基于工作流的舰船设计流程管理研究

作者：郭进涛 李俊华 程岚 冯伯威 肖俊

欢迎访问e展厅 展厅 7 船舶/港口设备/海洋工程展厅 游艇, 橡皮艇, 港口起重机, ... 1、引言 1993年，国际工作流管理联盟(Work flow Management Coalition,WfMC)的成立标志着工作流技术开始进入相对成熟的阶段。为了实现不同工作流产品之间的互操作，WfMC在工作流管理系统的相关术语、体系结构及应用编程接口等方面制定了一系列标准。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。通常情况下，更广泛地把凡是由计算机软件系统(工作流管理系统)控制其执行的过程都称为工作流。 工作流的概念起源于生产制造业与办公自动化领域，工作流管理能够满足企业大规模、多任务的需求，能够灵活地适应实际业务的改变，能够提高软件系统的利用率，使系统的灵活性和效率最大化，这些优点已经受到了人们的日益关注。工作流管理的目标是通过将工作分解成定义良好的任务、角色，按照一定的规则和过程来执行这些任务并对它们进行监控，达到提高效率、降低成本，提高企业生产经营管理水平和企业竞争力，实现现代企业经营过程自动化的目的。 2、工作流管理 图1给出了基于WfMC的工作流管理参考模型。从图中可以看出工作流管理器从工作流建模工具中导人过程模型并对其进行解释和处理，生成计算机可管理和执行工作流执行模型，并通过工作流管理工具实现对工作流的管理和维护，工作流管理器是工作流管理的核心。 建模工具为客户提供一种对实际业务过程进行分析、建模、描述并记录的手段，生成业务过程的能被工作流机动态解释、计算机处理的形式化描述。工作流建模是整个工作流管理的基础，也是过程定义人员进行系统二次开发的基础。模型描述能力的强弱决定了系统所支持的应用范围以及系统的灵活度。工作流管理联盟定义的过程元模型定义了6个基本实体:过程定义、活动、转换条件、工作流相关数据、角色和需要激活的应用程序。各种不同的建模工具仅是对工作流模型的一种形式化的描述。目前的工作流管理系统的工作流模型大多基于WfMe提出的工作流元模型，为实现不同的工作流管理系统的模型能够互连互通，提供了基于XML的过程定义语言对过程建模进行描述，如图2所示。 工作流管理器是工作流管理的核心，工作流管理器由一个或多个工作流机组成。工作流机是一个为工作流实例的执行提供运行环境的软件服务，它是业务管理流程的任务调度器，也是网络资源的分配器。 工作流管理工具是对工作流的过程实例状态进行监控与管理，包括查看业务运行状态，查看及修改过程实例和活动实例的属性，改变过程定义等等，另外工作流管理工具还能够实现用户管理、角色管理、审计管理和资源控制等功能。 3、舰船设计流程 所谓舰船设计流程山，就是根据用户规定的性能来确定舰船物理特性和系统的一种循环反复进行的过程。舰船的设计建造一般技资较大(一艘舰船造价动辄几千万甚至几十亿)、批量较小、周期相对较长，它关系到人员、财产、环境的安全问题，而设计阶段己决定了其80%以上的性能。 因此，设计管理事关重大。现代舰船的设计具有研制周期长、阶段多，涉及专业种类复杂，参与机构人员众多等特点。在满足舰船使用要求的前提下，如何最大限度地缩短舰船产品研制周期、提高研发质量、降低成本，是舰船企业竞争制胜的关键。将工作流技术应用于舰船产品的设计过程，实现舰船产品设计的数字化、自动化、科学化，就能够有效地提高设计效率，增强船舶企业的核心竞争力。 工作流技术是实现企业业务过程建模、业务过程仿真分析、业务流程优化、业务过程管理与集成，从而最终实现业务过程自动化的核心技术。 对船舶制造业利用工作流的方法进行业务过程的建模和深入分析，不仅可以规范企业的业务流程，发现业务流程中不合理的环节，进而对企业的业务过程进行优化重组。 舰船的研究、设计和建造具有明显的技术密集、高度集戚、过程复杂、多方协作的特点。一艘舰船的诞生，通常需经过需求论证、总体与系统概念研究、基础技术与应用技术的预先研究、方案论证、设计、建造、试验等一系列研究与工程工作。 这些工作既有时间上的阶段性，又相互迭代。本文选取在舰船设计过程中的流程进行分析，讨论工作流技术在舰船设计中的可行性。 1)生命周期的定义。