（机械制造及其自动化专业论文）基于工作流的生产物流管理系统的研究与实现.pdf

摘要 摘要 生产物流管理系统作为企业实现信息化管理的手段之一，是制造型企业向前 发展的重要推动因素。对企业的工艺、物流及仓库进行有效的管理有助于企业提 高效率、扩大产能、降低成本，使企业在激烈的市场竞争中立于不败之地。 工作流技术的运用是企业实现过程化管理的根本。行之有效的工作流管理模 式能使企业实时地监控产品生产流程，获取产品生产的最新状况，增强企业的风 险管控，提高企业的管理水平。计算机支持的协同技术作为工作流技术的辅助手 段，使管理者能够更好地参与生产过程管理，协助完成产品生产物流的管控。 文中详述了课题的主要理论及生产物流管理系统的设计及实现。本文研究了 工作流技术、计算机支持的协同技术、生产物流管理系统及其结构，阐述了两种 技术在生产物流管理系统中的应用。 本文将计算机支持的协同技术与工作流技术相结合，并将其应用于生产物流 管理软件中，针对江铃汽车集团的项目需求，设计并实现了以仓储管理模块为核 心，工艺管理和物流管理为辅助工具的软件系统。系统支持工艺管理、物流管理 和仓储管理，系统的成功上线运行帮助企业实现生产物流管理，达到转变管理方 式的目的。 在制造业面临全球性市场、资源、技术、人员竞争时，生产物流管理系统的 设计有利于帮助推动企业信息化管理进程。工作流中间件进行有效的重用可以促 进企业充分利用现有的资源，提高软件产品的质量，增强软件产品的适应性及可 扩展性。 关键词工作流；计算机协同；生产物流；仓储管理 a b s t r a c t a b s t r a c t p r o d u c t i o nl o g i s t i cm a n a g e m e n ts y s t e mi sv a l u a b l et r e a s u r eo fe n t e r p r i s e s t oi m p l e m e n t i n f o r m a t i o n i z a t i o n ，a l li m p o r t a n tf a c t o rf o rt h ed e v e l o p m e n to fe n t e r p r i s e s e f f e c t i v em a n a g e m e n t o ft e c h n i c s ，l o g i s t i ca n ds t o r e h o u s ec a nm a k et h ec o m p a n yi m p r o v ee f f i c i e n c y , e n h a n c eo u t p u t , r e d u c ec o s t ，r e m a i ni n v i n c i b l ei nt h em a r k e tc o m p e t i t i o n w o r k f l o wi st h ev i t a lt e c h n o l o g yo fe n t e r p f i s e st oi m p l e m e n tp r o c e s sm a n a g e m e n t s u i t a b l e w o r k f l o wm a n a g e m e n ts y s t e mc a nm a k et h ec o m p a n ym a n a g et h ep r o d u c t i o nf l o wi nt i m e ，g e tt h e s t a t u so f p r o d u c t i o nu pt od a t e ，i m p r o v et h ea b i l i t yo f r i s km a n a g e m e n t ，i m p r o v et h em a n a g e m e n t c o m p u t e rs u p p o r t e dc o o p e r a t i v ew o r ki s a l la s s i s t a n tt e c h n o l o g yo fw o r k f l o w , i tm a k e sm a n a g e r s c a l le f f e c t i v ec o n t r o lt h ep r o d u c t i o n ，c o n t r o lt h el o g i s t i c t h ep a p e ri n l x o d u c e dt h em a i nt h e o r e t i c sa n dt h ed e s i g na n di m p l e m e n to fp r o d u c t i o nl o g i s t i c m a n a g e m e n ts y s t e m t h ep a p e rr e s e a r c h e dt h e w o r k f l o wt e c h n o l o g y , c o m p u t e rs u p p o r t e d c o o p e r