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基于 Windchill 的流程管理与优化的实现
武汉第二船舶设计研究所 武汉 430064 李胜群 雷铭 朱雄翔
摘 要
流程管理和优化是 PLM 系统中实现业务过程管理与过程监控的一项关键技术。本项目采用 Windchill 软件作为开发平台对业务流程进行管理和优化，基本实现了产品设计管理过程的流程化、规范化和高效化。
本文详细介绍了基于 Windchill 的流程模版定义、流程的执行与监控以及流程的优化等关键技术。
关键词： Windchill 流程管理 优化
1 前言
船舶设计过程是一个庞大的系统工程，其规范化、标准化、高效化的管理是缩短开发周 期、降低开发成本、提高开发效率的有力保证。为解决传统管理模式管理困难，协同工作能 力差，过程管理随意性大等问题，船舶设计制造企业纷纷采用流程管理的思想，为企业建立 完善的研发流程，实现产品研制过程规范化、流程化，从而使企业研制过程管理由粗放管理 变为精细化管理，由定性管理变为定量管理，最终达到提高产品开发效率的目的。
我所采用 PTC 公司的 Windchill 软件作为开发平台，通过对业务流程的梳理和优化，定 制了产品设计流程模版，实现了设计过程的规范化和高效化，以及有效管理和监控。
2 流程管理概述
流程管理(BPM—Business Process Management) , 是一种以规范化的构造端到端的业务 流程为中心，以持续的提高组织业务绩效为目的的系统化方法；是一种以顾客为导向，通过 跨职能协作，不断提高企业所有流程增值能力的系统化管理方法与技术。它通过优化企业的 组织结构、灵活易变的流程设计、面向客户而非管理者的横向流程管理体制等等一系列措施，
来提高企业的运行效率、优化资源利用率、优化人员之间的协作关系，从而降低企业的运营 成本，提高企业对客户需求的响应速度，以争取企业利润的最大化。流程管理的内容主要包 括[1]：
工作流程定义，把企业的业务流程转化为计算机可以识别的格式，并按照在计算机 中预先定义好的工作流程逻辑推进工作流程实例的执行；
对工作流程运行的状态进行监控，对流程运行中的活动进行管理和调度；
提供人机交互接口，供参与人员执行其中的人工型任务。
Windchill 的流程管理系统提供工作流管理器、工作流进程编辑器、进程监视器和进程 管理器来实现上下文使用的工作流模版列表的管理，业务流程的构建，工作流模版实例的查 看和控制，工作流故障的测试和排除。
3 工作流模版定义
工作流模版定义是流程管理的起点，通过它使文档、信息或任务在不同的执行者之间进 行传递和执行，实现业务过程的完全或者部分自动执行，它根据企业的业务流程及长远的发
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展规划，结合目前企业现状，设计出业务流程的改进方案，对企业的业务流程进行梳理和优 化，找出缺少的流程，把不规范的流程规范化，提出合理的业务流程，最终在流程管理工具 中定义。
工作流中两个基本的元素是活动和活动之间的连接关系。活动对应于业务过程中的任 务，主要反应业务过程中的执行动作和操作；活动之间的连接关系代表业务过程中的规则。
一个工作流就是一个用一组连接关系组合起来的活动组成的一个反应企业业务过程的模型，
并通过定义活动的角色和组织结构来描述企业的业务过程由谁来完成[2]。在 Windchill 中，
提供了完整的工作流模版定义工具，该工具通过图形化界面，提供多种活动和活动之间连接 实现方式[3]（如下），能够方便的构建工作流模版。
已分配活动：代表业务流程中的一个步骤，用户或用户组必须在其中执行一项任务 或做出一项业务决策。通过对参与者、变量、路由选择事件、转变条件、角色设置等属性的 配置，指定任务角色对象对分配活动能够进行的操作及活动主题的访问权限；
“开始”、“结束”和“接地”连接器：控制工作流进程及其活动的执行，用于指示 进程的开始和结束以及任何独立进程分支的结束。“结束”连接器被激发后，进程将终止任 何其余的“正在运行”或“已暂停”节点，并将进程设置为“已执行”状态；“接地”连接 器用于在不结束整个工作流进程的情况下停止并行进程分支；
“与”、“或”和“阀值”连接器：用于连接并行进程分支或并行活动，并控制后续 活动的执行。“与”连接器在所有之前的进程分支完成之前，抑制后续节点；“或”连接器在 第一个进程分支完成后，激发后续节点；“阀值”连接器在完成设置数量进程分支完成后激 发后续节点；
