基于工程数据库管理系统的过程管理研究

基于工程数据库管理系统的过程管理研究：基于工程数据库管理系统的过程管理研究

详细分析和描述工程数据管理系统中对产品开发过程管理的支持，并着重围绕用户、权限、任务这三个概念，建立过程管理的模型，说明该模型的实现。

企业的产品开发过程管理是企业数据管理、运行管理的重要组成部分。目前比较公认的方法是使用产品数据管理(PDM)技术的过程管理功能来协调和控制产品生命周期不同阶段的发展以及相应的工作流程，提高企业的管理水平和控制能力。但PDM技术并不是拿来即用的工具，它与企业的应用背景、管理模式密切相关，实施PDM系统需要较强的技术支持以及昂贵的费用，因而PDM技术目前在企业中的应用还不十分广泛。

工程数据库系统是工程数据库(EDB)和工程数据库管理系统(EDBMS)的总称，指工程领域中相关数据集合和对这些数据集合的管理和操作。其中工程数据库是工程设计及制造领域相关数据所组成的集合；工程数据库管理系统则包括维护工程数据库特征的各种控制系统和设计工程数据库所需要的各种语言和工具。

工程数据及其处理的特点，对工程数据库管理系统提出了特定的要求。工程数据库应该被认为是供产品开发过程使用的工具，要求工程数据库管理系统能够支持多种工程应用，支持模式的动态修改和扩展，支持嵌入语义信息、设计版本、工程事务处理等，将对产品开发过程的支持贯穿于整个系统中。

基于工程数据库管理系统的过程管理研究：一、产品开发过程分析

图1所示是产品开发过程的基本流程，产品开发过程主要包括三方面的内容：工作流、数据流、人员及其权限和组织。

基于工程数据库管理系统的过程管理研究：1．产品开发过程的工作流

从图1中可以看出，设计过程是由一系列任务构成的，整个设计过程可以看成是一个工作流。任务之间可以是串行的顺序关系，也可以是并行的关系。任务还可以分解，如设计本身可以分解成若干个子任务，而这些子任务又可以进一步分解。每个任务分解成子任务的方式称为任务分解模式，任务的分解是根据任务完成的状态和目的动态形成的，可以预先指定任务分解模式，也可以在实际实施时指定新的任务分解模式。

基于工程数据库管理系统的过程管理研究：2．产品开发过程中处理的信息

产品开发过程需要处理各种各样的信息，包括各种标准、通用数据、销售数据、产品有关的数据如产品的设计数据、工艺数据、加工数据、NC代码等，产品开发过程有关的数据如设计过程中设计数据的发放、变更、审批、签字等。这些信息由产品开发过程中的不同任务处理，任务的实质是使设计过程中的各种信息清晰化、完整化。

基于工程数据库管理系统的过程管理研究：3．产品开发过程中的人员、组织和权限

产品开发过程中，在一个项目下达后，开始进行自顶向下的细化，并进行任务分配，各级设计完成后逐级提交，最终完成过程设计。一个项目要由此项目的负责人指定不同专业和技术背景的人共同完成，这些人员动态地组成一个团队。团队的负责人称为项目负责人，负责项目的任务分配、审查等事务。产品开发过程就是不同专业人员动态组织，为完成一定任务而实现的。

从组织产品开发过程和系统管理的角度出发，要保证产品数据的完整性、有效性、一致性和安全性，需要对参与产品开发过程的人员进行必要的权限管理。权限管理可以分为动态和静态的。静态权限指的是各个人员具有的固定权限，每种权限能够完成特定的工作。动态权限则是指不同专业的人员按照任务的需要临时组成团队，每个参与者都具有对其任务中处理的数据进行操作的权限。

基于工程数据库管理系统的过程管理研究：二、工程数据库管理系统对产品开发过程的支持

笔者在尝试研制的工程数据库管理系统中，采用对象关联模型，将数据抽象为对象，并对对象及对象间的语义联系进行描述，该模型能较好地表达语义信息，具有支持数据概括和聚合，支持抽象数据类型，支持系统扩充等特点，较好地满足了工程数据的管理要求。版本管理采用树型结构，通过为产品设计过程中的对象设置对象ID和版本ID作为标识，较好地支持了设计过程的反复性、尝试性、交互性和发展性。在数据库的设计上，系统采用了标准库、产品库和工作库的三级库结构，其中，标准库用来存储系统的标准数据和最终数据，产品库用来存储产品的设计信息，工作库则用来存储用户工作时的中间数据。