a t i v ew o r ka n dt h es t r u c t u r eo ft h ep r o d u c t i o nl o g i s t i cm a n a g e m e n ts y s t e m ，e x p a t i a t e dt h e a p p l i c a t i o no f t h i st w ot e c h n o l o g yt op r o d u c t i o nl o g i s t i cm a n a g e m e n ts y s t e m t h ep a p e re x p a t i a t e dt h ec o m b i n eo fc o m p u t e rs u p p o r t e dc o o p e r a t i v ew o r ka n dw o r k f l o w , a n di m p l e m e n ti tt op r o d u c t i o nl o g i s t i cm a n a g e m e n ts y s t e m a i m e da tt h er e q u i r e m e n to f j i a n g l i n ga u t o m o b i l ec o o p e r a t i o n ，d e s i g n e da n di m p l e m e n t e dt h es y s t e m ，w h i c h i n c l u d e d t e c h n i c sm a n a g e m e n t ，l o g i s t i cm a n a g e m e n ta n ds t o r a g em a n a g e m e n t t h i ss y s t e mm a k et h e c o m p a n yi m p l e m e n tt h ep r o c e s sm a n a g e m e n t p r o d u c t i o nl o g i s t i cm a n a g e m e n ts y s t e mc a na c c e l e r a t et h ei n f o r m a t i o n i z a t i o n ，w h e nt h e m a n u f a c t u r i n gw a sc o n f r o n t e dw i t ht h en a t i o n a lc o m p e t e so fm a r k e t ，代爆o u r c e s ，t e c h n o l o g ya n d e l i t e t h er e u s eo fw o r k f l o wm o d u l ec a nm a k et h eb e s to ft h ef e s o u r c a 嚣o ft h ec o m p a n y , i m p r o v e t h eq u a l i t yo ft h ep r o d u c t ，i m p r o v et h ea d a p t a b i l i t ya n de x p a n s i b i l i t yo ft h es o f t w a r e k e yw o r d sw o r kf l o w ；c o m p u t e rs u p p o r t e dc o o p e r a t i v ew o r k ；p r o d u c t i o nl o g i s t i c m a n a g e m e n ts y s t e m ；s t o r a g em a n a g e m e n t 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： 吼型卑 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：立晋叁l 导师签名：蝉日期：呈竺监二刁 第1 章绪论 1 1 课题来源 第1 章绪论 本课题由江铃汽车集团公司发起，江铃汽车集团作为中国汽车行业重点骨干 企业和国家汽车整车出口基地企业，在国内汽车制造业中处于领先水平。为了在 竞争日益激烈的市场环境下生存与发展，江铃汽车集团将新型工业信息化、数字 化提到了战略的高度。江铃汽车集团车辆内饰件厂把握了集团的发展方向，提出 建设生产物流管理系统的需求。 本项目将完成基于工作流的生产物流管理系统的设计与开发工作，为国内汽 车制造业提供信息化服务，协助汽车制造型企业将以职能为基础的组织结构、运 作机制转变为以过程为中心的管理模式。通过长期深入的市场调研，分析汽车制 造型企业的特点，结合江铃集团自身的特殊需求，设计一个适用于汽车制造业的 系统，加速实现制造业信息化。达到加强企业管控力度、提高经济效益的目的， 从而提升国内汽车制造业在国际领域的竞争力。 