CN112288228A - 一种基于规则的多级并行研发设计流程可视化建模方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于规则的多级并行研发设计流程可视化建模方法，属于企业信息化技术领域。该方法的步骤包括：1.明确任务的需求，确定总体目标；2.将总目标分解为几个分目标；3.对复杂的分目标进一步层层分解为更低层级的子流程，得到具有清晰层级结构的多级流程集合；4.各层级人员对相应层级流程进行详细建模；5.根据流程节点之间的关系进行集成；6.对上述步骤得到的流程节点的相关属性进行实例化，建模完成。本发明能够实现复杂产品多级并行研发设计流程的可视化建模。

Description

一种基于规则的多级并行研发设计流程可视化建模方法
技术领域
本发明属于企业信息化技术领域，具体涉及研发设计流程的可视化建模方法，特别是涉及一种基于规则的多级并行研发设计流程可视化建模方法。
背景技术
研发设计流程是由按时间和逻辑排序的任务及其分配的资源等信息组成，流程中的每项任务节点都需要进行资源需求说明和相关资源的配置。为流程中的任务事项分配合适的资源就是任务与资源匹配的过程。复杂产品的研发设计流程在定义阶段面临流程执行过程的不确定性、节点任务执行顺序的不确定性以及节点任务所需资源的不确定性。
现阶段，企业的任务与资源匹配大多通过相关技术人员，根据自身经验，结合项目执行情况和资源占用情况手动给出。这样，就导致编制内容难以统一规范，相关知识难以固化重用，资源配置的速度和对变化的反映速度都较低。另外，由于掌握信息不全面、项目执行情况及资源占用情况更新不及时，导致为任务手动添加的资源配置不够科学，自动化程度低，难以适应实时变化的生产状态。因此整体呈现出资源与流程融合不足，较少考虑流程执行中的不确定性，无法对多级并行流程进行统一的计划调度，从而出现计划与进度控制脱节的现象。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种基于规则的多级并行研发设计流程可视化建模方法，能够实现复杂产品多级并行研发设计流程的可视化建模。本方法建立的流程模型直观易懂，可支持多级并行复杂流程设计、动态支路决策、回退和环形流程描述。
一种基于规则的多级并行研发设计流程可视化建模方法，该方法的实现包括以下步骤：
步骤101:明确任务的需求，确定总体目标；
步骤102:将总目标分解为几个分目标；
步骤103:对复杂的分目标进一步层层分解为更低层级的子流程，得到具有清晰层级结构的多级流程集合；其中，流程模型任意细化直至最末级的原子任务活动，实际的细化程度以满足具体企业对研发设计流程建模和控制的要求为原则；
步骤104:各层级人员对相应层级流程进行详细建模，包括设计各流程节点的表单和流程节点的属性，并在建模时考虑业务流程动态变化的情况，建立多种资源方案，备选支路，以便流程执行时进行动态路由决策；
步骤105:根据流程节点之间的关系进行集成；
步骤106:对上述步骤得到的流程节点的相关属性进行实例化，建模完成。
进一步地，所述步骤104中流程节点的表单提供给该流程节点的执行人根据现场数据进行填写；通过自定义表单以满足不同的业务需求，表单的数据包括附件、超链接、下拉框、图片以及文本框五种类型。
进一步地，所述步骤104中的流程节点有七种类型：
1.开始节点：一个流程模板中必须有且仅有一个开始节点；
2.终止节点：一个流程模板中必须有且仅有一个结束节点；
3.普通节点：仅允许一个输入方向和一个输出方向，流程运行时，顺序执行普通节点；普通节点支持节点回退，流程运行过程中，执行人根据现场的动态条件，判断并选择是否需要回退或回退至哪个前置普通节点；
4.子流程节点：该节点包括一个或多个子流程，启动流程时，会递归启动所有子流程；
5.分流节点：节点包括一个输入和多个输出，流程运行通过分流节点时，将分成多个并行支路；
6.合流节点：节点包括一个输出和多个输入，流程运行通过该节点时，将多个并行支路合并成一个支路，当所有并行支路均运行到该节点时，流程才能往后推进；
7.决策节点：该类型节点成对出现，流程运行至第一个决策节点时，将根据两个分支上配置的规则进行判断，如果某一支路的规则被满足，则该支路流通，否则该支路不通；第二个执行的决策节点不需要配置路由规则。
进一步地，所述七个类型的流程节点的共有属性包括：
1.NodeId表示节点编码；
2.FlowNo表示流程编码；
3.EarlyStart表示最早开始时间；
