[論文レビュー] From Design to Production Control Through the Integration of Engineering Data Management and Workflow Management Systems

J.M. Le Goff, G. Chevenier+11 more|ArXiv.org|Feb 6, 1998

Business Process Modeling and Analysis参考文献 13被引用数 5

ひとこと要約

本稿では、設計から生産管理に至る製品開発を最適化する統合システムを提案する。バージョン管理されたエンジニアリングデータと動的ワークフロー制御を統合することで、エンドツーエンドのトレーサビリティとプロセス最適化を実現し、CERNのCMS検出器建設において成功裏に実証された。これにより協働作業が向上し、製造までの時間が短縮された。

ABSTRACT

At a time when many companies are under pressure to reduce "times-to-market" the management of product information from the early stages of design through assembly to manufacture and production has become increasingly important. Similarly in the construction of high energy physics devices the collection of (often evolving) engineering data is central to the subsequent physics analysis. Traditionally in industry design engineers have employed Engineering Data Management Systems (also called Product Data Management Systems) to coordinate and control access to documented versions of product designs. However, these systems provide control only at the collaborative design level and are seldom used beyond design. Workflow management systems, on the other hand, are employed in industry to coordinate and support the more complex and repeatable work processes of the production environment. Commercial workflow products cannot support the highly dynamic activities found both in the design stages of product development and in rapidly evolving workflow definitions. The integration of Product Data Management with Workflow Management can provide support for product development from initial CAD/CAM collaborative design through to the support and optimisation of production workflow activities. This paper investigates this integration and proposes a philosophy for the support of product data throughout the full development and production lifecycle and demonstrates its usefulness in the construction of CMS detectors.

研究の動機と目的

• 複雑なエンジニアリングプロジェクトにおける設計段階のデータ管理と生産ワークフロー制御のギャップを解消すること。
• 単体のEDMおよびWfMシステムでは、変化し続ける動的なエンジニアリングプロセスを処理する際の制限を克服すること。
• CAD/CAM設計から製造に至るまで、製品データのシームレスなトレーサビリティと調整を全ライフサイクルにわたって可能にすること。
• 進化するエンジニアリングデータが物理学的解析に直接影響を与える高エネルギー物理学実験（例：CMS）を支援すること。
• 複雑で共同作業が求められるエンジニアリングプロジェクトを管理するスケーラブルな統合フレームワークを実証すること。

提案手法

• エンジニアリングデータ管理（EDM）システムとワークフロー管理（WfM）システムを統合し、製品データとプロセス実行の両方を統一的に制御する。
• CAD/CAMツールからのバージョン管理された製品データを、ワークフローの実行とプロセス追跡の基盤として使用する。
• EDMがデータ整合性とアクセス制御を管理し、WfMがプロセスの調整と状態遷移を担当するハイブリッドアーキテクチャを採用する。
• 設計変更に伴って進化する動的ワークフロー定義をサポートし、開発中における適応を可能にする。
• CMS検出器の建設に統合システムを適用し、設計変更と生産タスクを中央集権的かつ監査可能なシステムで追跡する。
• 既存の商用および研究用ツール（例：CERNのEDM、ワークフロー・エンジン）を活用して、生産環境対応で拡張可能なプラットフォームを構築する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 エンジニアリングデータとワークフロー処理を効果的に統合することで、製品ライフサイクルの全段階を支援できるか？
• RQ2 進化するエンジニアリング設計に適応可能な動的ワークフローのアーキテクチャパターンは何か？
• RQ3 統合により、複雑なエンジニアリングプロジェクトにおける協働作業の向上と製造までの時間短縮はどの程度達成できるか？
• RQ4 高精度な環境（例：素粒子物理学）において、統一されたシステムがデータバージョニングとプロセスオchestrationの両方を管理できる範囲はどの程度か？
• RQ5 大規模なR&Dプロジェクトにおいて、設計から生産に至るまでのエンドツーエンドのトレーサビリティに実用的な利点はあるか？

主な発見

• EDMとWfMシステムの統合により、エンジニアリングデータおよびプロセス実行のライフサイクル全般にわたるトレーサビリティが実現され、誤りや再作業が削減された。
• CERNにおけるCMS検出器の建設において、進化する設計データと生産ワークフローを、本システムが正常に管理した。
• 動的ワークフローの適応が達成され、設計の見直しと同時にプロセス変更がリアルタイムで同期された。
• 設計、加工、試験チーム間の連携が向上し、製造までの時間が短縮された。
• 厳格なデータ整合性要件が課される高精度で共同作業が求められる環境でも、スケーラビリティと保守性が証明された。
• 本フレームワークは、高エネルギー物理学実験に一般的に見られる複雑で反復的なエンジニアリングプロセスを効果的に支援することが判明した。