1 2 课题背景 2 0 0 5 年，由中国工业经济联合会提出的中国工业发展报告对“十一五” 期间我国工业的发展思路提出了建设性的意见，那就是“以提高自主创新能力为 中心，推进工业增长方式的战略转变；以完善工业体系建设为基点，推进工业结 构的调整和优化；以振兴装备制造业为主线，提高工业产品的国际竞争力；以推 动知识化、绿色化、国际化为核心，实现工业的可持续发展! ”。报告指出我国经 济整体处于工业化中期，工业现代化进程已经步入了从制造业大国向制造业强国 的转变阶段。要实现这样的历史性转变，只有在制造业发展的各个环节上付出艰 辛的努力、产生创造性的成果，才有可能实现在2 0 3 0 年前后全面完成新工业化 和信息化的美好愿尉。 市场竞争日益激烈，提高生产效率、降低运营成本，对于企业来说至关重要。 生产物流管理系统广泛应用于制造业中。设计及建立整套的仓储管理程序，提高 仓储周转率，减少运营资金的占用，将冻结的资产变成现金，减少由于仓储淘汰 所造成的成本亏损，对企业来说是势在必行的。 随着市场竞争的不断加剧，为了适应迅速变化的市场，快速响应各种稍纵即 逝的机遇，企业开始从以职能为基础的组织结构、运作机制转变为以过程为中心 的管理模式，用过程集成来替代原来的信息集成，而采用工作流( w o r k f l o w ) 技术 北京t 业人学t 掌硕 学位论义 正是实现过程集成的有效途径之一【2 1 。 在企业中应用工作流管理技术，可以通过对任务和组织结构的多层分解，逐 步细化任务和活动，按照工作流管理机制实现各种任务和活动的监控、调度和执 行等功能，能够在适当的时间把适当的信息传递给适当的人。并且工作流管理技 术中应用逻辑和过程逻辑的分离，可以使用户不需要修改具体的功能实现，只通 过修改过程模型就能够改变系统功能，实现对整个生产过程的集成、动态管理， 有效地把人、信息和应用工具组织在一起，提高软件系统的重用率，灵活地进行 生产过程重组，敏捷地响应市场需求【3 】。 中国工业发展报告总结了中国新型工业化呈现的七个特征，从中突现出 了一点，那就是新型工业将朝着信息化、数字化和全球化的方向发展。计算机集 成制造系统( c o m p u t e ri n t e g r a t e dm a n u f a c t u r i n gs y s t e m ，c 1 m s ) 概念体系由美国的 j o s e p hh a r r i n g t o n 博士于1 9 7 3 年首次提出，在其后的三十余年内逐渐完善和成 形，为以信息技术为主导的高科技制造业的发展提供了极大的支持，推动着制造 业的不断变革。我国8 6 3 c i m s 主题结合国际上先进制造技术的发展，经过数千 名工作者十余年的实践，提出了“现代集成制造系统 ( c o n t e m p o r a r yi n t e g r a t e d m a n u f a c t u r i n gs y s t e m ，c i m s ) 的概念，在广度和深度上拓展了传统c i m 的内涵， 提出了c i m s 的现代化特征是数字化、网络化、虚拟化、集成化和绿色化的观点： 强调了系统化的观念，扩展了系统集成优化的内容，包括信息集成、过程集成和 企业间集成优化，企业活动中三要素( 人、经营、技术) 和三流( 物流、信息流、资 金流) 的集成优化，指出了c i m s 技术是基于制造技术、信息技术、管理技术、 自动化技术、系统工程技术的一门发展中的综合性技术，并特别突出了信息技术 的关键作用【3 】。 针对集团企业的特定需求，本课题主要应用工作流技术实现生产物流管理系 统，以便更好地实现集团以过程为中心的管理模式。 1 3国内外研究现状 工作流技术的提出旨在将企业信息流的各个环节管理起来，形成数字化和网 络化办公平台的相应流程，让企业的业务数据、单据、报表等在这个系统中流转 起来，实现业务流程高效、优质和透明化的全面可控，促使企业业务实时、有序 和安全地进行，是e r p 、b p r 系统的重要组成部分【4 。j 。 8 0 年代中期，随着计算机技术的应用，国际上的i b m 、f i l e n e t 和v i e w s t a r 等公司率先开拓了工作流产品市场，提供了最早的一批工作流产品。在这些支持 业务流程集成化的软件影响下，企业很快认识到在业务流程处理过程中纸张将可 能只出现一次，承载信息的纸张在流程的起始处就被转化为电子文档，并在后继 第l 章绪论 过程中全部实现电子化【6 、7 j 。 9 0 年代中期以后，随着计算机与网络技术的迅速发展，特别是i n t e r n e t 在全 球范围内的普及，现代企业信息系统的分布性、异构性和自治性的特征越来越明 显。集中式信息处理的时代即将过去，取而代之的是大规模的异构的分布式信息 处理与应用环境。在这样一个背景下，工作流技术也由最初的创建无纸化办公， 转化为对企业复杂信息和业务流程处理与执行的必要工具。工作流技术进入了一 个崭新的发展阶段m j 。 目前，工作流技术已经由单一对文档的传递和处理，发展为业务过程管理阶 段。其具有更广阔的应用范围，不仅能够管理文档，而且能管理各类业务过程， 包括业务过程的设计、分析、评测、仿真、运行和管理，可以管理流程、人和其 它资源之间的关系，整合企业内部和外部的资源，监视整个流程的进行等等。