模具協同設計制造的工作流程管理研究

摘 要：資源共享和協同是制造企業，尤其是模具制造企業在國際市場保存競爭和取得競爭優勢的關鍵。在傳統的工程設計管理中，由于缺乏統一的數據平臺，使文檔管理混亂，不能及時得到設計變更通知，而且對圖紙和工程變更的審批流程難以進行有效的實時監控，更不能保留數據變化的歷史記錄。本系統實現在分布式環境中群體活動的信息交換與共享并對設計過程進行動態調整和監控，支持多功能團隊的協同工作，以及在統一信息平臺下實現不同歷史時期和不同的需求而發展起來的獨立信息系統或應用工具的集成，實現了工作流的集中控制和工作流任務的分布處理。

關鍵詞：協同設計； 協同制造； 工作流； 流程管理； 訪問控制

中圖法分類號：TP391文獻標識碼：A

文章編號：1001—3695(2007)02—0046—02

隨著網絡技術和信息技術的不斷發展，特別是在Internet應用日益普及的情況下，現代企業信息系統的分布性、異構性和自治性的特征越來越顯著，企業物理位置的分散性和決策制定過程的分散性日益明顯，相應的企業信息資源也分布在異構的計算機環境中，信息源之間的連接表現出松散耦合的特點[1]。傳統的職能式組織架構，雖然有其自身的應用范圍和優勢，但是企業的很多流程不僅僅靠單一部門來完成，更多情況下需要部門間的協作，特別是還存在著跨地域跨企業的協作。在這種情況下，傳統的按職能分工的產品開發相關部門由于部門之間的壁壘往往造成產品開發過程中的信息傳輸遲滯，出現問題時不是合作解決而是采取相互推諉的方式回避責任；部門或企業之間缺乏必要的交互與協作，從而使得它們在協調多個組織的活動，以協同完成某個共同的任務方面存在著較為嚴重的不足。

目前，有很多學者對協同設計制造進行了研究[2—4]。但是，所開發的協同工具不支持多協作小組協作信息的統一管理，并且在訪問控制的安全性方面也得不到支持。本文在分析協同設計制造特點的基礎上，對工作流流程進行統一建模，管理流程及活動實例，并對數據設定訪問控制，研究分析了該協同設計制造系統的體系結構和功能的實現。

1 協同設計制造

協同設計是建立在并行工程的基礎上，較并行工程更進一步的現代設計方法。它是指在計算機的支持下，各成員單位圍繞一個設計項目，通過由計算機構成的支撐平臺，承擔相應的部分設計任務，并行交互地進行設計工作，最終得到符合要求的設計結果[4]。在協同設計時，設計團隊中的協同設計人員將在分布式環境下利用不同的資源，采用不同的手段，從不同的角度進行產品設計。考慮到信息的雙向流動問題，設計團隊中的每一個企業，不僅需要知道其下游客戶的需求，也需要知道其上游供應鏈的供應能力。因此，設計團隊中的企業需要共同分享有關的信息，從而使團隊成員通過協作來實現團隊內資源和信息的共享。

在協同設計過程中，通過建立一個跨部門、企業的面向產品的開發團隊實現多學科的協同，進而合理、有效地進行規劃和描述協同設計的組織結構（圖1）。

協同制造是一種實現快速響應市場和可持續發展的生產模式。其成員是物理位置分散的部門或企業，各自具有獨特的核心技術，組成協同制造企業是按市場機制通過競爭實現的[2]。協同制造將圍繞新產品或新經營機制的產品生產過程，動態地建立網絡組織機構來進行產品的開發和生產。因此，在產品開發過程中，其設計流程就應通過并行開發的流程代替原先串行的開發過程，盡可能多地將產品開發的某些階段提前。在產品開發的過程中盡可能消除過多的變更，或者盡量減少并將變更提前，從而有效地縮短產品的開發周期。圖2顯示了這種變化[5]。