4.LateFinish表示最晚结束时间；
5.RealBefore表示真前节点，是当前流程执行前必须运行完成的流程节点，是流程优化时的约束条件；
6.TotalTime表示预计用时；
7.ResourcePlanList表示资源方案列表，同一个节点可配置多个资源方案，每个资源方案下可有不同的资源信息。
进一步地，所述普通节点的专有属性包括BackNodeList，表示可回退节点列表。
进一步地，所述决策节点的专有属性包括JudgeRuleList和PairNodeId，JudgeRuleList表示决策规则列表；PairNodeId表示配对的决策节点编码；决策节点必须成对出现，首先执行的决策节点的每个输出的支路上需要配置决策规则，最后执行决策节点不需要配置决策规则，未配置规则的流出支路，默认流通；流程运行时将根据规则是否满足来决定该流出支路是否流通；通过成对的决策节点中的首先执行的决策节点输出方向上配置的多种规则，根据现场的动态条件进行规则判断，描述在流程运行过程中选择、并行、环形的复杂流程状态；如果多条支路中只满足一条支路，就是动态选择；如果多条支路中至少满足两个支路上的规则，则是并行执行；如果通过判断是否满足一条支路上的规则，并且该支路指向前置的某个流程节点，则表示对该规则进行判断，若不满足规则，就会循环执行，直到满足规则时才继续执行下一个流程节点的环形流程。
进一步地，所述子流程节点的专有属性包括SubProcesseIDList，表示子流程列表，一个子流程节点下可配置多个子流程。
进一步地，所述步骤104中的多种资源方案是指所有流程节点均可设置多个资源方案，在不同的资源方案中，可配置不同的资源以及不同的资源占用时间；以便对流程节点任务进行计划调度时，根据现场的实时数据，决策使用哪种资源方案以及各资源的占用时间，提高流程实例运行过程中的柔性化。
进一步地，所述步骤104中的备选支路是指流程设计人员考虑流程执行时可能发生的多种动态变化情况，根据不同情况定义不同的规则，并设计相应的支路流程作为备选方案；从而在流程运行时通过对规则进行判断，实现自动的动态路由。
进一步地，所述环形流程的实现方式包括通过设置决策节点的规则与输出流向和基于普通节点的回退机制两种；在规则不易提炼时，无法通过设置决策节点的规则与输出流向这种方式实现环形流程，此时使用基于普通节点的回退机制的方式，通过流程节点的执行人判断是否回退或回退到哪个流程节点。
有益效果：
1、本发明采用自顶向下的建模方式，将总流程分解为层次清晰的子流程集合，直观易懂，便于流程的提取和重用，并且可满足多领域中多级复杂业务流程建模需求。
2、本发明通过分流节点和合流节点实现多支路并行的业务流程。借助决策节点实现动态多支路并行的业务流程。通过子流程节点实现多级流程设计，实现子流程与父流程间少对多的关系。
3、本发明中环形流程的实现方式包括通过设置决策节点的规则与输出流向和基于普通节点的回退机制两种。
4、本发明通过在成对的决策节点中首先执行的决策节点输出方向上配置的多种规则，根据现场的动态条件进行规则判断，进行复杂组合，可以描述在流程运行过程中选择、并行、环形的复杂流程状态。
附图说明
图1为本发明基于规则的多级并行研发设计流程可视化建模方法步骤流程图；
图2为七类流程节点的图标；
图3为通过决策节点实现环形流程；
图4为通过普通节点的回退机制实现环形流程；
图5为D项目研发设计任务分解示意图；
图6为D项目研发设计流程建模。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
本发明提供了一种基于规则的多级并行研发设计流程可视化建模方法，如图1所示，包括以下步骤：
步骤101:明确任务的需求，确定总体目标；
步骤102:将总目标分解为几个分目标；
步骤103:对复杂的分目标进一步层层分解为更低层级的子流程，得到具有清晰层级结构的多级流程集合。其中，流程模型可以任意细化直至最末级的原子任务活动，实际的细化程度以满足具体企业对研发设计流程建模和控制的要求为原则；
步骤104:各层级人员对相应层级流程进行详细建模，包括设计各流程节点的表单和流程节点的属性，并在建模时充分考虑业务流程动态变化的情况，建立多种资源方案，备选支路，以便流程执行时进行动态路由决策；
步骤105:根据流程节点之间的关系进行集成；
步骤106:对上述步骤得到的流程节点的相关属性进行实例化，建模完成。
所述步骤104中的流程节点有7种类型：各类型的图标如图2所示。
