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基于产品结构的工作流程管理

2001/3/25    来源:机械设计及研究    专家:马恒  万立  向文      
关键字:工作流  任务流  产品结构  产品模型  产品配置  BOM  
摘要 本文在产品数据管理(PDM)系统中提出一种以产品结构为基础的工作流程管理模型,把管理静态数据的产品结构管理和管理动态数据的工作流程管理紧密地联系起来,以实现对电子数据的完整表达、有序组织和高效利用。

    0 简介

  在一般的PDM系统中,将工程数据的管理通常划分为两部分,一是对静态数据文挡的管理;二是对动态数据设计流程的管理。两种管理相对独立,属于不同的模块。人为地将产品结构和工作流程割裂,导致对设计过程中产生的文档进行管理不便,设计过程完成后须花大量的时间和精力对文档资料进行整理,才能得到为各个部门产生各种BOM视图的产品结构。这种做法容易出现差错,而且影响设计、生产的效率。本文提出一种基于产品结构树的设计流程的管理,能对设计流程实时管理、监控,设计流程结束后自然得到设计产品的产品结构,以实现设计过程对文档完整和高效地管理。

    1 产品静态数据的管理模型

  对于设计过程产生的最终结果——电子文档,需要按一定的方式组织存储起来,便于设计人员的查询、引用和修改。以往的计算机管理软件通常用文件夹的方式进行管理,这没有完全反映文档之间的关系。而且文档的一些附属信息没有表达完整。在工厂中,传统的设计文档资料往往以产品及其零部件间关系(例如装配关系)为线索进行组织管理,有鉴于此,建立一套产品零部件结构的模型,并将文档与之关联,形成一个完整的产品结构模型。集中对产品零部件及其描述文档进行操作和维护。这样,即便于用户使用操作,又有利于数据的完整表达和维护,同时方便地为各个部门提供各种BOM视图。该模型如图所示,使用面向对象的方法,将产品结构归纳为三个层次:
  产品模型(Product Model):用于描述各种零部件如何组成产品的结构。产品模型体现的是零部件之间的所有可能的装配关系,它描述零部件间的最抽象的关系。
  产品配置(Product Configuration):它是排列互斥条件的而有具体版本的零部件组成产品的结构,它描述了产品结构中使用的设计历史变迁有关零部件中所有下级零部件、这些零部件的版本以及相关文档;
  材料清单(Bill of Material):实例化的零部件组成的产品结构,它既是可以用于指导生产的明细表,又是建立文档与零部件关系结构骨架。材料清单可以以图形和表格两种形式体现。
  产品结构管理的三层模型:


▲ 图 1

  结合当前操作系统流行的界面方式,系统左边显示配置或材料清单(BOM)树,右边显示相关文档。文档可以是各种类型的文件,通过不同的应用程序激活并编辑它们。

    2 产品动态数据的管理模型

  设计过程是一个动态变化的过程,从并行工程角度来讲,设计活动只有细化到可操作的程度,才可能并行展开工作。从优化的角度来讲,设计活动又是不断反复,不断前进的过程。每项设计活动可以看作一项任务,用户在使用系统过程中需要按时完成的一系列活动都可称为任务。针对不同的视角,引入两个概念对工作流程加以描述:
  任务流:任务从创建到不断细化再到完成的全过程,将具体的工作分解后在适当的时间下达给适当的人,使工作能够按时完成。这是从并行工程角度分析设计过程,这种不确定型类型的流程特点是很少具有回滚等异常操作,但在流程的逻辑执行过程中可能发行变化,任务先后关系定义较松散,要求人为调度、控制较多,工作流程管理系统提供辅助监控能力。
  工作流:文档从创建到不断反复优化改进再到归档的全过程,由若干步骤组成,这些步骤构成一个有向图,前后有固定的时序逻辑。这主要是从设计优化角度分析设计过程。这类工作流程管理多为确定型,在流程的时序逻辑执行过程中很少发行变化,但回滚等异常操作较多,对执行的可靠性要求高,要求工作流程管理系统的调度、监控能力强。
  需要说明的是,这里定义的工作流与工作流管理联盟(workflow management coalition)提出的工作流有所差别,该联盟是把经营过程中由计算机系统自动执行的那部分称为工作流。实际上是指工作流程管理系统控制其执行的所有过程,其应该包含了上述的任务流和工作流。
  任务流作为设计活动的一个不断细化过程,细化到什么粒度值得探讨,细化到对设计过程的最小操作对象——文档的操作是恰当的。这样划分一是因为任务流的特点是细化任务,反复优化的过程较少,这也是对流程管理引入两个概念的原因之一;第二条理由与建立产品结构树有关,将在后文详细叙述。
  工作流除了体现设计过程中文档在不断接近完成过程中改进、优化的过程,同时包涵了对文档操作步骤进一步的细化工作,也是一种分解任务的过程,当然也支持对文档工作步骤的串行、并行操作。
  无论是任务流,还是工作流,实质上都是信息的处理和流动过程。这些信息根据不同的作用可分为三类,应用信息作为设计过程这条流水线上的主体,是设计活动的操作对象,也是设计活动所追求的结果;控制信息则是系统用来控制流程中实例的状态和工作方式;关联信息则由用户定义设计流程中应用信息的数据流向或流动的判断条件。PDM系统中流程管理主要集中在控制信息和关联信息的表达和处理,而将应用信息的处理交给各种应用程序去完成。任何一个工作流程都包括一组活动及它们的相互关系,还包括过程及活动的启动和终止条件,以及对活动的描述。

责任编辑:张宋
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