飞机设计制造协同流程的研究

第７卷第４期２００７年２月

１６７１—１８１５（２００７）０４—０５６０—０７

科学技术与工程

ＳｃｉｅｎｃｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ

Ｖ０１．７Ｎｏ．４Ｆｅｂ．２００７

ａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ

⑥

２００７

Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈ．Ｅｎｇｎｇ．

航空航天

飞机设计制造协同流程的研究

付广磊

王仲奇

吴建军

闰

慧

（西北工业大学机电学院，西安７１００７２）

摘要针对我国航空制造企业厂所分离、设计制造流程串行的现状，提出了一种设计制造并行协同的工作流程和控制方法，并依据ＣＰＣ协同工作平台得到成功运用，大幅缩短了飞机产品研发周期。关键词流程协同飞机设计中图法分类号Ｖ２２；文献标识码Ａ

航空产品数字化设计制造协同技术的应用使传统的设计和制造流程发生的了革命性的变革．使飞机研制周期大大缩短、研制质量提高、研制成本降低。波音公司在波音７７７项目上根据并行工程理念，进行了流程再造，成立了２３８个集成产品开发团队（ＤＢＴ

Ｐｒｏｄｕｃｔ

Ｄｅｓｉｇｎ—Ｂｕｉｌｄ

障碍；设计后期发现的问题，必须从前一个阶段，甚

至从任务的开始阶段进行设计修改，延长开发时间，使得研制周期长达１５—２０年，与国际先进水平

有较大差距，整体设计制造环节仍需要进一步融合。国内飞机制造企业全面采用数字化设计、制造以来，不同的设计、制造单位内部协同水平得到大幅改善，而设计所、制造厂之间的协同水平还停留

Ｔｅａｍｓ，它是由Ｉ胛。Ｉｎｔｅｒｇｒａｔｅｄ

Ｔｅａｍ发展而来的），ＤＢＴ的成员来自设计、

工艺、工装、制造、材料、质保、管理等部门，ＤＢＴ成员在产品研制流程中协同工作．在工程设计完成以前发现并消除了１２０００处设计错误，使产品的设计方案具有更好的工艺性，使飞机研制周期缩短了５０％，设计更改和出错返工率减少了７５％．成本降低

了２５％。

在较低的水平阶段，而且由于设计所、制造厂分离，

因此不得不采用电话、文件传输、出差等效率低下、管理复杂的方式．严重影响产品研制周期和质量．使数字化设计的效能无法充分发挥。所以，原来的研发流程必须要改进，以适应数字化、信息化技术对企业的要求。以充分发挥设计所、制造厂现有的数字化技术，提高生产效率，缩短研制周期。

我国飞机研制企业总体上仍采用传统的“一个型号．一个所一个厂。一条生产线”串行封闭式研制和生产模式，结果导致设计人员对工厂的生产制造能力了解不够，对制造工艺性缺乏足够的认识，片面追求过高的技术要求；而工艺技术人员又对产品设计技术要求没有达到全面理解．对某项技术要求在飞机整体性能中的作用缺乏深层次的认识。过分强调制造能力的局限性，甚至降低设计技术要求，很难达到设计与制造的整体优越性。而且由于某一阶段的工作完成后，下一阶段才开始工作．后期的工作不介入前期工作，结果造成许多问题：设计流程信息集成不畅：产品开发的关键人员隶属于独立的功能部门，人为截断信息流程。致使信息交换存在

１原有流程分析

传统的飞机产品开发过程是按阶段顺序进行的，对一个新产品的开发大多采用“过墙式”的序列化设计开发过程，从产品设计到工艺设计、加工制造、销售及售后服务。各部门人员按自己的需要工作，很少考虑其他部门的需求。这种序列化的设计制造过程不能在设计的早期反映产品在整个生命周期内的各种需求，使所设计的产品存在很多缺陷，导致对方案的反复修改，甚至返工，延长了产品设计制造周期。

长期以来飞机研制企业沿用的是串行产品开发模式。如图１所示。

２００６年８月２８日收到

在这种开发模式下，与产品相关的信息主体上

４期付广磊，等：飞机设计制造协同流程的研究

图１原有飞机开发流程

只能实现单向传递。产品下游开发环节的信息反馈转化的。而每一部分活动的信息是逐步建立起来常常是大跨度的。容易造成大返工。同时由于没有的。只有大量信息齐全后才进行传递。在这期间大对飞机产品开发过程进行统一管理，所以开发活动量时间都浪费掉。产品协同开发过程中信息的转化难以做到一致性和规范化。从而引发出过程反复过是随着活动的随时进行传递的。

