基于工作流的集成质量管理系统设计

基于工作流的集成质量管理系统设计

都艳闻 陈明星 吴芷瑶

航空工业哈尔滨飞机工业集团有限责任公司 黑龙江省哈尔滨市

150060

摘要：质量管理系统是企业管理信息系统的重要组成部分。随着企业信息化和计算机技术的飞速发展，质量管理系统也经历了从计算机辅助质量管理系统到集成质量系统的发展过程。现代质量管理体系强调集成和过程管理。强调在信息集成的基础上进一步实现过程集成；强调质量过程管理的协调性和系统性，能够通过过程方法监控产品生命周期各个阶段的质量全过程。

关键词：过程控制；飞机制造；质量管理；工作流；

针对传统面向功能的质量管理系统在过程控制方面的不足，分析了工作流技术在实现质量过程管理、过程控制和过程再造方面的优势，设计了一个基于工作流技术的面向飞机制造领域的集成质量管理系统模型，研究了基于J2EE架构的三层架构，建立了一个支持工作流管理的使能技术平台，提供工作流建模工具、工作流执行服务、系统开发和运行环境。描述了基于可扩展标记语言的系统集成方法，提高了质量系统与其他系统的集成能力。该设计已应用于某大型飞机制造企业的质量管理系统中。

一、工作流技术与质量过程管理

工作流技术是近年来在计算机应用领域迅速发展起来的一项新的软件技术,是实现业务过程分析、模拟、定义以及操作实现的最佳方法.工作流技术的核心是将一个工作过程分解为若干个活动,按照预先定义的规则和顺序自动执行这些活动,并对执行过程进行监视和管理.由于工作流技术在实现企业业务过程管理和控制、过程集成、过程重组方面具有显著优势,其研究和应用正日益受到学术界和企业界的关注.按照工作流联盟(WfMC)的定义,工作流是指业务流程在计算机支持下能够全自动或者半自动的执行过程;它按照一系列预定义规则,使文档、信息或任务在多个参与者之间自动传递和执行,从而实现或促使实现某个预期的目标.工作流管理系统是一个能够完成工作流的定义和管理,并按照在计算机中预先定义好的工作流逻辑推进工作流实例执行的人机交互软件系统。现代企业强调以过程为核心的管理模式,强调过程集成.对于航空产品,其质量的形成涉及产品设计、原材料采购、工艺准备、生产制造等一系列环节,要提高产品质量,必须使影响质量的各个环节都处于受控状态,需要采用过程管理模式,建立与过程模式相适应的质量保证体系,实现以过程模型驱动的质量管理和控制。工作流技术为实施质量过程管理和过程控制提供了有效的技术支持,它以松耦合的方式将不同的质量活动通过一个流程组织在一起,根据流程关系来控制质量活动按照规定的逻辑执行,并对质量活动的执行情况进行监控和管理.由于质量管理过程通常依赖于设计过程、生产过程、装配过程等等,过程重组频繁,这就要求质量过程管理必须具有一定的柔性,工作流技术实现了应用逻辑和过程逻辑的分离,在业务流程发生变化时,可以通过改变过程模型使管理系统适应企业流程的变化和过程重组,而不需要改变已有的应用系统.近年来,工作流管理系统已广泛用于支持业务过程的设计、执行和监控.将工作流技术引入到质量管理中,使质量系统能够适应管理模式的不断变化,增强企业对业务流程变化的快速响应能力。

二、面向飞机制造的质量系统模型

1.具有较强的集成能力.质量系统由于涉及业务范围广,与其它系统交互频繁,必须具备良好的开放性和集成性,具有数据集成、过程集成、应用集成的能力。

2.提供过程管理和流程控制手段。过程管理是新版ISO9000标准的一项重要原则,也是现代质量管理的一个主要特征,飞机制造过程涉及大量闭环质量控制过程,质量管理和监控必须由多个部门按照一定的流程和相应的角色协同完成,因此,质量系统必须为过程管理和控制提供必要的支持和工具。