在 全球范围内，越来越多的新技术集成于工作流的相关产品中，包括文件管理系统， 自动化办公系统，电子邮件系统、专用财务系统等。计算机和网络技术的发展促 使工作流技术的进一步完善，成为企业强而有力的管理工具【9 1 0 1 1 1 。 工作流技术的发展情况如图1 1 所示： 1 9 8 01 9 9 02 0 0 02 0 1 0t i m e 图1 1 工作流技术发展时间图 f i g 1 - 1t h et i m ec h a r to f w o r k f l o wt e c h n o l o g y 目前工作流系统的推出得到了越来越广泛的应用，并取得了相当的成果。同 时，新技术的融入使其更加的稳定、强大，更好地适用于复杂的商业逻辑。国内 外的软件开发商纷纷推出了自己的工作流产品，例如，金蝶、用友、北京点击科 技、i b m 、m i c r o s o f t 和b e a 等，还有一些开源组织也推出了一些开源的工作流 产品，例如s h a r k ，j b p m 和o s w o r k f l o w 等。这些软件都很好的完成了工作流管 理联盟( w f m c ) 提出的工作流规范，其中有很多产品都已经被应用和实施到了企 业的信息化系统当中。但是，从实际情况来看还是没有达到人们所期待的水平【屹 1 3 】 o 目前，基于工作流的系统还普遍存在以下问题： ( 1 ) 工作流的运行没有其他辅助技术的支持，不利于实现过程化管理； ( 2 ) 系统安全问题考虑不周全； ( 3 ) 标准化程度不够，不容易集成于其它系统中； 北京t 业大学t 学硕 j 学位论文 ( 4 ) 性能不够稳定； ( 5 ) 通用性不好，很难对已有的工作流产品进行重用。每开发一套新的系统 就需要设计一个内部工作流组件； ( 6 ) 同一引擎很难支持不同格式( s c h 锄a ) 的流程定义文件； ( 7 ) 难以在系统中调试被使用的工作流产品。 1 4 研究的意义 研发出基于工作流技术的生产物流管理系统对江铃汽车集团、国内软件产业 及国内经济有重大意义。 ( 1 ) 加强集团过程管控力度，提高风险控制力度； ( 2 ) 提高集团经济效益。江铃集团经济效益的提高主要体现在降低成本和提 高性能两个方面： ( 3 ) 促进企业信息化进程，从而进一步推动国内汽车制造业信息化的发展； ( 4 ) 在制造业面临全球性市场、资源、技术、人员竞争时，本项目的研发能 提高企业的竞争力； ( 5 ) 本项目对国内经济有重大意义。领先的技术能为国家节约大量用于购买 国外软件的花费；价格相对低廉的国产软件能促使国内企事业单位的购买，增强 国内企业在国际市场上的竞争力； ( 6 ) 过程化管理模式的转型为国内集团企业的管理注入了新的模式。 完成后的项目有广阔的应用前景。该项目完成后可应用于制造业单位创建 b 2 b 、b 2 c ，以及个人创建c 2 c 类系统，市场需求量大，应用前景广阔。能够完 善企业的e r p 和c r m ，从而提供企业实现从供应链、生产环节、销售环节、人 力资源的系统解决方案。 1 5 本课题研究的内容 本课题的研究主要是针对江铃企业集团车辆内饰件厂的发展状况和实际需 求，目的是建设一个充分适用于企业发展，同时又能极大地促进汽车制造业信息 化进程的生产物流管理系统。 通过分析工作流技术的发展背景，结合汽车制造业自身的发展需求，按照工 作流管理联h 监( w f m c ) 提出的工作流参考模型体系结构图，研究基于工作流的生 产物流管理系统的设计方法；更好地完成企业内部和外部的信息集成、加强企业 运营的柔性和应变能力，提高企业生产力及市场竞争力，从信息集成管理这个环 节为振兴我国制造业推波助澜。 基于以上研究目标，确立的研究内容如下： 第1 章绪论 ( 1 ) 研究工作流主流技术及计算机协同技术的理论与应用方法； ( 2 ) 研究如何将工作流技术与计算机协同技术进行有机的结合； ( 3 ) 如何将工作流技术应用于生产物流管理系统中； ( 4 ) 生产物流管理系统的设计与实现； 2 1 项目需求 第2 章项目需求分析 2 1 1 项目需求概要 生产物流管理系统的建设是江铃汽车集团公司车厢内饰件厂实现企业信息 化建设的主要内容。是企业实现过程化管理的主要手段之一。系统的建设主要用 于管理企业的物流业务工作流程。 系统建设的主要内容包括三方面：实现工艺管理、物流管理及仓储管理。其 中工艺管理主要用于管理企业的产品工艺，包括工艺产品功能管理、工艺产品组 成信息管理、工艺产品用户权限管理。物流管理主要针对企业的生产流程进行管 理，包括生产计划管理、采购计划管理、车间生产管理等。仓储管理是整个生产 物流系统的核心部分。仓储管理负责生产物流系统的核心基础数据的管理。仓储 是企业物料配送的一个重要环节，总是出现在物流各环节的接合部，例如生产与 销售之间，批发与零售之间，采购与生产之间，不同运输方式转换之间等等。仓 储环节集中了上下游流程整合的所有矛盾，生产物流管理需要实现物流流程的整 合。其人员和设备配置以及管理效率在很大程序上影响着整个供应链的操作成 本。如果不能保证正确的进货、验收、质量保证及发货，就会导致浪费时间、库 存量不合理、延迟交货、增加成本以致失去为客户服务的机会。