程衔接不顺等问题，导致不必要地延长产品开发周（３）连续地完成各阶段的工作，在过去产品开期。

发中．各种活动都是分阶段进行。新的活动的开始２设计制造协同流程特点

始于前一过程的结束，这种方法着重于技术方面而忽视了市场的压力。产品协同开发过程是在工作允

在设计制造的协同过程中，设计所与制造厂之许的情况下将分阶段的活动转化成连续的活动。

间的活动并不是简单衔接。而是相互作用、相互制（４）高效率的组织结构，产品的开发过程是生约的。为了达到二者的并行协同，可在主设计所参产领域中唯一必须涉及所有职能部门的活动。通过考制造企业共享的数据完成设计后，通过流程控制建立跨职能产品开发小组，将打破部门间的壁垒，改变设计数据基线并标识其状态，在达到规定的基降低产品开发过程中各职能部门之间的协调难度。

线后，通过协同平台共享给制造企业，进行并行工作或者会签确认。制造厂根据其经验和实践，把设３设计、制造协同流程的实现

计的可行性及可制造性信息传回设计所。与传统的３．１流程建模

串行研制流程相比．它有以下几个特点：

３．１．１协同流程的建模要求

（１）并行的活动和过程，将过去独立的活动并为了实现产品开发流程的并行协同和优化．加

行或者重叠进行。

强群体成员的合作度，提高流程研发中的并行性，

（２）连续的信息转化，在传统的产品开发过程使资源和信息得到充分利用．必需要建立能够充分中信息转化是从一个活动向另一个活动分批进行

反映产品开发流程信息的产品开发流程模型，指导

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产品研发流程的实施，流程建模是实施并行协同的重要基础。

适用于设计、制造并行协同研制的流程建模技术应具有以下性质：

了流程的层次化建模。

ＣＰＭ和ＰＥＲＴ都是为了实现项目计划管理的方法，在对项目中的活动及其顺序关系建立的活动网络的基础上，通过对项目实施中的关键路径、完成时间、活动松弛时间等进行计算．对关键路径上的活动完成时间进行控制。并适当调整非关键路径上活动的开始时间，从而保证项目的按时完成。它们所建立的过程模型描述的主要是项目实施过程中各个活动之间的逻辑关系。

Ｐｅｔｒｉ网是一种适用于多种系统的图形化、数学化建模工具。尤其适合于处理并行、综合、分布、非确定性和随机系统及过程。作为一种图形化的工具。Ｐｅｔｒｉ网使用库所和变迁表示过程中活动状态的变化；作为一种数学化的工具，Ｐｅｔｒｉ网可以建立各种状态方程、代数方程和其他的描述系统行为的数学模型，利用这些数学方程能够表达各种复杂的逻辑关系、确定和不确定的信息以及进行各种动态建

（１）易用性——应支持可视化的工作流程建模。（２）层次性——应支持任务的逐步分结和动态

细化，

（３）完备性——应针对不同的任务执行特征，区

分各种任务类型。

（４）控制流表达能力——应能够表达各种现实

过程执行路线．

（５）数据流表达能力——应能很好地描述任务

间的数据传递特征．

（６）柔性——应能适应协同工作过程中出现的

各种变化．

（７）正确性——应能对模型结构进行正确性校

验．

（８）规范性——应能用符合标准的描述语言来

表示。

３．１．２协同流程的建模方法

目前，常用流程建模方法是基于活动的方法。将经营过程归结为一个活动和子活动形成的网络．模型分为过程逻辑和任务逻辑两部分。过程逻辑着重描述活动或任务间的控制依赖关系。它是对经营过程较高级别的抽象；任务逻辑着重定义具体活动或任务执行所需的细节信息，包括信息对象、执行者绑定、事件处理器、应用工具等。常见的建模技术包括：ＩＤＥＦ０、ＩＤＥＦ３、ＣＰＭ、ＰＥＲＴ、Ｐｅｔｒｉ网等。

ＩＤＥＦＯ采用图形符号和自然语言，按照自顶向下的、逐层分解的结构化方法描述或建立系统功能模型，因此可以通过确定“企业应该做什么”清楚地对工作流程进行建模。ＩＤＥＦＯ的基本图素包括用盒子表示的活动，以及输入、输出、机制、控制四种箭头，容易掌握和理解。

ＩＤＥＦ３中有两个描述方法：过程流描述（ＰＦＤ）和对象状态转化网描述（ＯＳＴＮ）。其中ＰＦＤ关注的是企业内的事物工作的过程；因此，ＩＤＥＦ３可以以过程为中心进行建模。ＩＤＥＦ３方法能够获取过程管理中的经营活动序列的描述，提供场景描述和进行文档管理的机制。ＩＤＥＦ３建模方法从多方位、多个抽象水平上，从上到下、从下到上进行建模，因此有效地实现

模。为解决模型状态空间的复杂性问题．不断有专家在基本Ｐｅｔｒｉ网的基础上进行扩充．针对不同的应用需求提出了各种扩展的Ｐｅｔｒｉ网。包括评估Ｐｅｔｒｉ网、随机高级Ｐｅｔｒｉ网、谓词／变迁Ｐｅｔｒｉ网、着色Ｐｅｔｒｉ网等。

