PDM工作流管理技术

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0 引言

PDM(产品数据管理)出现于20世纪80年代初期，从最开始的工程图档管理逐渐扩展，迅速成为一门管理所有与产品相关的信息和所有与产品有关的过程的技术。PDM有十分广阔的应用领域，包括机械、电子、汽车、航空航天以及非制造业(如交通、商业、电子出版)等。实施PDM既是企业目前信息管理的需要，更是企业赢得未来市场竞争的战略需要。

1 PDM 简介

PDM是用来管理所有与产品相关信息和产品相关过程的技术。与产品相关的所有信息包括：零部件信息、产品结构、结构配置、文件、CAD文档、扫描图像、审批信息等；与产品相关的所有过程(生命周期、工作流程、审批／发放、工程更改等)的定义与监控。目前，全球范围内商品化的PDM软件产品已经有很多种，所有这些PDM产品虽然大多都会有一些差异，但一般都具有以下几个主要功能：1)电子资料库和文档管理；2)产品结构与配置管理；3)工作流(生命周期)或过程管理；4)项目管理与电子协作功能；5)组织与资源管理；6)集成开发接口；7)资料电子保险箱功能。PDM系统明确定位为面向制造企业，以产品为管理核心，以数据、过程和资源为管理信息三大要素，其进行信息管理的两条主线是静态的产品结构和动态的产品设计流程，所有的信息组织和资源管理都是围绕产品设计而展开的。

2 工作流技术

工作流的概念最早起源于生产组织和办公自动化。1993年，国际工作流管理联盟(Workflow ManagementCoalition，WfMC)对工作流管理系统的相关术语、体系结构、参考模型及应用编程接口等方面制定了一系列标准。

工作流管理技术是实现企业业务流程管理自动化的一项重要技术。工作流技术作为计算机支持的协同工作(Computer Support Collaboration work，cscw)研究的一个重要方向，主要目标是通过调用相关信息资源与人力资源来协调业务过程中的各个环节，使之按照—定顺序依次进行，从而实现业务流程的自动化。在这个过程中，各种文本、信息和任务都根据设定的规则，从—个人／地方传送到另—个人／地方。WfMC提出的工作流管理系统的体系结构如图1所示，这个体系结构给出了抽象的工作流管理系统的功能组成和接口，可为实现工作流产品之间的互操作提供公共基础。

图1 WfMC工作流管理系统的体系结构

3 PDM中工作流管理的主要功能

工作流管理是PDM的主要功能之一，工作流管理模块是用来定义和控制数据操作的基本流程，运行和维护已建立的工作流程，控制其工作状态并对其工作历史过程进行记载，使得产品数据与其相关的过程有机地结合起来。主要管理当用户对数据进行操作时。管理人与人之间或活动之间的数据流向，以及在一个项目的生命周期内跟踪所有事务和数据的流动。工作流管理按照管理的范围和功能进行划分，一般可分为3种：任务管理、工作流程与工作历史管理。

任务管理：主要是管理产品设计人员在何时对哪些数据对象做了哪些设计或更改，对其他数据产生了哪些影响等，应该通知哪些相关人员等。由于产品的设计往往是由一个设计组或更多的单位协同共同完成的，每个人都交互地进行着自己的任务，产品的设计也需要不断更改，每次更改可能都会影响到其他人。任务管理的主要功能就是实现设计组或者各单位协调统一的进行产品设计，当设计有所变化时，就必须以一定的方式(比如电子邮件)及时通知相关人员。

工作历史管理：相当于日志的功能，对任务管理和工作流管理中的所有动作和事件给予记录，提供追溯的功能。在产品的研究开发过程中。往往设定一些阶段性的节点，并归档该阶段的所有相关数据，以便检查各项变更的记录，了解状态演变的前因后果。同样，新产品开发时可以吸收其中的成功经验和失败教训，并估算新方案的进度日程和资源分配。工作流管理：工作流管理的功能包括定义并建立工作流程、运行并控制工作流程、查看流程中文档的状态等。例如在产品设计与制造过程中，文档的审批、发放或更改，以及零部件的设计、分析和制造，都是面向工作群体的，同时依照一定的工作流程。定义并建立工作流程包括定义产品的开发流程、定义数据的审批流程、指派流程的用户。运行工作流程并控制工作流程即当工作流程指定好以后，将每个参与人员的任务放到个人的工作任务表中，每个参与人员从计算机中可以看到自己的任务，在流程的指导下进行工作。查看流程中的文档状态是指在工作流运行的过程中，主管人员根据流程制定的各任务期限，检查各参与人员的进展情况，并及时通知下道工序人员以保证工作的顺利进行。文档的状态分为：设计、送审、修改、入库、发行和冻结几个状态，任何有权限的用户都可以查询流程中文档的状态。