2 工作流程管理

工作流管理的主要目標是通過調用有關的信息資源與人力資源來協調業務過程中的各個環節，使之按照一定的順序依次進行，從而實現業務過程的自動化[6]。統一流程管理能夠保證所有參加同一項目的人員采用實時的同一數據來工作，確保設計制造過程數據的一致性，減少設計中的重復和更改次數。這就需要對工作流流程進行統一建模，管理流程及活動實例，對數據設定訪問控制[7，8]。

2.1 工作流模型

2.2 流程及活動實例管理

項目管理員根據預定義的工作流模型申請啟動流程，調用流程啟動接口，生成一個活動實例。當用戶登錄系統后，系統就會調用工作任務列表管理接口，羅列用戶需要完成的所有工作任務。當用戶從工作任務列表中選中某項工作時，系統就會調用應用程序管理的某些接口，激活相應的應用程序。工作流程啟動過程如圖3所示。

項目管理員對某個流程實例的活動任務分配進行約束，為各角色參與人員的設定圈定了一個權限集，不在這個集合內的參與人員無法操作共享資源。對于活動類型為子流程的活動，子流程的實例將依賴于母流程活動的實現。

2.3 訪問控制

協同設計流程以工作流的方式為載體，一個工作流的啟動和結束將改變數據對象的狀態或版本，這種改變通常會意味著管理者的評審通過與否。項目管理員創建流程模型，定義相應的工作流及策略、訪問權限控制。通過訪問控制，項目協作允許開發人員圍繞項目劃分工作，針對動態的工作文檔、基本角色和在工作組中的動態角色以及文檔庫的訪問機制，來層層控制對數據的訪問，并防止個人加入項目，除非得到明確邀請。

訪問權限與角色相關聯，為工作流的每個任務指定可以執行該任務的角色列表，不同的角色有不同的權限。用戶以什么樣的角色對資源進行訪問，決定了用戶擁有的權限以及可以執行何種操作。從項目經理/管理員到具體的項目子任務映射關系模型，可以用樹型結構表示，如圖4所示。

3 基于協作平臺的模具設計制造的體系結構

根據分散網絡化制造的特點， 我們采用B/S模式， 開發了一個基于Web， 具有分布式、開放性、安全性、可視化、支持多學科人員異地協同設計制造的平臺。其體系結構如圖5 所

由于整個系統使用了B/S架構，在客戶端使用標準的Web頁面瀏覽器，無須安裝特殊的應用程序，因此減少了升級和維護的難度；所有的業務數據均保存在服務器端，確保了業務的安全；在通信方面，由于使用的是標準的HTTP協議，使得系統可以輕松地實現移動辦公和分布式管理，同時，為系統與電子商務的整合與擴展打下了堅實的技術基礎。

協作平臺使得項目協作解決方案具有讓項目小組管理以及監視跨企業和跨地域的項目進展的能力。它可以方便地實現對應用工具的封裝，便于有效地管理全部應用工具產生的信息，提供應用系統之間的信息傳遞與交換平臺；它還可以提供過程管理與監控，為協同工作中的過程集成提供必要的支持。

4 結束語

分布式項目管理決策支持系統能夠有效地幫助項目管理人員對項目進行組織、分析、計劃、實施、監控，輔助項目管理人員進行科學合理的決策。在現代社會，人們的流動性越來越大，企業經營業務的地域也越來越廣。如何在一個動態多變的社會環境中對項目實施全局有效的管理并作出正確的決策，是每個項目經理面臨的一道技術難題。本文通過對Agent技術和Multi-Agent系統的分析，提出了一種基于Multi-Agent 的分布式項目管理決策支持系統的體系結構，并分析了該系統在設計過程中需要特別關注的幾個關鍵問題。本文將Mulit-Agent技術引入分布式項目管理決策支持系統的設計過程中，可以為今后項目管理決策支持系統的開發提供一種新思路。

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