基于Petir网的产品全生命周期过程模型研究

1150002 ；东北大学 机械工程与自动化学院，辽宁 沈阳 110004 ）
摘 要：产品全生命周期的过程管理和信息管理是产品全生命周期管理的主要研究内容，但迄今为止 的绝大多数研究都集中在信息管理层面上，而对过程管理的研究则仅仅停留在直观的说明上。在对产品全 生命周期过程进行详细分析的基础上，利用 网作为表达工具，建立了产品全生命周期过程模型，形 式化地表达出产品全生命周期中产品设计和产品制造活动在信息意义上的并行性，为产品全生命周期过程 的仿真和评价提供了理论依据。 关键词：产品全生命周期；过程模型； 网 中图分类号： 391 文献标志码： A 文章编号：1673 - 4939（ 2006 ） 02 - 0021 - 04 产品全生命周期管理是指管理产品从需求、 规 划、 设计、 生产、 经销、 运行、 使用、 维修保养、 直到回 收再用处置的产品全生命周期中的信息与过程， 它 ［ 1］ 既是一门技术， 又是一种制造的理念 。 自产品全生命周期管理概念提出以来， 人们对 其技术进行了大量研究， 但迄今为止的绝大多数研 究主要集中在产品全生命周期管理的支撑环境、 体 系结构及系统开发应用等技术上面， 即主要集中在 ［ 2 8］ 对产品全生命周期信息的管理上面 。虽然人们 认为产品全生命周期管理的关键技术之一是对产品 全生命周期过程的管理， 但对产品全生命周期过程 本身的研究却停留在直观的说明上。 本文针对上述问题， 在详细分析产品全生命周 期过程的基础上， 借助软件工程领域对软件生命周 ［ 9］ 期过程 的研究成果， 利用 A G 过程模型 的表 达工具， 建立基于 网的产品全生命周期过程模 型， 形式化地表达出产品全生命周期过程中过程的 并行性和集成性， 使人们对产品全生命周期过程进 行仿真和评价成为可能。 1 产品全生命周期过程分析 的有序集。产品全生命周期中的所有任务 （ 包括产 品设计、 工艺设计等） 都是通过一定的过程完成的， 构成产品全生命周期过程。 1.1 产品设计和工艺设计过程分析 人们在进行产品设计的时候，总是按照一定顺 序逐步进行的。一般说来，总是先从产品要实现的 总体功能出发，从系统层次构思产品方案、逐步细 化，并将其划分成不同的子系统、组件、部件、形 状，最后才会进行到确定参数这样的底层工作。从 以上分析可以看出，产品设计过程具有渐进演进的 性质。 工艺设计的任务主要是确定产品的制造工艺及 相应的后勤支持。主要任务包括：确定产品制造在 理论上的可行性、工艺过程系统的一般特性、专用 设备的选用、产品特有的工艺流程及维修测试计划 等等。实际上，工艺设计过程是递阶的，即可以先 构造一个抽象的工艺设计框架，然后按照正确的步 骤填入越来越详细的信息。工艺设计所需要的产品 设计信息也不一定要一次性提供，可以采用增量方 式提供。例如，工艺设计的主要问题是产生切削加 工特征序列，并为某一特征选取可行工艺过程、步 骤，而选择正确的机床或工具以及切削加工参数则 可以在工艺设计的后期设定。递阶的工艺设计过程
1.3 产品全生命周期过程的角色定义 于人们对产品全生命周期过程的直观了解，且适宜 为描述方便起见，本文给出产品全生命周期过 � � � � � 于过程管理的角度出发，采用基于 网的过程 程中的主角和配角定义。主角是指在产品全生命周 描述工具，给出产品全生命周期过程模型。 期的特定过程起主要作用并承担该阶段主要任务的 � � � � � � � � � � .C .B 等 人基 于高级 网— — — ［10］ 功能领域或该领域的技术人员；配角是指在产品全 � � � � � � � � � （ / ）网 提出了描 述软 件 生命周期的特定过程起辅助作用的功能领域或该领 ［9 ］ � � � � 生命周期过程演进的 A 过程模型 。本文在 域的技术人员。 此基础上，针对产 品全生命周期 过程的特点，对 根据以上定义和产品开发的实际情况，不难得 A 过 程 模 型 中 的 过程 行 为 描 述 作 了 改 进。 