工作流與過程管理模塊是PDM系統中重要的基本功能之一，用來定義和控制數據操作的基本過程，主要管理當用戶對數據進行操作時人與人之間或活動與活動之間的數據流向，以及在一個項目的生命周期內跟蹤所有事務和數據的活動，為PDM系統提供生成、監視、管理和控制企業的業務流程的能力。目前已經出現一些基于Petri網的工作流建模的概念和方法，給出了工作流分析和應用的一些形式化定義，但現有的大部分工作流工具和分析方法都沒有考慮到在實際應用中應該對用戶設計的工作流進行結構分析和性能檢驗，以保證工作流的順利進行。本文將著色時間Petri網引入到PDM的工作流管理系統中，解決了實際Petri網建模的復雜性和龐大性等難題，將基于著色時間Petri網的并行式工作流模型應用于PDM系統中，提高了工作流的效率，提出用可達圖來分析Petri網工作流模型的靜態和動態的結構性能，對用戶設計的工作流進行結構分析和性能檢驗，能保證流程在執行中能順利運行。工作流管理模塊作為PDM系統重要的組成部分，具有很高的投入產出比，但是恰恰在這個領域大部分的PDM系統還沒有充分發揮作用，還有許多問題還有待于進一步的研究，本文主要研究內容是工作流與過程管理模型的建立，有關Petri的理論分析另有文章敘述。
1 工作流模型
1.1 常規意義上的工作流摸型
工作流中兩個最基本的元素是活動和活動之間的連接關系，流程圖可形象的表示一個工作流的定義，流程圖由若干個節點和它們之間的連線構成。PDM系統有兩種流程管理：審批流程和更改流程，如圖1所示為某公司重要零件的審批流程。
圖1 重要零件審批流程
流程圖中定義了任務的觸發順序和觸發條件，用來實現任務的觸發、同步和信息流的傳遞，每個節點代表了一個工作步驟，它們之間的連線表明完成工作任務的順序關系，對于節點，設定了一些屬性，用以描述這個節點的特性，這些節點屬性有：用戶、意見、期限、啟動條件及通過條件等。
1.2 基于Petri網的工作流模型
因為工作流每一個過程的發生總要經歷一定的時間，系統采用了時間Petri網，再考慮實際中一個工作流應該可以提交多個任務，一個任務在工作流中可能處于結構設計狀態，而另一個任務在工作流中可能處于設計審核狀態，這樣如果仍沿用時間Petri網，設計的模型將變得非常龐大和復雜，因此系統采用了著色時間Petri網。著色時間Petri網為網中的每一個庫所定義了一個托肯色彩集合，為網中的每一個變遷定義了一個動作色彩集合，可使一個庫所的托肯表示多種狀態，從而擴大了托肯所代表的內涵，不但可以描述更復雜的系統，更使得Petri網系統簡潔明了。
由于篇幅限制著色時間Petri網和相應的工作流網的定義不再贅述。
在圖1審批流程的節點p3處，要建立一個審批人員名單，審批人員可以是一個或多個，設定由兩個設計工程師負責簽字．傳統的審批流程主要是串行式的，往往是一個審批人員完成審批后，圖紙才能傳到下一個審批人的手中，如果這個審批人有事耽誤了工作，下面的工作將無法進行，使得工作效率很低．為了提高效率，應采用并行化的工作流，并行式的工作流充分利用了計算機網絡功能，避免了串行流中因為一個工程師不能按時完成工作而影響另一個工程師的工作的情況。同樣可將工藝設計與校對并行來提高工作效率，將圖1審批流程并行化后的Petri網模型如圖2所示。
圖2 審批流程的Petri網模型