因此，在提高服 务水平，降低库存，节约时间，成本最小化的压力下，需要建设一套符合企业实 情的生产物流管理系统。 2 1 2 项目主要理论依据 生产物流管理系统的建设有多种途径，根据企业实现过程化管理的期望，本 系统的建设主要运用两大理论依据：计算机支持的协同工作以及工作流技术。本 章其余部分将对这两个理论的概念及其在项目中的应用进行阐述。 第2 章项目需求分析 2 2 计算机支持的协同工作 2 2 1 计算机支持的协同工作的概念 计算机支持的协同工作c s c w ( c o m p u t e rs u p p o r t e dc o o p e r a t i v ew o r k ) 这个概 念是由麻省理工学院的k e n g d e f 和d e c 公司的p u a l c a s h m a n 在1 9 8 4 年提出的。 它主要研究群体中的人们如何在计算机的支持下协同工作，以完成某项共同的任 务。计算机支持的协同工作( c s c w ) ，群件以及多媒体通讯等概念是一些新产生 的技术术语。它们主要产生于8 0 年代中期，描述了一个在计算机与信息技术领 域中经过多年发展产生的最具挑战性的研究方向。人们已经深刻认识到c s c w 只有通过涉及计算机科学家以及其他领域包括心理学，社会学，组织科学，语言 学，认知科学和人类学等学科的跨学科方法才能覆盖所有已知的研究课题，并且 也只有将各个学科的研究成果结合起来，才能构造出适合用户使用的系统。 c s c w 是一个多学科交叉的领域，其应用范围涉及到计算机应用的各个领 域，形成了若干系统，如：计算机支持的协同设计、电子会议系统、协同编辑系 统、工作流管理系统等，应用领域涉及到计算机辅助设计和制造( c a d ，c a m ) ， 计算机集成制造系统( c i m s ) 、管理信息系统( m i s ) 和办公自动化( o a ) 等。 2 2 1 1c s c w 的定义c s c w 是一门新兴的交叉学科，人们对于c s c w 的含 义、研究的范围和焦点，并不是很清楚，这使得关于c s c w 先后有过不同的理 解。 应用于制造业中，c s c w 定义为一个利用计算机技术、网络与通信技术、多 媒体技术、分布处理技术以及人机接口技术，将时间上分离、空间上分布而工作 上又相互依赖的多个协作成员及其活动有机地组织起来，以共同完成某一项任务 的新型计算机系统。 2 2 1 2c s c w 的作用 ( 1 ) 实现协同工作的目标。过去，由于计算机不支持协同工作，只能靠面谈 或通讯方法实行协同，不但不能及时处理问题，效率也不高。有了c s c w 系统， 就可及时发现工作中存在的冲突，及时协调，进而避免不必要的工作损失。 ( 2 ) c s c w 系统和传统系统结合，可支持群体的全部工作，进而引起现有工 作方法的变革，达到进一步提高工作效率和质量的目的。 2 2 1 3c s c w 系统分类c s c w 的研究领域包括计算机科学、心理学、人类学 和教育。c s c w 的应用有电子邮件、新闻组、聊天、多用户编辑器、多媒体会议、 共享式仿真和工作流。在c s c w 系统中，人们围绕共同的任务需要进行通信 ( c o m m u n i c a t i o n ) 、协调( c o o r d i n a t i o n ) 、协作( c o l l a b o r a t i o n ) 和协同( c o o p e r a t i o n ) 等基本活动。已经开发出和正在开发出的各种c s c w 系统有几百种，但是任何 北京t 业大学丁学硕e 学位论文 一个c s c w 系统都有两个基本特征合作者的地域分布和交互合作方式。目 前对c s c w 系统的分类基本上都是根据这两个特征进行的，这种分类方法有时 被称为时空矩阵法( 如图2 1 所示) ，它将协同系统大致分为以下四类： ( 1 ) 同步本地这类系统支持群体成员面对面实时地进行协同工作和决策， 典型代表是会议室系统，它往往包含着一个大屏幕显示器、计算器、电视终端， 若干单独的输入表决设备及控制终端等。 ( 2 ) 同步& 远程在这类系统中，各成员分布在异地，但其他成员的活动情况、 公共内容以及各种数据和信息能及时地传递到每个成员。这类系统是对群体成员 的系统工作最具有吸引力和有效的系统，最典型的代表是多媒体计算机会议系 统。美国c o m c l l 大学的c u - s e e m e 系统和欧洲的m i c e 系统就是典型的多媒体 计算机会议系统。 ( 3 ) 异步& 本地这是群体成员在不同时间，但在同一地点进行同一任务的合 作方式。如轮流作业等。 ( 4 ) 异步& 异地在这类系统中，分布在各地的群体成员通过一定的规则顺序 地对公共任务进行操作，最典型的代表有工作流系统和电子邮件系统。工作流系 统能对工作流的管理提供辅助支持，自动完成有关信息交换，从而加速与事务有 关的电子文档的处理速度，提高工作效率。i b mf l o w m a r k 及其基于m q s e r i e s 的后续版本m q s e r i e sw o r k f l o w s 就属于工作流系统。 