基于工作流管理的CAD/CAPP集成化轴承协同设计系统

0 引言

    近年来，随着机械制造业的发展，产品CAD/CAPP过程中涉及到的不同部门、不同地域、不同专业背景的人员越来越多，传统的无网络或弱网络化（利用电子邮件、ftp、即时通讯信息等网络化手段进行协作）的合作开发模式受到了挑战。许多CAD领域的学者已经认识到上述问题并不断提出一些解决方案，使得基于网络的协同设计成为当前CAD/CAPP/CAM领域的主要研究与发展方向之一。

    设计过程管理是协同CAD设计系统的关键技术之一。设计的船用机电设备协同CAD系统中，利用工作流管理技术构建了团队组建、任务分配以及设计过程管理的设计过程管理系统。为了实现同步协同设计的实时性，采用基于标识码的XML增量数据传输，极大地减少了协同CAD中的数据传输量，保证数据的实时传输和模型的同步显示；提出一种基于特征面的分层次数据传输方法以解决同步协同设计中共享模型数据传输量大的问题；提出根据协同设计中的历史数据发现并减少冗余设计阶段和设计瓶颈的算法以优化设计过程。

    一个机械产品的设计从产品定义开始要经过部件设计、毛坯设计、各部件工艺设计等多个设计阶段，每个设计阶段又包含若干个需由不同角色完成的子任务，如设计、校对、审核、批准等。如何对任务众多的过程进行建模，以合理地控制任务间的并发与同步并快速地将满足实施条件的任务，分发到合适的执行者是影响协同设计系统效率的关键因素。有学者提出应用工作流管理技术构造CAD/CAPP的并行控制模型来解决上述问题，虽然工作流管理技术已成为企业业务过程管理与再造的重要使能技术，但其在CAD领域的应用还比较少见。

    本文以工作流管理技术为基础，对轴承设计过程进行分析，提出了一个圆锥滚子轴承CAD/CAPP集成化协同设计系统框架，同时提供了方便的业务过程重组和案例管理工具。

1  工作流模型分析

    1.1 工作流简介

    经济全球化及信息技术的飞速发展，使企业和组织面临着比以往任何时候都更加激烈的市场竞争，出于成本、效率的考虑以及适应新技术、新工艺的需要，企业和组织必须经常性地对组织架构和业务过程进行重组。传统的企业业务支撑信息系统中，企业的业务逻辑甚至组织架构信息以代码的形式固化在应用程序中，企业的重组行为往往导致业务支撑信息系统失效。正是在这种背景下，工作流管理系统及其技术与方法备受关注。

    工作流管理的主要思想是将业务过程从应用程序中剥离出来，将业务过程描述信息以特定的格式保存在文档或关系数据库中，业务过程发生改变时，仅需对业务过程描述数据进行修改，无需更改应用程序。