1 引言

    PDM（產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理）系統(tǒng)是對(duì)企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)所需信息和過程進(jìn)行全面管理的工具。它主要提供了文檔管理、工作流管理、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與配置管理、零部件族管理、工程變更管理、項(xiàng)目管理等功能。PDM系統(tǒng)是一個(gè)信息集成的框架平臺(tái)，通過它可以實(shí)現(xiàn)企業(yè)的CAX軟件的信息采集，保證產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息的一致和連貫，而PDM系統(tǒng)與企業(yè)的ERP、生產(chǎn)管理體系的集成，則能使企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)部門、生產(chǎn)管理部門、制造部門進(jìn)行更好的統(tǒng)一與互動(dòng)。一個(gè)好的PDM系統(tǒng)必須足夠靈活，能夠提供建模工具，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的特定產(chǎn)品流程并對(duì)企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)過程重組提供支持。因此流程管理是PDM系統(tǒng)的核心功能之一。

2 工作流管理的主要功能

 圖1 零部件的設(shè)計(jì)過程

    如圖1所示，便是現(xiàn)代企業(yè)零部件的設(shè)計(jì)過程，其貫穿始終的橋梁便是工作流管理。
 
    工作流管理是PDM系統(tǒng)的核心功能之一，用來定義和控制數(shù)據(jù)操作的基本過程，主要管理當(dāng)一個(gè)用戶對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行操作時(shí)會(huì)發(fā)生的情況、不同用戶之間的數(shù)據(jù)流動(dòng)以及在一個(gè)項(xiàng)目的生命周期內(nèi)跟蹤所有事務(wù)和數(shù)據(jù)的活動(dòng)，為PDM系統(tǒng)提供生成、監(jiān)視、管理和控制企業(yè)的業(yè)務(wù)流程的能力。通常PDM系統(tǒng)中的工作流管理技術(shù)主要用于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)與修改過程的跟蹤與控制，包括工程數(shù)據(jù)的提交與修改、管理和監(jiān)督、文檔的發(fā)布控制和自動(dòng)通知，以及修改后的產(chǎn)品數(shù)據(jù)經(jīng)提交、審批及最后批準(zhǔn)成為新版本的產(chǎn)品數(shù)據(jù)。

    工作流管理按照管理的范圍和功能進(jìn)行劃分，一般可分為3種，即任務(wù)過程管理、工作流管理與工作歷史管理。

2.1 任務(wù)過程管理

    所謂任務(wù)過程是數(shù)據(jù)對(duì)象在工作流中從一種狀態(tài)到另一種狀態(tài)時(shí)應(yīng)進(jìn)行或處理的規(guī)則集合，它是工作流的基本構(gòu)成單元。在進(jìn)行計(jì)算機(jī)支持下的工作流管理之前，首先應(yīng)該建立過程的模型，即定義一個(gè)個(gè)過程步驟，系統(tǒng)中定義了幾種基本過程：任務(wù)分配過程、審批過程、消息處理過程、作業(yè)指定過程、分發(fā)列表等。定義好的過程存放在過程庫中，在過程庫中存放著各種各樣可重復(fù)使用的標(biāo)準(zhǔn)過程對(duì)象，將其鏈接起來就可以很方便地建成所需的工作流模型，加快工作流建模的速度。

2.2 工作流管理

    工作流管理的功能包括：定義并建立工作流程、運(yùn)行并控制工作流程、查看流程中文檔的狀態(tài)等。定義并建立工作流的方法有：定義產(chǎn)品的開發(fā)流程、定義數(shù)據(jù)的審批流程、指派流程的用戶。利用PDM視圖化的工作流編輯器，動(dòng)態(tài)地安排流程結(jié)點(diǎn)，根據(jù)自身企業(yè)的流程特點(diǎn)進(jìn)行定制。圖形化流程管理示例能夠方便地顯示流程管理中各結(jié)點(diǎn)的相互關(guān)系，便于隨時(shí)進(jìn)行流程的添加、刪除及修改操作，建立符合各企業(yè)習(xí)慣的串行或并行的工作流程。

