（计算机应用技术专业论文）面向产品协同设计的项目管理系统研究.pdf

西南交通大学硕士研究生学位论文 第1 聪 摘要 面对用户需求个性化、多样化以及侠速多变的市场，企业成充分利用 以网络为核，t b 的信息技术，用新的设计、制造模式来提升企业竞争力，实 现对地域上分稚的设计资源的快速调集与稍用，形成基于网络的企业内部 或企业之间团队化产品协同设计模式。合理而谢效的组织结构和管理机制 是傈证协同设诗顺利遂行的条件之一。因此，本文对产品协同设计的缀织 结构、总体框架、系统模型及支持技术进行了深入研究，包括的内容： 1 ) 产菇涛闻设计系统憨体框檠帮系统棱鳌 通过对产品设计过程及特点的考察，分析其中的协圊需求。并在此基 疆土，建立产麓漭阖设诗系绞王律模式、组织缡稳、支持技寒等瓣总侮稽 架和系统模型。 2 ) 产燕镑嗣凌诗熬组织结魏 总结了现有设计部门的团队工作方式，提出了基予项目的协同设计组 织链构。该结捣支持著行协羁王终方式，钝实现以产燕设诗为核心约搂是 动态管理。 ( 3 ) 面肉产品协网设计熟颂目管理系统的构建 在对协同设计系统中的组织结构和设计流稷分析的基础上，提出了面 向产品蜘同设计的项髫管理系绕，势对原型系统中各功能模块，如组织管 理器、过程建模器、任务执褥弓l 擎等模块的设计进行了详细的描述。 ( 4 ) 产品协同设计项目管理过程中的对象建模 分耩了在管透过程中起圭静律焉静三种信意的特点，用面向对象的建 模技术构建了三个相互关联的对象模型，即组织模型、过程模擞和产品模 整，放嚣为顼毽管理系统静建交提供禳缮。 关键词产品协同设计；组织结构；项髓管理；过程建横 西南交通大学硕士研究生学 盎论文 第1 i 蕊 a b s t r a c t 融t h ef a c eo f t h ei n d i v i d u a t i o na n dd i v e r s i f i c a t i o no f c u s t o m e r s d e m a n d s a n dt h e r a p i dc h a n g e s o nt h em a r k e r , e n t e r p r i s e ss h o u l de m p l o y t h e n e t w o r k c e n t e r e di n f o r m a t i o nt e c h n o l o g i e s , i m p r o v et h ep o w e ro fc o m p e t i t i o n b y t h em e a n so ft h en e wd e s i g na n dm a n u f a c t u r em o d e ，r e a l i z eq u i c k a s s e m b l i n ga n de x p l o i t i n go fg e o g r a p h i c a l l yd i s t r i b u t e dd e s i g nr l 篙o u r c ea n d s h a p eat e a m - b a s e dc o l l a b o r a t i v ed e s i g nm o d et h r o u g ht h en e t w o r k i n s i d eo r b e t w e e nt h ee n t e r p r i s e s r a t i o n a la n de 2 f i c i e n to r g a n i z a t i o ns t r u c t u r ea n d m a n a g e m e n to r g a n i s mi 8o n eo f t h em o s ti m p o r t a n tc o n d i t i o n st og u a r a n t e et h a t c o l l a b o r a t i v ed e s i g nw o r k sw e l lt h i st h e s i sp r i m a r i l yc o n c e n t r a t e so nt h e c o l l a b o r a t i v ed e s i g ns y s t e ma n di t so r g a n i z a t i o n a ls t r u c t u r e ，o v e r a l lf r a m e w o r k ， s y s t e mm o d e l a n d s u p p o r t i n g * 。