不同的建模技术适用于不同的协同模式。设计所与制造单位之间的设计制造协同流程侧重于描述清楚信息流及物流的流向．适于用易于表达交流的ＩＤＥＦ３静态建模技术建立流程模型。３．１．３协同流程的提出及建模

通过对原有的产品开发流程的分析并针对存在问题进行流程重组．可实现并行协同的产品开发。例如，设计部门可以当进行产品三维数字化时，工艺部门就可以根据设计部门设定的基线。适时参与进来，减少设计错误。同时增加ＤＦＭ，使产品设计阶段就可考虑产品加工装配和工艺等问题．提高设计一次成功的可能性；当设计部门将产品装配草图完成后，即可发至工艺部门，进行工艺准备；当设计部门完成零件的理论曲面设计，即可发至工装部门，开始零件的模具设计；健全设计评审和工艺评审制度可以提高上、下游阶段人员之间的信息交流，使下游设计人员获得足够的信息以开展他们的

工作，有利于设计过程的并行和及时发现设计缺

陷；工艺、工装和材料也可以并行开发和准备，可精简设计过程，使制造系统与产品开发设计不构成大

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循环，从而缩短开发周期，提高产品质量。

从以上分析，可以发现借助ＰＤＭ可以使后续的工作提前介入，达到信息共享、过程并行的目的。对原有的产品开发流程的每一个行为单元的信息、角色、约束的属性进行分析，通过行为单元的组合、分解、优化、并行，实现流程重组。重组后的飞机产品开发流程如图２。

利用ＩＤＥＦ３建模技术所建模型如图３。

上述模型的许多ＵＯＢ单元还可以继续细分。例如，方案设计ＵＯＢ单元的子流程可以表示为图４（其他ＵＯＢ单元与此类似）。

３．２设计制造协同流程的控制

以飞机设计过程中三个设计阶段为主线．设置三个基线状态，在三个不同的基线状态下，工艺部门、工装部门和装配部门通过适时地参与，从而达到并行和协同的目的。协同的模式如图５所示。

３．２．１

工艺部门讨论编制工艺总方案，确定工艺分离面及主要交点结构形式。对设计图进行冶金工艺审查，以确定冶金工艺设备（尺寸）能否满足零件设计加工要求。对选材方案中涉及的新工艺、新材料提出相应的冶金工艺方案。

装配部门根据主设计部门提供的理论外形、总体布局数字样机、设计分离面等信息确定装配仿真设计方案。３．２．２初步设计

在初步设计阶段。工装部门根据主设计单位提供的外形数据库、ＥＢＯＭ、全机打样数字样机等信息进行工装初步设计，对一些大型的工装骨架及时进行订货或制造；确定新材料工装设计方案，便于提前启动工装制造。

工艺部门进行工艺性预审查，编制原始ＰＢＯＭ及初步材料定额；补充确定新工艺、新技术攻关及技改项目进行新增工艺规范编制，进行初步工艺设计：对设计图、技术文件进行冶金工艺审查并与设计协调一致．以确保冶金工艺生产的可行性。

装配部门完成整体协调方案、各部件装配方案、复杂零件成形仿真、主体结构装配流程设计及仿真等。

方案设计

在方案设计阶段，工装部门确定工装／Ｉ具设

计／制造攻关项目，进行工装初步仿真设计（即工装预设计）。工装设计部门借助ＣＡＤ、ＤＦＡ、ＣＡＥ等软件工具和技术将预设计结果反馈给主设计部门，以便方案设计部门及时修改设计错误。

图２飞机并行协同开发流程

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科学技术与工程７卷

图３飞机并行协同开发流程ＩＤＥＦ３模型

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图４方案设计子流程

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图５飞机设计制造协同模式

原材料供应部门在初步设计评审通过后．要初步制定原料供应计划，为原材料供应做好准备。

３．２。３详细设计

在详细设计阶段，工装设计及制造部门根据主

设计部门提供的ＥＢＯＭ、生产试制数字样机、各种技

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图６设计制造协同拓扑结构

术条件（包括所有零组件结构数模）等信息进行工动。制造部门在接受了主设计单位提供的数据及装的详细设计，在工装详细设计评审通过后，马上信息并分析或实践后，及时地向主设计部门反馈利用原材料部门提供的物料进行工装制造。

他们的意见和建议．以便主设计单位能及时发现工艺部门进行工艺性审查，编制正式ＰＢＯＭ，材并改正设计中的不当之处；另外，主设计部门在料定额资料；完成设计图纸、设计技术条件的冶金设计过程中要根据制造部门提供的数据．及时考工艺审查；完成热加工系统工艺技术文件的编制；虑产品的可制造性．以减少设计更改，缩短产品完成试制前的工艺评审。进行ＡＯ、ＦＯ的编制及生产研发周期。

准备。

３．１：３乎台支持

在详细设计评审通过后，原料供应部门制定详协同平台主要解决共享数据管理、协同信息管细的原料供应计划。并及时通知采购部门，根据制理、协作过程的数据流和工作流管理问题。主要目定的原料供应计划进行原材料采购，为制造部门提标是让设计人员能够通过协同平台在异地对设计供物质准备。