    工作流程的運(yùn)控器可以將每個(gè)參與人員的任務(wù)放到個(gè)人的當(dāng)前工作列表中，每個(gè)參與人員一登陸系統(tǒng)就能看到自己當(dāng)前工作列表中列出的工作任務(wù)，在流程的規(guī)定下并行的工作。系統(tǒng)還具有電子郵件接口，能在用戶開機(jī)時(shí)提示目前已有工作任務(wù)的消息。在工作流運(yùn)行的過程中，任何授權(quán)的用戶都能看到流程執(zhí)行的情況、流程中文檔的確切位置、瀏覽過程的歷史以及執(zhí)行的結(jié)果。管理人員可以根據(jù)過程的完成情況，檢查各個(gè)流程節(jié)點(diǎn)工作時(shí)間是否超期，以便作出相應(yīng)決策。

2.3 工作歷史管理

    設(shè)計(jì)人員不但需要關(guān)心產(chǎn)品數(shù)據(jù)的功能要求、開發(fā)狀態(tài)的項(xiàng)目信息，而且需要了解產(chǎn)品數(shù)據(jù)曾經(jīng)進(jìn)行過的處理及其處理結(jié)果。數(shù)據(jù)的版本管理是維護(hù)產(chǎn)品數(shù)據(jù)有效性和演變過程核查的必要手段，各項(xiàng)任務(wù)的完成情況及其過程也應(yīng)該有完善的記錄，便于將來查詢。此外，如果用戶希望追溯項(xiàng)目開發(fā)過程中以前在什么地方出現(xiàn)過問題，工作流管理對(duì)項(xiàng)目歷史管理提供了重要的支持。

3 工作流管理的數(shù)據(jù)模型

    在PDM系統(tǒng)中，工作流管理主要是針對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的管理。從大的方面來講，一個(gè)產(chǎn)品的開發(fā)項(xiàng)目就是一個(gè)流程，一個(gè)復(fù)雜的工作流程又可以包含若干個(gè)小的工作流程，不同的流程對(duì)應(yīng)產(chǎn)品開發(fā)的不同階段。PDM系統(tǒng)的工作流管理模型主要包含5個(gè)方面：

    1)流程名稱及適用范圍；

    2)流程中工作階段的數(shù)量，先后次序及返回邏輯；

    3)每個(gè)工作對(duì)應(yīng)階段的人員、角色、表決模式；

    4)在每個(gè)工作階段開始或結(jié)束時(shí)需要完成的特殊任務(wù)；
 
    5)流程中每個(gè)工作階段所對(duì)應(yīng)的版本變化規(guī)則。

    對(duì)于圖1中零部件的設(shè)計(jì)過程，它的工作流管理模型如表1所示。

表1  工作流管理模型

4 工作流管理對(duì)其它模塊的支持

    創(chuàng)建了一個(gè)具體的工作流程之后，這個(gè)工作流程必須能應(yīng)用于PDM系統(tǒng)中實(shí)際的對(duì)象。比如說設(shè)計(jì)一個(gè)零件，那么完成這個(gè)設(shè)計(jì)至少需要一個(gè)擬制、審核、批準(zhǔn)的流程，且必須把這個(gè)零件的設(shè)計(jì)文檔同這樣一個(gè)工作流程關(guān)聯(lián)起來。在PDM系統(tǒng)中，工作流管理模塊必須與項(xiàng)目管理、工程變更管理、文檔管理等模塊很好地結(jié)合起來，對(duì)這些模塊提供完整的支持。