在圖2中，庫所P1是指全部待設計的文檔在工作流的入口處等待設計審批，當設計人員接受任務開始設計時，文檔doc1便具有相對于變遷t1的色彩<doc1，P1>，由此激活了整個工作流網，以后對于每一個變ti，doc1將具有色彩<doc1，pi>，變遷t1是一個與分支，使文檔同時進入P2和p4并發子流程，變遷t2模擬了一個選擇結構，用于檢驗P2執行的結果可接受或不可接受，以決定托肯的流向，從而形成一個循環組件。p3完成后(P5同)，其操作結果的一致性要經過t3檢測，t3的結構與t2相同，如果兩個工程師意見一致，文檔通過審核，將等待P5的完成共同進入p6；如果不一致，文檔進入庫所P1進行設計修改，經進一步校對后（變遷t2實施），重新進入p3審核，如此循環直至通過審核。p6是并行流程的一個與連接，只有在t3和t5都完成后，才能進入庫所p6，然后依次通過庫所p7，p8完成整個流程。當同時或間隔有j個文檔簽入到流程中時，變遷ti的色彩為<docj，pi>，從而可使得若干文檔的審批工作同時在流程中進行。
PDM系統的工作流與時間密切相關，每一個過程對應的人員必須在一定的時間內完成任務，當某個人員沒能夠完成任務時，工作流管理系統應能夠自動采取相關的過期動作：如標識為過期、視為完成、視為未完成、或重新分派給其他人等，因此應在Petri網中引入相應的觸發機制．觸發機制可以理解為一種使被使能的活動進入執行狀態的外部條件，通常可分為4種類型：自動觸發、人工觸發、消息觸發和時間觸發．通過Petri網的觸發機制可以實現工作流的自動運行和處理工作流中的過期動作。
1.3 工作流管理系統的組件層次和類結構
工作流管理系統的J2EE組件層次如圖3所示。
圖3 工作流管理系統的組件層次
完成工作流管理系統的類主要有工作流、工作流節點、任務分配過程、審批過程、任務分配、審批、任務簽發、審批簽發和流程歷史等。每一個類對應數據庫中的一個表，類的變量對應表的列屬性．工作流管理系統通過這些類和相應數據庫中的表格，完成工作流與過程管理的功能．根據工作流各類之間的關系，建立的工作流模型如圖4所示。
圖4 工作流的類模型
2 工作流與過程管理的實現
2.1 工作流模型到Petri網模型的轉換
系統采用可達圖RMG(PN)來分析工作流的結構，可達圖的意義在于可直接根據圖的結構特征，來分析網的活性、有界性和安全性等基本特性，其中最主要的是死鎖的判別，工作流模型到Petri網模型的轉化過程如圖5所示。
圖5 工作流模型到Petri網模型的轉化過程
節點和節點間的聯系是工作流信息的載體，因此處理好它們之間的存儲結構是工作流模型轉換到著色時間Petri網模型的關鍵，數據模型必須使得工作流中所有的節點信息能夠有序地保存在數據庫中，系統采用工作流節點表記錄工作流模型的節點關系，主要屬性見表1。
表1 審批流程在數據庫中的表結構
從表1中可以看出，工作流節點記錄一個工作流的各個節點及它們之間關系，包括節點的過程名、過程類型、節點序號、成功流向、失敗流向、是否為分節點，以及節點位置和所屬生命周期名等，在形成著色時間Petri網模型時，先讀取數據庫中的元數據，然后按照節點間的關聯，形成著色時間Petri網模型，并初始化所需著色時間Petri網模型的變量。
2.2 工作流管理體系結構
工作流管理系統完成工作流的定義和管理，并按照計算機中預先定義好的工作流邏輯推進工作流的執行。工作流的建立涉及到三方面模型的有機結合，其一是工作流模型，即建立過程的有序組合；其二為資源模型，包括用戶、用戶組、角色與應用工具等，它們是過程中的任務執行者；最后是數據模型，用于定義和追蹤提交給工作流的數據對象的類型，工作流管理系統的系統結構如圖6所示。
圖6 工作流管理系統體系結構
2.3 工作流管理模型