进行可制造性评价．进行计算机辅助工艺规划与制零部件加工部门完成冷、热加工生产设备的技造，而制造人员又可以向设计人员反馈制造信息。术改造和新工艺生产条件的建设．进行零部件生协同平台的拓扑结构如图６所示。

产。

结合设计、制造单位实际情况，基于Ｗｉｎｄｃｈｉｌｌ装配部门利用利用提供的工装和零部件进行的协同工作平台．通过远程任务调用、分布式流程

装配，完成样机的制造。

控制、数据断点续传等核心程序的开发，构建设计、

值得说明的是．数据及信息在主设计单位和制造公共协同平台。在该平台上，设计制造问的协制造部门之间并不是单向流动的，而是双向流

同模式主要采用同步和异步两种方式实现：对于达到协同阶段要求的．采用异步协同方式。在公共协主竣计擎位

翻遗单位

同平台上使用流程控制发放产品数据：对于未达到协同阶段要求的。采用同步协同方式，通过公共协同平台的协同工作区进行协同。协同的体系结构如图７。

协同平台和体系的建立．为协同流程的顺利实施提供了良好的平台基础。

４设计、制造协同流程实施结果

依托以ＣＰＣ商品软件为基础进行定制开发而组建成的某地区区域级协同工作平台．按照所建协同

图７协同设计制造体系结构

流程模型，初步实现了设计、制造之间的协同工作，

５６６

科学技术与

工

程７卷

并在某新型飞机研发过程中进行了成功应用，大大地缩短产品开发周期．减少由于企业间协调问题引起的工程更改７０％，缩短协同设计变更信息处理周期８０％；减少设计工程师的非收获性劳动（用于处理文件管理等的工作），节约人力资源。采用基于基线的并行设计制造流程．主机厂所实现基于共享信息的紧密集成与协同。使设计／制造／管理的信息共享达到７０％以上。

５

参考文献

ｌ陈禹六．ＩＤＥＦ建模分析和设计方法．北京：清华大学出版社，１９９９２陈禹六，李清，张锋，等．经营过程重构（ＢＰＲ）与系统集成．北京：

清华大学出版社。２００１

３吴柞宝，熊光楞．并行工程过程管理系统．计算机学报，１９９７；（１１）：４彭毅，吴柞宝，张坷殊，等．并行工程产品开发过程的建模方法学．

系统仿真学报，１９９６；８（３）：１４—１８

ＡｎｇＣｈｅｎｇｌｅｏｎｇ，ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ

ＫｈｏｏＬｉｐｈｅｎｇ，ＬｅｎｇＧＲＫ．ＩＤＥＦ：

ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ

ｓｙｓｔｅｍｓ．

ａ

ｍｏｄｅｌｉｎｇｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅ

ｆｏｒｔｈｅ

ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ

ｏｆｏｆ

５总结

设计、制造协同流程模型以及控制方法的提出，基本形成设计／制造一体化的飞机协同研制数字化应用环境，实现产品设计／制造信息的数字量传递和资源共享，深化并行工程技术的应用，打破长期以来飞机研制中设计与制造分立、产品设计与工艺设计脱节的局面，对航空制造企业的协同研制具有相当广泛的借鉴意义。

６

ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎ

Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ

ｊｏｕｒｎａｌ

Ｒｅｓｅａｒｃｈ，１９９６；（５）：９３—１２４

ｃｏｎｃｕｒｒｅｎｔ

ＡｓｈｌｅｙＳ．ＤＡＲＰＡｉｎｉｔｉａｔｉｖｅｉｎ

ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ

Ｄｅｓｉｇｎ，１９９５；１４（９）：３２—＿４１

７曹健，张中生，黄鹤远．面向并行工程的产品开发工作流建模研

究．计算机工程与应用，２００１；（１８）：１—３

８赵焕明．并行工程原理在客车产品开发中的应用．客车技术与研

究．２００３；２５（５）：１６一１８

９李翌辉，孙树栋，何卫乎，等．打通飞机数字化生产线的流程．航

空制造技术，２００５；（２）：２８－－３０

Ｒｅｓｅａｒｃｈ

ｏｎ

ＣｏｎｃｕｒｒｅｎｔＰｒｏｇｒｅｓｓｂｅｔｗｅｅｎＤｅｓｉｇｎａｎｄ

ｉｎＡｉｒｃｒａｆｔ

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（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮｏｒｔｈｗｅｓｔｅｒｎＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ’ａｎ７１００７２，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ）