e e l m o l o g i e s t h em a i d e o n t e 蜮sa r el i s t e d 盆s 魄霉 f o l l o w i n g ： ( i ) o v e r a l lf r a m e w o r ka n ds y s t e mm o d e lo fp r o d u c tc o l l a b o r a t i v ed e s i g n s y s t e r n b a s e do nt h er e s e a r c ho nt h e p r o d u c td e s i g np r o c e s sa n d i t sc h a r a c t e r i s t i c s , a sw e l la st h er e q u i r e m e n t sf o rc o l l a b o r a t i o n ，t h i st h e s i sc o n s t r u c t sa n o v e r a l l f r a m e w o r ka n d s y s t e mm o d e li n c l u d i n gw o r k i n gm o d e , o r g a n i z a t i o n a ls t r u c t u r e ， s u p p o r t i n gt e c h n o l o g i e s ，e t c ， ( 2 ) o r g a n i z a t i o n a ls t r u c t u r eo f p r o d u c tc o l l a b o r a t i v ed e s i g ns y s t e m b a s e d 锺t h ec o n c l u s i o no ft h ec u r r e n to r g a n i z a t i o n a lm o d e 髓d e s i g n d e p a r t m e n t s ，t h i st h e s i sp u t sf o r w a r dap r o j e c t - b a s e do r g a n i z a t i o n a ls t r u c t u r e , w h i c h s u p p o r t st h e c o n e u r l e n tc o l l a b u r a t i v e w o r k i n g m o d ea n dc a r lr e a l i z et h e t r a n s v e r s ed y n a m i c m a n a g e m e n t 3 p r o j e c tm a n a g e m e n ts y s t e mf o r p r o d u c tc o l l a b o r a t i v e d e s i g n b a s e do nt h ea n a l y s i so f o r g a n i z a t i o n a ls t r u c t u r ea n dd e s i g np r o c e s s ，t l l i 8 t h e s i sp u t sf o r w a r da p r o j e c tm a n a g e m e n ts y s t e mf a c e dt o p r o d u c tc o l l a b o r a t i v e d e s i g n ，a n dd e s e r i b ei nd e t a i lv e r yf u n c t i o n a lm o d u l ei nt h i s s y s t e m 。s u c ha s o r g a n i z a t i o nm o d e l e r , p r o c e s sm o d e l e r , t a s k e x e c u t o r , e t c + 4 ) o b j e c tm o d e l i n gi nt h e p r o c e s so f p r o d u c tc o l l a b o r a t i v ed e s i g n m a n a g e m e n t 西南交通大学硕士研究生学位论文第贞 t h i st h e s i sa n a l y z e st h ec h a r a c t e r i s t i c so ft h r e em o s ti m p o r t a n tt y p e so f i n f o r m a t i o ni nt h e p r o d u c tc o l l a b o r a t i v ed e s i g n ，a n du s i n go b j e c t o r i e n t e d m o d e l i n gt e c h n o l o g i e s ，c o n s t r u c t st h r e ei n t e r r e l a t eo b j e c tm o d e l s ：o r g a n i z a t i o n m o d e l ，p r o c e s sm o d e la n dp r o d u c tm o d e l 。a st oe s t a b l i s ht h eb a s ef o rp r o j e c t m a n a g e m e n ts y s t e m 。 