面向家電產(chǎn)業(yè)集群的研發(fā)協(xié)同流程建模研究

臧姜杉 青島中家院工業(yè)設計有限公司

面向家電產(chǎn)業(yè)集群的研發(fā)協(xié)同流程建模研究

臧姜杉 青島中家院工業(yè)設計有限公司

研發(fā)協(xié)同；業(yè)務流程；Artifact；Petri網(wǎng)

引言

隨著信息技術(shù)的不斷進步，消費者在對家電產(chǎn)品數(shù)量要求越來越多的同時，對家電產(chǎn)品的個性化需求也不斷增強，使得家電制造企業(yè)不斷加大生產(chǎn)制造和研發(fā)力度，從而為家電制造企業(yè)聯(lián)合供應商、科研機構(gòu)等相關(guān)行業(yè)進行產(chǎn)品研發(fā)協(xié)同提供了巨大的空間。協(xié)同研發(fā)涉及多項關(guān)鍵技術(shù)，包括研發(fā)流程控制、知識共享及協(xié)同機制等。其中，研發(fā)流程控制是實現(xiàn)協(xié)同研發(fā)關(guān)鍵前提，決定了各研發(fā)單位協(xié)作機制和順序。為此，本文在研究Artifact業(yè)務流程建模和Petri網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)上，研究一種以artifact為中心的研發(fā)協(xié)同流程控制機制。

1.研發(fā)流程建模

集群研發(fā)通常涉及多個單位或部門協(xié)作，其過程同業(yè)務流程相似，具有過程復雜和迭代的特點。為此，本文借助業(yè)務流程建模技術(shù)來約束研發(fā)流程控制。業(yè)務流程建模是對企業(yè)如何達到業(yè)務目標進行形式化和推理的基本方法。業(yè)務流程模型能夠表達業(yè)務目標，并且為企業(yè)中各類業(yè)務參與者之間進行交互提供基礎(chǔ)，包括企業(yè)管理者、業(yè)務分析人員、業(yè)務過程執(zhí)行者等，越來越多的企業(yè)業(yè)務流程運行依賴于流程模型驅(qū)動的信息系統(tǒng)。以業(yè)務流程模型為基礎(chǔ)構(gòu)建的業(yè)務流程管理系統(tǒng)可實現(xiàn)業(yè)務流程的部分或整體在計算機應用環(huán)境下的自動化，它主要解決的是使多個業(yè)務參與者按照某種預定義的規(guī)則傳遞文檔、信息或任務的過程自動進行，從而實現(xiàn)某個預期的業(yè)務目標，或者促使此目標的實現(xiàn)。

通常，一個理想的建模方法應該具有形式化語義以便于進行分析和驗證。 Petri網(wǎng)是一種具有較強數(shù)學理論支持的，適用于對離散系統(tǒng)進行建模的建模工具，有關(guān)Petri網(wǎng)的性質(zhì)和定理大部分都可以用于工作流特性描述和性能分析，例如可達性、有界性、安全性、活性、強連通性等。本文考慮Petri網(wǎng)在形式化建模技術(shù)的優(yōu)點，采用該技術(shù)對研發(fā)流程進行形式化表示。

2.以Artifact為中心的流程構(gòu)造

Artifact表示業(yè)務流程中數(shù)據(jù)的載體，是以數(shù)據(jù)為中心的業(yè)務流程建模的關(guān)鍵概念。協(xié)同研發(fā)涉及多部門間研發(fā)成果的知識共享，可將產(chǎn)品研發(fā)流程中的各產(chǎn)出成果作為Artifact進行封裝，用于研發(fā)流程中。

對Artifact的描述包括信息模型和生命周期模型兩個方面。信息模型描述Artifact的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，類似于數(shù)據(jù)庫模式；生命周期模型描述為完成業(yè)務目標而對Artifact的操作步驟。因此， Artifact是業(yè)務流程中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，以Artifact為中心的操作建模 ACOM（Artifact-Centered Operational Modeling）方法最早在文獻［1］ 中提出，主要目的是給出一種易于和用戶交流的業(yè)務流程模型。該方法中首先要識別出一種信息結(jié)構(gòu)，即 Artifact，并且 Artifact貫穿業(yè)務的始終，因此被稱為以 Artifact 為中心的方法。

ACOM中業(yè)務Artifact具備以下特性。

（1）Artifact由兩部分組成整個業(yè)務范圍內(nèi)的一個唯一標識和自描述性的內(nèi)容。

（2）Artifact 的標識不能修改：一個Artifact 不能被分割成具有相同標識的兩個或多個部分，但允許創(chuàng)建內(nèi)容相同但標識不同的Artifact。

（3）Artifact的內(nèi)容可以隨時修改可以加入新的數(shù)據(jù)或信息來源。

以Artifact 為中心對業(yè)務操作建模的核心問題是要標識Artifact，即首先是要發(fā)現(xiàn)業(yè)務Artifact。

3.以Artifact為中心的業(yè)務流程Petri網(wǎng)表示

ACOM模型包括管道模式、倉庫模式、分支模式、匯集模式、項目模式、創(chuàng)建模式、同步模式、循環(huán)模式、廢棄模式等9 種操作模式，然后轉(zhuǎn)換成Petri網(wǎng)進行分析和驗證。

下圖1是用ACOM模型描述的家電集群企業(yè)協(xié)同研發(fā)的業(yè)務Artifact，HomeApplianceResearch的生命周期。研發(fā)流程項主要包括用戶研究、產(chǎn)品企劃、外觀設計、高精模型、工藝開發(fā)、色彩與新材料開發(fā)、界面交互設計和品牌開發(fā)等。

圖1 用ACOM模型描述的家電集群企業(yè)協(xié)同研發(fā)的業(yè)務Artifact

4.結(jié)束語

數(shù)字家電產(chǎn)業(yè)集群研發(fā)設計流程模型為構(gòu)建研發(fā)服務平臺提供了協(xié)同路徑指導。以此為基礎(chǔ)將構(gòu)建研發(fā)服務平臺，通過加強數(shù)字家電產(chǎn)業(yè)集群成員間的溝通與協(xié)作，共享設計資源，共同推動數(shù)字家電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對于促進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級、提高人們生活品質(zhì)，建設資源節(jié)約型社會，都具有重要意義。

［1］ A.Nigam， N.S.Caswell.Business artifacts： An approach to operational specification ［J］.IBM Systems Journal，2003， 42（3）： 428-445.

［2］ 王穎.以Artifact為中心的業(yè)務流程建模與分析［M］.燕山大學，2011.1 2.

國家火炬計劃創(chuàng)新型產(chǎn)業(yè)集群子項目（2013GH711001）

面對家電集群產(chǎn)業(yè)模式中產(chǎn)品協(xié)同研發(fā)過程復雜、成果知識共享性差等問題，本文圍繞家電研發(fā)中的用戶研究、產(chǎn)品企劃、外觀設計、高精模型、工藝開發(fā)、色彩與新材料開發(fā)、界面交互設計和品牌開發(fā)等階段，研究了一種以Artifact為中心的研發(fā)流程建模技術(shù)。結(jié)合ACOM方法中提出的9種操作模式，設計了以Artifact為中心的家電協(xié)同研發(fā)流程Petri模型。