［Ａｂｓｔｒａｃｔ］

Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ

ｔｏｔｈｅｆａｃｔｔｈａｔｔｈｅｉｎｓｔｉｔｕｔｅ

ｉｓｓｅｐａｒａｔｅｄｆｒｏｍｔｈｅｆａｃｔｏｒｙ

ａｎｄｔｈｅ

ｐｒｏｃｅｓｓｉｓ

ｓｅｒｉａｌ

ｂｅｔｗｅｅｎｄｅｓｉｇｎａｎｄｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｉｎａｉｒｃｒａｆｔｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ，ａｎｅｗｃｏｎｃｕｒｒｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓｗｉｔｈｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｍｅｔｈｏｄｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ａｎｄｉｔｉｓｕｓｅｄｅｘｔｒｅｍｅｌｙｓｈｏｒｔｅｎｅｄ．

ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙ

ｏｎ

ｔｈｅＣＰＣｐｌａｔｆｏｒｍ．

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ｐｅｒｉｏｄｏｆｔｈｅａｉｒｃｒａｆｔｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ

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［Ｋｅｙｗｏｒｄｓ］ｐｒｏｃｅｓｓ

ｃｏｎｃｕｒｒｅｎｔ

ａｉｒｃｒａｆｔｄｅｓｉｇｎ

飞机设计制造协同流程的研究

作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：

付广磊， 王仲奇， 吴建军， 闫慧， FU Guang-lei， WANG Zhong-qi， WU Jian-jun，YAN Hui

西北工业大学机电学院,西安,710072科学技术与工程

SCIENCE TECHNOLOGY AND ENGINEERING2007，7(4)1次

参考文献(9条)

1. 陈禹六 IDEF建模分析和设计方法 1999

2. 陈禹六. 李清. 张锋 经营过程重构(BPR)与系统集成 2001

3. 吴柞宝. 熊光楞 并行工程过程管理系统[期刊论文]-计算机学报 1997(11)

4. 彭毅. 吴柞宝. 张坷殊 并行工程产品开发过程的建模方法学[期刊论文]-系统仿真学报 1996(03)5. Ang Chengleong. Khoo Lipheng. Leng G R K IDEF:a comprehensive modeling methodology for thedevelopment of manufacturing enterprise systems 1996(05)6. Ashley S DARPA initiative in concurrent engineering 1995(09)

7. 曹健. 张中生. 黄鹤远 面向并行工程的产品开发工作流建模研究[期刊论文]-计算机工程与应用 2001(18)8. 赵焕明 并行工程原理在客车产品开发中的应用[期刊论文]-客车技术与研究 2003(05)9. 李翌辉. 孙树栋. 何卫平 打通飞机数字化生产线的流程[期刊论文]-航空制造技术 2005(02)

相似文献(10条)

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2.期刊论文 杨浩雄. YANG Hao Xiong 供应链环境中流程协同的CP模型 -微型机与应用2009,28(7)

介绍了协同点CP(coordination Point)模型,该模型分为业务流程层、公共层、协同层,通过定义契约提供各层次活动之间的交互和并行,以保证全部协同流程的正确执行.

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分析航空制造业务流程现状以及信息化技术条件下协同业务流程特点及协同业务平台，选择Pctri网为建模工具，并以此建模方法为指导，建立了主机厂所业务流程的Petri网模型。以流程周期为仿真参数，按照流程分析步骤对业务流程进行仿真分析，并对其进行优化，得到了一种并行和协同程度较高的新业务流程。以基线作为制造部门早期介入的节点和时间基准，达到并行和协同的目的，实现对新流程的控制。

流程建模是业务流程仿真和优化的基础。在基本Petri网理论和高级Petri网理论的基础上，针对要研究的主机厂所业务流程特点，对基本Petri网进行了扩展，得到主机厂所流程模型。

根据Petri网模型正确性分析的三个方面，即可达性分析、冲突分析和死锁分析，建立了基于高级Petri网的主机厂所业务流程模型，并给出流程的状态、事件表和主要业务环节耗时表，为流程仿真的执行设置了参数。

给出了主机厂所业务流程的仿真方法和过程，选择Exspect仿真软件对主机主机厂所业务流程进行仿真。对原业务流程进行了分析，在此基础上提出了优化后的新业务流程。选择基线是用来作为飞机产品设计阶段数据共享的标准，以此实现对主机主机厂所并行协同流程的控制。以飞机设计过程中三个设计阶段方案设计、初步设计、详细设计为主线，设置八个基线状态，在这些不同的基线状态下，通过制造部门通过适时地参与，达到并行和协同的目的。最后对新流程进行了仿真，并对优化前后的流程性能进行了对比分析。对比结果显示，优化后的流程缩短了业务流程周期，同时仿真结果方差降低，协同业务过程的稳定性得到了提高。

4.学位论文 肖威 工作流管理系统中流程协同机制的研究和实现 2006

随着Internet和Intranet的普及，工作流管理系统得到快速发展。工作流管理系统的主要目标是通过调用有关信息资源和人力资源来协调业务流程中的各个环节，使之按照一定的顺序依次进行，从而实现业务流程的自动化。工作流管理系统凭借强大的控制复杂业务过程的能力，在企业信息化建设中发挥重要作用。

