 系统中的应用 计和实现； 3 、在分析综合已有的产品的基础上，提出解决实际工作流程需要的轻量 级方案，应用于实际的工作流系统构建中，以提高开发部署进度并切实的满 足企业需求、降低企业实施成本、提高企业的生产效率； 4 、结合p l m 系统的应用，特别是中小企业p l m 系统的实施过程，研 究企业p l m 系统所需的流程，确定轻量级工作流在p l m 系统中实施的方案， 并取得一定的实效。 1 6 论文的组织结构 论文一共分为七章，后续章节的组织如下： 第二章工作流技术综述，介绍工作流系统的基本概念和和传统工作流管 理系统的架构，介绍几种传统以及轻量级工作流的方案，总结传统工作流的 不足点，分析轻量级工作流的优越性。 第三章对p l m 系统做简单的介绍，对p l m 系统的发展历程进行总体的 把握，给出了企业信息化管理框架p l m 的解决方案，p l m 系统的功能以及 实施p l m 的意义。 第四章对轻量级工作流管理系统的总体结构，工作流系统中的基本构成 组件，各个模块的功能进行设计，给出了过程定义的x m l 描述，对工作流 的执行过程进行了较为详细的介绍。 第五章根据企业实际出发对工作流在p l m 系统中的应用做了分析，特 别对中小企业实施p l m 系统的轻量级工作流管理进行了可行性的分析。 第六章对p l m 系统中的流程管理模型以及产品开发流程进行描述，结 合p l m 系统中的流程，运用轻量级工作流进行构建，并对p l m f i o w 的相关 界面进行了介绍。 第七章对全文进行总结，并对未来的工作进行展望。 轻量级工作流在p l m 系统中的应用 第二章工作流技术综述 工作流相关概念的提出起源于早期的办公自动化领域，目的是将工作流 分解成为任务、角色等，按照一定的业务规则来执行这些任务并对过程进行 监控，以达到企业降低生产成本、提高生产效率、经营管理水平、企业竞争 力的目的。 1 9 9 4 年，工作流联盟发布了工作流系统参考模型。它详细描述了工作流 系统的有关概念，并在此基础上给出了w f m s 各主要组成部分、各部分的 功能及相互之间的接口，主要目的是为了实现工作流技术的标准化和开放 性。 2 1 工作流参考模型、体系结构及相关概念 2 1 1 工作流参考模型 工作流联盟在其发布的工作流参考模型中定义了工作流管理系统的结 构及其与应用、管理工具和其它工作流管理系统之间的应用编程接口，如图 2 - - 1 所示。图中规定了参考模型包含的五类接口，分别是1 2 0 ： 接口1 ：过程定义输入输出接口，这是工作流服务与工作流建模之间的 接口，该接口提供的功能包括通信建立，工作流模型操作和工作流模型对象 操作。 接口2 ：客户端应用接口，这是工作流服务与客户应用之间的接口，这 是最主要的接口规范，它约定所有客户方应用与工作流服务之间的功能操作 方式。包括通信建立，工作流定义操作( 对过程模型定义操作) ，过程实例 管理功能，过程状态管理功能，任务项列表，任务项处理功能，数据处理过程， 过程监控功能，其它的管理功能，应用程序激活。 接口3 ：激活应用程序接口，这是工作流引擎和直接调用的应用程序之 间的接口，包括通信建立，活动管理功能，数据处理功能。 轻量级工作流在p l m 系统中的应用 图2 1 工作流管理系统参考模型 接口4 ：工作流执行服务之间的互操作接口，这是工作流管理系统之间 的互操作接口，包括连接的建立，对工作流模型和其中对象的操作，对过程 实例的控制和状态描述，对活动的管理，对资料进行处理。 接口5 ：系统管理与监控接口，这是工作流服务和工作流管理工具之间 的接口，包括资源控制、角色管理、用户管理、过程实例的管理、状态管理、 审核管理。 五个接口以及对应的a p i 函数包含了工作流管理系统的全部功能。在参 考模型中，还定义了五个主要部分：流程定义工具、工作流实施服务、管理 和监控工具、工作流客户端应用和被调用的应用等。下面做简要介绍。 流程定义工具( p r o c e s sd e f i n i t i o nt 0 0 1 ) 管理流程定义的工具，它可能通过可视化方式把复杂的流程定义显示出 来并加以操作，流程定义工具同工作流执行服务交互。 