基于WfMC的協(xié)同設(shè)計流程模型

薛永獻(xiàn)，李曉昕

（駐馬店職業(yè)技術(shù)學(xué)院 河南 駐馬店 463000）

1993年，國際工作流管理聯(lián)盟 （Workflow Management Coalition，WfMC）[1]的成立標(biāo)志著工作流技術(shù)開始進(jìn)入相對成熟的階段。WfMC對工作流的定義：工作流[2]是一類能夠完全或者部分自動執(zhí)行的經(jīng)營過程，它根據(jù)一系列過程規(guī)則、文檔、信息或任務(wù)能夠在不同的執(zhí)行者之間進(jìn)行傳遞與執(zhí)行。

協(xié)同設(shè)計流程模型[3]主要是以WfMC工作流程參考模型為發(fā)展基礎(chǔ)，分為3種機(jī)制：設(shè)計流程定義機(jī)制、設(shè)計流程運行機(jī)制與設(shè)計流程監(jiān)控機(jī)制。設(shè)計流程定義機(jī)制主要用以定義協(xié)同設(shè)計流程的信息 （message）、 任務(wù) （task）、 流程模版（process template）；設(shè)計流程運行機(jī)制主要是完成協(xié)同設(shè)計的執(zhí)行，包含流程引擎的運行、設(shè)計驗證及設(shè)計結(jié)果顯示等；設(shè)計流程監(jiān)控機(jī)制主要是產(chǎn)生協(xié)同設(shè)計案例及監(jiān)控設(shè)計流程的執(zhí)行狀況。

1 設(shè)計流程定義機(jī)制

要使協(xié)同設(shè)計流程具有通用性，則必須注意產(chǎn)品對象模型與流程定義模型通用性的實現(xiàn)。在設(shè)計過程中，設(shè)計團(tuán)隊間必須借助信息的傳遞及分享來協(xié)同合作，因此，信息的傳遞內(nèi)容與傳遞方式，就成為設(shè)計活動控制的主要內(nèi)容。

文中以系統(tǒng)組件化為發(fā)展基礎(chǔ)，將設(shè)計流程分割為信息組件、任務(wù)組件、流程模版組件3個部分，如圖1所示。信息組件用來設(shè)定傳遞給執(zhí)行者的信息內(nèi)容、產(chǎn)品窗口、應(yīng)用程序文件及回復(fù)信息，任務(wù)組件用來定義執(zhí)行任務(wù)的內(nèi)容，包含執(zhí)行者、代理、活動到期時間、活動過期移轉(zhuǎn)時間及需傳遞的信息組件，而當(dāng)一個活動結(jié)束后，將依照回復(fù)信息或流程控制引擎定義，來判斷下一個應(yīng)該進(jìn)行的活動。

圖1 通用性流程定義機(jī)制模型示意Fig.1 Versatility of the process definition mechanism model indicate

設(shè)計流程定義機(jī)制運行方式說明如下：首先定義設(shè)計流程中各需要傳送的信息組件，然后定義各任務(wù)組件，最后是定義流程模版。任務(wù)組件是設(shè)計流程的基本組件，內(nèi)含應(yīng)傳遞的信息組件。信息組件與任務(wù)組件的對應(yīng)為多對多的關(guān)系，不同的任務(wù)組件可包含相同的信息組件，而一個任務(wù)可以附帶多個信息組件，視任務(wù)組件任務(wù)而定。流程模板中可通過流程控制規(guī)則，將不同的任務(wù)組件逐項串接，以組合成一套設(shè)計流程。不同的設(shè)計流程，只要依照其設(shè)計步驟逐一串接任務(wù)組件，就可形成不同的流程模板，這種設(shè)計大大地增加了流程設(shè)計的柔性與通用性。在使用時，只要通過系統(tǒng)控制，即可復(fù)制流程模板，形成個別設(shè)計流程案例，再予以激活執(zhí)行。任務(wù)組件間的流程控制型態(tài)，包含循序流程、重復(fù)流程、分支流程、并行流程、跳躍流程等。

由于不同組態(tài)產(chǎn)品類別的協(xié)同設(shè)計，具有某種程度的共通性。在本文設(shè)計中應(yīng)用了可重復(fù)使用模塊組件化設(shè)計概念，定義了七種工作型態(tài)，在工作流程設(shè)計中，可針對不同使用者，分別設(shè)定其使用工作型態(tài)組合，這樣就可以產(chǎn)生符合各種不同角色之協(xié)同設(shè)計工作鏈接。