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目前工作流协同机制研究中，描述的企业内部和企业间的流程协同理论已相对完善，但是缺乏优秀实践。标准工作流管理系统的流程协同机制存在描述能力不足、灵活性差等若干问题，限制了工作流技术在企业内部的有效应用。本文针对这一现状，立足于印刷行业特殊应用背景，着重研究了工作流管理系统中的流程协同机制，从理论和实践上提出解决方案。

文中首先分析实现流程协同的意义。然后在参考已有的工作流技术标准和工作流协同管理研究成果的基础上，结合面向对象思想，将工作流协同抽象为工作流元模型和流程协同模型，提出一种支持流程协同的工作流模型。以该模型为基础，对流程协同规则进行详细分析，解决了流程协同过程中的时间约束、业务约束、事务约束等关键问题。

其次文中详细论述了支持该模型的流程引擎的功能设计和实现方法，并以实际的企业生产流程实例，说明流程协同如何应用于企业具体流程，以验证本课题提出的建模方法和实现方案。

对工作流的协同机制的研究有助于提高工作流管理系统的灵活性、正确性、适用性，促进了工作流技术的发展，满足企业的实际需要。

5.期刊论文 周燕. 徐伟波. Zhou Yan. Xu Weibo 协同工程:一种可重复协同流程的设计建模方法 -科技广场2007(9)

协同工程是一种可重复协同流程的设计建模方法,文章介绍了可重复协同流程的相关背景,分析了传统流程与可重复协同流程的区别,对协同工程方法的基本概念、建模对象、设计过程和设计方法进行了研究,最后给出了一个使用协同工程方法设计软件公司代码检查协同流程的实例.

6.学位论文 高庆萱 企业信息化环境下产品协同开发流程再造与管理研究 2009

在全球化信息网络和全球化市场的环境下，围绕新产品的市场竞争日趋激烈。为综合运用企业内、外部的优势资源，产品从由一个企业单独开发模式逐渐转变为跨组织、跨专业和跨地域的协同开发模式。协同开发链上每一个成员企业的开发效率与质量都会影响整个产品协同开发链的竞争力。企业虽然从整体上规划了各自信息化的方案，但针对每一业务，一般都有一套采用各自的信息技术、自成一体解决方案，不同系统之间信息交互困难、很难协同工作，从而在企业内部出现了“资源孤岛”和“系统鸿沟”现象。上述现象的出现，割裂了产品开发流程活动间的信息沟通渠道，降低了流程运行的效率，影响产品协同开发效率。如何提高产品协同开发流程运行效率成为亟待解决的问题。
　　

为探索提高企业信息化环境下企业产品协同开发效率的途径，在企业实际调研与实施、文献和理论分析方法的基础上，针对企业信息化环境下产品协同开发模式及产品协同开发流程管理中存在的问题进行了以下研究：
　　

针对常见的基于经验和调研的定性流程建模方法，研究用定量的方法进行产品开发流程建模与再造，提出用设计结构矩阵(Design Structure

Matrix，DSM)中任务间信息依赖关系建立结构矩阵的思想，通过研究产品协同开发流程活动间的结构及信息交互模式，建立了产品协同开发流程活动间信息交互模型，并对模型中的活动间的信息交互量进行量化；在此基础上建立了DSM的产品协同开发流程结构矩阵，并用λ截矩阵对流程活动进行模糊聚类，针对高阶矩阵建立优化算法。
　　

在流程再造过程中关注人的因素，通过对有限理性条件下产品协同开发成员的博弈格局以及产品协同开发成员动态行为的进化稳定均衡的分析，提出应在产品开发团队中建立协调机制以保证成员稳定地选择协同行为。通过企业信息化环境下人-信息系统交互交率的分析研究，提出建立产品协同开发流程主动式信息交互协调机制以及主动式信息交互的实现方式，建立产品协同开发流程协调机制模型和基于该机制的流程再造方法。
　　

在前期理论与方法的研究基础上，分析了企业对产品协同开发流程管理的需求，建立了基于主动式信息交互的流程管理系统框架、体系结构、功能体系与管理流程。
　　

最后，将所研究的方法与模型应用于GH公司的产品协同开发流程的优化与再造中，运用企业的实际信息交互数据与资金数据，建立了基于信息空间与资金空间的流程结构矩阵，并用优化算法对流程进行优化。通过在GH公司产品开发项目的跟踪实施，建立了GH公司产品协同开发流程协调机制和定期沟通协调会制度，通过项目实施证明研究的可行性。

7.学位论文 石念峰 流程工厂协同设计系统及关键技术研究 2008

随着流程工厂设计领域中信息技术的应用从单纯的CAD技术在各设计专业中的应用阶段发展到以网络技术、数据库技术、人工智能技术、现代管理技术等为基础的综合业务流程管理系统阶段，计算机支持的工厂协同设计已经成为流程工厂CAD发展的一个趋势。本文从提炼现实工厂设计协同活动的特征入手，建立了螺旋结构的工厂协同设计模型，并解决了工厂协同设计中的协作交互技术中若干关键问题，从而保证工厂协同设计可以实现高效地实时数据共享和设计协作。本文的主要研究成果是：
　　 1.提出了螺旋结构的工厂协同设计模型
　　