4.1 對(duì)項(xiàng)目管理的支持

    項(xiàng)目管理是一種為了在確定的時(shí)間范圍內(nèi)，完成一個(gè)既定的項(xiàng)目，通過一定的方式合理地組織有關(guān)人員，并有效地管理項(xiàng)目中的所有資源（人員、設(shè)備等）與數(shù)據(jù)，控制項(xiàng)目進(jìn)度的系統(tǒng)管理方法。為了實(shí)施一個(gè)項(xiàng)目，需要執(zhí)行項(xiàng)目規(guī)劃、制定進(jìn)度計(jì)劃、過程監(jiān)視和分析等步驟。作為PDM系統(tǒng)的項(xiàng)目管理模塊，它主要是圍繞企業(yè)產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計(jì)來組織項(xiàng)目的。一個(gè)項(xiàng)目往往需要分解成幾個(gè)任務(wù)，而一個(gè)具體的任務(wù)又由它包含的若干個(gè)工作文檔來確定。項(xiàng)目對(duì)象需要利用任務(wù)對(duì)象和工作文檔對(duì)象來確定項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)。為了項(xiàng)目的順利進(jìn)行必須組織開發(fā)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行協(xié)同工作，因此一個(gè)項(xiàng)目還應(yīng)該有項(xiàng)目組、項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、項(xiàng)目成員等對(duì)象。項(xiàng)目、任務(wù)、工作文檔對(duì)象可以與一個(gè)項(xiàng)目日歷對(duì)象相關(guān)聯(lián)，以便進(jìn)行項(xiàng)目的實(shí)際進(jìn)度和目標(biāo)進(jìn)度的比較。其中工作流的作用是對(duì)整個(gè)產(chǎn)品的形成過程進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)參與項(xiàng)目人員的協(xié)同控制，提高效率。項(xiàng)目的實(shí)施包含一個(gè)完整的過程鏈，該過程鏈包括開發(fā)、試驗(yàn)、生產(chǎn)等各個(gè)階段。工作流模塊不但可以應(yīng)用于整個(gè)產(chǎn)品的過程鏈，而且還可以與項(xiàng)目的每個(gè)任務(wù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)。任務(wù)中的每一個(gè)工作文檔執(zhí)行完相應(yīng)的流程后，任務(wù)才可以進(jìn)行提交驗(yàn)收的工作。工作流程不但明確了一個(gè)工作文檔的執(zhí)行程序，還把流程中的每一工作環(huán)節(jié)的工作任務(wù)分配給特定的項(xiàng)目組或任務(wù)組的成員。項(xiàng)目管理的概念模型圖如圖2所示。

圖2 項(xiàng)目管理的概念模型圖

    當(dāng)產(chǎn)品開發(fā)的一個(gè)步驟完成后，工作流管理模塊將推動(dòng)產(chǎn)品開發(fā)進(jìn)入下一個(gè)環(huán)節(jié)。整個(gè)產(chǎn)品的開發(fā)就是沿著與項(xiàng)目相關(guān)的每一個(gè)工作流程進(jìn)行的，當(dāng)完成了所有任務(wù)相關(guān)的流程后，一個(gè)產(chǎn)品的開發(fā)項(xiàng)目也隨之完成了�？梢婍�(xiàng)目的完成是通過運(yùn)行流程實(shí)現(xiàn)的，還可以通過對(duì)流程進(jìn)行監(jiān)控實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目實(shí)施過程的控管。在項(xiàng)目的實(shí)施過程中，利用流程的監(jiān)控得到項(xiàng)目實(shí)施進(jìn)度的反饋。在項(xiàng)目與流程進(jìn)行關(guān)聯(lián)的情況下，系統(tǒng)可以顯示項(xiàng)目在流程中的具體環(huán)節(jié)。同時(shí)還可以按照項(xiàng)目、任務(wù)之間的樹狀關(guān)聯(lián)進(jìn)行進(jìn)度的追溯。由于系統(tǒng)在定義流程與運(yùn)行流程的過程中，已經(jīng)規(guī)定了每個(gè)節(jié)點(diǎn)的任務(wù)、任務(wù)的執(zhí)行者、任務(wù)的起始時(shí)間和完成與否的標(biāo)志狀態(tài)，因此可以很容易地通過流程監(jiān)控實(shí)現(xiàn)對(duì)項(xiàng)目進(jìn)度的監(jiān)控。

4.2 對(duì)工程變更管理的支持

    工程變更是生產(chǎn)過程中經(jīng)常出現(xiàn)的重要活動(dòng)，在一個(gè)企業(yè)中，工程變更往往有規(guī)范的過程約束與流程控制，所以它與工作流管理總是密不可分的。工程變更管理是指對(duì)已發(fā)布（歸檔）的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和開發(fā)結(jié)果的變更。必須先由更改申請(qǐng)人員提出更改請(qǐng)求，并填寫相應(yīng)的設(shè)計(jì)更改建議書，提交有關(guān)人員會(huì)簽通過后，最后才能交由更改人員完成設(shè)計(jì)文件的更改。整個(gè)工程變更流程由設(shè)計(jì)更改建議書來驅(qū)動(dòng)，本企業(yè)的設(shè)計(jì)更改管理業(yè)務(wù)流程和更改關(guān)系的模型分別如圖3和圖4所示。