工作流实施服务( w o r k f l o we n a c t m e n ts e r v i c e ) 轻重级工作流在p l m 系统中的应用 工作流管理系统的核心部件，功能包括创建、管理流程定义；创建、管 理和执行流程实例；在执行上述功能的同时，应用程序可能会通过编程接口 同工作流执行服务交互。 管理和监控工具( a d m i n i s t r a t i o n & m o n i t o r i n gt o o l s ) 主要指组织机构、角色等数据的维护管理和流程执行情况的监控；管理 监控工具同工作流执行服务交互。 工作流客户端应用( w o r k f l o wc l i e n ta p p l i c a t i o n ) 通过请求的方式同工作流执行服务交互的应用，也就是说是客户端应用 调用工作流执行服务；客户端应用同工作流执行服务交互。 被调用的应用( i n v o k e da p p l i c a t i o n s ) 被工作流执行服务调用的应用；调用应用同工作流执行服务交互。为了 协作完成一个流程实例的执行，不同的工作流执行服务之间进行交互。 2 1 2 工作流管理系统体系结构 工作流管理系统是定义工作流模型，建立工作流实例和管理工作流执行 的系统，工作流管理系统的体系结构就是工作流参考模型中所指的产品实现 模型，它通过运行一个或多个叫做工作流引擎的软件来解释过程定义，与工 作流的参与者( 人或应用程序) 交互，推进工作流实例的执行、监控工作流的 运行状态，为开发协同工作的工作流系统奠定了基础。工作流管理系统的体 系机构【1 1 如图2 2 ： 在体系结构中，我们可以看出，工作流管理系统主要包括；软件构件、 系统控制数据、其他外部应用与应用数据等。 l 、软件构件：工作流管理系统中的软件构件是实现工作流管理的基本 构件，负责整个工作流管理的基本功能实现。它包括：工作流模型建立，工 作流执行服务，客户应用管理。 2 、系统控制数据：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。它是工作流执行服务对其进行控制， 用于处理过程或活动实例所需的数据。 轻量级工作流在p l m 系统中的应用 e ， 口 系统拉捌羲掘 井弗产晶t 据 图2 2 工作流管理系统体系结构 3 、其他外部应用与应用数据：工作流管理系统在设计和实施中与不同 的应用系统进行交互时，要提供足够的灵活性。通过建立应用接口规范和提 供标准的a p i 函数在不同的系统问进行交互。应用数据，是指由应用程序操 作的数据，反映的是具体业务的实际内容信息，它是在整个流程中进行流动。 2 1 3 工作流相关概念 工作流管理联盟对工作流相关术语做了规定，以解决工作流没有统一定 义的问题。下面介绍工作流相关的一些概念n 】。 轻量级工作流在p 埘系统中的应用 t 作流( w o r k f l o w ) 一类能够完全或者部分自动执行的经营过程，它根据一系列过程规则、 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。 工作流管理系统( w o r k f l o wm a n a g e m e n ts y s t e m ) 一种能定义、创建和管理工作流执行的系统。它可通过单个或多个工作 流机运行，并能存储和解释过程定义。 活动( a c t i v i t y ) 流程中的一个逻辑工作单元，完成某种特定的功能。 业务流程( b u s i n e s sp r o c e s s ) 一个或多个以一定规则链接在一起的，是实现同一业务目的的程序以及 活动的集合。业务流程由一系列的活动组成，包括自动活动和人工处理活动 等。一个流程有等待激活、运行、挂起和完成4 个状态。如图： 图2 3 工作流流程状态图 l 、开始( i n i t i a t e d ) 等待激活状态，这时流程实例已经被创建，但是还 没有被激活； 2 、运行( r u n n i n g ) 流程正在处理状态； 3 、挂起( s u s p e n d e d ) 发生异常，中止处理状态； 4 、完成( c o m p l e t e ) 执行完成状态。 流程定义( p r o c e s sd e f m i t i o n ) 业务流程的形式化表示，它由工作流管理系统解释和执行。