现有的工厂协同设计模型都是从总体设计阶段开始到详细设计阶段终止的串行模型，协同主要是通过人与人之间交流或互联网的常规通讯工具来完成的，不能正确地反映工厂协同设计的设计成果信息演化和信息交换特征以及工厂协同设计过程中数据共享的需求等。而且，在这种串行模型下，由于缺乏支持且受到通讯工具和方式的制约，工厂协同设计活动是独立线性地开展的，信息交换效率低，导致设计效率也较低。因此，国内外至今还没有一个真正意义上能够支持工厂协同设计的模型。所以，根据工厂设计的现实规律，提炼出能够真正支持工厂协同设计的模型具有重要的学术价值和应用价值。从工厂协同设计的实际特征出发，本文对现有的工厂协同设计活动进行了研究，重点对现有环境下的协同工作模式进行了提炼，提出了—个能够支持工厂协同设计的螺旋结果模型，解决了工厂协同设计过程中设计者自身、设计者之间或不同设计阶段的设计成果数据信息之间复杂的耦合性和动态演化问题，同时也反映了它们相对独立和松散的约束关系。该模型更符合工厂协同设计的实际特征、易于接受，因此，有利于提高设计过程中的信息交换效率，进而提高设计效率，提高设计质量。
　　

2.提出了满足工厂协同设计模型的数据实时共享和传输模型
　　

目前常用的协同设计系统都是C/S结构的，所以数据信息的描述、传输和管理是一个关键问题。已有的工业产品协同设计数据模型主要描述产品的尺寸、形状等图形特征以及零部件之间相对空间位置、组装约束等装配特征，因此，多采用网格来传输图形特征信息。而工厂设计是一个基于拓扑和工程设计规则的建模过程，它的设计模型形状简单但是拓扑关系复杂而且工程设计规则和工程属性信息量大，因此工厂协同设计的数据模型不能照搬工业产品协同设计的数据模型。本文利用工厂设计模型相似性大、可参数化、拓扑关系易于模版化、设计成果具有阶段性等特点，提出了基于图形文件与拓扑关系模版相结合的图形信息描述和传输方法以及基于版本管理设计数据管理机制，解决了由于数据集中管理和数据实时共享带来的数据信息的描述、传输和管理问题。本文提出的基于图形描述的图形表示和传输方法与客户端建立缓存数据库的策略相结合，不仅能够保证工厂协同设计系统具有和单机工厂CAD软件相同的实时交互性能，而且同基于网格的表示方法相比可将网络传输的信息量至少降低90％。
　　 3.提出了基于语义的扩展无向图最大近似匹配算法
　　

工厂协同设计是一个多阶段的设计过程，工厂协同设计的不同阶段的设计成果之间存在着设计约束，下游设计必须满足上游设计的约束和限制，否则会产生冲突。然而，一方面，在工程语义上是同一种设计物体或设计结果，由于设计阶段任务的不同会表现出不同的空间或者逻辑形态特征、具有不同的工程属性值；另一方面，由于设计者的设计错误往往会造成设计结果之间不能匹配。在实际工厂协同设计过程中，检查这种设计错误是—个困难、繁重而且低效的设计活动。本文从提炼研究工程语义特征出发，提出了采用扩展无向图来表示异构图形模型的方法。如果设计正确那么得到的两个扩展无向图是可以匹配的，但由于设计错误，造成现有的图匹配算法产生很多二义匹配、无法查出真正的设计错误。本文研究了工厂设计过程中常见设计错误的工程语义特征，提出了基于语义的最大近似匹配算法，解决了扩展无向图匹配中的二义性问题，进而可以帮助设计者发现真正的设计错误，提高了错误检查效率、降低了工厂设计者的设计负担、提高了设计效率。
　　 4.提出了利用知识来优化工厂协同设计冲突检查算法效率的方法
　　

工厂协同设计系统中，同一个设计者或者不同的设计者的设计成果之间的冲突不仅有设计模型物理空间上的硬碰撞，而且还有维护、安装和操作层面的软碰撞；不仅有同一个设计者设计成果之间的工程冲突，而且还有不同设计者设计成果之间的协作冲突。由于工厂协同设计产生的数据模型数目巨大、

同设计系统中各种设计冲突及其内在联系，提出了将工厂协同设计中的软碰撞转化为硬碰撞的思路，实现了在设计阶段就可以利用现有的碰撞检查算法来检查工厂设计中的软碰撞，该方法有利于尽早地发现设计错误，提高设计质量。同时，本文还研究了工厂协同设计系统中的上下文知识、先验和版本上下文在物理空间和设计者之间关系上的划分特征，并利用该特征降低了冲突检查的检查集中模型实体对的数量，提高了冲突检查的效率，使得工厂协同设计的实时冲突检查成为可能。
　　

