面向家電產業集群的研發協同流程建模研究

臧姜杉 青島中家院工業設計有限公司

面向家電產業集群的研發協同流程建模研究

臧姜杉 青島中家院工業設計有限公司

研發協同；業務流程；Artifact；Petri網

引言

隨著信息技術的不斷進步，消費者在對家電產品數量要求越來越多的同時，對家電產品的個性化需求也不斷增強，使得家電制造企業不斷加大生產制造和研發力度，從而為家電制造企業聯合供應商、科研機構等相關行業進行產品研發協同提供了巨大的空間。協同研發涉及多項關鍵技術，包括研發流程控制、知識共享及協同機制等。其中，研發流程控制是實現協同研發關鍵前提，決定了各研發單位協作機制和順序。為此，本文在研究Artifact業務流程建模和Petri網技術基礎上，研究一種以artifact為中心的研發協同流程控制機制。

1.研發流程建模

集群研發通常涉及多個單位或部門協作，其過程同業務流程相似，具有過程復雜和迭代的特點。為此，本文借助業務流程建模技術來約束研發流程控制。業務流程建模是對企業如何達到業務目標進行形式化和推理的基本方法。業務流程模型能夠表達業務目標，并且為企業中各類業務參與者之間進行交互提供基礎，包括企業管理者、業務分析人員、業務過程執行者等，越來越多的企業業務流程運行依賴于流程模型驅動的信息系統。以業務流程模型為基礎構建的業務流程管理系統可實現業務流程的部分或整體在計算機應用環境下的自動化，它主要解決的是使多個業務參與者按照某種預定義的規則傳遞文檔、信息或任務的過程自動進行，從而實現某個預期的業務目標，或者促使此目標的實現。

通常，一個理想的建模方法應該具有形式化語義以便于進行分析和驗證。 Petri網是一種具有較強數學理論支持的，適用于對離散系統進行建模的建模工具，有關Petri網的性質和定理大部分都可以用于工作流特性描述和性能分析，例如可達性、有界性、安全性、活性、強連通性等。本文考慮Petri網在形式化建模技術的優點，采用該技術對研發流程進行形式化表示。

2.以Artifact為中心的流程構造

Artifact表示業務流程中數據的載體，是以數據為中心的業務流程建模的關鍵概念。協同研發涉及多部門間研發成果的知識共享，可將產品研發流程中的各產出成果作為Artifact進行封裝，用于研發流程中。

對Artifact的描述包括信息模型和生命周期模型兩個方面。信息模型描述Artifact的數據結構，類似于數據庫模式；生命周期模型描述為完成業務目標而對Artifact的操作步驟。因此， Artifact是業務流程中的關鍵數據，以Artifact為中心的操作建模 ACOM（Artifact-Centered Operational Modeling）方法最早在文獻［1］ 中提出，主要目的是給出一種易于和用戶交流的業務流程模型。該方法中首先要識別出一種信息結構，即 Artifact，并且 Artifact貫穿業務的始終，因此被稱為以 Artifact 為中心的方法。

ACOM中業務Artifact具備以下特性。

（1）Artifact由兩部分組成整個業務范圍內的一個唯一標識和自描述性的內容。

（2）Artifact 的標識不能修改：一個Artifact 不能被分割成具有相同標識的兩個或多個部分，但允許創建內容相同但標識不同的Artifact。

（3）Artifact的內容可以隨時修改可以加入新的數據或信息來源。

以Artifact 為中心對業務操作建模的核心問題是要標識Artifact，即首先是要發現業務Artifact。

3.以Artifact為中心的業務流程Petri網表示

ACOM模型包括管道模式、倉庫模式、分支模式、匯集模式、項目模式、創建模式、同步模式、循環模式、廢棄模式等9 種操作模式，然后轉換成Petri網進行分析和驗證。

下圖1是用ACOM模型描述的家電集群企業協同研發的業務Artifact，HomeApplianceResearch的生命周期。研發流程項主要包括用戶研究、產品企劃、外觀設計、高精模型、工藝開發、色彩與新材料開發、界面交互設計和品牌開發等。

圖1 用ACOM模型描述的家電集群企業協同研發的業務Artifact

4.結束語

數字家電產業集群研發設計流程模型為構建研發服務平臺提供了協同路徑指導。以此為基礎將構建研發服務平臺，通過加強數字家電產業集群成員間的溝通與協作，共享設計資源，共同推動數字家電產業的發展，對于促進產業結構升級、提高人們生活品質，建設資源節約型社會，都具有重要意義。

［1］ A.Nigam， N.S.Caswell.Business artifacts： An approach to operational specification ［J］.IBM Systems Journal，2003， 42（3）： 428-445.

［2］ 王穎.以Artifact為中心的業務流程建模與分析［M］.燕山大學，2011.1 2.

國家火炬計劃創新型產業集群子項目（2013GH711001）

面對家電集群產業模式中產品協同研發過程復雜、成果知識共享性差等問題，本文圍繞家電研發中的用戶研究、產品企劃、外觀設計、高精模型、工藝開發、色彩與新材料開發、界面交互設計和品牌開發等階段，研究了一種以Artifact為中心的研發流程建模技術。結合ACOM方法中提出的9種操作模式，設計了以Artifact為中心的家電協同研發流程Petri模型。