流程定义通 常包含组成此流程的活动，以及它们之间的关联、起始等信息。 流程实例( p r o c e s si n s t a n c e ) 轻量级工作流在p l m 系统中的应用 一个流程的一次执行，也就是流程定义实例化的过程。 参与者( p a r t i c i p a n t ) 流程中一个任务的具体执行者。参与者可以根据部门，所属工作组或者 根据角色进行分配，以完成流程。 任务( t a s k ) 在流程实例中分配给参与者处理的具体的活动实例。 被激活的应用( i n v o k e da p p l i c a t i o n ) 自动化活动对应需要调用的应用程序。 2 2 传统工作流相关产品简介 当前已经有了很多的工作流管理系统，提供工作流管理系统的供应商大 约有2 0 0 家，表明工作流管理系统在企业信息化的过程中的作用越来越重要， 为了对当代工作流管理系统有一定的印象，我们简单分析以下几种产品。 s t a f f w a r e 5 1 是世界上应用最广泛的工作流管理系统之一。g a r t n e rg r o u p 估计s t a f f w a r e 约占2 5 的全球市场份额，s t a f f w a r e 主要提供以下几个组件 构成：图形化工作流定义器( g w d ) 、图形化表格设计器( g f d ) 、工作队 列管理( w q m ) 、s t a f f w a r e 服务器( s s ) 、s t a f f w a r e 管理器( s a m ) 、审计 追踪器( a = r ) 。s t a f f w a r e 的组件可以很容易的映射到工作流管理联盟的参考 模型。 s t a l 轴a r e 使用专用的建模语言。任务被描述成步骤：自动化步骤( 提供 给应用程序而不是终端用户) 、正常步骤( 终端用户执行) 、事件步骤( 外部 事件触发) 。s t a f f w a r e 没有为组织的建模提供专门的工具，而是使用工作队 列的概念，相当于资源分类。每个队列和一些用户相关。每个用户能看到自 己所属的工作队列。工作项可以被放入一个或者多个工作队列。 轻量级工作流在p i m 系统中的应用 2 2 2 m e n t o r m e n t o r i i l 是a c t i o n t e c h n o l o g i e s 公司的产品。为了支持异构环境下的各 种应用系统，m e n t o r 开发的工作流管理系统以o r b i x 作为底层的支持系统， 通过o r b 传递参数和激活应用程序。体系结构如图2 4 所示。 所有需要激活的应用程序都封装成0 r b 对象，并提供l d l 调用接口。 m e n t o r 的工作流产品还包括：工作流机、通信管理器、t p 管理器( t u x e d o ) 、 日志管理器、历史管理器、任务表管理器等。 m e n t o r 整套系统包含由软件包、过程编辑器、服务器三个部分组成。主 要适合于客户查询、关键的经营过程、业务管理、r r 服务等。 图2 4m e n t o r 的系统体系结构图 2 3 轻量级工作流相关产品简介 工作流的研究者们从面向工作流的开发者的角度给出了轻量级的工作 流架构，我们简单介绍几种轻量级工作流产品。 轻量级工作流在p l m 系统中的应用 2 3 1i j i 脉a f l o w u l t r a f l o w 【3 5 1 是种商效的轻量级解决方案。它能无缝集成到已经存在 的系统中去，企业不必事先定义内部结构，强大的图形设计界面，方便的创 建商业进程。 它的特点是：l i g h tw e i g h t ，独立的组件不依赖于其他的系统：f l e x i b l e ， 灵活应用，利用基于语言的规则能描述进程所有的方面：控制流程，描述数 据流，角色分配，只含特定应用相关的组件；p o w e r f u l ，支持子流程，可同 时有多个流程，定义一次可创建多个实例；w e l l - - f o u n d e d ，强大的理论支 持( u l t r ar e s e a r c h p r o j e c t ) 。