2 設(shè)計流程監(jiān)控機(jī)制

在協(xié)同設(shè)計流程監(jiān)控功能部分，管理者可以選取流程模版，以初始化一個新的協(xié)同設(shè)計案例，另外針對流程執(zhí)行的監(jiān)控，系統(tǒng)提供目前設(shè)計流程執(zhí)行狀況列表，管理者可以依交易情形將流程案例狀態(tài)指定為暫停、繼續(xù)、停止3種。詳細(xì)的協(xié)同設(shè)計案例操作狀態(tài)變化，可參考圖2設(shè)計流程活動狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。

圖2 設(shè)計流程活動狀態(tài)轉(zhuǎn)移Fig.2 State transition of the design process activities

3 設(shè)計流程運行機(jī)制

設(shè)計流程運行機(jī)制[4-5]包含3個部分，分別是協(xié)同設(shè)計執(zhí)行、設(shè)計驗證、產(chǎn)品顯示，而整個運行機(jī)制的核心是協(xié)同設(shè)計流程引擎。當(dāng)使用者開始進(jìn)行協(xié)同設(shè)計時，流程引擎即檢查系統(tǒng)中該使用者待執(zhí)行的事項，并列表顯示，對已超時作業(yè)，則出現(xiàn)警告提示。當(dāng)使用者某一項作業(yè)執(zhí)行完成后，流程引擎會依校核的狀態(tài)而調(diào)整，使流程重新開始或從某一階段開始，直至整個協(xié)同設(shè)計流程完成或停止。

在進(jìn)行協(xié)同設(shè)計作業(yè)時，產(chǎn)品顯示與設(shè)計驗證是最主要的配合模塊。為便于產(chǎn)品顯示，在建構(gòu)數(shù)據(jù)庫時，就將2D產(chǎn)品外型信息儲存于數(shù)據(jù)庫中。當(dāng)設(shè)計人員更改產(chǎn)品參數(shù)時，程序模塊會將參數(shù)傳送至數(shù)據(jù)庫中，并提取產(chǎn)品配置，顯示給設(shè)計人員看，強(qiáng)化需求確認(rèn)的過程，降低確定需求的時間。

當(dāng)使用者輸入完產(chǎn)品參數(shù)時，可選擇進(jìn)行設(shè)計驗證，以確定產(chǎn)品是否符合配置規(guī)則。設(shè)計驗證是協(xié)同設(shè)計執(zhí)行的核心，主要是根據(jù)使用者需求選項與不同產(chǎn)品線及款式規(guī)則與工程邏輯，完成協(xié)同設(shè)計驗證任務(wù)。本文所述的設(shè)計驗證流程，如圖6所示。它主要分為5個核心部分：

1）需求設(shè)計接口：通過此界面，可讓使用者定義、配置其所需的產(chǎn)品；

2）設(shè)計規(guī)則庫：產(chǎn)品構(gòu)型管理規(guī)則庫是協(xié)同設(shè)計流程中設(shè)計驗證之主要依據(jù)，可驗證客戶需求產(chǎn)品組件間，是否兼容及合乎設(shè)計規(guī)范；

3）驗證引擎：比對需求設(shè)計接口資料與規(guī)則庫資料：設(shè)計驗證需結(jié)合產(chǎn)品配置規(guī)則庫，借助驗證引擎以驗證需求設(shè)計的正確性及符合設(shè)計限制。當(dāng)使用者選擇偏好設(shè)計或組裝選項，通過工作流程管理系統(tǒng)，激活驗證引擎，讀取產(chǎn)品結(jié)構(gòu)清單及規(guī)則庫，與使用者定制設(shè)計或組裝做比較，進(jìn)行可組裝性的設(shè)計驗證，呈現(xiàn)組裝結(jié)果。驗證可分為兩種不同方式：

①逐次驗證：選一種零組件，需跟之前已經(jīng)選擇的零組件兼容。其優(yōu)點是產(chǎn)品組裝過程能實時與顧客互動，實時發(fā)現(xiàn)設(shè)計缺失或不兼容性。其缺點是由于逐次驗證需考慮到后一個選項組件會受到前一個選項限制，使其選項范圍縮小，因此驗證較費時，且顯示下一個產(chǎn)品零組件推薦建議的信息較復(fù)雜；