在三级库的基础上，本系统提出了工作环境的概念，工作环境为数据的安全操作提供了保障，只有合法用户才能够拥有自己的工作环境，用户只有在自己的工作环境中才能对数据进行操作；工作环境限制了用户对数据的操作权限，工作环境打开时，只有用户权限范围内的数据才能进人工作环境，用户对这些数据的操作必须在权限允许的范围内。通过对工作环境的打开、保存、关闭，系统实现了对工程长事务的管理，并进一步支持了工程长过程的进行。通过对用户、任务和权限的管理，系统实现了对产品开发过程的管理。此外，为满足集成环境下多种应用程序的需求，系统还提供了应用程序接口，以实现应用程序之间的数据交换与共享。

系统结构如图2所示，根据所处理数据的分析及工程数据库的功能要求，具备对静态(标准)数据和动态(产品)数据的定义、控制等管理功能，同时，由于要支持设计过程中人员、任务的分工，需要对用户、权限和任务进行管理，另外，具有应用程序接口。其中，根据工程数据库的性质，把标准库、产品库和工作库划分为多个子库进行管理，如将工作库划分为部件库、属性库、知识库、方法库等

基于工程数据库管理系统的过程管理研究：三、过程管理模型

基于工程数据库管理系统的过程管理研究：1．模型的建立

在产品开发过程管理中，必须满足数据及其处理的要求，满足人员、组织和权限管理的约束，实现对整个产品开发过程的完全模拟。

在本系统中除了上文中提到的数据模型、版本管理、三级库结构与工作环境等之外，还定义了用户、权限、任务等概念。通过这些概念、概念间的关系以及它们在产品开发过程中的隐含约束，系统实现对产品开发过程的管理，过程管理模型如图3所示。

1)用户 即参与或不参与工程设计的工程人员。

2)权限 系统用户所具有的权力，在系统中为用户定义了7种权限：浏览、私有资源、项目小组成员、项目小组管理者、项目管理者、工程数据库管理者、标准修改者。

其中，权限1—6级别依次升高，权限7则可以赋予具有权限2—6的用户，工程数据库管理者具有最高权限。系统初始化后，工程数据库管理者作为预定义的用户存在于工程数据库中，为其它用户注册登记，新注册登记的用户即成为工程数据库的合法用户。各合法用户可在工程数据库中按照自己的权限及分配的任务工作。

3)任务 即工程设计中自顶向下，逐步求细形成的、分配给用户(工程设计人员)的工作。 在接受一个项目后，由工程数据库管理者为项目注册一名项目管理者负责此项目的设计工作，然后再由此项目管理者根据实际情况，逐层分配任务给相应的项目小组管理者、项目小组成员，项目小组管理者也可以给项目小组成员分配任务。用户所做工作提交后即失去对已做工作的权限，只能随其产生的新版本进行修改，或者若要修改已提交的工作，必须经项目管理者签字。任务的分配和设计工作也可以交替进行，或者在设计的过程中修改任务的分配。

在设计过程中，用户及其任务的权限始终作为隐含的约束被执行。例如，用户在进入系统时必须首先登陆，若未登录或者登录不正确则不是合法用户，不能对工程数据库中任何数据进行任何操作。登录成功后，用户则可以按照其限权使用工程数据库。

基于工程数据库管理系统的过程管理研究：2．模型的实现

1)对产品开发过程中工作流的支持 这主要通过对任务的分解完成。系统通过直观的层次导航，显示任务分解的具体状态，并在数据库中记录这种任务分解，在具体的设计过程中，任务分解起着主导作用。每个用户的操作都受到任务分解的制约。

2)对产品开发过程中数据处理的支持 产品开发过程中各种数据的处理都是通过具有不同专业和技术背景的用户承担不同的任务来实现的，通过对用户及其权限以及任务的管理，从总体上控制了数据及数据的处理，保证了数据库的安全，防止了人为造成的数据库不一致。

3)对人员及其权限和组织管理的支持 系统通过对用户及其权限的管理，实现对人员及其静态权限的管理，同时，系统通过团队机制支持动态的权限管理。团队的概念是与任务紧密相关的。某一项目的参与者均为项目成员，即团队的成员，这些人员的任务分配随任务的存在而存在，他们的权限与任务的级别紧密相关。