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1、并行工程项目协调系统常天庆, 熊光楞, 吴祚宝清华大学自动化系,北京100084 收稿日期:1996-03-26 第一作者:男,1964年生,博士研究生 *国家“八六三”高技术项目,863-511-9504-002-022文 摘 为确保并行产品开发过程的顺利进行,协调产品开发工作流程,协调产品开发部门之间的关系、产品部件之间的关系以及协调开发人员解决矛盾的过程,提出了并行工程项目协调系统的概念。分析了协调工作应完成的任务,定义了项目协调系统的功能组成、体系结构和子系统间的集成机制。介绍了一种并行工程项目协调系统。关键词 并行工程;协
2、调;约束;冲突仲裁;过程管理分类号 TP39在并行工程实施过程中,首先会遇到以下三方面的问题:1)产品开发工作流的管理。在并行工程开发方式下,产品开发阶段的任务交叠、冲突情况十分频繁,如何既妥善处理好这些情况又保证缩短开发时间;如何组织产品开发过程众多的信息(设计信息、过程信息)和资源(人才、设备、技术等)才能发挥其最大效益;如何对开发过程进行管理。这些新的开发方式带来的问题是一般项目管理系统所难以解决的。为此,必须开发一种新的适合并行工程特点的工作流管理系统。2)产品开发过程中相互依赖关系的处理。采用并行产品开发及组建多功能开发小组的
3、必然结果是开发人员在开发过程中要处理大量的相互依赖关系。这些关系称为约束。如何全面正确的形式化描述约束,如何判断约束的相互影响,如何减少违约次数和如何及时通报违约信息是设计人员非常关心的问题。3)解决冲突手段与产品开发所用计算机工具水平的适应。产品开发过程中经常发生冲突,目前解决冲突主要还是通过有关人员面对面直接交流的方式。在这种方式下,仲裁的效果很大程度上取决于决策人员的知识丰富程度,它与开发人员所采用设计工具的技术水平极不相称。实际上,冲突各方可充分利用计算机技术、网络技术及人工智能等有关技术改进现有的冲突仲裁方法,以提高仲裁效果,
4、缩短仲裁所需时间。1 项目协调系统的体系结构1.1 项目协调系统的功能并行工程的产品开发是由分布在异地的采用异类计算机软件工作的多功能小组完成的,如:计算机辅助设计(CAD)、为装配而设计(DFA)、为制造而设计(DFM)、计算机辅助工程(CAE)、计算机辅助工艺规划(CAPP)、加工过程仿真(MPS)等。多功能小组中存在大量相互依赖关系,开发过程中冲突时有发生,为使产品开发过程顺利进行,提高多功能小组工作效率,生产出高质量、低成本的产品,并为小组决策提供计算机支持,使并行工程的效益得以充分体现,必须具有一种协调系统,以支持对多功能小组
5、及产品信息的共享,保证信息的正确流向和资源的正确搭配。项目协调系统由以下子系统组成。1)工作流管理系统工作流管理的目的是规划、调度和监视产品开发的工作流,以保证把正确的信息和资源送给正确的小组;同时保证产品开发过程收敛于顾客需求。a)工作流程规划和调度在产品开发初期,设计人员利用建模、仿真与优化工具建立过程模型。工作流程规划和调度执行该过程模型。过程模型的正确执行可确保“指定的任务在指定的时间内被指定的人采用指定的资源来完成”。过程模型由一系统任务组成,这些任务分解成一组分任务后,形成任务表分别被分派给指定的开发人员。如果开发人员发现任
6、务无法执行,那么向管理人员发出出错信息,调用冲突仲裁系统,与管理人员一起通过协商重新制定模型;否则执行任务单。b)监控产品开发过程监控产品开发过程的目的是监视产品开发过程是否向着顾客要求的方向进展[1],为开发人员提供工作流、约束及冲突等信息。c)历史管理历史管理的对象主要指产品开发过程中形成的决策及与这些决策相对应的决策支持原理知识[2]等。其目的是记录开发过程进行到一定阶段时的过程特征。2)约束管理系统约束管理系统的目的是提供一种过程、产品及资源等因素的相互关系的表示和处理方法。约束问题通常基于约束网络来处理,约束网络由包含n个变量
7、X1,X2,…,Xn的集合(对应值域D1,D2,…,Dn)和约束集C1,C2,…,Cm组成,每个约束Ci由两部分组成:变量集V(Ci)={Xi1,…Xij}和关系R(Ci)=R{Xi1,…,Xij}ADi1×…×Dij。约束网络的全部解可表示为R(Z)={(X1=x1,…,Xn=xn)û PCi,7V(Ci)R(Z)AR(Ci)} 其中7V(Ci)R(Z)表示变量V(Ci)在关系R(Z)上的投影。约束的表示形式包括:代数、数值、条件、逻辑及语义盒。通过求解运算,可以解决确定约束网络是否有解、找出约束网络中单个或全部解等多方面的问题。图
8、1为某一产品的局部约束网络示意图,此产品由部件1(圆柱体,R1表示外径,r1表示内径,L1图1 约束网络实例表示长度,Q1表示材料密度,m1表示质量。)和部件2(立方体,L2表示长度,B2表示宽度,H2表示