    工程更改過程本身就是一個(gè)特定的工作流，它有申請(qǐng)、評(píng)審、實(shí)施、通知更改等幾個(gè)基本環(huán)節(jié)，而這幾個(gè)基本環(huán)節(jié)又包含了更詳細(xì)的步驟。如對(duì)更改建議書的會(huì)簽必須確定會(huì)簽的人員，通過對(duì)更改建議書的審批，然后進(jìn)行簽發(fā)。同時(shí)，被更改的設(shè)計(jì)文檔必須與設(shè)計(jì)更改建議書建立關(guān)聯(lián)關(guān)系，在設(shè)計(jì)更改建議書會(huì)簽完成的同時(shí)獲得設(shè)計(jì)文檔版本升級(jí)的權(quán)限，并自動(dòng)將升級(jí)后的文檔提交相應(yīng)的流程。如果更改過程產(chǎn)生了新的設(shè)計(jì)文檔，也需與更改建議書建立關(guān)聯(lián)關(guān)系，在建議書的審批完成后驅(qū)動(dòng)新文檔的審批流程。相應(yīng)的更改通知單由PDM系統(tǒng)自動(dòng)生成。

圖3 設(shè)計(jì)更改管理業(yè)務(wù)流程

5 工作流管理具有的特點(diǎn)

5.1 安全的文檔資料管理

    PDM系統(tǒng)中很大一部分工作是管理數(shù)量巨大、格式不同、形式多樣的文檔資料，安全地管理這些重要資料也是工作流管理系統(tǒng)所必須具備的功能。通常在工作流管理系統(tǒng)中，資料的安全性管理是與電子簽名等其他功能共同來完成的。系統(tǒng)根據(jù)使用者的不同身份賦予相應(yīng)的使用權(quán)限，使得使用者只能操作被賦予權(quán)限內(nèi)的文檔資料，這樣便保證了重要資料的安全。

5.2 多文檔瀏覽器

    由于PDM系統(tǒng)管理各種格式的文檔資料，因此，為了方便地實(shí)現(xiàn)對(duì)這些文檔進(jìn)行瀏覽、修改、批閱、備份等必要的操作，PDM 系統(tǒng)應(yīng)該可以瀏覽大多數(shù)格式的計(jì)算機(jī)文檔。對(duì)于機(jī)電一體化企業(yè)采用多種設(shè)計(jì)軟件對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)，需要定制一個(gè)適合的多文檔瀏覽器，或者多種瀏覽器并存。例如可以用AutoVue瀏覽器來瀏覽圖紙文件（PADS、AutoCAD、SolidEdge），用Acrobat來瀏覽文檔，兩種瀏覽工具并存的模式，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)文檔的安全性管理及其他管理。

5.3 電子簽名功能

    該功能在產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)中顯得格外重要。同時(shí)，電子簽名功能也使得工作流管理成為可能。以產(chǎn)品制造業(yè)為例，在工作流程進(jìn)行的過程中，參與產(chǎn)品不同操作的使用者都可以用電子簽名的方式對(duì)產(chǎn)品的狀態(tài)實(shí)施批準(zhǔn)或退回操作。當(dāng)所有的流程步驟都得到批準(zhǔn)之后，工作流管理的任務(wù)便告一段落，產(chǎn)品信息將被修改到下一個(gè)版本，并且存入數(shù)據(jù)庫中歸檔。

6 結(jié)束語

    綜上所述，工作流管理是PDM系統(tǒng)的基本功能，貫穿于PDM系統(tǒng)的全過程。在產(chǎn)品開發(fā)過程中，工作流管理和項(xiàng)目管理、工程變更管理是互相關(guān)聯(lián)的。工作流管理不僅為項(xiàng)目管理和工程變更管理的實(shí)施提供了引擎，而且也是一個(gè)PDM系統(tǒng)具備足夠靈活性的基礎(chǔ)。

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本文標(biāo)題：淺析PDM產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)工作流管理技術(shù)

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