“有条件的”连接器：根据设置的条件自动确定路由路径；
链接：定义工作流节点执行顺序的工作流组件，监听从源节点激发的转变或路由选 择事件，并将转变激发至目标节点，同时，通过设置循环链接可以构建循环返回到先前步骤 或活动的工作流；
自动机：通过自动机可以自动执行许多常见的流程任务，如：通知用户，对 Windchill 对象执行一组标准功能，在进程中执行事件延迟，在服务器上启动应用程序，执行 JAVA 表 达式，将进程与 Windchill 事件或 Java 表达式同步，使用 URL 与其他服务器通信等。
在 Windchill 中定义活动的属性、参与者、路由选择事件、转变条件、执行管理并按业 务规范确定活动之间连接关系和信息流转路径以及活动主题的生命周期状态，完成工作流程 模版的定义，并以直观的、图形化的方式对实际工作流程中各个元素及连接关系进行描述，
便于操作者理解工作流程，如图 1 所示为文档审批流程（编制—校对—室内会签—审核—室 外会签—标准化检查—工艺会签—质量会签—批准—录制—录校，批准及以前驳回直接到设 计师，录校驳回到录制）。通过工作流引擎解释流程定义生成的结果，作为流程执行的依据，
把工作流程和生命周期关联，生命周期与文档关联，以此推动文档按着工作流定义的规则在 正确的时间，给正确的人，并提供正确的操作和访问权限。
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图 1 文档签署流程模版 4 流程运行状态监控及优化
工作流运行状况监控是实际流程执行过程中不可缺少的功能模块, 因为在实际的执行 过程中，需要观察阶段性的执行结果对流程实例进行终止、挂起等操作，还要对不断改变设 计版本的流程需要卸载旧版本流程定义，同时激活新的流程定义。在 Windchill 的进程监视 器中，工作流通过接口与工作流引擎进行交互，用来监视整个组织内的流程运行状况，并提 供一系列的管理功能，进行安全性、过程控制和授权操作等方面的管理。监控人员通过与监 控系统的交互操作，随时了解业务进度和执行情况，获取所关心的各项业务性能，及时发现 任务延期、成本过高、异常等现象，并以电子邮件、移动通讯设备等方式发送警报，提高了 工作流系统的柔性和稳定性；同时，过程监视器提供了记录工作流程中每一个节点的执行情 况及执行者传递的信息，可视化流程界面通过不同颜色的图标表示节点任务的执行状态，这 样用户可以通过点击工作流实例图中的节点链接图标，查看每一个节点任务的执行情况；另 外，根据预定义的衡量标准(如启动的流程实例数量、完成的流程实例数量、流程实例运行 的时间等) 从监控的历史数据中获得在指定时间范围内的统计数据，为流程的优化提供重要 依据[4]。如图 2 所示，通过图形界面很容易查看流程当前运行状态，节点的承担者、角色以 及承担者能够进行的操作，是否逾期，通过可视化工具可以控制流程的终止、挂起、跳过特 定节点等操作。
复杂流程设计难免出现批漏，如果不能随着流程的实际执行过程进行调试，很难查找到 流程运行过程中出现的问题，通过对流程运行状态的监控，能够及时发现流程运行过程中存
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在的问题，耗费时间最长的活动等，并最终根据这些信息对流程进行持续改进，实现对流程 的优化。
图 2 Windchill 中流程监控 5 与用户交互
用户与工作流管理系统之间通过任务表管理器进行联系，工作流程服务器在对流程模型 进行实例化时动态地向用户配置资源、指派任务，任务执行人员打开任务管理器可以接收任 务，下载任务说明书和相关文档，完成制定任务并提交任务意见信息。同时用户在流程运行 时可以查看路由/处理状态，了解流程当前所处节点，及时了解流程运行状态。
6 结束语
采用 Windchill 流程管理系统能够方便地定义流程模版、监控流程运行状态并提供友好 的人机交互界面。我所在 Windchill 平台上，建立了适应我所产品设计过程的工作流程，解 决了在产品设计工作过程中的数据流动控制问题，为我所信息化建设提供了必要的技术保 障。
参 考 文 献
[1] 张斌. PDM系统中工作流程管理研究与实现. 中北大学硕士学位论文，2006 [2] 郭进涛. 基于PDM的舰船设计流程控制研究. 武汉理工大学硕士学位论文，2007 [3] Windchill 9.0 工作流管理培训指导
[4] 杨书新. 工作流系统流程监控权限控制研究. 计算机集成制造系统，2007年11月