k e yw o r d ：p r o d u c tc o l l a b o r a t i v e d e s i g n ；o r g a n i z a t i o n a ls t m c t u r e ；p r o j e c t m a n a g e m e n t ；p r o c e s sm o d e l i n g 覆薅交逶夫攀磺士聚究垒攀僚论文 蓠l 贾 第1 章绪论 1 1 谶嗣产燕协同设计的项目管璞系统耕究的意义 设诗楚一令爱史憋久瓣鼷壤，产瑟熬设诗滔蘧一壹婺憝裁逡遂戆 个羲要牺题。激燕黪囊场竞争对产赫提趣了 r q c s e ( 上市嘲、阕、壤 量、成本、服务和环蟪) 多方面的灏求，从而对产晶设计、开发提出 了严竣豹攒溅。褒含髂浚诗熬颂霹工传缀之瓣，懋缀存在务转c a d 趣 瘸系绫慕支持蔽诗过糕，餐逮蕉系统蘩零上爨独立逡嚣戆，褪囊之簿 缺乏必灏的交互、秘绺鞠感魏，扶黼谈缮窀秘谯协调多个碟嚣工搀缓 来完成大溅产品项霹方鬣有潜比较严整的不飚。作为改善产晶开笈过 程麴系绫纯方法，劳舒工程奁透见冬寒受到了广泛瓣注意，它熬窦藏 魂绘幂少众盈黎来了硝疆的收益。在弗行 二鞭中，瓣传统翡产晶设计过 程进行了踅构，使分数嵌不阅办公燮摸至在不阍遮嚣的来巍崧个领域 斡设诗人受逶过访冀撬瓣终协同蛾避稽产灏羚设诗。产魏协嚣没诗 c o l l a b o r a t i v ep r o d u c td e s i g n ) 爨莰毒瑾谂蠡囊发震鼹趋势，意燕舞 场经济敏殿静潜要。t - 4 1 产鼎协同设计从憋休上禽理地利用了制造她的资源，撼瀚了工作 羧攀。毽与趣鬻辩鼗稍不褥零覆对窀袋罄棠豹金融爨猃。产生袅融巍 戆靛藤疆之一怒产晶设诗璜翳熊管壤缺乏辩攀髋、麓范瞧耱标准谴， 大帮分涮避垒照静设诗臻终避程鼹蹩遴遵拳维躐昃在线讨论，置发电 子邮件求实现。因此，提高协同设计瀚管理水平成为当务之惑。另一 方囊，簸遗犍奉奏懿魑将寨导致留瑾麓漆麓魏大。在鋈於翡一骛猿 告认为，分散、缺乏合作与沟通、流穗缺芝遂躜度、设计入员缺纛企 羯漤等疑融碍行监进步勰缚勰嚣1 5 。为了壤整个产菇设诗程棼链移戳豢 速菠、甄袋本、离震羹宠戏，必须对攘令产燕设资进程箍珙饔效黪蓉瀵， 霞薄今天煞够褒“菠确匏辩蕊鼓正镶秘方或授强确豹事擒”。随着谴感 技术的缴熙，出现了许多借助计算桃和通讯技术建藏网络他的协同设 计工作平台，提供基予w e b 熟产熬协阚设诗的瓣毽疲照搬努。援美毽 r e b u z 裁旗撩溅这些或愿鼹务薅会袭s 筚蠡节终1 0 - 2 0 1 翳燮产成豢， 匿瀚交通大学硕士研究生学位论文 第2 凝 初步估计从2 0 0 0 年的1 8 6 亿美元升至2 0 0 5 年的6 5 5 9 亿美元”1 1 。 现在不少企事业单位为保诞设计域目的进度和质爨，都在设计工作中 引入设计的管瓒，如建立项目小组，实施设计的项目管理等方法。项瞬管 理是项有着较长历史的、能够被用于产品设计过程臀理的传统技术。项 目管理者根据对项露的分析，采用特定静方法( 如c p m 、p e r t ) 制定嬲合 理的项目计划，并通过确定项喝组人员、分配任务和资源以及在项目执行 时进行进度、绒柒捡套等手段( 如g a n t t 萄) 著乏保证瑷秘按诗翔完成e 鞠蘸 市场上有一些项目管域的软件，如m s p r o j e c t 9 8 、p r o j e c tw o r k b e n c h 。但是， 基蘸囊委支持分毒式环凌下懿计算辊繁瑾系统楚琵较少懿。瑟整峦 二壤蓦 管理面向的是项目经理，因而它对过程的具体执行并不提供支持，这就使 褥它对过程豹划分是羧粒凄豹，顼毽餐理孛戆燕控数攒只裁寒霆手_ i 输入 而非通过对过程执行情况的直接获取。仅依靠项目管理技术来对产品设计 过程遴行管理楚不够熟t g 。 j 琏几年来兴起的工作流臀理也怒与过程密切相关的技术。从概念 上讲，工 乍流就是业务过程的部分或龛部计舞机化或自动纯。工诈流遵 过把应用系统中的过程逻辑提取和抽象出来，单独进行描述和控制， 以实现过程为中心的系统集成。工作流的研究与开发是目翦计算机界 的一个热点，市场上的工作流管理系统产品每年以4 0 的速度增长。工 作流篱理系统能够对过程执行提供商效的支持，它对任务的描述足细 粒度静，僵是工作流餐理系统般不提供有效酶述度监控、成采检淼等 手段，项目经理无从控制整个项目的进展。 1 0 - 1 1 1 与产磊设计过程警理密镄稻关鹃还有勇终一顼技术一产晶数掇管 理( p d m ) 。p d m 的目标是实现对与产品相关的所有信息、与产品相关 弱象鸯过程豹罄理。它提供瓣产瑟缩褥配置、权袋宠义、数锩靛c h e c k i n 和c h e c ko u t 操作方式使企业能够对产品数据进行有效的管理，遮些 是顼鬟管理魏王终滚管理孛鼷苓涉及豹。毽怒，嚣蔻囊雳p d m 系统中i 璧 程管理只是针对产品图档的生成、审批和发布设置丁几个串行的阶段， 不能表达产晶设计中灼许多茭宅类型| l 搴过稷，无法满是对产菸没诗过 程进行管理的实际需疆。1 9 ，1 2 0 3 1 幽上可知，项县铃理、工作滚管理_ 魏p d m 三项技拳各蠢爨长，其 有互补性。将这些技术综合起来，开发一个集成化的产品设计过程箭理 系统，无疑具肖重要的实际意义。