[논문 리뷰] From Design to Production Control Through the Integration of Engineering Data Management and Workflow Management Systems

J.M. Le Goff, G. Chevenier외 11명|ArXiv.org|1998. 02. 06.

Business Process Modeling and Analysis참고 문헌 13인용 수 5

한 줄 요약

이 논문은 설계에서 생산 제어에 이르는 제품 개발 전 과정을 간소화하기 위해 공학 데이터 관리(EDM)와 워크플로우 관리(WfM)를 통합한 시스템을 제안한다. 일련의 버전 관리된 공학 데이터와 동적 워크플로우 오케스트레이션을 통합함으로써 종단 간 추적성과 프로세스 최적화를 가능하게 하며, 이는 CERN의 CMS 검출기 건설에서 성공적으로 검증되었으며 협업 개선과 제조 시간 단축을 이룩했다.

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.

연구 동기 및 목표

• 복잡한 공학 프로젝트에서 설계 단계의 데이터 관리와 생산 워크플로우 제어 간 격차를 해소하기 위해.
• 단독으로 운영되는 EDM 및 WfM 시스템이 변화하는 동적 공학 프로세스를 다루는 데 한계가 있음을 극복하기 위해.
• CAD/CAM 설계에서 제조에 이르는 전 생애주기 동안 제품 데이터의 원활한 추적성과 조율을 가능하게 하기 위해.
• evolving 공학 데이터가 물리 분석에 직접 영향을 주는 고에너지 물리 실험, 예를 들어 CMS와 같은 실험을 지원하기 위해.
• 복잡하고 협업이 필요한 공학 프로젝트를 관리하기 위한 확장 가능하고 통합된 프레임워크를 구현하기 위해.

제안 방법

• 공학 데이터 관리(EDM) 시스템과 워크플로우 관리(WfM) 시스템을 통합하여 제품 데이터와 프로세스 실행에 대한 통합적 제어를 구현한다.
• CAD/CAM 도구에서 유래한 버전 관리된 제품 데이터를 워크플로우 실행 및 프로세스 추적의 기초로 사용한다.
• EDM이 데이터 무결성과 액세스 제어를 담당하고, WfM이 프로세스 코디네이션과 상태 전환을 담당하는 하이브리드 아키텍처를 적용한다.
• 설계 변경과 함께 진화하는 동적 워크플로우 정의를 지원하여 개발 중에 유연하게 적응할 수 있도록 한다.
• 통합 시스템을 CMS 검출기 건설에 적용하여 설계 변경과 생산 작업을 중앙 집중식이고 감사 가능한 시스템으로 추적한다.
• 기존 상용 및 연구용 도구(예: CERN의 EDM, 워크플로우 엔진)를 활용하여 생산용으로 사용 가능한 확장성 있는 플랫폼을 구축한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 어떻게 공학 데이터와 워크플로우 프로세스를 효과적으로 통합하여 제품 생애주기 전반을 지원할 수 있는가?
• RQ2 어떤 아키텍처 패턴이 변화하는 공학 설계에 맞춰 워크플로우를 동적으로 적응시킬 수 있는가?
• RQ3 통합이 복잡한 공학 프로젝트에서 협업을 개선하고 제조 시간을 단축하는 데 어떻게 기여하는가?
• RQ4 입자 물리학과 같은 고정밀 환경에서 데이터 버전 관리와 프로세스 오케스트레이션을 통합된 시스템이 얼마나 잘 관리할 수 있는가?
• RQ5 대규모 연구 개발 프로젝트에서 설계에서 생산에 이르는 종단 간 추적성의 실질적 이점은 무엇인가?

주요 결과

• EDM 및 WfM 시스템의 통합은 공학 데이터와 프로세스 실행의 전 생애주기 추적성을 가능하게 하여 오류와 재작업을 감소시켰다.
• 시스템은 CERN의 CMS 검출기 건설 기간 동안 변화하는 설계 데이터와 생산 워크플로우를 성공적으로 관리했다.
• 동적 워크플로우 적응이 달성되어 설계 수정과 동시에 프로세스 변경이 실시간으로 동기화되었다.
• 설계, 제작, 시험 팀 간의 협업이 향상되어 제조 시간이 단축되었다.
• 엄격한 데이터 무결성 요구 사항을 가진 고정밀 협업 환경에서 확장성과 유지보수성이 입증되었다.
• 프레임워크는 고에너지 물리 실험에서 흔히 볼 수 있는 복잡하고 반복적인 공학 프로세스를 효과적으로 지원하는 데 성공했다.