4 工作流管理对其他模块的支持

工作流程是创建或使用数据的活动，它对工程部门没有限制。工作流程和数据之间有着紧密的联系，工作流程的每一步骤中都会使用到数据。工作流管理是PDM系统的核心功能之一，PDM的工作流程管理并不是简单的控制工作流程，一方面提供业务数据的审批和审核流程；另一方面为产品数据的变更和技术状态管理提供手段。工作流程是PDM的一个驱动模块，用来定义和控制数据操作的基本过程，主要管理当一个用户对数据或工程进行操作时会发生的情况，不同用户之间的数据流动以及在一个项目的生命周期内跟踪所有事务和数据的活动，为PDM系统提供生成、监督、管理和控制企业的业务流程的能力。

4.1 审批流程管理

在企业中，每天都会产生大量的数据信息，其中有很多信息是需要经过审批才能发送给T作人员作为指导使用或者存档的。审批业务流程一般包括以下步骤：当产品数据信息的制定者设计好产品信息后，需要把这些信息提交到相关的审批人员审核和批准。审核人员对设计资料中存在的问题提出意见，并反馈给设计者。设计人员根据审核人员给出的意见对产品的数据信息进行修改，并再次提交给审核人员审核和批准。如此直到数据信息修改完善，被所有审核人员批准后，发送给有关人员使用或存档。

传统的文档审批流程是通过手工方式进行的，这样的审批过程效率低，特别是当需要多个人员会签时，数据文件要在每个人员手中串行传阅。当某审核人员收到要审批的数据文件后，由于各种原因不能及时完成审批工作，那么其他人也无法继续审批，使整个审批过程被延误。

通过PDM系统企业可以预先指定审批流程，定义工作流程阶段的数量和名称，依照企业的工作习惯确定各个工作阶段的先后次序及对应的审批人员／角色和时间期限等，还需要规定每一级审批通过的规则。设计人员在工作区完成文档设计后便可根据需要选择相应的文档审批流程。PDM系统自动进入预先指定的审批流程，然后通过电子邮件或其他方式通知有关人员审批，并把这些文件资料发送给相关审批人员。相应的审批人员收到请求审批的信息后，完成自己的审批或校对工作。当某一个节点需要多个审批者的时候，流程可以将送审资料同时复制发送到每个审批者的工作文件夹，使多个审批者可以同时并行地工作，同时对此送审资料进行审批，以提高审批的工作效率。

在PDM系统中采用电子签名，具有权限的审批人员才可以打开审批任务界面后，依据审批界面上的按钮选择同意或不同意来进行表决，同时填写相应的审批意见。电子签名并不是模仿签字，而是系统通过权限控制，使无权用户无法进入到真正的审批者的审批界面，也就无法进行审批操作，系统根据审批者的权限就可以唯一地确定审批意见来自于哪个审批者，从而起到了签名的作用。所有的审批签字和审批意见都是产品文档的一部分，采用电子记录的方式永久保存。审批完成后，此审批文档自动放入电子资料库，工作版本就变为发放版本，加以保护，防止被未授权的其他人员访问，对于授权人也只能查阅而无法修改。

4.2 工程变更管理

工作流变更是企业中经常遇到的情况，例如已经发布的图纸在使用过程中出现问题，已经成型的产品构型发生了更改，这时就需要对原有的图纸文档进行更改，对这种更改的管理就是更改流程管理。当需要对工作流进行变更是，要求更改人员提出更改请求，同时要说明更改原因，指明更改内容，并将更改请求提交有关人员审批，只有通过审批签发的更改请求才能赋予实施。

在一个企业中，工程变更往往有规范的过程约束与流程控制，所以它与工作流管理总是密不可分的。工程变更管理是一个特定的工作流，它有申请、评审、批准、实施、通知更改等几个基本环节，而这几个基本环节在具体的执行时又有更详细的步骤。如对更改设计方案的会签必须确定会签的人员，通过对更改方案的审批，然后进行签发。同时，被更改的设计文档必须与设计更改方案建立关联关系，在设计更改方案会签完成的同时获得设计文档版本升级的权限，并自动将升级后的文档提交相应的流程。如果更改过程产生了新的设计文档，也需与更改方案建立关联关系，在建议书的审批完成后驱动新文档的审批流程，相应的更改通知单由PDM系统自动生成。图2所示的业务更改流程是一个简单的方案更改流程。

图2 业务更改流程

5 结束语

综上所述，在PDM中随处可见工作流管理的踪迹，工作流程管理是PDM系统的重要功能，贯穿了企业产品开发生产的全过程，有效地协调了产品的设计过程和企业各部门之间的合作，使得PDM系统具有足够的灵活性，在很大程度上可以提高企业的生产效率和竞争力。