本文提出的利用扩展无向图和语义匹配来解决工厂协同设计系统中的异构数据匹配问题的方法、利用工厂协同设计过程中产生的知识来优化冲突检查效率的方法、基于图形描述的图形描述和传输方法等，均可以推广到其它领域的协同设计技术的研究。

8.期刊论文 裘炅. 马晨华. 尹建伟. 董金祥. QIU Jiong. MA Chen-hua. YIN Jian-wei. DONG Jin-xiang 协同图档流程模型的研究和实践 -浙江大学学报（工学版）2006,40(4)

为更好地处理多流程协同图档操作中存在的问题:复杂的图档文件关系、图档的协同操作及冲突,提出了协同图档流程模型,定义了图档文件集、文件关系和协同图档操作,并通过协同图档文件操作规则和协同图档流程处理来描述协同图档流程管理模式,给出了计算文件操作冲突集的方法,并提供了冲突解决规则及算法.结果表明,协同图档流程模型能很好地解决了多流程下对复杂关系图档集合的协同操作,能充分发挥三维CAD协同设计能力.

9.学位论文 张伟斌 基于BPEL引擎的多级流程协同定义和部署 2007

本文的研究是以广州市重点攻关项目“分布式突发卫生事件信息调查系统”为背景的，在此项目中使用了开源的acfiveBPEL 引擎。原有的流程定义工具acfiveBPEL Desiner在实际应用中并不能完全满足分布式突发卫生事件信息调查系统的需求，因此本文提出了基于BPEL引擎的多级流程的协同定义和部署，主要用来协调异地流程管理员，实现分布式流程的快速定义和部署，从而提高整个系统的执行效率和反应速度。

工作流技术是一项快速发展的技术。随着计算机网络技术的发展，特别是Internet的日益普及，现代企业信息的分布性决定了传统的集中式工作流已逐渐成为过去。而在分布式工作流管理系统中，如何有效地协调异地流程管理员之问定义流程，如何在流程定义完之后使其能快速地得到部署和执行已成为分布式工作流管理系统面临的一个急需解决的问题。目前，对分布式工作流建模期的相关研究，大都只是停留在集中式工作流管理系统的状态，未系统地对分布式工作流管理系统中异地流程管理员之间协同工作的各个方面进行综合的考虑。

针对这些不足，本论文在对前人工作总结和分析的基础上，提出了基于BPEL引擎的多级流程协同定义和部署，解决了分布式突发公共卫生事件信息调查系统的敏捷性问题。同时，目前对工作流模型的分布式定义和部署研究较少，本文对这方面的研究也具有相对比较重要的意义。本文采用了

Struts+Hibemate+Spnng的技术进行开发。这项技术是一个MVC设计模式的框架，它强制性地将系统的表示层和业务逻辑层分离出来，从而便于系统的开发和维护。这也将为后续的研究打下良好的基础。此外，在涉及到数据传递方面，本文使用了Web服务技术。对于同类型的工作流管理系统也具有一定的参考价值。

10.学位论文 徐越 分布式协同指控流程的设计与实现 2002

计算机支持的协同工作(CSCW)作为一个多学科交叉的新兴研究领域,随着其研究与开发的迅速进展,对于能够支持各种类型协同应用开发的通用

CSCW平台的需求也越来越迫切,在军事领域同样需要类似系统的支持.协同控制系统作为计算机支持的协同工作研究的一个重要方向,其目标正是通过调动组织机构内的各种信息资源以协调人们之间的活动,从而促使任何目标的完成,它不但应提供能减轻开发者开发负担必需的服务,而且应给开发者提供足够的灵活性以方便应用程序的构造.目前分布性、可扩展性和异构性成为现代企业计算环境的显著特性.基于分布对象技术,遵循CORBA规范研制的系统集成中间件产品,既保持了网络传输服务的适应性和开发性,又能够提高分布式应用的开发效率,其作用是为对象管理提供支持,对象服务可以独立于任何特定的应用.此外,群件技术及其相关开发平台的产生和发展,也为开发分布式应用提供了高层框架.该课题一是从CSCW的发展历程中回顾过去、展望未来,具体将讨论CSCW的历史渊、有关概念和研究现状,以及其分支领域WFMS的关键技术、WFMC参考模型.二是以对指挥协同作业系统中指挥流程处理过程的分析为基础,从对信息进行协同控制的角度,介绍系统的协作模型、所提供的服务和体系结构.三是重点讨论如何运用群件技术和CORBA标准实现系统的核心模块和解决关键技术问题,以及设计开发流程模型定义、运行服务和监控管理等功能模块.

引证文献(1条)

1. 潘志毅. 黄翔. 李迎光 基于飞机产品结构更改的装配工装变型设计方法[期刊论文]-航空学报 2009(5)

本文链接：http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical_kxjsygc200704034.aspx

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下载时间：2011年1月14日