出以下结论：主角和配角在产品全生命周期的不同 ［9 ］ A 过程模型的详 细描述参见文献 ，下面 仅 过程是可以互相转化的。该结论说明，虽然产品开 对本文所做的改进作简要说明。 发成员共同参与产品全生命周期中的所有过程，但 � � � � � � � 在 A 过程 模 型 中， 过 程活 动 （ 不同领域中的成员在产品全生命周期的不同过程所 � � � � � A ） 定义是通过高级 网 表达的。过 程 承担的主要任务是不同的。如市场人员在需求分析 � � � � � � � � 活动模块对应于 网中的库所 （ ） 、变迁 过程中是主角，而在后续过程中则是配角。 � � � （ ） 、弧 A （ A ） 等等。过程活动 的 2 产品全生命周期过程模型 � 状态由 网的标记 给出。事 件用变迁 表示， 2 .1 过程描述工具 本文主要从既便于通过计算机进行仿真，又便 事件的发生（ 表现为相应变迁 的激活） 是通过 将 输入库所的托肯转移到输出库所来改变过程活动的
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辽东学院学报（自然科学版）
2 006 年 6 月
不仅可以使其与产品设计过程并行、交互地进行， 消除产品设计过程中不现实、不合理的要求，而且 缩小了工艺设计过程涉及的搜索空间，减少了搜索 时间，提高了工艺设计的效率。 1.2 产品全生命周期过程视图 综合以上对产品设计过程和工艺设计过程的分 析，本文提出以下基本假设： 假设 1 ：产品全生命周期的所有活动都是通过 一定的过程完成的； 假设 2 ：所有过程都可分为计划和实施两个子 过程，计划子过程是对实施子过程的设计； 假设 3：所有过程（包括产品设计、工艺设计 及后续相关过程） 都是递阶的渐进演进过程； 假设 4：所有过程能够开始和进展所需的输入 信息以及过程的输出信息都经历了一个从定性到定 量、从模糊到清晰直至最后确定的渐进过程，过程 的输入信息可以由紧前过程的输出信息逐渐提供。
从过程研究的观点看， “过程” 一词不仅指传统 意义上的制造过程， 而且泛指企业内所有活动组成
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基金项目：国家“ 十五” 重大攻关课题项目（ 制造业信息化关键技术攻关及应用工程：20 01BA 20 1A 14） 收稿日期：20 06 - 0 3 - 20 作者简介：郭秀英（19 62—） ，女，辽宁营口人，讲师，工程师； 徐洪学（19 62—） ，男，辽宁庄河人，东北大学博士研究生，营口职业技术学院副教授。
在产品制造的传统组织结构模式下，产品制造 的各过程分离进行并具有串行性，各过程的中间信 息不能为其它过程所共享，过程间的通讯只能通过 产品设计规格、工艺设计计划等这样的最终输出来 实现的，并且前一过程的输出是后一过程的输入， 也是后续过程开始的必要条件。 要实现产品全生命周期过程的并行性，就必须 对产品全生命周期中所有过程进行集成，从而实现 各过程中间信息的共享，这些被集成了的产品全生 命周期过程囊括了企业的主要业务活动。 根据上述基本假设，可以建立产品全生命周期 过程视图，如图 1 所示。不难发现，在产品设计和 工艺设计过程中就已经对产品全生命周期过程做了 详尽的规划。产品设计和工艺设计过程在信息意义 上是并行进行的。产品全生命周期过程是在产品设 计和工艺设计过程 中确定、并 在后续过程中实 现 的。
第 13 卷第 2 期 � � � � � 辽东 学院学报（自然科学版 ） . 13 . 2 � � � � 200 � � � 6 � � 年 � � � 6月 � � � （ ） . 200 6
基于
网的产品全生命周期过程模型研究
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郭秀英 ，徐洪学
（ 1. 营口职业技术学院， 辽宁 营口
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