产品数据要经历从产生到完善、修改、发布、冻结等一系列的演变过程，这一过程就是产品生命周期。工作流程管理(Work flow Process Management)主要实现产品设计与修改过程中对产品生命周期的跟踪与控制。 舰船设计的生命周期的定义采用PTe公司的产品数据管理软件(Windchill Foundation)的生命周期管理器来完成。我们定义生命周期为三个阶段，见图3。 2)设计流程的设计。采用传统的设计模式，按照需求分析(可行性设计)、初步设计、合同设计、详细设计的流程来进行舰船设计流程的定制。其具体的流程图定义见图4。“可行性设计”是舰船设计中的一种不定型过程，通常是为满足基本使命而进行的比较和分析的研究工作。就舰船而言，通常是有一个经过现有计算机分析得出的可行性方案。"初步设计"阶段，就造船设计专业来看，是设计过程中最关键的一环。在这个阶段里，船舶的主要性能和特性都要被确定。"合同设计"阶段的任务，是制定出一套详细的图纸和说明书，供船舶建造部门遵循和使用。从舰船设计的观点来看，设计工作随着合同设计的结束而完成，但是造船厂的施工详图，在建造之前和建造中都要继续绘制。 衍生命周期与工作流的关联。设计好生命周期和工作流程以后，我们就需要把工作流程和生命周期关联起来。在Windchill中创建各种对象来关联生命周期和工作流。在各个阶段的完成时刻，通过在关口的提交，设置条件判断，从而进入下一个工作流进程，进而完成整个设计的流程。例如，在舰船设计工作完成以后，在设计关口提交设计方案文档，从而启动了下一个工作流程一一舰船文档的审核流程。审核工作完成以后，由审核人员在审核关口进行提交，审核关口通过以后，自动进入发放过程C在这个过程中，实现舰船设计的自动化和灵活性，在很大程度上，提高了设计效率，减少了设汁时间。当然，对于各个设计阶段的细化和每个阶段的流程定义以及子流程定义，其后续工作依然是很庞大的，我们需要付诸很大的努力来完成这项工作。 4、舰船设计过程中文档审签流程实例 舰船设计是一项庞大的系统工程，需要很多专业的配合和协作才能完成。舰船设计涉及到的周期长，涉及到的文件和电子文档也非常多。目前，舰船设计文挡的审签流程，还是沿袭以前的以纸质文件的签审为主，通常导致耗费周期长，引起信息的沟通不畅，大大降低了设计的效率，从而延长了设计的周期。通过设计文档的电子审签流程，就能大大地避免这些弊端，从而有效地缩短文件审签的周期，提高了舰船设计企业的设计效率和竞争力。 图5是某船舶设计研究所的文档审签流程方案，该方案采用PTC公司的Windchill作为平台来建立，从图中可了解其流程。 Windchill采用3层HIS架构，是一个基于Java语言的系统，主要模块包括文档管理、工作流与过程管理、生命周期管理、产品结构与配置管理等等。文档的电子审签流程基于工作流与过程管理而建立。图6为工作流管理器建立的审签流程。 设计者在Windchill系统中创建设计文件后，自动启动相应的签审流程。不同设计文件有不同的签审流程要求，具体的签审流程需要在实施中确定。在签审流程的执行过程中，签审人员可以通过ProductView打开设计结果进行审阅。如果同意通过该设计结果，则将其推动到下一环节，这时系统会自动向下一状态的签审人员发送通知。 如果不同意，可在ProductView中对图纸进行圈阅和批哇，并可在工作流中签署签审意见，然后发回给相应的设计者。 设计文档采用电子审签流程，可以大大提高工作效率和可控性，能够从宏观上掌控图文档工作流程审签的平均时间以及审签过程中的时间瓶颈(从流程历史记录中可以查看流程在审签过程中任何一个环节的停留时间，从而掌握流程审签的时间瓶颈)。 5、结论 工作流技术作为一种面向业务过程的技术，是实现业务流程自动执行的实现技术。通过为企业经营过程进行工作流建模，把相关的人员、各个孤立的分系统与企业经营目标紧密联系起来，并在工作流管理系统上执行，实现信息流畅、准确地在各个企业部门(或人员)之间传递，从而高效地完成企业经营目标。通过基于工作流的舰船设计流程的设计，可以使设计流程科学化、自动化，能够有效提高设计的效率。可以看出，工作流技术在船舶企业中具有很大的应用价值。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (11/27/2007)