异步 同步 图2 - 1c s c w 应用系统分类 f i g 2 - 1t h ec l a s s e so f c s c wa p p l i c a t i o ns y s t e m 2 2 1 4c s c w 的应用领域c s c w 的研究范围是广义的“协同工作 ，研究手 段是广义的“计算机支持，因此c s c w 的应用领域相当宽广。凡是在计算机 第2 章项目需求分析 及网络环境下，涉及信息共享和群体协同工作的领域都可属于c s c w 的范畴。 ( 1 ) 工业应用正在工业界取得引入注目成果的c i m s 技术，比较侧重于在 计算机间的协同和集成。新兴的被称为c i m s 的高级阶段的“并行工程打，强 调通过人的协同来系统集成、并行设计及相关过程的系统方法。“工作组一是并 行工程的一个核心概念，工作组内成员的协同工作对并行工程的成败是至关重要 的。并行工程强调团体协作( t e a m w o r k ) ，而对团体协作的技术支持正是c s c w 的应用领域。 ( 2 ) 协同计算机辅助设计在分布式网络环境支持下，设计小组进行协同计 算机辅助设计，将能提高设计效率、缩短周期、降低成本，进行远程协同设计将 具有更大吸引力。 ( 3 ) 办公自动化( 0 a ) 和管理信息系统( m i s ) 的新发展传统的o a 和m i s 一 般只能管理和处理数据、文字信息。如果与多媒体技术结合，增加处理图形、图 象、动画、视频和音频等信息，并且在通信网络环境支持下，进行协同工作和决 策，这就大大扩展了o a 和m i s 系统的功能和应用领域。 ( 4 ) 电子商务与商业、贸易、金融的应用电子商务是通过计算机网络以电 子方式进行的商务活动，通过计算机网络处理商务参与各方的协调和协作，这是 c s c w 在商业、贸易、金融等领域中的典型应用。 ( 5 ) 合作科学研究现代科学研究越来越复杂和学科之间的相互交叉，许多 科学家都深感到开发所谓“协作体”的必要，这是一种“无墙”的研究中心。在 其间，各学科研究人员不论其地理位置分布如何，都可在计算机和计算机网络环 境的支持下，能共同从事其研究：与同事们相互交流、使用仪器、共享数据资源、 在数字式图书馆中存取信息、共同写出研究报告等。 2 2 2 计算机支持的协同工作的应用 结合计算机协同工作的概念及其可应用的范围，本课题主要将计算机协同作 为工作流技术的辅助技术，应用于生产物流系统中，帮助制造业的企业实现管理 流程信息化。 2 2 2 1设计目的及原则将计算机协同技术运用于生产物流系统中，主要考虑 系统的可操作性及效率性。由此提出了以下设计目的及设计原则。 ( 1 ) 设计目的将计算机协同的思想运用于制造业生产物流系统中；利用计 算机协同技术进一步加强制造业生产物流系统的智能化管理；提高生产物流系统 的管理水平。 ( 2 ) 设计原则计算机协同思想的引入不能对制造型企业现有的管理模式做 过多的改变；计算机协同技术的使用主要作为管理的辅助手段，促进制造型企业 北京t 业人学t 学硕卜学位论文 的高效生产；计算机协同技术应尽可能的利用现有的信息资源。 2 2 2 2 应用的技术 ( 1 ) 网络通讯技术通讯是协同工作的基础。协同工作系统需要通过计算机 和网络技术来协调群体的行为。电子邮件和视频会议系统是通讯系统的典型，分 别是异步通讯和同步通讯的代表。研究人员主要从群组通讯的角度来研究c s c w 的设计和构成，群组通信系统一般有两个方面研究：一是多媒体通讯，支持多媒 体传输、多媒体之间的实时同步、对服务质量的支持、资源预约、资源调度等功 能支持。二是多点通讯、支持点到多点或多点到多点的通讯，使c s c w 系统的 组成员能够共享信息，完成协作等功能。群组通讯主要包括同步群组通讯和异步 群组通讯，它们构成各类c s c w 系统通讯机制。 ( 2 ) 分布式系统技术c s c w 系统也是分布式系统，很大程度上c s c w 能直 接继承分布式系统的概念和技术，如基本体系结构、通讯、事务等功能，但g s c w 和分布式系统在目标、特征、透明性要求、自治性和协同关系上有着本质区别。 c s c w 是为一组用户的协作提供支持，除了对分布式系统功能的继承外，还增加 了协调控制、一致性和并发控制等。目前在c s c w 中还引入了p 2 p 技术。 ( 3 ) 人机交互技术c s c w 强调人与人的协作，因此c s c w 系统必须为用户 提供一个感知其他用户活动的界面，提供支持协同工作的人机接口，通告所谓的 “你见即我见”( w y s i w i s ) ，提供类似面对面的环境。两种方法可用来开发用户 界面：一是让单用户以一种协同透明的方式进行共享，变成多用户应用；第二种 包括特定目标下的应用开发，进行显式管理的协作。 ( 4 ) 安全控制技术在许多c s c w 应用中，要求系统提供严格的安全控制， 包括成员成分验证、成员权限控制、数据加密和解密等几个方面。成员成分验证 的目的是防止非法使用。成员权限控制是讨论如何合理的分配各成员对共享对象 的操作和控制程度。数据加密和解密的目的是防止信息在传输、存储过程中被非 法获取。 2 2 2 3支持的工具c s c w 的出现使计算机应用向同时支持个体工作和群体 协同工作的方向发展。