Windchill PDM工作流管理系统改进研究

    引言

    PDM在美国、日本等发达国家得到了广泛的应用，在发展中国家的应用也在持续增长。随着我国CIMS工程、并行工程、敏捷制造等的应用和推广，PDM已在相当多的企业得到了应用，并且正受到越来越多的关注。

    PDM出现于20世纪80年代初期，从最开始的工程图档管理逐渐扩展，迅速成为一门管理所有与产品相关的信息和所有与产品有关的过程的技术。PDM有十分广阔的应用领域，包括机械、电子、汽车、航空航大以及非制造业(如交通、商业、电子出版)等。实施PDM既是企业目前信息管理的需要，更是企业赢得未来市场竞争的战略需要。据国外资料统计，在欧美地区的发达国家中，通过实施PDM，减少工程成本至少10%，减少产品生命周期至少20%，减少工程变更控制时间至少30%，减少工程变更数量至少40%，并有助于减少引入新产品时间、减少开发新产品的成本、减少新产品成本，以及改进产品和服务质量。

    Windchill PDM是PTC公司生产的一种PDM软件，功能强大，具有生命周期管理、工作流管理、联合管理、属性管理、外部存储管理等功能，其中工作流管理是Windchill PDM重要的基本功能之一。

    工作流是针对工作中具有固定程序的常规活动而提出的一个概念，通过将工作活动分解成定义良好的任务、角色、规则和过程来完成执行和监控，达到提高生产组织水平和工作效率的目的。国际工作流管理联盟给出的工作流定义为:工作流是指整个或部分经营过程在计算机支持下的全自动或半自动化。一个工作流包括一组活动及他们之间的连接关系，还包括过程的启动和终止条件，以及对每个活动的详细描述，如活动的执行者、相关的应用程序、需要和产生的数据等。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。

    在实际应用中，我们发现Windchill PDM的工作流管理系统尚存在某些不足。其工作流管理视图只能显示工作流模板或者正在执行的工作流的粗略信息，支持在线的协同工作，但是不能满足管理者和工作人员对工作流程的监控、统计、分析以及察看报表等以进行统筹性管理的需求。

    本文针对Windchill PDM工作流管理系统的不足之处，提出了一种增强其功能的方法，为增强和完善PDM系统功能提出了新的思路。

    1、Windchill PDM工作流管理系统的模型和功能分析

    1.1模型分析

    Windchill PDM的工作流管理系统如图1所示。

    从图1中我们可以看出，Windchill PDM的工作流管理系统是在一个工作流引擎(Workflow Engine)的驭动下运作的，由工作流引擎驭动各种服务，包括应用程序(Application)、工作列表(Work Liat)、任务表单(Task Form)、目录服务(Directory Ser息oe),Email和工作流监视器(Workflow Monitor)等。其中Windohill PDM的工作流监视器功能主要是工作流过程的日志管理，功能比较薄弱。所有这些服务都是基于WindohillDatabase数据库实现的，Windohill PDM产品采用的都是ORACLE数据库。

    在Windchill PDM的Workflow管理中有两个概念:工作流模板和工作流过程。Windchill PDM先进行工作流定义(Workflow Definition)，建立工作流模板(Workflow Template)，然后基于这个模板实例化一个工作流过程CWorkflow Process)。工作流过程一旦创建就不可改动其结构，只能对其各个活动}Acti息ty)的状态进行控制，或者对整个工作流过程的状态进行控制。一个典型的Windchill PDM工作流模型如图2(转向架工艺流程)所示，包括活动(Acti息ty)、连接(Connector)、自动CRobot、定时器(Timers(等节点，这些节点具有其特定的含义和属性，如活动节点代表具体的一个任务，连接节点帮助建立各个节点之间的关系。其中，每个活动节点都可以包含自己的子节点，也就是子过程(Sub Process)。一个Windchill工作流从START节点开始，在GROUND或者END节点结束。从图2中可以看出，Windchill工作流的一个典型特点是往往存在因任务迭代形成的反馈闭环。在实际工作流程中，往往会存在大量的任务迭代，所以复杂的工作流更是会出现大量的反馈闭环。

    1.2功能分析

    Windchill PDM的工作流视图能够直观地显示工作流的逻辑关系，以及各个任务的属性，包括时间属性和角色分配等。但是，它存在着严重的不足，具体包括:

    (1)监控功能。Windchill PDM在管理工作流时，能够实时显示每个任务的状态，如完成(1i-nished)、运行(Rurming)、未启动(NotStarted)等，不同的状态用不同的颜色表示，比较直观，这只能满足总体的非常粗略的监控要求。管理人员和工作人员往往迫切需要知道一个工作流程运行的时间进展，如已运行了多少时间、还需要运行多少时间、能否按时完成等等。他们还需要知道每个任务具体谁在负责、需要的资源以及已经分配的资源等。这些功能Windchill PDM都不能提供。

    (2)统计功能。在对工作进行统筹安排时，必须需要一些统计信息，比如人员和资源的占用信息、工作成本信息等等。这些统计功能Windchill PDM也不能提供。

    (3)分析功能。过程分析对于过程优化和重组是非常重要的，通过对模型的静态与动态性能分析，发现企业业务流程中存在的瓶颈问题，预测工作周期、工作量、所需资源，计算相应的成本，对比不同的改进方案，为企业过程优化和重组提供决策依据。Windchill PDM根本没有提供这些功能。

    (4)报表功能。对于工作人员来说，需要提交各种文档和报表是一项繁重而琐碎的任务，如果Windchill PDM能够自动统计生成报表，将会大大减轻他们的负担。但是同样的，Windchill PDM缺乏这种功能。

    2、Windchill PDM工作流管理系统改进方法

    2.1Windchill PDM工作流管理系统改进的总体方案

    要改进Windchill PDM对工作流的监控功能，增加统计、分析和报表功能，可行的方案之一是直接对Windchill PDM进行开发，增加所需功能。考虑到Windchill PDM系统非常庞大，这样做的工作量之大难度之高是不难想象的，因此我们采用另一种方案:利用辅助的管理软件来对Windchill PDM的工作流进行管理。

    如何选择软件是该方案的一个关键，所选软件必须要能够很好地集成到Windchill PDM的工作流管理系统中，而且必须具有对工作流的监控、统计、分析和报表等功能。在应用中，我们选择Microsoft公司发行的软件MS Project98，因为该软件很好地具备以上要求。

    其一，MS Project 98对工作流程的监控、统计、分析和报表功能较强大。它利用甘特图来进行任务在时序关系上的监视和管理，甘特图用水平线段表示任务的工作阶段，线段的起点和终点分别对应着任务的开工时间和完成时间，线段的长度表示完成任务所需的时间。甘特图优点是标明了各任务的计划进度和当前进度，能动态地反映项目开发进展。图3是一个典型的甘特图。MS Project98利用各种资源视图和报表统计、打印功能来满足用户对工作流程的资源分配和使用、人员分配以及成本等等方而的管理要求。