机载电子产品研制过程的复杂工作流研究

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1、机载电子产品研制过程的复杂工作流研究　　摘要：从分析机载电子产品研制过程的多业务体系参与入手，提出了机载电子产品复杂研制过程的流程特性、复杂流程分解与协同逻辑，以及流程梳理和表达的实施方案。说明了用工作流管理的模型和驱动方式，实现企业复杂产品研制过程的流程梳理和业务运营，是现代企业管理和企业信息化的标志和必由之路。　　关键词：复杂工作流；协同设计；不变量　　中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：1009-3044（2016）13-0251-03　　机载电子产品研发过程涉及多个学科、专业领域，有多个体系贯穿其中。以机载计算机研制过程为例，其研制过程涉及的学科包括计算机

2、学科、微电子学科、结构力学、热力学、电磁学等；涉及的设计专业包括机载计算机总体和模块、机载总线与交换网络、机电控制、机载专用软件、机载专用集成电路、PCB、机箱结构等；涉及的体系包括机载计算机设计技术体系、项目管理体系、质量保证体系、适航认证体系等。其中，产品设计的技术体系又可以分出若干分支，除了产品功能设计的技术方法体系外，产品的五性设计、需求管理、配置管理、仿真验证和试验管理等也具有一定的逻辑完整性，构成设计体系的一些分支体系。8　　多个学科/专业和多重体系的叠加作用，使得机载电子产品研发过程的相对复杂。只有对这个复杂过程进行多体系、多视角的梳理与解构，才能实现机载电子

3、产品研发过程复杂工作流的结构表达。　　1复杂工作流　　1.1机载电子产品研制过程　　通用机载电子产品开发过程模型将机载电子产品开发过程要求，包括设计方法和技术体系要求、设计保证技术要求、项目（型号）管理要求、质量保证体系要求、适航支持过程要求等落实在产品开发生命周期活动中。该模型将机载电子产品开发生命周期划分为项目启动、产品需求定义、产品初步设计、产品详细设计、产品实现、产品验证与确认（最终产品验证及确认）和项目结项等若干阶段。　　其中，产品开发的计划过程在项目启动阶段和产品需求定义阶段实施；产品的设计、验证和确认过程，以及安全性评估、可靠性/维修性/测试性分析与评估、质量

4、保证过程、适航支持过程等过程在产品需求定义、产品初步设计、产品详细设计、产品实现、产品验证与确认各阶段分布实施；构型管理过程贯穿产品开发生命周期，如图1所示。　　1.2复杂性分析　　一个流程的复杂性通常体现在以下三个方面：流程的体量庞大，节点众多；流程节点间的关系复杂；流程的控制类型复杂。由图1的模型可以看出，机载电子产品研制过程的流程复杂性，多体现在流程体量庞大和流程节点间的复杂关系方面。8　　机载电子产品研制过程组织方式主要是逐层分解、顺序执行、问题返回，工作流形式基本是串行，以及在串行基础上的一些简单条件分支；但由于研制过程的试探性，使得产品研制的工作流节点之间存在反

5、复迭代关系；而除了简单的顺序、分支和迭代关系外，研制过程中还涉及多部门协同和资源约束关系，因此，产品研制的工作流节点之间还存在着并行触发和资源等待关系；此外，产品研制过程中，一部分流程节点会构成相对独立的子流程，如一些辅助任务流程等，这些子流程与主流程之间存在流程嵌套调用关系。上述种种表明，机载电子产品研制流程节点间的关系是复杂的。　　1.3工作流分析　　工作流是一种反映业务过程的计算机化模型[1]，是为了在先进计算机支持下实现业务过程集成与过程自动化而建立的可由工作流管理系统执行的业务模型。在复杂性分析中，明确了机载电子产品研制过程主要由一系列的研制活动以及这些活动之间的

6、顺序、分支、递归、协同、排斥和制约等关系组成，因此，使用工作流模型[2]来梳理机载电子产品的开发过程，进而建立该过程的可执行模型是合适的。　　机载电子产品的开发过程是一个多体系流程的协同过程，有主任务流程、辅任务流程和临时指派任务；有强制性流程、提示性流程和条件触发性流程。其中，所谓主任务流程，是指能够被严格规范的研发流程，以研制阶段的里程碑和重要结果文件作为规范要点；所谓辅任务流程，是指那些以主流程的节点到达或流出为触发条件的流程，如部分质量监督流程、协同工作流程、试验检验流程、仿真验证流程、适航认证流程等。　　因此，分析机载电子产品开发过程的工作流结构，将复杂流程通过结

7、构分解化繁为简，是机载电子产品研制过程的多体系复杂工作流建模与实现的关键所在。8　　2多体系复杂工作流的分解　　机载电子产品的研发流程是复杂的，但是，通过对流程的梳理和分析可以发现，这种复杂性可以被分解，从而被简化。　　2.1复杂流程的结构分解　　处理复杂流程的有效方法就是“分解”――对复杂流程进行分层分块分解。将整个流程分解为若干子流程块，这些子流程块之间的关系构成一个层次的流程表述；而每个子流程块，又可分解为若干更低层次的子流程块，最终实现复杂流程的层次分解。　　首先，引入流程块的概念，一个流程块可定义为一组流