它的结构图2 5 所示： 图2 5u l t r a f l o w 体系结构图 2 3 2 e - w a yw o r k f l o w e - w a yw o r k f l o w l 3 6 】是我国东方易维公司出品的一种基于j 2 e e 的轻量级 嵌入式工作流引擎，是一种功能强大的基于j 2 e e 、e j b 和x m l 的流程和工 轻量级工作流在p l m 系统中的应用 作流引擎，可实现业务流程及其应用组装的自动化运行和管理、监控过程。 该系统包括基本的工作流功能：业务建模、业务执行、业务管理和监视。 系统的功能模块由工作流引擎( e n g i n e ) 、业务流程图形化建模工具( s t u d i o ) 、 工作单工具( w o r l d i s t ) 、工作流管理台( a d m i n i s t r a t o rc o n s o l e ) 组成。e - w a y 工作流系统定位于轻量级嵌入系统，致力于无缝集成于用户系统中，通过二 次开发实现企业所需的业务流程的集成。 2 4 本章小结 本章对工作流参考模型以及工作流管理系统模型体系结构、工作流中涉 及的基本的概念做了相关的介绍，井通过对几种传统工作流和轻量级工作流 产品的介绍，为轻量级工作流引擎的设计和实现奠定了理论基础。 轻量级工作流在p l m 系统中的应用 第三章p l m 系统介绍 随着我国市场的逐渐开放，企业面临着全球化的竞争，尤其是中小企业 面临的压力更大。新产品的更新加快，企业最根本的问题是增强自主创新和 竞争能力，尤其是自主产品的研发。企业要增强产品的开发能力，需要有效 的管理、控制和使用产品生命周期中的各种信息。随着计算机技术的发展以 及c a d 、c a e 、c a p p 、c a m 系统的广泛应用，企业的产品自主研发能力 在不断的增强，但必须清醒的认识到，这些计算机系统只能是解决企业产品 生产中的一些局部的问题，如产品的设计、产品生产过程的管理等。从企业 的发展角度来看，应该建立一个满足企业产品生命周期管理的信息管理框 架。组织规范企业急剧增长的各种数据资源，使产品生命周期中的产品数据、 技术文档、工作流程、工程更改、项目管理等能够有效的进行交换、集成和 共享，实现产品生命周期的信息、过程集成和协同应用，这样就产生了产品 生命周期管理系统( p r o d u c tl i f e c y e l em a n a g e m e n t ，p l m ) 。 3 1p l m 系统的发展历程和实施意义 3 1 1p l m 系统的发展历程 2 0 世纪7 0 年代中期到8 0 年代初，美、英等国的企业开始大量的应用计 算机技术，c a d 、c a e 、c a p p 、c a m 在制造企业中的广泛的应用，我们必 须清醒的认识到，这些应用系统只能满足企业产品设计和生产过程中的一些 局部问题，并且由于很多计算机异构系统的应用，又带来了一系列新的问题， 比如，c a d 设计信息与下游的c a p p 、c a m 的信息集成等问题。随着计算 机应用的深入，企业中的电子数据资源正以令人难以想象的速度急剧的膨 胀，给企业带来了巨大的压力，主要问题是：数据的种类繁多、检索困难、 流向不明、无法共享，甚至会出现数据泛滥。如果没有一种计算机系统支持 有效、透明的数据管理方法，企业中的数据资源对于企业来说不能产出应有 轻量级工作流在p l m 系统中的应用 的价值。另外，制造企业的产品生命周期管理中，顺着产品设计开发和生产 制造这一主线，可以发现很多相互独立的计算机应用系统，形成了信息处理 的孤岛。因此，有效的管理、控制和利用产品生命周期中产生的技术数据和 过程活动，利用统一的用户界面对数据和过程进行管理，并对所有用户的数 据存取进行控制，是现代企业所面临的课题。 3 1 2 企业实施p l m 系统的意义 随着自动化以及网络技术的广泛应用，企业迫切需要将信息技术、现代 管理技术、制造技术进行有机的结合，对产品生命周期中的各个阶段的数据 资源、产品信息、开发过程和生产资源进行有效的管理，以此来提高企业的 市场应变能力和竞争能力。 产品生命周期管理在实现企业的信息集成、提高企业的管理水平、产品 开发效率等方面发挥着重要的作用【3 】，企业实施产品生命周期管理系统具有 重要意义。 