(1)开始节点：一个流程模板中必须有且仅有一个开始节点。
(2)终止节点：一个流程模板中必须有且仅有一个结束节点。
(3)普通节点：仅允许一个输入方向和一个输出方向，流程运行时，必须顺序执行普通节点。普通节点支持节点回退，流程运行过程中，执行人可以根据现场的动态条件，判断并选择是否需要回退或回退至哪个前置普通节点。
(4)子流程节点：该节点包括一个或多个子流程，启动流程时，会递归启动所有子流程。
(5)分流节点：节点包括一个输入和多个输出，流程运行通过分流节点时，将分成多个并行支路。
(6)合流节点：节点包括一个输出和多个输入，流程运行通过该节点时，将多个并行支路合并成一个支路，当所有并行支路均运行到该节点时，流程才能往后推进。
(7)决策节点：该类型节点成对出现，如图2所示，流程运行至“决策节点1”时，将根据两个分支上配置的规则进行判断，如果某一支路的规则被满足，则该支路流通，否则该支路不通。图2中的“决策节点2”是“决策节点1”的匹配节点，不需要配置路由规则，所有流通支路均运行至“决策节点2”时，流程才能往后推进。
其中这7个类型的流程节点的共有属性包括：
1.NodeId表示节点编码；
2.FlowNo表示流程编码；
3.EarlyStart表示最早开始时间；
4.LateFinish表示最晚结束时间；
5.RealBefore表示真前节点，是当前流程执行前必须运行完成的流程节点，是流程优化时的约束条件；
6.TotalTime表示预计用时；
7.ResourcePlanList表示资源方案列表，同一个节点可配置多个资源方案，每个资源方案下可有不同的资源信息。
其中普通节点的专有属性包括BackNodeList，表示可回退节点列表。
其中决策节点的专有属性包括JudgeRuleList和PairNodeId。JudgeRuleList表示决策规则列表。PairNodeId，表示配对的决策节点编码。决策节点必须成对出现，首先执行的决策节点的每个输出的支路上需要配置决策规则，最后执行决策节点不需要配置决策规则，未配置规则的流出支路，默认流通。流程运行时将根据规则是否满足来决定该流出支路是否流通。通过成对的决策节点中的首先执行的决策节点输出方向上配置的多种规则，根据现场的动态条件进行规则判断，描述在流程运行过程中选择、并行、环形的复杂流程状态。如果多条支路中只满足一条支路，就是动态选择。如果多条支路中至少满足两个支路上的规则，则是并行执行。如果通过判断是否满足一条支路上的规则，并且该支路指向前置的某个流程节点，则表示对该规则进行判断，若不满足规则，就会循环执行，直到满足规则时才继续执行下一个流程节点的环形流程。其中子流程节点的专有属性包括SubProcesseIDList，表示子流程列表，一个子流程节点下可配置多个子流程。
所述步骤104中的多种资源方案是指所有流程节点均可设置多个资源方案，在不同的资源方案中，可配置不同的资源以及不同的资源占用时间。以便对流程节点任务进行计划调度时，根据现场的实时数据，决策使用哪种资源方案以及各资源的占用时间，提高流程实例运行过程中的柔性化。
所述步骤104中的备选支路是指流程设计人员考虑流程执行时可能发生的多种动态变化情况，根据不同情况定义不同的规则，并设计相应的支路流程作为备选方案。从而在流程运行时通过对规则进行判断，实现自动的动态路由。其中环形流程在本发明的实现方式包括通过设置决策节点的规则与输出流向和基于普通节点的回退机制两种。在规则不易提炼时，无法通过设置决策节点的规则与输出流向这种方式实现环形流程，此时适宜使用基于普通节点的回退机制的方式，通过流程节点的执行人判断是否回退或回退到哪个流程节点。
如图3所示，为通过“决策节点”实现环形流程。其中规则1为“A项性能参数不合格”，规则2为“A项性能参数合格”，则流程运行过程中，如果A项性能参数不合格，将重新回到“节点1”，一直循环到A项性能参数合格，才往下运行。
如图4所示，通过“普通节点”的回退机制实现环形流程，其中“节点3”配置的回退节点为“节点1”和“节点2”。在流程运行时，“节点3”如果遇到问题，则需要该流程节点的执行人根据实时的动态条件判断是否回退或回退到“节点1”或“节点2”。例如“A项性能参数不合格”，执行人决定回退到“节点1”，从而实现环形流程。
下面以一个简化的D项目研发设计流程为例，说明基于规则的多级并行研发设计流程可视化建模方法的流程模型构建过程。
