【正文】 環(huán)境的快速變化，傳統(tǒng)設計方法學越來越顯示出其局限性，如無法解決產(chǎn)品設計中各種活動的沖突和協(xié)調(diào)問題、無法揭示產(chǎn)品設計活動與產(chǎn)品數(shù)據(jù)之間的復雜關系、無法對產(chǎn)品開發(fā)密切相關的組織、資源、人員等進行有機的規(guī)劃。近幾十年來，在傳統(tǒng)設計方法學的基礎上，人們提出了并行工程（Concurrent Engineering，CE）、集成產(chǎn)品開發(fā)（Integrated Product Development，IPD）、動態(tài)產(chǎn)品開發(fā)（Dynamic Product Development，DPD）、協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)（Collaborative Product Development，CPD）等新的產(chǎn)品開發(fā)過程規(guī)劃方法，而不僅僅停留在設計方法學的層次上。協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)（CPD）是隨著計算機信息技術和CSCW技術的不斷發(fā)展所提出的一種產(chǎn)品開發(fā)方法，在關于協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)的研究中，根據(jù)協(xié)同關注對象的不同可以分為過程協(xié)同和數(shù)據(jù)協(xié)同兩個層次：過程協(xié)同的主要目標是希望通過對產(chǎn)品開發(fā)過程進行建模，使開發(fā)活動有序進行，過程協(xié)同強調(diào)開發(fā)過程中任務的調(diào)度和安排；數(shù)據(jù)協(xié)同的主要目標是對產(chǎn)品開發(fā)中協(xié)同的載體產(chǎn)品進行建模，使處于不同開發(fā)階段的人員能夠基于統(tǒng)一的產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型進行協(xié)同工作，數(shù)據(jù)協(xié)同強調(diào)對數(shù)據(jù)對象的信息共享和并發(fā)控制，數(shù)據(jù)協(xié)同是過程協(xié)同的基礎。在過程協(xié)同的研究方面，過程建模、優(yōu)化和控制一直以來都吸引著眾多研究者的關注，過程模型也是過程協(xié)同實現(xiàn)的關鍵所在。在此方向上不同應用領域的國內(nèi)外學者提出了眾多的研究方法，因為學說之繁雜，致使有人專門來研究如何對這些學說進行整理。Robert P Smith等人在研究眾多過程模型的基礎上將其分為序列規(guī)劃模型、分解模型、隨機交貨期模型、設計反饋模型和并行模型五類。過程建模是進行過程優(yōu)化和控制的基礎，也是進行過程協(xié)同的基礎。過程建模方法從模型建立的形式上看，可以分為三類：第一類為基于語言的方法，如ULYSSES框架用Script語言來描述設計任務；第二類為基于圖形的方法，其中包括了有向圖、網(wǎng)絡計劃和Petri Net等方法；第三類為基于知識的方法，如Minerrs采用了基于知識的設計流描述和管理開發(fā)過程。但是，這些模型和工具并未能很好地滿足用戶的客觀需求，因而，未能在工業(yè)界得到普遍認可和應用，過程建模方法仍然值得深入研究。過程優(yōu)化分析是對過程進行重組以實現(xiàn)過程的優(yōu)化。Steward提出用設計結(jié)構(gòu)矩陣對具有回路信息要求的眾多變量進行排序，并給出了找出耦合集合打破循環(huán)的方法；Eppinger等人發(fā)展了Steward的設計結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，他們提出的算法考慮了工程的技術結(jié)構(gòu)，不僅能將任務重新排序，而且能將某些任務簡化或分解成小的子任務，避免了設計的瓶頸；Kusiak采用矩陣分析方法，通過將設計過程分解，對設計活動運用聚類（Cluster Identification）算法和分支定界（Branch and Bound）算法使任務子集之間具有最小的依賴關系以提高過程的并發(fā)性。上述算法的缺陷是在任務數(shù)量較多時，復雜性迅速增加。由于產(chǎn)品開發(fā)過程的復雜性，上述分析方法需要對產(chǎn)品開發(fā)過程進行了一定程度的簡化，因而與實際的情況有相當?shù)牟罹唷２捎梅抡娴姆椒梢钥紤]更多因素的影響，但是，仿真方法目前廣泛應用于生產(chǎn)過程建模與優(yōu)化，相對說來，對產(chǎn)品開發(fā)過程的仿真研究尚不多見。