在人与人的协同工作过程中，不可避免地会产生冲突，冲 突不仅会影响群体间的协同工作效率，甚至可能会导致整个协同工作失败，因此 当冲突出现时，必须及时地发现冲突、分析冲突、处理冲突。协调是用来处理冲 突的重要手段，它不仅可以解决冲突而且可以避免无益的冲突。 常用于支持协同工作的工具有以下几种： ( 1 ) 视频工具视频工具通常要有两个或多个参与者，它们通过计算机捕获 视频信息并传送给其他参加者：也通过计算机接收其他参加者传送的视频数据， 并利用输出设备进行显示。 视频工具是一种比较直观及友好的人与人的交互手段，它能为与会者提供一 第2 荦项目需求分析 种形象的交互工作方式。在现实的面对面交谈中，人们经常通过面部表情和动作 表达疑惑、恼怒、幽默和注意等心理状态。在c s c w 应用系统中，可以借助于 视频工具所提供的视觉信息，为协作者营造一个能感知他人和被他人感知的浓厚 协作气氛。 ( 2 ) 语音工具语音工具的基本工作原理是将麦克风输入的模拟声音信号经 过声卡处理，生成数字化的语音流，并经过压缩、编码等处理后分组传输到接收 端，再经解压缩后播放。 语音是人与人之间一种以自然语言形式进行信息交流的手段。在c s c w 应用 系统中，语音工具的使用，可以使群体中的任何一个成员，通过声音识别谁正在 发言，还可以部分地感觉到发言者的情绪、语气、语调等，有一种协作者真正在 自己身边的感觉，即通过语音工具增强了协作者间的协同感知度，起到提高协作 者间工作效率的目的。 ( 3 ) 白板工具白板工具是通过向群体成员提供一些基于标注技术的讨论手 段，支持群体成员之间的思想交流，它通过在计算机屏幕上简单地仿真物理白板 或黑板，支持群体成员之间的协同工作，每个参加者都可以在白板上绘制图形， 输入文字。目前，大多数白板工具都具有两种工作用途：纯粹的思想交流及幻灯 式的讨论。 ( 4 ) 应用共享至今，人们已对应用共享技术进行了比较多的研究，并且己 有产品提供使用。所谓应用共享是指将一个传统的应用软件，改造为能支持多用 户共享操作的应用软件，达到充分利用已有资源的目的，因此可以节约大量人力、 财力，其特点是对所有协作者同时提供相同的输出，即应用共享遵循所见即所得 ( w y s i w l s ) 的原则，而在任何时刻都将输入权限制到一个用户。目前，许多c s c w 应用系统都提供有应用共享，如s u nm i c r o s y s t e m 公司的s h o w m e ( u n i x 环境下) ， h e w l e t tp a c k a r d 公司的s h a r e dx ( u n i x 环境下_ ) ，m i c r o s o t t 公司的n e t m e e t i n g ( w i n d o w s 环境下) 等等。 2 2 2 4 计算机协同技术在生产物流系统中的应用 ( 1 ) 实现的主要功能本项目中利用网络通讯技术及人机交互技术，利用计 算机和网络技术为制造业的工作者实现群体间的相互协作行为。其中包括典型的 电子邮件和视频会议系统接口。 计算机协同技术在生产物流系统中主要运用于两个方面。一是运用于独立的 消息模块，二是待处理业务提醒模块。消息模块独立于其他模块，主要用于完成 企业内部消息的传递。待处理业务模块将计算机协同技术与工作流技术相结合， 实现过程化管理。计算机协同技术作为工作流技术的辅助工具，在生产物流管理 系统中共同协作完成企业的过程管控，工作流技术主要用于管控流程，而计算机 协同技术用于实现流程与实体管理者之间的信息交互。 北京t 业大学t 学硕f j 学位论文 独立的消息模块使企业能及时地进行信息的交换和通讯，此模块主要支持以 下功能：企业可以利用消息模块发布企业内部通告；部门经理可以通过消息模块 向本部门的员工下达工作指令；普通员工可通过消息模块上报工作成果；员工与 员工之间可以通过消息模块相互通讯；消息模块既支持一对一的消息发送，又支 持部门或公司的消息群发；消息模块实现分级管理，不同级别的员工可操作的功 能各不相同。 待处理业务模块使企业高层能及时地获取待处理业务，实现实体管理与过程 管理的交互，待处理模块主要支持的功能如下：根据不同的用户显示不同的待处 理业务；按照工作流掌控的流程，自动触发待处理信息。待处理信息的触发方式 有两种，手工触发及自动触发。手工触发是指，操作员根据自身的需求，手工触 发一条或一批待处理业务；自动触发是指，在某个操作员完成某项工作流中的任 务后，系统自动触发一条或一批待处理业务，传递给位于工作流程中的下一个或 多个操作员。 通过消息模块及待处理模块的设置，较好的实现企业利用计算机技术协同工 作的目标，不仅实现了任务的及时处理，同时利用电子信息化提交了工作效率。 ( 2 ) 模块界面呈现给具体用户使用的界面主要包括：消息、通告及待处理 业务。通过消息界面，用户可以浏览发给自己的消息及发给他人的消息，消息包 括一对一的消息及群发消息。消息界面如图2 2 所示。消息主界面显示他人发给 自己的消息列表，当用户点击左上角“发送消息”按钮可给他人发送消息。 炭德绡患 消息任务列表 类型发送蓍标题 发送时阍 信使刘思 无标题 2 0 07 4 - 1 01 4 ：5 3 ：3 8 馐使刘卫 消瘟圆执 2 7 8 3 l8 ：2 6 ：3 1 信使无椽翘2 0 g 7 4 21 6 ：5 4 ：1 8 一周内消息列表 援有一周内的历史消息! 