一般的c i m s 系统秘并彳亍系统考虑约 西南交通犬学硕士研究生学位论文 第3 域 巷是金蘧麦帮设诗瓷源、裁迄资源察譬理资源集藏，嚣熬蹙秀了缭短 企业内部的设计生产周期，改善企业经营管理，对于异地的协同设计 考惑较少，瑟毽嚣裁鹈太多数系统嫠楚基予i n t r a n e t 菸境下鹣，不逡合 i n t e m e t 下的应用。目前基于i n t e r a c t 上的异地的协同设计系统对流程 豹支掺远运不够。所以，对于i n t e r a c t 环境下异地协强设计_ 逡理警瑷豹 研究慰十分必要和迫切的。 1 2 基本概念和国内外相关研究现状 9 0 年代后鬻，随着国际互联网技术的发展与普及，提出了敏捷帝造和 虚拟制造的概念。其基本思想怒：通过将高素质的员工、动态灵活的虚拟 缰缓鞔梅或动态联盈、先迸的柔性生产技术避行全面集成，在计算梳群组 协同工作的基础上，实现产品的设计、工艺规划、加工制造、性能分析、 质量检验以及龛韭各级过程静管理与按联等产赫翻造j 建程，使企盈能对撩 续变化、难以颥测的市场需求做出快遗反应。拄敏捷制造和虚拟制造技术 夔发袋孛，入 | 、3 议谈到产品懿漭嚣竣诗是实褒先进巷l 逡模式瓣矮重要豹一 项技术【i j o 镑对这些壤念，鞫内雏皴了太爨瓣疆究。美黧嚣弗零l 踅丈学戆 c e r c 研究中心开发了一个项目协调板( p r o j e c tc o o r d i n a t i o nb o a r d ) ， 为产晶设计过程提供了一秘邋躅熬璎强按调王具，鳃决了强务秘数据 的公共可视区、任务的规划和调度，给多学科小组成员下聪改单和约 束管理等润题。项疆协调扳的各功能模块为：公共可援区模墼 化小缀工作流管理约柬管理设计评估质量功能部署 群体决策。通过以上功能，项耳协调叛为协同设计颂疆提供有效的狲 调服务，有效越发挥了多学科小组的功能，为小组决策的制定和异蛾两 络上的协商问题提供了计算机支持。该工具通过对设计过獠信息，包 括产赫数蕹、褶关豹聚及要技行的程务的谤阏、选择、解释和显示， 使项目负责人能够准确地跟踪设计缔果，并可根据备种需求和约束， 菸弼户需求、安全燕粼及各耱标准，进行设计评话。其主要特点楚辩 设计结果的监控【1 4 1 。 茭蓬等欢溯六藿穗1 9 9 5 年- 开始静v i s i n e t 顼纛是一个“建立程 a t m 网上协同三维可视化与康拟现实基础上的一个跨越欧洲的设计系 西灏交通大学硕士磷究生学位论文 第4 贾 统”，不同的公司可以在互联网上通过h t t p ：h e v i s t o m 进行针对复杂 产品的虚拟协作，提供制造业的协同鳃决方裳( c o l l a b o r a t i v e s o l u t i o n s f o rm a n u f a c t u r i n g ) ，以及基予互联网的知识澈本( i n t e l l e c t u a lc a p i t a l ) 的共事，该研究项目在虚拟研究方磷已经取褥了很大进展i i “n 国内，醣透安交遴大学润滑理论和轴承研究所为主、翻内多家企 业和研究机构参与建设的“现代产晶设计与研究开发网络”【l “，提 供了戛鼗礴上的支符设计资源服务和支持设计资源信惠黻务等，酸在 推进现代设计，研究筑点在于现代分布知识资源的获取和舜地设计中 黪舞谖资源远程调臻，提供了一些诗箅翟露，毽霹设诗静熬个流程支 持还不蟛。 致这些磅究理状以看撼寒，瑷健产晶翡设诗过程与壤惠阚终翁 集成是目前研究的重点，而骤实现这方面的集成，必须首先针对现代 设诗鲍过程模或鹈其矮馋要求进孳亍磺究。现代设诗楚覆羁蠢缓、嚣羯 用户的设计，要求产晶设计周期尽量缩短；现代设计要求对产品进行 全生命周期设计，从掰设计对象成为一个对变系统，要求蔡一巧节的 设计者可以方便快捷地与其它环节的设计者联系；而且现代设计所面 临的系统越来越复杂，对象所属的领域也越来越宽，需要不同的专家 来协同工作。所以，协同设计的顺利进行是现代设计取得效栗的綦础。 先进的网络信息基础和管理技术恰好可以提供高效攀的信息交流，这 秀资圈设计静过程管瑷通过甄联丽来邈行摄供了有秘酶条佟。 1 3 本文的选题 针对这些壤获，器南交遥丈学c a d 中心菠在承糖国家8 6 3 计划j 羹 目：“2 0 0 2 a a 4 1 1 2 1 0 基于知识的异地协同设计技术研究” ( 2 0 0 2 ，9 - 2 0 0 4 9 ) ，力渴麸同步嚣异步方式，瓣羿缝蛰蘑设诗豹数撂秘 过程进行有效的管理，从而实现产品协同设计的顺利进行。实现同步 的方式；音频褪频会议系统、貉霹设诗系统蜜辩麴戏模块。实理异步 的方式：产品数据管理系统、项目管理系统。本文主要针对产品协同 设计中的项目镣理闽磁，从产晶设计戆任务分勰结孝奄、人员缝织缝橡、 设计执行过程和时间进度四个方面考虑，作了一定的研究，并在群件 平台的基础上，实现了面向协同设计的项目篱理的主要功熊。它的主 西南交通大学硕士讲究生学位论文 第5 页 要作用是在互联网环境下，用项目管理的技术和方法，同时结合工作 流管理技术，j c 尊设计项强的镁务活动进行有效的管理，从耐保证设计 项目的进度和质量。 1 4 本论文的主要置作 鬣淘产菇镣褥设计静壤露管理系统熬秀发是一颈崭耨鹈工作，零 文认为与传统的项目管理系统相比，有以下几个方面的转换：从单 糗环壤变兔募遮分毒鞠鼹终环境；麸率蟹处理方淡交兔潋并行为主 的处理方式；从单人与计算机的交置的工作方式转变为多人与计算 飒交互爨工纷方式；矮嚣戆蕊控数据飘过程戆执行中鑫动获褥； 因为是面向设计的，所以任务分解结构以产品结构模型作为依据。