基于WfMC的协同设计流程模型

薛永献，李晓昕

（驻马店职业技术学院 河南 驻马店 463000）

1993年，国际工作流管理联盟 （Workflow Management Coalition，WfMC）[1]的成立标志着工作流技术开始进入相对成熟的阶段。WfMC对工作流的定义：工作流[2]是一类能够完全或者部分自动执行的经营过程，它根据一系列过程规则、文档、信息或任务能够在不同的执行者之间进行传递与执行。

协同设计流程模型[3]主要是以WfMC工作流程参考模型为发展基础，分为3种机制：设计流程定义机制、设计流程运行机制与设计流程监控机制。设计流程定义机制主要用以定义协同设计流程的信息 （message）、 任务 （task）、 流程模版（process template）；设计流程运行机制主要是完成协同设计的执行，包含流程引擎的运行、设计验证及设计结果显示等；设计流程监控机制主要是产生协同设计案例及监控设计流程的执行状况。

1 设计流程定义机制

要使协同设计流程具有通用性，则必须注意产品对象模型与流程定义模型通用性的实现。在设计过程中，设计团队间必须借助信息的传递及分享来协同合作，因此，信息的传递内容与传递方式，就成为设计活动控制的主要内容。

文中以系统组件化为发展基础，将设计流程分割为信息组件、任务组件、流程模版组件3个部分，如图1所示。信息组件用来设定传递给执行者的信息内容、产品窗口、应用程序文件及回复信息，任务组件用来定义执行任务的内容，包含执行者、代理、活动到期时间、活动过期移转时间及需传递的信息组件，而当一个活动结束后，将依照回复信息或流程控制引擎定义，来判断下一个应该进行的活动。

图1 通用性流程定义机制模型示意Fig.1 Versatility of the process definition mechanism model indicate

设计流程定义机制运行方式说明如下：首先定义设计流程中各需要传送的信息组件，然后定义各任务组件，最后是定义流程模版。任务组件是设计流程的基本组件，内含应传递的信息组件。信息组件与任务组件的对应为多对多的关系，不同的任务组件可包含相同的信息组件，而一个任务可以附带多个信息组件，视任务组件任务而定。流程模板中可通过流程控制规则，将不同的任务组件逐项串接，以组合成一套设计流程。不同的设计流程，只要依照其设计步骤逐一串接任务组件，就可形成不同的流程模板，这种设计大大地增加了流程设计的柔性与通用性。在使用时，只要通过系统控制，即可复制流程模板，形成个别设计流程案例，再予以激活执行。任务组件间的流程控制型态，包含循序流程、重复流程、分支流程、并行流程、跳跃流程等。

由于不同组态产品类别的协同设计，具有某种程度的共通性。在本文设计中应用了可重复使用模块组件化设计概念，定义了七种工作型态，在工作流程设计中，可针对不同使用者，分别设定其使用工作型态组合，这样就可以产生符合各种不同角色之协同设计工作链接。

2 设计流程监控机制

在协同设计流程监控功能部分，管理者可以选取流程模版，以初始化一个新的协同设计案例，另外针对流程执行的监控，系统提供目前设计流程执行状况列表，管理者可以依交易情形将流程案例状态指定为暂停、继续、停止3种。详细的协同设计案例操作状态变化，可参考图2设计流程活动状态转移图。

图2 设计流程活动状态转移Fig.2 State transition of the design process activities

3 设计流程运行机制

设计流程运行机制[4-5]包含3个部分，分别是协同设计执行、设计验证、产品显示，而整个运行机制的核心是协同设计流程引擎。当使用者开始进行协同设计时，流程引擎即检查系统中该使用者待执行的事项，并列表显示，对已超时作业，则出现警告提示。当使用者某一项作业执行完成后，流程引擎会依校核的状态而调整，使流程重新开始或从某一阶段开始，直至整个协同设计流程完成或停止。

在进行协同设计作业时，产品显示与设计验证是最主要的配合模块。为便于产品显示，在建构数据库时，就将2D产品外型信息储存于数据库中。当设计人员更改产品参数时，程序模块会将参数传送至数据库中，并提取产品配置，显示给设计人员看，强化需求确认的过程，降低确定需求的时间。