1 、便于企业对数据资源的分类管理，提高检索速度和产品开发效率。 设计人员在查找资料和图纸信息方面花费约3 0 7 0 的时间。通过建 立p l m 系统，企业可以对设计、生产、经营过程中产生的动态数据、图纸、 技术文档、设备数据等数据进行分门别类的管理，在此基础上帮助产品开发 人员和管理人员依据相应的权限快速的查找和检索所需数据，以提高产品开 发的效率。 2 、实现产品开发流程的规范化管理。 实施p l m 系统的过程中，可以帮助企业理顺开发流程，实现过程管理 的规范化。p l m 系统可以通过自动数据发布和电子审签程序加强流程控制， 使核心的任务得到有效的管理和控制。 3 、实现产品设计过程中所需信息的集成。 现在的制造企业广泛采用商品化的c a d 、c a p p 、c a m 系统，这些系 统在产品的设计、工艺的规划等方面起到了重要的作用。但是各个系统相互 独立，不能实现系统间信息的自动传递和交换，也就是“信息孤岛”，p l m 轻量级工作流在p l m 系统中的应用 系统是一种有效的集成平台，不同的c a d 、c a p p 、c a m 系统都可以p l m 中提取所需的信息，从而实现集成。 4 ，采用有效的版本管理、工程办公管理，保证产品数据的准确性、一 致性。 有效的管理可以使所有的开发人员可以对同一数据对象进行操作，也就 是可以保证开发人员共享到数据的最新版本，避免设计上的重复和不一致， 避免设计数据的错误和不一致情况的发生，同时提高数据使用的安全性。而 且，版本管理还可以保证产品开发过程的可追溯性。另外，可以有效的管理 产品生命周期中的工程变更。 5 、实现不同部门的产品信息传递 p l m 系统提供了产品整个生命周期的数据和模型，是贯通产品设计、工 艺规划、制造资源和管理信息系统之间信息传递的桥梁纽带，从而实现制造 企业跨部门的产品信息传递。 产品生命周期管理可以实现以产品为核心的协同运作。企业即可以管理 产品不同阶段的内部信息，又可以实现不同阶段之间的信息整合，使产品生 命周期的各种信息能够有效的管理、交换和共享。从企业的经济效益的角度 来看，有效的实施p l m 系统可以达到降低产品成本、缩短产品开发时问、 改进产品的目的。 3 2p l m 系统的概念及功能分析 2 0 世纪8 0 年代后，网络技术和先进制造模式的发展使得企业迫切需要 将信息技术、现代管理技术、制造技术相结合，对产品的信息、过程信息和 资源信息进行管理，支持企业不同应用领域的集成和协作，提高企业的市场 应变能力和核心竞争力，因此产品生命周期管理的理念应运而生。 3 2 1p l m 系统的概念 p l m 是一种新的管理思想和新兴技术。关于p l m 的概念目前还没有一 个公认的定义和诠释，国外的一些著名公司，如c i m d a t a 、a m r 、c o l l a b o r a t i v e 轻量级工作流在p l b l 系统中的应用 v i s i o n s 、a b e r d e e n 、e d s 公司根据各自对p l m 的理解以及功能组成给出了 各自的观点，虽然各不相同，但是有一点是公认的：p l m 的理念倡导的是对 企业信息的科学管理和技术的密切结合。p l m 不仅是从技术层面上的问题， 更重要的是经营理念、发展战略、组织管理和业务流程等层面上进行的变革。 结合国际上一些权威机构、公司的给出的概念以及笔者的理解，我们给 出p l m 的概念：产品生命周期管理( p u ) 是一项企业信息化战略，是企 业信息基础框架。它提供产品整个生命周期中从产品需求、设计开发、流程 设计、生产制造、采购销售、售后服务、产品消亡等信息的描述以及管理， 把产品生命周期中所涉及的人、过程和信息进行有效的集成，实现以产品为 核心的协同开发、制造和管理。 所以说，p l m 不仅仅是一种工具，更重要的是面向产品创新的一种知识 管理和流程优化的理念，同时通过各种计算机信息系统的工具集成得以实 现，它的目标是跟踪、组织、访问和管理产品的设计开发、生产制造、使用 维护和售后服务等生命周期过程中的所有的数据信息。 