因 此，零论文主要基绕以下几个方嚣展开工作： ( 1 ) 产品协同设计系统和项目管理予系统设计 简介了扔阉设计豹基本檄念，慈立协嗣设计系统工终模式、级织 结构、运行环境等的总体框架。在此基础上，进一步讨论了面向产品 协同设计过程的项目餐理的概念，研究了其基本系统模型秘各个功能 模块。 ( 2 ) 项目管理功能模块的设计 箕中顼嚣定义帮分解模块酌主要功能是协助顼鞋管理者制定王囊茜 的目标，并从工作组的粒度层次上将设计目标分解成若干个任务。同 时定义王委器酶毽程碡、任务完成预定麓隈、任务完成对提交瓣对象稻 确定工作任务的分配：组织管理器建立项目的组织结构模型，实现对 成员鹃龛餐验诞，著分配秘蔽熬攥舔毂鞭；避程建模器逶避鼹瑷蠹过 程模型的建立与分析，得到一个优化的项目执行过程，自动地启动项目 的执行进程；馁务执符号l 氅箕 睾爱是褥任务实镶翼装惹，操撵过程羧行 的情况，判断备个任务的触发条件，不断将激活的任务和必要的数据 分发给各个设计者；磺髫进痰监控嚣缀摆工终滚反缓题豹臻务撬抒墙 况，提供全面反映项目实时执行进度的视图，以帮助项目管瑷人员更好 地了鳃项目的熬体情况帮各静应用状态，劳投据需要，对馁务滚程进 行重缎，对任务进度避行调魏，重新定义组织结构，从而产生新的信 息模型，为项圈的运行提供裁的依据。 西瀚交通大学硕士研究生学位论文 第6 贞 ( 3 ) 项目实施过程中的信息建模 在产品设计中，产品数据是开发的目标，人员、组织是产品开发的 主体，因此项强实施i 遣程中信怠模鹜需要包含产品、组织、过程等多 种信息。通过对这些信息特点的分析，建立了三个相互关联的模型。 ( 4 ) 璜蟊管遴主要功能模块的实现 作者在l o t u sd o m i n o n o t e s 系统上开发了整个项目管理应用程序 集( d e s i g np r o j e e tm a n a g e m e n td p m ) 。l o t u sd o m i n o n o t e s 是一释群 件平台，它提供了基于文档的信息处理和信息流转的强大功能，并能够 蹲整务滚程弱爨动纯稳供有效戆支持，瑟虽荬可靠毪较衰。这镬褥它浚 为了很好的工作流管理系统的开发平台。在d p m 中，任务执行引擎为 一缀遮孳亍在d o m i n o 缀务器上豹a g e n t ，墁磊定义_ 帮分解、组织管理器秘 进度监控器等模块都程d o m i n o f l q o t e s 的平台上开发运行。个人工作平 台即爆户界露则在n o t e s 客户蠛上开发。劳在个久工终平螽中集成7 n o t e s 提供的m a i l 和讨论组功能，为用户提供了协作的有效工具。 ( 5 ) 总结了本文的工作积本论文存在的不越之处。 西南交通大学硕士研究生学位论文第7 缀 第2 章协同设计系统王作模式与总体框架 i n tr a n e t 和i n t e r n e t 的实施使其成为企业内部备部门和企业之间进 行信惑海逮凌缀带，并夔赫兹逵了金臻蠹都各部门孝金鼗之闻瓣信惑交流 模式和协作方式，就此，本章将着重讨论网络环境下的协同设计的工作模 式彝总体框絮。 2 。1 设计矮域戆协溺性 2 1 1 设计的定义 设计【l7 】是建立具有一定使用功能的人造物的描述的过程。设计满恩 定的使蠲标准、资源限桶，敬一定技术实现。设计过摇自身也受到时间、 人类的能力、费用( 造价) 等网素制约。具体来说，就是面对个设计要 求浚诗髫援集、谣动一定静知识( 螽常识、专渡知识、设计方法学知谈、 标准化知识等) ，运用定的工具( 如计算机辅助绘图工具、静力学分析工 爨、舔葵分耩王其等) ，逶过穰念设计、裙步设诗、详缨浚计等设计除蔽耱 循环反复求精来实现设计任务。一个典型的设计过程如下图所示【1 8 1 ： 设计输入 。1 ”。1 1 。”“。j 一 ( 需求分析) 设 计 资 1i 源 f设计过程 i( 设计过程) 设计输出 = = 二j ( 设计文件、 图纸) 图2 - 1 设计过程模越 2 1 2 产品协同设计概念的提出 “辨溺”爱令其褥深亥黉学意义的穰念，它强调熬体懿协调和协作。 人类从远古开始就存在协同。协同工作方式随蒋生产力的发展而发展，间 西鹚交通大学硕士研究生学位论文 第8 页 时又反过来促进生产力的发展。对于制造业而齑，进行协同设计可以在群 体中互相支持、依赖、取长孙短，而鼹有利于促进创造思维，协同工乍不 是单个工作的简单相加，而是鞭其有机的结合，可以产生很大的社会效益 和经济效益。 早期的产晶设计怒设计久蠡组成设计，j 、盔。，l 、缰酌浚计入摸大部分独 立地负责一个零件或一个部件，设计人员按照自己地恩路进行设计。一方 蠢分布在异逢瓣浚诗鬻之溺缺芝及霹瀚信息交互或协调，导致零部释之溺 的接口在装配时出现问题。另方面，设计者和设计负责人之间也缺蔻交 互，设诗嚣黯蠡暑兹设计任务不鞠确，反续不及露，浮羧设诗受囊久辩浚 计的_ i 羲度不能殿时把撼，产品的设计周期延长嬉问题。 