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企业过程建模和历史管理

发表时间:2002/10/28  特约撰稿人: 朱全敏 博士 来源:投稿
关键字:其它技术
    企业建模过程是一个从不同角度和从业人员处获得关于企业的知识,将这些知识进行组织,并形成企业的部分或者整个模型的过程.企业建模过程由一组活动构成,这些活动之间具有一定的逻辑顺序关系,合理地制定企业建模活动的逻辑关系和每个活动的工作任务是企业建模方法学的重要研究内容.

    1.CIM-OSA过程建模方法

    CIM-OSA(ComputerIntegratedManufacturingopenSystemArchitecture)是由欧共体的21家公司和大学组成的ESPRIT-AMICE组织经过六年多的努力而开发出的一个CIM开放体系结构.其目的是提供一个面向CIM系统生命周期的、开放式的CIM参考体系结构,从多个层次和多个角度反映了CIM企业的建模、设计、实施、运行和维护等各个阶段,提供了CIM系统描述、实施方法和支持工具,并形成了一套形式化体系。
    作为一个通用、开放的CIM体系结构,CIM-OSA具有完美的框架结构。企业过程模型框架为企业描述和集成提供了结构化的语言,它贯穿于企业过程建模生命周期中的各个阶段(需求分析、详细设计及实施阶段),以及四个视图(功能视图、信息视图、资源视图和组织视图)表述企业过程的各个方面,并根据其通用性将模型分为三个层次(通用、部分和特殊层),从而对企业的设计、建立和运行提供指导与支持。
    CIM-OSA的模型框架如图1所示:
   

    2.基于PMM的历史管理

     历史管理应该能够自动捕捉企业过程的重要信息,首先应该实现的是过程历史信息的管理,过程历史管理涉及的是产品开发活动的具体实施情况(开始、结束、执行人、激励条件等等),从而为产品开发监控者和设计人员提供一个了解产品开发过程的整个流程的途径。
    其次,为了更好的支持对产品开发活动背后的原理(有关设计本身的、有关设计过程的)的理解,还应该对设计意图进行记录和管理,我们称之设计意图管理,它主要是为形成完整的设计历史记录,支持设计过程的理解服务的。

    3.过程历史管理模型

     THPMM的过程模型中,采用活动分解法,将企业过程看成是“若干角色为共同完成某一产品开发目标而进行的活动序列”。其过程模型可以用一个元组PS=(A,S)来表示。A代表活动(Activity)的集合,S代表活动间的连接关系成为流(Stream)。
    THPMM过程模型是以活动为基础的,活动的定义是“由一个角色为完成某一产品开发目标而进行的最小功能单元”,并明确指出活动是“不再分解的过程”。所以我们引入的过程历史模型是活动级的,即以活动为最小节点,记录活动的状态变化,并同时记录流的状态变化(因为流体现的是活动的输入和输出),从而体现产品开发的整个过程。
    我们引入“过程事件”这个概念用来描述活动/流状态的一次变化,因为THPMM系统的过程模型执行机制是在建模完毕的活动网络图上手动完成过程/活动的启动与结束(流是否成立也由手动完成),来导致活动、流的状态转换.所以过程事件可以分为两类:用户驱动的事件和系统内部状态改变引发的事件,分别对应用户操作引起的活动或流的状态改变,和由于条件的满足自发导致的活动状态的改变(如某个资源的可用自发地使对应的活动由“未启动态”变化到“可启动态”)。
    我们将过程事件具体分成七种,如下表:
    

事件类型代号

事件类型

对象

激励源

0

过程运行的初始事件

活动、流

系统内部

1

启动活动

活动

用户驱动

2

停止活动

活动

用户驱动

3

提交流数据

用户驱动

4

引发事件

活动、流

系统内部

5

结束

活动、流

用户驱动

6

异常事件

活动

系统内部


    表1事件类型表
    其对应的活动状态转换如下图所示:
    
    图2活动状态转移图
    图上未标出流的状态变化,其状态变化(未签署>签署),是围绕活动状态的改变进行的,它使活动的输入和输出条件得到满足(或部分满足),从而可能引起活动的自动变化。此外,“停止活动”和“结束”是不同的事件,分别对应于活动完成提交后用户停止该活动(活动还可以迭代进行)和最终设计真正的完成用户结束活动(流)。特别是“异常事件”,它将把系统中发生的异常(活动延迟、出错、失败等)记录下来。 在历史管理的事件管理中,目前还没有提供对“结束”和“异常”事件的记录。
    记录
    过程历史的记录方式是系统自动实现的,系统需要捕获的事件有两种,用户驱动的事件和系统内部状态改变引发的事件。如前所述,THPMM的执行机制是通过用户手动启动/停止活动,以及提交流数据来实施的,一旦活动或流的状态发生变化,历史管理模块将自动捕获该事件,并写入过程历史数据库中。
    浏览与查询
    历史管理模块支持两种形式的设计开发过程浏览,一种是按时间给出过程事件列表,这种视图体现的是内部状态变化的时间史,很直观(谁先、谁后),但过程/活动之间的联系没有表明;另一种是按过程树的形式进行浏览,通过点击某活动了解该活动的具体信息。
    历史管理模块支持对设计过程历史和设计意图的查询。对于过程历史来说,可以按时间查询,了解某时间段的整体工作情况;可以按活动查询,了解某活动的开始/结束等重要信息,给出活动列表;可以按角色查询,了解某个设计参与人的工作情况,给出工作列表;(目前只支持按活动查询)。