②批次驗證：所有產(chǎn)品選擇設(shè)計完后再做驗證。其優(yōu)點是驗證引擎設(shè)計較簡單，執(zhí)行效率快。其缺點是由于是使用者按驗證鍵時才開始驗證，其驗證實時性較低。如有不合設(shè)計規(guī)則情況，使用者可能需回到前面幾個選項重新產(chǎn)品訂單，互動性低；

文中，充分考慮產(chǎn)品復(fù)雜度與驗證時間，采用批次驗證方式進(jìn)行。而驗證是以參數(shù)順序為標(biāo)準(zhǔn)，后一項參數(shù)與前一項參數(shù)無法配合時，則顯示后一項參數(shù)所違反的配置規(guī)則內(nèi)容。

4）結(jié)果顯示：可跟2D產(chǎn)品顯示模塊結(jié)合；

5）解釋機(jī)制：從產(chǎn)品構(gòu)型數(shù)據(jù)庫中，提取構(gòu)型規(guī)則，解釋產(chǎn)品構(gòu)型為何不兼容、不完整，并提供另外的建議選項。

圖3 設(shè)計驗證示意Fig.3 Design verification to indicate

4 協(xié)同設(shè)計案例定義流程

圖4為協(xié)同設(shè)計案例定義流程[6]。文中將協(xié)同設(shè)計的規(guī)劃流程定義為9個步驟，依循這些步驟，即可完成制定整個設(shè)計模板。

協(xié)同設(shè)計案例定義流程的各步驟說明如下：

1）分析協(xié)同設(shè)計工作流程內(nèi)容：在進(jìn)行流程模板設(shè)計前，必須先分析整個流程的內(nèi)容，分析的內(nèi)容包含協(xié)同設(shè)計的流程、流程中的工作項目與人員角色、流程中使用的產(chǎn)品窗口格式項目等；

2）分析協(xié)同設(shè)計產(chǎn)品窗體需求內(nèi)容：逐一分析各項產(chǎn)品窗體的字段內(nèi)容，并定義窗體的使用者，以及窗體所屬的工作項目；

3）定義產(chǎn)品屬性：匯整各產(chǎn)品窗口的字段內(nèi)容，逐一定義各字段變量的編號、名稱、可選值范圍等；

4）定義產(chǎn)品結(jié)構(gòu)：依設(shè)計產(chǎn)品需求，逐一從已定義的產(chǎn)品屬性中，選取產(chǎn)品窗體的屬性，這些屬性變量可以依選取的先后順序，自動組合出協(xié)同設(shè)計的窗口格式；

5）協(xié)同設(shè)計的配置規(guī)則設(shè)計：分析協(xié)同設(shè)計各產(chǎn)品屬性間的關(guān)系，并建立構(gòu)型規(guī)則，以便于協(xié)同設(shè)計時，驗證設(shè)計需求是否合乎產(chǎn)品要求的設(shè)計準(zhǔn)則。工業(yè)電梯配置規(guī)則定義的內(nèi)容包含：配置規(guī)則的編號、變量的名稱、屬性、可能值、對應(yīng)的關(guān)系變量、運算公式、邏輯因子（and，or）等；

6）進(jìn)行協(xié)同設(shè)計的信息設(shè)計：定義協(xié)同設(shè)計流程中，會使用到的信息內(nèi)容、各信息需要附帶的文件、應(yīng)用程序檔案、產(chǎn)品窗口等；

7）進(jìn)行協(xié)同設(shè)計的工作設(shè)計：定義各工作項目的執(zhí)行內(nèi)容，包含執(zhí)行者、代理人、工作期限、到期移轉(zhuǎn)時間、附帶的設(shè)計信息、執(zhí)行優(yōu)先等級等；

8）進(jìn)行協(xié)同設(shè)計流程模板設(shè)計：定義協(xié)同設(shè)計流程中各工作項目間關(guān)系；

9）產(chǎn)生待執(zhí)行案例：依已定義的協(xié)同設(shè)計流程模板，運用設(shè)計流程監(jiān)控機(jī)制功能，產(chǎn)生一個協(xié)同設(shè)計案例，準(zhǔn)備執(zhí)行。

圖4 系統(tǒng)功能模塊化定義流程Fig.4 Definition process of system features modular

5 結(jié) 論

本文在協(xié)同設(shè)計流程模型中，設(shè)計了一個基于國際工作流程管理參考模型（WfMC）的模塊化流程模型，使用此模塊化流程模型定義方法，可以用戶化特殊的協(xié)同設(shè)計流程。

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