[论文解读] 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 5

一句话总结

本文提出了一套集成工程数据管理（EDM）与工作流管理（WfM）的系统，以优化从设计到生产控制的产品开发全流程。通过将版本化工程数据与动态工作流编排统一，该方法实现了端到端的可追溯性与流程优化，在CERN的CMS探测器建造中成功验证，显著提升了协作效率并缩短了制造周期。

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.

研究动机与目标

• 解决复杂工程项目中设计阶段数据管理与生产工作流控制之间的脱节问题。
• 克服独立EDM与WfM系统在处理动态、演化的工程流程时的局限性。
• 实现从CAD/CAM设计到制造的全生命周期产品数据无缝可追溯性与协调。
• 支持高能物理实验（如CMS），其中不断演化的工程数据直接影响物理分析。
• 展示一种可扩展的集成框架，用于管理复杂、协作性的工程项目。

提出的方法

• 将工程数据管理（EDM）系统与工作流管理（WfM）系统集成，统一控制产品数据与流程执行。
• 以CAD/CAM工具生成的版本化产品数据为基础，实现工作流执行与流程追踪。
• 采用混合架构，EDM负责数据完整性和访问控制，WfM负责流程编排与状态转换。
• 支持动态工作流定义，随设计变更同步演化，实现在开发过程中的自适应调整。
• 将集成系统应用于CMS探测器建造，通过集中化、可审计的系统追踪设计变更与生产任务。
• 复用现有的商用与研究级工具（如CERN的EDM、工作流引擎），构建生产就绪且可扩展的平台。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何有效集成工程数据与工作流流程，以支持全生命周期管理？
• RQ2 何种架构模式可实现工作流对不断演化的工程设计的动态适应？
• RQ3 该集成如何提升复杂工程项目的协作效率并缩短制造周期？
• RQ4 在粒子物理等高精度环境中，统一系统在管理数据版本与流程编排方面的能力达到何种程度？
• RQ5 在大规模研发项目中，从设计到生产的端到端可追溯性带来哪些实际效益？

主要发现

• EDM与WfM系统的集成实现了工程数据与流程执行的全生命周期可追溯性，显著减少错误与返工。
• 该系统在CERN的CMS探测器建造过程中成功管理了不断演化的设计数据与生产工作流。
• 实现了动态工作流自适应，确保流程变更能与设计修订实时同步。
• 该方法通过改善设计、制造与测试团队之间的协调，缩短了制造周期。
• 该解决方案在高精度、协作性强且数据完整性要求严格环境中展现出良好的可扩展性与可维护性。
• 该框架在支持高能物理实验中典型的复杂、迭代性工程流程方面被证明是有效的。