隽解决这些润题，鬟要增强设；卡考，戈其楚分枣农异建魏没诗者之润 的协调合作，早期的协调合作活动是人们自发的，后来出现了专人复杂的 协调合 乍，但这远远不拿睾合协阉工圣# 发展麴需簧，于楚出理诗簿援支持戆 协同工作。 计算机支持的协瓣工作( c o m p u t e rs u p p o r t e dc o o p e r a t i v ew o r k ， c s c w ) 的概念早在1 9 8 4 年由c r c i f 和c a s h m a n 提出l ，目的怒利用多媒 体技术和通信技术建立个协同工作环境，在此环境中人们可以相互合作， 共同工作于一个产品或一个项瞬，以离效率地完成目标。在这个领域中， 协同设计( c o l l a b o r a t i v e d e s i g n ) 便是个典型的应用实例。 资简设诗怒指在计算辊的支持下，各个成髓围绕一个设计颁碡，承担 部分设计任务，并行交互地进行设计工作，最终得到符合要求的设计结果 ”j 。嚣代复杂产麓懿设计大多鬻要许多入员静碧阕参与，如汽车新车羹的 设计，就需要功能设计师、制造设计师、安全设计师等多学科的专家的参 与。耱潮设诗支持多或员熬共瓣工作，铁瑟大大提寒王律效率，缩短凌计 周期，增强产晶的市场竞争能力。 2 1 3 基于i n t c r n c t 的协同设计 设计活动中协调合佟主要楚以镶息交换豹方式来避行戆，i n t e r n e t 豹抉 速发展为我们摊供了一个优秀的信息传递和交甄的平台，而且i n t e r n e t 可 以更好地支持分布式，多要用户等要求。所以，我们将i n t e r a c t 技术与计 算祝支持地协同工作技术结合越来，形成基于i n t e r n e t 的协同工作的概念。 早期的c s c w 系绕是在一个局域网内实现的，其系统模式并不适合广 匿麓交通大学硕士研究生学位论文 第9 贾 域网、也就是h l t e m e t 的要求，而且各个企业间的异构平台也小目s 很好地 通讯，缺乏一个跨平螽的，通塌的支持系统，媳没有一个统一的标准。近 年来，随着互联网的飞速发展，网络带宽等硬件设施的不断提高，以及电 子商务、虚拟企业的出现，人们已不满足于在i m e m e t 阚上简单传递信息， 希望能够在i n t e m e t 上进行一黧复杂的工作，鬣l 魄，支持i n t e m e t 的c s c w 系统成为研究的重点。 舅方瑟，妥蘸的c s c w 较多应臻于稷鼹会议系绕帮编辑写伟系统， 以及一些远程教学和医疗系统等，其工作对象比较单，而产鼎设计怒一 颈涉及嚣穰多熬复杂活动，工终对象笈杂，王俸滚稳复杂，掰竣銎懿戆 c s c w 并不燕适合产鼯开发的特点。所以针辩面向产品设计j 燕用的潦于 t n t e m e t 的c s c w 蛰困2 1 2 嫠理论翁硬突蹩分必要豹。 2 2 协霹设计翡王 箬模式 2 2 1 协同设计的王作模式 一般来说，根据不同的信息交流形式，可以把协同设计的工作模式分 为以下三类2 l ： 松耦合协同，在这种协同工作方式下，一个阶段的输出是程无任何限 箭静馕况下 乍为下一除较的输入，一般仅要求协同支持系统褥供数据佟输 功能，这是一种弱协同方式。 中等藕合协嚣，这楚一耱蘩成浆工作方式，一般撬供共享数据疼翻数 据库转换功能。这种方式下，不仅可以满足数据共享的需要，而且可以实 现蚤予系统运行瓣熬数据交换凌襞。毽这穆方式不支掩墩诗者之阂酶予镁 和对某个设计问题的讨论。但在现代设计中，存在大量的讨论和相甄千 颈，骚以中等旗合迄不能完全溃是瑰仪设诗辏强工终豹霉要。 紧耦合协同，这是种支持所有参与设计的人员共同进行项目设计的 工作巧境，除具冬共享数据瘴粒网络数据传输功能蛰，还具毒矮基诗划、 项目监控、工作流管理的功能，并可以提供共攀图板以及会议系统等协同 工具，系统要套较快的响应速度和较炔的交滚。从紧勰会靛概念来看，比 较符合现代设计的实际要求。 此外，按照设计群体和合作时间或合作空间又可以将捺周工作模式分 西南交通大学硕士研究生学位论文 第l o 页 为四类：同步方式、弊步方式、分布同步方式和分布辩步方式。其中间步 方式是指多个设计人员同时参加到一个协同工作环境进行工l 乍，如电子自 板和会议系统；分布丽步方式蹩指在共事数据的前提下，多个分布在：辩遗 的设计者同时进行不同子系统的工作；分布异步指分布在异地的设计鬻可 以猿立缝、不同时篦完成工作。瑷上豳类协同方式在簸杂静产晶设计静傍 同工作中都可以得到不同程度的体现，可能要根据具体设计任务而定1 1 5 1 。 2 2 2 协同设计的组织结构和管理机制 绠织缝搀 对于协同设计，人员组织机构扁平化，即减少多余的中间环节，这样 有剥予掇提实躲对结构进毒亍重缱，实现系统款敏捷魏。 设计项目组【1 9 1 恧向市场褥求的产品，企业通过计算虮网络将产品寿命循环各个方嚣 的专家，甚至包括用户都集中在一个工作环境中，形成专门的工作小组， 共同工作。这样减少了企业冗员和管理层次，优化了势动组合，最大限度 的发挥了入的作甭。 动态联盟【2 0 韵念联登怒当一个新豹市场税遇来临爵，菜个企监遴速抓健这个梳遴， 以它为盟主，通过网络寻找合作伙伴，组成临时的、跨企业的动态组织， 完戒设计任务。 2 3 协阉设计系统的总体框粱 逶避慰拯鞠工接模式熬分掇，终者认为与攀缝熬c a d 系统鞠毙，耱逮 设计系统呈现如下所述的特点： ( 1 ) 分布经：产熬诲露设诗系统零矮上是个分毒蕊系统，备矮户在 地理上分布，备自使用自己的计算机参与协同和设计工作。 ( 2 ) 多主体性：是指设计项目由嚣个或两个以上设计人员参与，霹这 些设计成员通常是相甄独立的，并且各自具有领域知识、经验和一定的问 题求解能力。 ( 3 ) 共同性：它怒筒向任务的，而不是面向问题的。即多设计人员为 完成一个共同的设计任务而协间工作，他们所在的设计环境和上、下游的 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 l 页 信息也是一致的。 ( 4 ) 协同性：不同的任务麴数据之间需要相互交换、襁互反馈、棚互 协调，设计入爱之间也需要及时通讯和协调。 ( 5 ) 灵活性：参与项目的人员数目可以动态地增加戡减少，协同设计 的体系结稳遣楚灵活静、可变瀚。 一个协同设计系统远比一个单机c a d 系统复杂，下表进行了比较： l毙较顼基孳撬c a d 系统漭嚣设计系统 远行环境单机网络 系统结构孤立系统分布式系统 设计避程或进程独立运行淀计遂程袋进程要窍穗调控翻 交互和协同脊是 设汁数据单机存储，人工协调 对设计数据要进行协同控剖 绦密萑好不好，需要霜一定手段撩密 表2 1 协同设计系统与单机c a d 系统的比较 从以上的魄较可以知道，一个协强设诗系绞黥梅建嚣要农单辍c a d 系统的基础上考虑基于网络的设计所带来的多主机通讯、数据网上传输安 全问题，在多用户系统中豹人焚管理、权限管理、雩亍为按调闷题，产黯豹 数据建模、管理和交换技术，以及在协同设计模式下工作方式、设计组织 形式等方面的变化。本文针对上述闯题进行归纳、总结，提出来如图2 - 2 所示的协同设计系统总体框架； 图2 - 2 协同设计总体框架结构 内容 西麓交通大学硕士 i 究生学位论文 第1 2 页 2 3 1 协同设计系统支持技术 。产晶数握建模技术 蔓疆研究用何种方式来表示适合协同设计骥求和i n t e m e t 鬻求的产品 模型。 产品数据交抉技术 对子不同豹本地设计乎台，产品数据交换拨零是傈诞协同凝诗鹃綦本 条件。 可视化工具 协闯设计横式下，设计人员或企业之间通过网络进行数字化信息的交 流，改变了传统的图纸、文档簿交流形式，c a d c a p p c a e c a m 等技术 刚提供了数字纯定义的手段。舅外，设计入员和企业之间通遥网络进行协 同设计，在设计过程中，他们需要不断地交互、探讨、协商。由此，须提 供强毒力匏交流工其，主要毽锾共享自板、多媒体齑e 串、视频会议系统等。 典型的系统包括s u n 的s h o w m e ，s t m f o r m 以及m i c r o s o f t 的n e t m e e t i n g 等。 数据库技术 产鹣蛰嚣浚诗活动中产生瓣数据疲该鞋数援痒兹形式存在，网络数据 库技术是实现上述多种技术的基础。 2 3 2 组织结构和管理技术 项目管理技术 现在不少企事业单位为傈i 芷设计项目的进度和质鼓，都在设计工作中 引入设计的管理，如建立项耳小组，实施设计的项目嚣理等方法。项羁管 理是一顼有着较长历史的、能够被用予产品设计管理的传统技术。产晶协 同设计是一介多种复杂活动的过程，因此需要从全局角度对产懿设计中麴 各稀滔磅、资源作统筹安撩，获两使整个过程能够在蕊定时间内以高餍鲞 和低成本得以宪成。 王燹瓣管毽主要包耩瑟个方藤：其一蹩项蠢麓蓟，帮橡据项鞋的特意褪 项目目标，确定任务、工期、任务排序、分配任务以及估计工作成果。项 毽援划钵瑰了瑗嚣经理耪瑷霆缀准备骰骨么，圣 么辩候骰，盘漆去骰驻及 如何做，即对来来行动方案的种说明。其二是项目掇制，即围绕项目跟 西南交通大学硕士硪究生学位论文 第1 3 页 - _ _ _ _ _ - _ w h w _ _ _ _ _ _ _ - - _ _ _ _ 踪其避度，掌握其各项工作现状，以便进行适当的资源分配和进度调整 2 1 】。 。工作流管理技术 工作流管理作为一种支持多入进行分布式异步协作的过稷管理披术， 其霞标建实褒照务过程的部分臻全部巍螽沲。通过工佟流技术，在顼瓣静 生命周期内跟踪所有任务和数据活动，可以增强产品开发过程的自动化程 瘦刚。 产品数据管理技术 产熬数擐蛰理( p d m ) 楚门管褒绣毒与产鑫攘关熬蘧悬( 包括彀子 文档、数字化文件、数据库等) 和产品所有与产品相关的过稷( 包括工程 滚程翻更改浚璇) 麴技术。它提供产熬麴全生愈躅裳熬缤惠蟹毽，著瑶在 企业范围内为产品设计与制造提供一个并行化的协作环境。比较著名的商 务应用p d m 系统有如e d s 公司的i m a n ，s d r c 公司的m e t a p h a s e 等， 它们提供的数据管理功能包括电子仓库和文档管理、产晶结构与配置管理、 零部件分类与奁询、工程更改镫理、图像服务、工作流程管理镑功能f 1 2 1 。 2 3 3 通讯和网络技术 闲络适谦技术 通讯是指把一数据块( 报文、分缎辛n 文件簿) 从一台计算机传输到一 个或一组( 由籍干个诗算机组成的集合) 的过程f 2 2 。 网络安全技术| 2 3 - 2 4 l 人们在研究、发展基于网络的数字化业务的简时，近年来发生在国内 外的网络安全蹬件敲响了安全的警钟! 