基于工作流的模具产品协同设计平台的研究和应用

论文摘要

在当今经济全球化和贸易一体化的背景下,企业之间的竞争愈演愈烈。模具企业为了在竞争中占有主动地位,就必须考虑如何快速、高质量、低成本地开发出模具产品。在这样的背景下,模具开发向网络协同化、集成化、并行化方向发展是必然的趋势,而计算机支持的协同设计为它们提供了良好的支持平台。本论文提出把基于工作流的协同设计系统应用于模具开发中,通过协同设计平台,不同企业或开发小组能够方便、高效地进行强强合作,从而实现企业资源的优化配置,提高企业的竞争力。本文架构了一个基于工作流的模具开发协同设计平台MDWfSystem,通过该平台异地企业或开发小组可以方便地通过网络进行协同开发。过程模型是模具开发工作流模型的核心,在模具产品开发的初期通常由专业人员建立过程模型,人工建立过程模型是一件很费时的事情。人工建立的过程模型通常会受建模人员主观行为的影响,并且在模具开发过程中有很多变动因素,从而很容易导致建立的过程模型与实际业务流程不一致。所以本文提出将过程挖掘应用到工作流建模过程中,通过人工建模和过程挖掘相互配合,可以大大提高过程模型准确性。本论文选择基于Petri网的工作流网作为模具开发过程的建模方法,但是传统的工作流网功能不够强大,因此本论文对传统工作流网进行了颜色、时间、层次扩展,以满足建立模具开发过程模型的需要。在此基础之上,本论文建立了基于高级工作流网的模具开发过程模型。最后本论文对建立的模具开发过程模型进行合理性、时间性能、资源利用率、成本等进行分析,并用CPN Tools对该过程模型进行定量仿真,并进一步对建立的过程模型进行改进和优化。通过网络进行协同制造开发是制造业发展的必然趋势,把基于工作流的协同设计合理地应用到模具开发中,可以大大提高模具企业的竞争力。对模具开发过程模型进行仿真,并对时间性能、资源利用性能、成本进行分析,可以对模具生产起着重要的指导作用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 模具产品开发的面临主要问题及发展趋势
• 1.1.1 模具产品开发的面临主要问题
• 1.1.2 模具产品开发的发展趋势
• 1.2 协同设计平台的应用综述
• 1.2.1 研究背景及意义
• 1.2.2 计算机支持的协同设计
• 1.2.3 协同设计在国内外的发展现状
• 1.3 论文研究的主要内容
• 2 基于工作流的模具产品协同设计平台的架构
• 2.1 工作流技术
• 2.1.1 工作流及相关概念和定义
• 2.1.2 路由
• 2.1.3 工作流参考模型
• 2.2 模具开发工作流模型
• 2.2.1 过程模型
• 2.2.2 资源模型
• 2.2.3 工作流相关数据
• 2.3 协同平台 MDWfSystem 的架构
• 2.3.1 MDWfSystem 的分布式实现机制
• 2.3.2 MDWfSystem 的软件体系结构
• 2.3.3 工作流建模工具
• 2.3.4 工作流引擎的设计
• 2.3.5 MDWfSystem 协同设计系统的特点及协同过程的实现
• 2.4 本章小结
• 3 模具开发过程模型的建立
• 3.1 过程建模方法分析
• 3.1.1 产品开发过程建模的概念
• 3.1.2 产品开发过程建模的目标
• 3.1.3 产品开发过程建模的方法
• 3.2 对基于 Petri 网的工作流网的改进
• 3.2.1 工作流网的颜色扩展
• 3.2.2 工作流网的时间扩展
• 3.2.3 工作流网的层次扩展
• 3.2.4 层次时间有色工作流网
• 3.3 基于层次时间有色工作流网的模具开发过程模型的建立
• 3.3.1 模具产品开发过程
• 3.3.2 基于层次时间有色工作流网的模具开发过程模型
• 3.4 本章小结
• 4 模具开发工作流模型的性能分析、仿真及优化
• 4.1 模具开发工作流模型的合理性分析
• 4.1.1 工作流合理性
• 4.1.2 工作流合理性的验证
• 4.2 模具开发工作流模型的性能分析及优化
• 4.2.1 模具开发时间仿真分析
• 4.2.2 模具开发过程中的资源仿真分析
• 4.2.3 模具开发过程中成本分析
• 4.3 本章小结
• 5 过程挖掘在过程建模中的应用
• 5.1 过程挖掘的概念
• 5.2 过程挖掘的基本原理
• 5.2.1 过程挖掘的框架
• 5.2.2 过程挖掘的起点—工作流日志
• 5.2.3 过程挖掘的算法
• 5.3 过程挖掘的现状
• 5.4 本章小结
• 6 工作总结和研究展望
• 6.1 工作总结
• 6.2 研究展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录