基于过程视角方法的协同产品开发过程管理研究.pdf

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1、华中科技大学博士学位论文基于过程视角方法的协同产品开发过程管理研究姓名：蒋平申请学位级别：博士专业：工业工程指导教师：李培根;邵新宇20081001 华中科技大学博士学位论文摘要协同产品开发（CPD）是在计算机支持的协同工作（CSCW）和网络化制造技术基础上发展起来的一种先进的产品开发模式，它通过为地域上分散的产品开发团队提供协同的工作环境，使得整个团队发挥出最大的合力，高效地完成产品开发任务。过程管理在CPD中处于比产品信息管理更高的层次上，通过把参与CPD的各种资源有效地组织、协调起来，使得产品开发

2、活动在协作企业间有序、协同地执行。CPD过程所具有的分布性和动态性等特点为过程管理带来了严峻的挑战，传统的面向企业内部产品开发过程管理的方法已不能满足CPD过程管理的要求。当前，CPD过程管理的难点主要在于：如何使得参与CPD项目的成员企业内部已有过程模型得到重用？在过程模型的融合过程中，如何使得过程模型中的私密信息得到隐藏？以及如何实现CPD过程实例的协同执行等？过程视角是一种面向分布式工作流管理的方法，它通过对企业内部已有工作流模型进行信息隐藏而得到过程视角模型，并把过程视角模型作为对外通讯接口来实

3、现企业间的业务协作。本文把过程视角方法引入到CPD过程管理中，对面向CPD的工作流建模技术，工作流模型重用和信息隐藏技术，工作流实例协同执行策略，以及面向CPD的分布式工作流管理系统等几个方面进行了较为深入的研究和探讨。首先，提出了一种由仿真协同，技术协同和业务协同所组成的三层CPD研究体系，其中，仿真协同和技术协同是业务协同的基础。本文所研究的CPD过程管理处于业务协同层，它从过程协调和监控的角度来实现协作企业间的业务协作。其次，提出了过程视角和Petri网相结合的CPD过程管理方法。CPD过程本质上

4、是一种跨企业的分布式工作流，本文将过程视角方法与Petri网进行结合，实现对CPD过程的管理。从控制流和数据流两方面，实现了Petri网工作流模型到过程视角工作流模型的自动映射：提出了Petri网代数模型，用来描述Petri网工作流模型的控制流信息，并提出了字符串约简算法来实现Petri网代数模型到过程视角代数模型的映射；提出了数据流矩阵的方法，实现了Petri网工作流模型到过程视角工作流模型的数据流映射。为了促进CPD工作流实例的协同执行，提出了状态依赖的方法，实现了Petri网工作流实例和过程视角工

5、作流实例的协同执行；提出了同步点机制，实现了过程视角工作流实例和集成的过程视角工作流实例的协同执行。通过实例验证了该方法的有效性。然后，提出了面向过程视角Web服务的CPD过程管理方法。Web服务和过程I 华中科技大学博士学位论文管理的结合已成为了必然趋势，本文通过将基于不同工作流建模方法的过程视角模型封装成过程视角Web服务，实现了异构工作流模型间的互操作。提出了以Petri网标记语言（PNML）文档为中间映射对象的，基于Petri网的过程视角工作流模型到WSDL文档的映射方法；采用基于粒子群优化的神

6、经网络训练算法（SPSO）实现了过程视角Web服务的选择；采用BPEL4WS语言实现了Web服务的融合，并提出了Web重绑定机制实现过程视角Web服务间变粒度的交互。通过实例验证了该方法的有效性。接着，对面向CPD的分布式工作流管理系统进行了研究。提出了以分布式工作流管理系统为中心的协作企业遗留系统互操作方法；采用多代理技术构建了一个面向过程视角与Petri网相结合方法的分布式工作流管理系统；提出了基于P2P技术的企业协同链架构，并构建了一个面向过程视角Web服务的基于P2P的分布式工作流管理系统。随后

7、，设计和开发了面向CPD的分布式工作流管理原型系统，并通过汽车发动机、离合器和车架的协同开发实例说明了该原型系统能对CPD过程进行有效地管理。最后对全文进行了总结，指出了进一步的研究方向。关键词：协同产品开发过程管理工作流过程视角Petri网Web服务II 华中科技大学博士学位论文AbstractCollaborativeProductDevelopment(CPD)isanadvancedproductdevelopmentmode,whoseenabledtechnologiesincludethe

8、ComputerSupportedCooperativeWork(CSCW)andnetworkedmanufacturingtechnologies.ThegoalofCPDisthatprovidingacollaborativeworkingenvironmentforthegeographicallydistributedprojectteams,tomakealltheprojectparticipantsworkcollabor