3.满足先进制造模式对质量管理的要求。并行工程、敏捷制造、精益制造、虚拟制造等先进制造模式强调管理与技术的结合,强调不同过程、不同部门之间的协同;质量管理与制造过程密不可分,质量管理系统必须从传统的面向功能的管理模式转向面向应用、面向服务的管理模式,适应制造模式的不断变化。

4.具有柔性可重构软件体系结构.制造技术、制造方法的多样性、新颖性,要求质量管理系统必须具有柔性体系结构和高度灵活性,能够迅速响应制造系统的变化,根据业务过程的需求进行快速重构。集成质量系统设计基于过程管理思想和工作流技术,从过程控制、业务职能、软件结构等不同的角度,对质量系统的功能、结构进行分析,系统采用三层结构:应用层、技术支撑层和基础环境层。1)应用层由面向产品生命周期各阶段的质量管理应用系统和综合质量管理业务系统(如质量评价、质量审核等)组成,实现质量管理的主要业务功能,为企业提供统一的质量信息管理平台。2)技术支撑层为整个系统的核心层,主要提供过程管理机制和应用系统开发、运行的工作流使能平台,该平台以工作流管理为支撑技术,为用户和应用系统提供工作流建模、工作流实例执行和监控,以及质量工具、组件开发和系统管理等服务。工作流管理系统包括工作流建模工具、工作流引擎、工作流监控和评估等组件.工作流建模工具为用户提供一种模型定义的手段,使用户能够通过可视化的方法,对业务流程进行分析、定义,生成可被工作流引擎解释的形式化的描述,即工作流模型.工作流引擎(也称工作流机),是工作流管理系统的核心部分,一个工作流管理系统通常包括一个或多个工作流引擎,主要功能是为工作流执行提供运行环境,对工作流模型进行解释,按照模型定义的逻辑推进工作流的执行。工作流监控主要负责对过程实例的运行状态、流转过程、异常情况等进行监控,并给出图形化的查看界面。

三、系统集成方法设计

集成是现代质量管理系统的重要特征,随着技术的发展,集成的内涵不断延伸,系统集成的内容已经从单一的数据集成扩展到过程集成和应用集成,其目标是以应用集成推动数据集成和过程集成最终实现应用系统间的透明访问。工作流系统本身是一个应用系统,通常作为企业应用的核心,必须具备较强的集成能力,包括数据集成、资源集成和应用集成,工作流系统能够在过程执行中调用其他应用系统,也能够调用工作流引擎提供的服务,如查询活动状态,或通过外部设备处理资源分配等.根据工作流管理的特点和系统总体结构要求,基于J2EE技术架构,以工作流管理为核心,通过扩展工作流联盟给出的工作流模型和用户接口,建立集成框架平台中流程控制和集成接口规范,实现企业质量管理应用系统间的数据集成和过程集成,在定义出数据集成规范的基础上给出过程集成接口,并对基于Web服务技术的企业集成方法进行研究。过程集成的基础是实现企业级数据集成,系统数据集成接口可采用当前广泛应用的XML作为数据交换和网络传输语言,XML语言为数据表示提供了自描述、可扩展的描述框架,实现数据层的互操作;通过定义满足质量管理的最小规范集合,提供具有一定灵活性、可扩充的XML转换机制,为柔性质量系统提供统一的数据集成格式标准,使其它系统能够通过调用框架定义的API或XML数据集成规范进行数据交换,并通过RMI(Remote Method Invocation)、消息机制和Web服务等方式远程访问系统框架,将企业应用与工作流管理相结合,实现系统间的互操作,进而实现过程集成。其中数据服务层主要为柔性质量管理系统流程执行和应用系统提供数据服务,由业务逻辑层的工作流中间件实现流程管理和运行。

总之，随着技术的发展,传统的面向功能的质量管理系统已不能满足企业的需求,现代质量管理系统必须支持过程管理和流程控制,具有一定的柔性、良好的开放性和集成性。

参考文献：

[1]刘雪莲，工作流管理技术基础.2019.

[2]李玉顺.浅谈基于工作流的集成质量管理系统设计.2020.