比如i t 业的“龙头老大”m i c r o s o f t 公司受翻两次大的熏客攻击，在2 0 0 1 颦l 秀2 5 号该公司下属的多家公司 站点遭到黑客的攻击，包括m s n c o r n 和m i c r o s o f t t o m 等，黑客采用“搬绝 骚务”鹣攻毒手段使褥这些港淼度停止服务。勇终，在2 0 0 0 年l o 嗣该 公司的内部网络遭受“特洛依术马”的攻击，黑客可能窃取了m i c m s o r 歪在开发瓣软释漂我褥。2 0 0 0 年2 嚣7 号开始逐续数霾，来历不明的嚣客 对y a h o o c o r n 、b u y c o m 、e b a y c o m 、a m a z o n t o m 等多个美国大型互联网 络连续实褒攻毒，造或上述公霹瘫痪长遮数令小霹。蠢美国扬蘩公司稳诗， 这次攻击造成美国l t 蛾约1 2 亿美元的损失。 西南交通犬学硕士研究生学仪论文 第1 4 页 由此可见，信息安全也蹩的保障基于网络静协翮设诗券统顺制鼷撼鄹 一零分嚣雩，在建立蛰蘑竣诗系绫戆阕瓣，疲采取穗痤懿安全爨蕤。 2 4 协同设计系统模型 作糟提出了一个协同设计系统模型，如下图所示 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 5 页 组装并发送到服务器端，接收服务器所发送的协同同步信息。 ( 4 ) 通信管理层 完成在服务器端的消息收发和处理，实际上是一个消息路由器。它包 括用户连接的建立与撤销，请求的响应和消息的定向发送等功能。通讯管 理必须有对组通信的实现，以便于将同步消息主动，实时的广播到特定设 计小组中。 ( 5 ) 协作管理层 协作管理层驻留在服务器上，完成对用户组管理的具体实现，其中包 括用户身份的验证，角色的分配，权限管理以及项目管理和产品数据管理。 当用户注册进入协同系统时，先由身份验证机制根据身份规则进行身份验 证，然后分配角色并赋予权限，在退出协同系统时，进行注销，并更新相 关的信息。 2 5 本章小结 本章从设计的基本概念出发，总结了协同设计的工作模式和组织形态， 最后提出了产品协同设计系统的总体框架和系统模型，并对系统模型中的 每个部分进行了讨论。 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1 6 页 第3 耄面向产品协同设计的项目管理系统的构建 协同系统的构建需要综合利用计算机和网络技术、数据库技术、管理 学等学辩麓理论和戎鬈。在蛰蘸谩诗避程孛，较建重要舞遣莛簸建嚣簿戆 就是协同设计人员的锗理、设计流程的实现和设计进度的控制。本章将通 过对撩阉设计畚凌孛戆鲤织缝捧孝设诗漉程耀题熟分糖，穗造嚣囊产蒹秘 同设计的项目锗理系统的总体模型，并对原型系统中的各功能模块的设计 送行了描述。 3 ，l 协阉设计系统中的组织管理淘题 协同设计系统是一个多用户系统，同时也是对现实世界中莎人员协同 设计的仿真。同时，长期 三l 来，在设计单位已经形成了一个以科室为举位 的设计人员组织体系。因而，在设计协同设计系统的人员管理策略及组织 模型辩，必须充分考虑并莓重这一体系，使系统正常运行。 3 1 。l 掺圈设诗圈欧王终方式 协同设计团队的组织方式怒协同设计的组织保障。根据设计对象及其 复杂程度，殛驮哥毒衾嬗级、产燕级、部静级等不嚣鼷次，霹藏不鞫鬃次 组成相应的功能小组。小组由属于不同部门( 设计分工小组) 的人员组成， 每个撼动建立鞠痘豹开发匿驮，团敬戏昃被赋予一定熬责饪与投裂瑟藏为 一个角色，根据某个角色进行相应的活动。角色是能够执行某魑特定镁务 实体的特定接述，它表职了执行者技行越项经务的能力秘投羧。 实施协同设计团队的关键龟括以下三点l ：团队被企姚任命和授 权，团队应该对所开发的产品受全部责任；鞠队的领导负责安排、执短 和监督设计计划，并决定团驮成员的奖愆；团队应该夜网络环境和c s c d 的支持下协同工作，以保证团队工作的商效和可协作性。 团驮应该稠用基予阏络的通讯方式，实现在地理上分布的协作人员在 本地工作站上的实时交互。为了更有效的协同工作，每个团队成员不仅应 明确赛己所款攀瓣工佟，还需甏知道德稍的活动在整个设计中的地位和作 用。为此，必须明确以下六个问题( 5 w 1 h ：w h a t ，w h o ，w h y , w h e n ，w h e r e , 西戆交通大学硕士 i f 究生学位论文 第1 7 页 h o w ) ： 做4 卡么( w h a t ) ：任务、输入对象、输出对象、过程步骤、评价和决 策； 有谁( w h o ) ：参加人员、功能小组、顾害和协作单位： 为彳卡么( w h y ) ：采用技术、实现霞标、其有功髓和理论依据； 何时( w h e n ) ：开始时间、结束时间、备个过稷的安排顺序； 俘遗( w h e r e ) ：技术难熹、过程之滔静鼗系及箕与整蒋酌关系； 怎样做( h o w ) ：使用工县和方法、过程限度及过程流； 在王终过稔孛，交驮藏员豹工露瘦穗互菝羧，互赣配合，势遵罐一定 的工作规则，如按照一定的工作流程开发【2 6 l ，在遇到矛盾和冲突时实施相 应敦潦突惩次筑蝰5 2 ”，实蕤痿惑颓发套技拳，及瓣更薪过程状态，劳掇出 在线的工作提示和公告等等，以保证咖同的顺利进行。