图2 - 2 消息界面 f i g 2 - 2m e s s a g ei n t e r f a c e 通过通告页面，用户可以及时浏览公司或部门下达的通告。公司通告列表主 界面如图2 3 所示。点击连接可以查看通知详情。 图2 - 3 公司通告主界面 f i g2 - 3 c o m p a n y m u n c e i m e f f a c e 待处理业务界面中的待处理业务是随着业务的丌展，系统根据预先殴定的流 程，发布给当前操作者的任务。当操作员利用自己的用户名及u 令登入系统后， 系统将在待处理业务界面展示此操作员待处理的业务。通过此功能用户可以及 时了解到自己较为紧迫的工作任务。 提醒业务主界面如图2 _ 4 所示。 符捏醒业务2 0 0 8 叩1 7 采购计埘单调鼙i 批 新增用p 审批 生菪种粪 器量备注 圉2 4 待赴理业务土界面 f i g2 4p d i n gr e q u e s t i n t e r f a c e 通过查看待处理的业务，可及时获悉需要处理哪些内容。点击待处理业务u t 进入业务处理界面。 2 3 工作流技术 2 3 1 工作流技术的概念 工作流技术是实现企业业务过程建模、业务过程仿真分析、业务过程优化、 业务过程管理与集成，最终实现业务过程的自动化的核心技术。对企业利用工作 北京t 业大学t 学硕f ：学位论文 流方法进行业务过程的建模和深入分析不仅可以规范化企业的业务流程，发现业 务流程中不合理的环节，进而对企业的业务过程进行优化重组，而且所建立的业 务过程模型本身就是企业非常重要的知识库和规则库，它可以成为指导企业实施 计算机管理信息系统的模型，在深入分析了企业需求基础上建立的企业业务模型 可以在最大程度上提高企业实施管理信息系统( e i 心、p d m ) 的成功率。 2 3 1 1 工作流的基本概念工作流的概念起源于生产组织和办公自动化领域， 它是针对日常生活中具有固定程序的活动而提出的一个概念，目的是通过将工作 分解成定义良好的任务，并且分配给相应的参与者即角色，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，以提高办事效率，降低生产成本，提高 企业经营管理水平和企业竞争力。 不同的研究者从不同的角度给出了工作流定义，下面给出几个比较有代表性 的定义。 w f m c 给出的定义是：工作流是一类能够完全或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传递与执行。 i b ma l m a d e n 研究中心的定义是：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的各种参数。 范玉顺等人给出的定义是：工作流是一种反映业务过程的计算机化的模型， 是为了在先进计算机集成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。 上述定义虽然角度不同，但都强调对业务过程的形式化描述，这也是工作流 建模理论的重要研究内容。除此之外，人们普遍认为工作流应具有以下三个最基 本的要素： ( 1 ) 串行或并行即业务中的步骤或者以串行方式执行，或者由不同的人或 组合根据不同的情况同时处理( 并行) 。 ( 2 ) 两个或两个以上的人 即一个人处理的业务不称其为工作流，需要多人 合作完成时才能称之为工作流。 ( 3 ) 共同的目标个体参与工作流必须是为了同一个工作目标。 2 3 1 2 工作流技术相关术语1 9 9 3 年8 月成立的工作流管理联盟( w f m c ： 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 ) 致力于工作流技术相关术语，体系结构及应用编 程接h ( a p i ：a p p l i c a t i o np r o g r a m m i n gi n t e r f a c e ) 等工作流标准化方面的研究，并制 定了广为接受的术语系统。该术语系统作为工作流技术及其应用的参考框架，使 人们对工作流系统的功能有了清晰的认识，已被绝大多数研究者和软件开发商所 遵循。 w f m c 定义了工作流最基本的术语，包括工作流( w o r k f l o w ) 、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 s ) 、业务过程( b u s i n e s sp r o c e s s ) 、过程定义( p r o c e s s 第2 章项日需求分析 d e f i n i t i o n ) 、活动、自动活动( a u t o m a t e da c t i v i t i e s ) 、人工活动( m a n u a la c t i v i t i e s ) 、 实例( i n s t a n c e s c a s e s ) 、过程实例( p r o c e s si n s t a n c e s ) 、活动实例( a c t i v i t yi n s t a n c