基于過程模型的產(chǎn)品開發(fā)過程真正開始后，任務調(diào)度和資源分配是保證開發(fā)過程有序進行的關鍵。已有大量文獻研究了如何依據(jù)過程模型，在資源約束條件下將任務事先分配給開發(fā)人員，即任務的靜態(tài)調(diào)度。但是產(chǎn)品開發(fā)過程具有不確定性和多樣性，因而靜態(tài)調(diào)度并不能滿足實際需要。Lokesh Gupta和Charles Petrie分別提出了基于約束的調(diào)度方法，主要解決在產(chǎn)品開發(fā)活動發(fā)生變化后如何調(diào)度的問題。為了加快產(chǎn)品開發(fā)過程，工作流技術被用來驅(qū)動整個產(chǎn)品開發(fā)過程的運行，實現(xiàn)產(chǎn)品開發(fā)過程的自動化。工作流管理一直是企業(yè)界和學術界關注的熱點領域，1993年，國際上專門成立了工作流管理聯(lián)盟（WFMC），按WFMC的定義，工作流是一類能夠完全或者部分自動執(zhí)行的經(jīng)營過程，根據(jù)一系列過程規(guī)則，文檔、信息或任務能夠在不同執(zhí)行者之間傳遞、執(zhí)行。目前國際上有較大影響的工作流系統(tǒng)包括美國佐治亞大學研制的Meteor系統(tǒng)、美國普度大學開發(fā)的CORBAflow系統(tǒng)、土耳其中東大學開發(fā)的METUFlow系統(tǒng)等。當前，在知識經(jīng)濟和網(wǎng)絡經(jīng)濟時代的大背景下，工作流技術發(fā)生了深刻的變化，其作用已不再是簡單地在使用者之間傳遞任務與數(shù)據(jù)以實現(xiàn)商業(yè)流程自動化，而是能夠有效管理商業(yè)規(guī)則知識庫，在商業(yè)邏輯發(fā)生變化的時候不需要重寫應用過程，而且能夠聚合、裂變和優(yōu)化過程知識。工作流技術作為計算機支持的協(xié)同工作的一種重要使能技術，在支持協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)中扮演著重要角色。但是，產(chǎn)品開發(fā)過程具有的不確定性和創(chuàng)造性的特點給工作流技術帶來了挑戰(zhàn)。目前的工作流適合于那些過程可以事先明確定義，執(zhí)行時只需要簡單實例化的場合。將工作流技術運用到產(chǎn)品開發(fā)過程時必須解決如何增強工作流的適應性的問題。目前的工作流技術在支持復雜產(chǎn)品開發(fā)過程方面還存在以下不足：1) 工作流模型只能描述如辦公自動化中電子郵件或文檔等簡單的工作流，而不能描述工程設計等復雜過程處理。2) 不能提供很好的互操作性。例如，在異構(gòu)環(huán)境中，IBM的FlowMark不提供API接口以支持一個工作流的輸出，作為下一個工作流的輸入。3) 大多數(shù)現(xiàn)有工作流應用系統(tǒng)只是作為設計一種協(xié)作工具，適用于小群體之間業(yè)務的工作流，在體系結(jié)構(gòu)上存在缺陷，缺乏可伸縮性。4) 大多數(shù)現(xiàn)有工作流軟件只適合于小團體和輕負載，缺乏有效的后備機制，不具備強的故障恢復能力，達不到復雜環(huán)境下的應用要求。 課題來源課題來源為國家863計劃先進制造技術領域目標導向課題（2007AA04Z1B1） 課題目的網(wǎng)絡化協(xié)同設計制造是未來的趨勢，對企業(yè)快速開發(fā)產(chǎn)品，搶占市場有著舉足重輕的作用，但業(yè)務流程的再造也是很重要的環(huán)節(jié)，本文主要針對網(wǎng)絡化協(xié)同設計過程的業(yè)務流程進行建模，并給出了軟件的技術架構(gòu)的解決方案，以滿足企業(yè)快速響應市場機遇，迅速組織人力、物力資源，開發(fā)出質(zhì)量優(yōu)、成本低的新產(chǎn)品，贏得市場競爭。 課題意義目前,我國眾多機械制造企業(yè)中,大型企業(yè)約占2%,中小企業(yè)約占98%。大多數(shù)中小企業(yè)是大型企業(yè)的零部件供應商,在設計過程中都需要與供應鏈的上游主機廠發(fā)生連接,進行協(xié)同。新產(chǎn)品立項以后,整機廠首先進行項目階段規(guī)劃,編制具體的項目計劃,然后發(fā)布項目任務,并向配套廠提供與設計相關的技術文檔,要求其參照執(zhí)行。此間,就涉及到了大量的項目協(xié)同、技術協(xié)同、資源協(xié)同需求。基于互聯(lián)網(wǎng)的“企業(yè)間網(wǎng)絡化協(xié)同設計與管理平臺”(以下簡稱協(xié)同平臺)采用ASP應用服務提供商的模式向平臺用戶提供服務。整機企業(yè)利用網(wǎng)絡平臺與配套企業(yè)進行項目的異地協(xié)同,技術溝通和資源共享,有效縮短開發(fā)周期,降低開發(fā)成本,提高產(chǎn)品的市場競爭力。 