当使用者输入完产品参数时，可选择进行设计验证，以确定产品是否符合配置规则。设计验证是协同设计执行的核心，主要是根据使用者需求选项与不同产品线及款式规则与工程逻辑，完成协同设计验证任务。本文所述的设计验证流程，如图6所示。它主要分为5个核心部分：

1）需求设计接口：通过此界面，可让使用者定义、配置其所需的产品；

2）设计规则库：产品构型管理规则库是协同设计流程中设计验证之主要依据，可验证客户需求产品组件间，是否兼容及合乎设计规范；

3）验证引擎：比对需求设计接口资料与规则库资料：设计验证需结合产品配置规则库，借助验证引擎以验证需求设计的正确性及符合设计限制。当使用者选择偏好设计或组装选项，通过工作流程管理系统，激活验证引擎，读取产品结构清单及规则库，与使用者定制设计或组装做比较，进行可组装性的设计验证，呈现组装结果。验证可分为两种不同方式：

①逐次验证：选一种零组件，需跟之前已经选择的零组件兼容。其优点是产品组装过程能实时与顾客互动，实时发现设计缺失或不兼容性。其缺点是由于逐次验证需考虑到后一个选项组件会受到前一个选项限制，使其选项范围缩小，因此验证较费时，且显示下一个产品零组件推荐建议的信息较复杂；

②批次验证：所有产品选择设计完后再做验证。其优点是验证引擎设计较简单，执行效率快。其缺点是由于是使用者按验证键时才开始验证，其验证实时性较低。如有不合设计规则情况，使用者可能需回到前面几个选项重新产品订单，互动性低；

文中，充分考虑产品复杂度与验证时间，采用批次验证方式进行。而验证是以参数顺序为标准，后一项参数与前一项参数无法配合时，则显示后一项参数所违反的配置规则内容。

4）结果显示：可跟2D产品显示模块结合；

5）解释机制：从产品构型数据库中，提取构型规则，解释产品构型为何不兼容、不完整，并提供另外的建议选项。

图3 设计验证示意Fig.3 Design verification to indicate

4 协同设计案例定义流程

图4为协同设计案例定义流程[6]。文中将协同设计的规划流程定义为9个步骤，依循这些步骤，即可完成制定整个设计模板。

协同设计案例定义流程的各步骤说明如下：

1）分析协同设计工作流程内容：在进行流程模板设计前，必须先分析整个流程的内容，分析的内容包含协同设计的流程、流程中的工作项目与人员角色、流程中使用的产品窗口格式项目等；

2）分析协同设计产品窗体需求内容：逐一分析各项产品窗体的字段内容，并定义窗体的使用者，以及窗体所属的工作项目；

3）定义产品属性：汇整各产品窗口的字段内容，逐一定义各字段变量的编号、名称、可选值范围等；

4）定义产品结构：依设计产品需求，逐一从已定义的产品属性中，选取产品窗体的属性，这些属性变量可以依选取的先后顺序，自动组合出协同设计的窗口格式；

5）协同设计的配置规则设计：分析协同设计各产品属性间的关系，并建立构型规则，以便于协同设计时，验证设计需求是否合乎产品要求的设计准则。工业电梯配置规则定义的内容包含：配置规则的编号、变量的名称、属性、可能值、对应的关系变量、运算公式、逻辑因子（and，or）等；

6）进行协同设计的信息设计：定义协同设计流程中，会使用到的信息内容、各信息需要附带的文件、应用程序档案、产品窗口等；

7）进行协同设计的工作设计：定义各工作项目的执行内容，包含执行者、代理人、工作期限、到期移转时间、附带的设计信息、执行优先等级等；

8）进行协同设计流程模板设计：定义协同设计流程中各工作项目间关系；

9）产生待执行案例：依已定义的协同设计流程模板，运用设计流程监控机制功能，产生一个协同设计案例，准备执行。

图4 系统功能模块化定义流程Fig.4 Definition process of system features modular

5 结 论

本文在协同设计流程模型中，设计了一个基于国际工作流程管理参考模型（WfMC）的模块化流程模型，使用此模块化流程模型定义方法，可以用户化特殊的协同设计流程。

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[5]吴长虹.浅析工作流技术在行政审批系统中的应用[J].茂名学院学报，2010（3）:54-56.

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