    4.设计意图管理

    4.1设计意图管理模型
    设计意图贯穿于产品开发活动的全过程中,它可以是某个具体的产品特征的设计思想,也可以是设计人员之间就某个问题的磋商对话,也可以是涉及到应用设备的一些情况(如设计工具的可用与否)。可以说,无论是来源(人的因素、设备的因素、环境的因素。。。)还是形式(文字、说话、email、录象、图表……),都带有不确定性和随意性,这造成设计意图建模的复杂性。
    设计历史管理将过程历史和设计意图分开建模,采取完全非形式化的自然表述法描述设计意图,为设计者提供自由的输入意图的途径;同时又不取一般EDN实现中HyperText的结构方式,而是采用线性存储的结构方式,同时为设计意图实体加以相关活动、输入者、时间等标志。这么做的好处有:
    设计意图的内容采用完全非形式化的自然表述法,不需要事先定义好一系列的词义和语义集合,也不需要知识库的支持,降低了开发的难度;同时自然语言化的表述方法使用户可以尽可能清楚地表达自己的思想,而不用受条条框框的拘束。
    设计意图记录采用简单易行的线性存储方式。HyperText结构虽然在很多原形系统中被认为是连接和管理设计文档、记录的好方式,但是这种非线性存储方式并不是没有缺陷的:除非设计记录人员特别仔细、有条理地进行记录,浏览记录的人员(特别是非项目参与人员)将会发现理解单个记录不难,但很难完整地理解杂乱分布在多个不同类型、不同作者的记录中的有关某个过程/活动的整体思路;所以我们并没有致力于利用HyperText在各种文档记录之间切换,而是将目标放在以活动为中心,线性地组织设计意图。
    历史管理模块中的设计意图实体除了内容外,还有相关活动、输入者、时间等基本标志属性,为了体现设计意图是分层次的,我们还加入了目标(purpose)属性,将意图分成1)面向设计的意图:有关产品本身设计上的意见、建议、原理;2)面向应用的意图:与过程/活动执行有关的意见、建议、原理;3)其他意图:有关产品开发团队之间协作、有关资源、组织等方面的意图。这些意图的标志属性可以在浏览和查询时帮助用户更好了解设计过程背后的原理,同时可以与过程历史结合成有机的整体。

    4.2实现方式
    记录
    设计意图的记录方式是用户驱动的“填空式”的文本输入,用户在任何时候都可以激活设计意图的输入界面,键入自己关于设计活动的想法;多媒体输入支持用户以录象、录音等形式作为补充,更加丰富设计意图记录的手段。
    浏览
    历史管理模块支持两种形式的设计开发过程浏览,一种是按时间给出过程事件列表,这种视图体现的是内部状态变化的时间史,很直观(谁先、谁后),但过程/活动之间的联系没有表明;另一种是按过程树的形式进行浏览,通过点击某活动了解该活动的具体信息。
    查询
     对于设计意图查询来说,通常情况下是按活动进行的,需要了解某个活动的具体情况,通过过程历史查询可以得到该活动基本情况,通过设计意图查询可以了解与该活动有关的一切意图记录。也可以通过右键单击活动树上的相关活动,得到与之相关的设计意图。

    5.实例

    某铁路机车制造厂原有的货车产品开发过程是串行过程。串行的产品开发过程形成了产品设计、生产准备、样机试制、实验、运行考验大循环。从而导致产品开发周期长,影响产品设计的质量和开发成本。采用并行工程的方法可以有效地克服这些缺陷,缩短产品开发周期30~40%,大大减少设计错误,提高设计质量。
    过程建模是在原有铁路货车产品设计过程的基础上,经调研、改进及优化后,得到新的过程模型,然后使用基于CIMOSA的建模工具进行建模。
    过程历史管理完成铁路货车产品开发过程的历史记录、浏览和查询等。
    过程历史的记录方式是系统自动实现的,一旦活动或流的状态发生变化,历史管理模块将自动捕获该事件,并写入过程历史数据库中。在工作平台的历史管理页签上可以看到过程历史数据库的内容增添了该事件的记录。
    进入工作平台的历史记录页签,可以看到过程活动树和右边的过程历史事件表和设计意图表,如下图所示:
    
    图3过程历史管理的页签
    

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