3 2 2 p l m 系统的功能分析 p l m 系统是在p d m ( p r o d u c td a t am a n a g e m e n t ) 技术的基础上发展起 来的，是p d m 功能的延伸，p l m 完全包含了p d m 中的全部内容和功能， 但是p l m 又强调了对产品生命周期内跨供应链的所有信息进行管理和利用 的理念，这是它跟p d m 的本质区别。 产品生命周期是p l m 的主线，通过对产品生命周期的分析，可以了解 到p l m 需要管理哪些阶段，哪些内容，以及需要提供哪些功能。在产品生 命周期的不同阶段，系统具有不同的功能特征；在用户需求阶段，系统主要 完成的任务是对市场以及用户需求进行合理分析，结合企业的资源，确定产 品的发展战略；概念设计阶段，需要确定企业实现产品功能所采用的方案； 在产品详细设计阶段，解决对产品的各个部件的数字化设计、产品的仿真分 析和优化，选择合适的供应商来协同零部件的设计；在新产品的试制阶段， 需要完成新产品的设计定型；新产品的生产准备阶段里面，需要进行工艺工 轻量级工作流在p l m 系统中的应用 装的设计制造、生产线的选择改造、采购准备和新产品的市场测试等工作： 生产销售阶段，p l m 系统关注供应链的管理( s c m ) 、客户关系管j 堑( c r m ) 等 问题。 p l m 管理功能覆盖这个产品各个阶段的业务管理，不仅包括各阶段的客 户需求、概念设计、详细设计、工艺设计、试制试验、生产准备、供应链等 各种信息，此外还需集成c a d 、c a e 、c a m 、s c m 、c r m 等各种应用工具。 但是p l m 核心功能是实现用户的数据存取、获取和管理。 根据企业产品在其生命周期各阶段的支持工具，形成一个完整的p l m 系统功能框架。这个框架中集成了其他的计算机信息系统如c a d 、c a m 、 c r m 等应用工具，p l m 将这些系统所产生的产品信息进行获取、处理、传 递和存储。p l m 的功能框架如图3 1 。 e r p s c m 产品趣台骨跫 诗崩智理瑗目管理 鬣材料采购 雒作和侠鹿龋管理 避教管辟 辨目产品致计 一 产裱设计l 异c a d 撬醯 过程t 授 e r p 客；桑誊爹4 一c r m蒲承管纛c = = 翻 产品结构i l o m产品数据发布 空栉臀理 配餮臀珲 t 露变更管理产晶教捌臂理c p d m ) e r p s c m c r m 图3 一lp l m 功能框架 l 、产品数据管理。p d m 是p l m 的基础。p d m 是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。与产品相关的所有信息，包括零部 件信息、产品结构配置信息、c a d 图文档、审批信息等；与产品相关的过 程，包括：工作流程、审批，发放、工程更改等的定义与监控。p d m 的核心 价值在于能够使所有与项目相关的人在整个产品数据的生命周期中共享与 产品相关的各种异构数据。 2 、客户需求管理( c u s t o m e r n e e d sm a n a g e m e n t ，c n m ) 。c n m 主要完 轻量级工作流在p l m 系统中的应用 成系统的采集、分析客户和市场需求，通过分析用户的需求评估企业的产品 设计和制造能力。 3 、协同产品设计( c o l l a b o r a t i v ep r o d u c td e s i g n ，c p d ) 。协同产品设计 主要提供设计过程的交互，与项目相关人员共享设计信息，浏览设计相关信 息以及对项目设计信息的修改。 4 、客户关系管理( c u s t o m e rr e l a t i o n s h i pm a n a g e m e n t ，c r m ) 。c r m 是 以客户为核心的企业营销的技术实现和管理实现，是选择和管理有价值客户 及其关系的一种商业策略，一种对以客户为导向的企业营销管理的系统工 程。 5 、供应链管理( s u p p l yc h a i nm a n a g e m e n t ，s c m ) 。是对供应、需求、 原材料采购、市场、生产，库存、定单、分销发货等的管理，包括了从生产 到发货、从供应商到顾客的每一个环节。是一种整合整个供应链信