章節(jié)安排全文共分為四個章節(jié)，每部分的內(nèi)容如下：第一章介紹了本文的研究背景，指出技術進步和外部環(huán)境的變化必然導致新方法、新理論、新技術的產(chǎn)生。在分析現(xiàn)代產(chǎn)品開發(fā)特點的基礎上，從過程協(xié)同和數(shù)據(jù)協(xié)同兩個層次對協(xié)同產(chǎn)品開發(fā)的相關研究進行了系統(tǒng)的綜述。回顧、分析了當前相關領域的研究狀況，明確本文的研究重點和主要內(nèi)容。第二章結(jié)合一般企業(yè)間的實際協(xié)同業(yè)務流程建立了面向主機廠的協(xié)同設計業(yè)務建模。詳細的描述了主機廠在網(wǎng)絡化協(xié)同設計制造系統(tǒng)中怎么開展業(yè)務，在協(xié)同項目創(chuàng)建后如何選擇自己的供應商和零部件廠商，如何通過協(xié)同設計平臺很好地組織零部件廠商進行協(xié)同項目，控制項目進度，最終完成協(xié)同項目。然后利用UML建模工具建立了面向主機廠的協(xié)同設計業(yè)務模型。第三章針對第二章中的業(yè)務流程，從平臺實現(xiàn)的角度給出了部分重要環(huán)節(jié)的解決方案。第四章在已有的網(wǎng)絡化協(xié)同設計制造平臺上，模擬減速器的網(wǎng)絡化協(xié)同設計制造過程，從項目的創(chuàng)建、子任務的劃分、供應商的查找、動態(tài)聯(lián)盟的形成到任務的發(fā)放、數(shù)據(jù)的發(fā)放、任務的管理、任務的評審直至項目文檔的形成。驗證了第章中協(xié)同設計制造業(yè)務流程的可行性。第五章結(jié)合減速器案例總結(jié)了全文的主要工作內(nèi)容及平臺的應用效果，對網(wǎng)絡化協(xié)同制造所需要進一步研究的工作做了展望。42重慶大學城市科技學院本科學生畢業(yè)設計（論文） 2 面向主機廠的協(xié)同設計業(yè)務建模2 面向主機廠的協(xié)同設計業(yè)務建模現(xiàn)代產(chǎn)品的復雜度越來越來高，更新?lián)Q代的速度也越來越快，主機廠要想快速的開發(fā)出自己的產(chǎn)品，搶占市場，滿足消費者日益增長的需求，協(xié)同設計作為一種新的設計理念，自然成為主機廠的首選。本小節(jié)將以減速器為例，說明一般的協(xié)同過程是如何進行的?，F(xiàn)在重慶減速器廠A需要為某帶式運輸機設計一減速器，重慶減速器廠A根據(jù)設計任務書中運輸帶工作拉力 F，運輸帶工作速度V，輸送帶滾筒直徑 D，先選擇電動機的類型，再根據(jù)工作機械所需功率Pw計算出電動機所需功率Pd，確定電動機的具體型號和轉(zhuǎn)速。然后根據(jù)帶輪速度和電動機的實際轉(zhuǎn)速，確定傳動裝置的總傳動比并分配各級傳動比，并確定傳動形式。最后確定傳動裝置的運動及動力參數(shù)，包括各軸的轉(zhuǎn)速、各軸輸入功率、各軸轉(zhuǎn)矩。主機廠短時間完成不了設計任務，所以決定將部分設計外包。初步分為箱體的設計、軸系的設計和減速器附件的設計。其中箱體有主機廠自己設計，軸系的設計外包給零配件廠B完成，附件的設計外包給零配件廠C完成。軸系的外包設計有任務輸入和任務輸出，其中任務輸入為每根軸的轉(zhuǎn)速、輸入功率和扭矩，還包括預計將與重慶減速器廠A和零配件廠C的交互內(nèi)容，比如軸承的選取、端蓋與軸之間密封圈的選取以及與主機廠關于箱體外形尺寸的交互等。輸出任務為軸系的設計說明書和三維模型，包括軸和軸上的鍵和齒輪的設計參數(shù)和三維模型。減速器附件的外包設計同樣也有任務輸入和任務輸出，其中任務輸入包括每根軸的設計參數(shù)和箱體的外形尺寸。任務輸出為各附件的設計參數(shù)，比如軸承端蓋、各種螺栓、聯(lián)軸器、油標及軸承的選取。重慶減速器廠A完成上述總體設計后，在協(xié)同電子商務網(wǎng)上查找滿足自己要求的零配件廠商，邀請加入自己的協(xié)同項目，成為自己的供應商；或者寫好自己的需求信息，在協(xié)同電子商務網(wǎng)上發(fā)布，讓零配件廠商自己找上門，然后主機廠從這些零配件廠商中挑選合適的零配件廠商成為自己的供應商。協(xié)同項目創(chuàng)建后，先將軸的設計任務書發(fā)給零配件廠B，并給其限定設計任務完成時間，零配件廠B完成軸的設計任務后，提交設計文檔給重慶減速器廠A，重慶減速器廠A組織人員對零配件廠B的設計說明書審核，若有問題，打回重新設計，直至通過審核。軸系的設計完成后，減速器的箱體設計和附件設計就要開始了，重慶減速器廠A參考軸系的設計數(shù)據(jù)和箱體的設計數(shù)據(jù)寫好減速器