工作流管理系統采用電子周轉文件夾將有關的工作文檔和信息傳送到各個工位，所有與工作流過程步驟有關的PDM用戶都可以通過計算機網絡從工作流管理模塊中得到自己的任務清單，其中包括電子周轉文件夾中的所有文檔和所規定的需要執行的活動，工作流管理模塊將面向任務的項目組中屬于不同部門的員工聯系起來，并且只有被授權的人員才能訪問工作流中的有關文檔。以圖1審批流程為例，工作流的過程管理模型如圖7所示，工作流運轉期間產生的所有文檔都保存在電子周轉文件夾中，永久保存。
圖7 工作流的過程管理模型
3 工作流程的實現
3.1 定義任務過程
所謂任務過程是數據對象在工作流中從一種狀態到另一種狀態時應進行或處理的規則集合，它是工作流的基本構成單元．在進行計算機支持下的工作流管理以前，首先應該建立過程的模型，即定義一個個過程步驟，系統中定義了三種過程：任務分配過程、審批過程和消息過程，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使用的標準過程對象，將其鏈接起來就可以很方便地建成所需要工作流模型，加快工作流建模的速度。
3.2 編輯和執行工作流
利用PDM視圖化的工作流編輯器，用戶可以根據具體的需要將上述任務過程鏈接起來，建立符合各企業習慣的串行或并行的工作流程。工作流程的執行過程如下：
1)用戶在流程編輯器中完成流程的定義后，按保存鍵。
2)系統根據工作流生成相應的著色時間Petri網和可達圖，并根據可達圖檢驗用戶定義工作流程的正確性，判別流程的可達性、活性（無死鎖）等性質．通過分析，若定義的流程中存在錯誤，則提示用戶錯誤的原因，以便改正；若流程不存在錯誤，則將流程保存到數據庫中。
3)用戶可隨時調出工作流程進行修改，察看工作流的著色時間Petri網視圖，模擬流程的運行狀態。
4)啟動工作流程后，通過著色時間Petri網模型，結合模型的算法，判別工作流將要運行的下一節點位置，著色時間Petri網上的托肯將跟蹤流程的節點到達相應的當前節點位置，以此類推，完成工作流程的運行。
系統規定：(1)當一個文件夾或產品對象被提交到工作流中時，系統會把其附帶的描述文檔一起提交進去；(2)一個對象一次只能提交到一個工作流中審批；(3)一個工作流不限制提交到其中的對象個數。
3.3 察看流程歷史
任務歷史管理記錄了工作流運行狀態演變的過程數據，這些過程信息都保存在數據庫中，可用于查詢各項任務的完成情況及其過程，在工作流運行的過程中，任何授權的用戶均能看到工作流執行的情況、工作流中文檔的確切位置、瀏覽過程的歷史以及執行的結果注釋，例如哪些過程步驟已被執行，周轉文件夾的狀態如何、目前位于何處，哪些用戶正在訪問哪些工作文檔等，管理員可以根據過程的完成情況檢查各個人員工作時間是否超期，以便做出相應決策。
4 結語
1)系統以企業現有的Intranet為支撐環境，用一臺運行Windows2000的計算機作為中心服務器，并在服務器上建立Weblogic、E_Mail、Oracle數據庫等服務，局域網內計算機安裝PDM系統客戶端，就可完全實現PDM系統的功能。
2)該系統經過國家驗收和實施證明了系統的安全性和可靠性。
核心關注：拓步ERP系統平臺是覆蓋了眾多的業務領域、行業應用，蘊涵了豐富的ERP管理思想，集成了ERP軟件業務管理理念，功能涉及供應鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業務領域的管理，全面涵蓋了企業關注ERP管理系統的核心領域，是眾多中小企業信息化建設首選的ERP管理軟件信賴品牌。
轉載請注明出處：拓步ERP資訊網http://www.guhuozai8.cn/
本文標題：PDM系統中工作流與過程管理模型的建立
相關文章