在任务分解时，如图5所示。首先由一级设计师将总目标分解为需求分析、建模、模型检查、项目图纸与成果交付四个分目标。然后二级设计师甲将建模继续分解为领域模型建模和标准部件建模。最后三级设计师A对领域模型建模细化为模型划分、管道设备模型建模、电器仪表模型建模和模型完善。在建模过程中还应该尽量将任务并行以节省时间，如标准部件建模并行到领域模型建模流程节点上、管道设备模型建模与电器仪表模型建模并行。
基于以上任务分解，设计各流程节点的表单和流程节点的属性，并在建模时充分考虑业务流程动态变化的情况，建立备选方案流程模型。如图6所示，本例中在模型检查节点中设计了备选方案，将模型检查设计为成对决策节点中的第一个，并在三条支路上分别设计了规则，分别表示：模型检查时发现重大设计问题则需要重新进行建模；模型检查无误后进入项目图纸与成果交付；模型检查未通过则需要进行模型修改。根据流程节点之间的关系进行集成后，对所有的流程节点进行实例化，建模完成。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于规则的多级并行研发设计流程可视化建模方法，其特征在于，该方法的实现包括以下步骤：
步骤101:明确任务的需求，确定总体目标；
步骤102:将总目标分解为几个分目标；
步骤103:对复杂的分目标进一步层层分解为更低层级的子流程，得到具有清晰层级结构的多级流程集合；其中，流程模型任意细化直至最末级的原子任务活动，实际的细化程度以满足具体企业对研发设计流程建模和控制的要求为原则；
步骤104:各层级人员对相应层级流程进行详细建模，包括设计各流程节点的表单和流程节点的属性，并在建模时考虑业务流程动态变化的情况，建立多种资源方案，备选支路，以便流程执行时进行动态路由决策；
步骤105:根据流程节点之间的关系进行集成；
步骤106:对上述步骤得到的流程节点的相关属性进行实例化，建模完成。
2.如权利要求1所述的基于规则的多级并行研发设计流程可视化建模方法，其特征在于，所述步骤104中流程节点的表单提供给该流程节点的执行人根据现场数据进行填写；通过自定义表单以满足不同的业务需求，表单的数据包括附件、超链接、下拉框、图片以及文本框五种类型。
3.如权利要求1所述的基于规则的多级并行研发设计流程可视化建模方法，其特征在于，所述步骤104中的流程节点有七种类型：
(1)开始节点：一个流程模板中必须有且仅有一个开始节点；
(2)终止节点：一个流程模板中必须有且仅有一个结束节点；
(3)普通节点：仅允许一个输入方向和一个输出方向，流程运行时，顺序执行普通节点；普通节点支持节点回退，流程运行过程中，执行人根据现场的动态条件，判断并选择是否需要回退或回退至哪个前置普通节点；
(4)子流程节点：该节点包括一个或多个子流程，启动流程时，会递归启动所有子流程；
(5)分流节点：节点包括一个输入和多个输出，流程运行通过分流节点时，将分成多个并行支路；
(6)合流节点：节点包括一个输出和多个输入，流程运行通过该节点时，将多个并行支路合并成一个支路，当所有并行支路均运行到该节点时，流程才能往后推进；
(7)决策节点：该类型节点成对出现，流程运行至第一个决策节点时，将根据两个分支上配置的规则进行判断，如果某一支路的规则被满足，则该支路流通，否则该支路不通；第二个执行的决策节点不需要配置路由规则。
4.如权利要求3所述的基于规则的多级并行研发设计流程可视化建模方法，其特征在于，所述七个类型的流程节点的共有属性包括：
(1)NodeId表示节点编码；
(2)FlowNo表示流程编码；
(3)EarlyStart表示最早开始时间；
(4)LateFinish表示最晚结束时间；
(5)RealBefore表示真前节点，是当前流程执行前必须运行完成的流程节点，是流程优化时的约束条件；
(6)TotalTime表示预计用时；
(7)ResourcePlanList表示资源方案列表，同一个节点可配置多个资源方案，每个资源方案下可有不同的资源信息。
5.如权利要求4所述的基于规则的多级并行研发设计流程可视化建模方法，其特征在于，所述普通节点的专有属性包括BackNodeList，表示可回退节点列表。
6.如权利要求5所述的基于规则的多级并行研发设计流程可视化建模方法，其特征在于，所述决策节点的专有属性包括JudgeRuleList和PairNodeId，JudgeRuleList表示决策规则列表；PairNodeId表示配对的决策节点编码；决策节点必须成对出现，首先执行的决策节点的每个输出的支路上需要配置决策规则，最后执行决策节点不需要配置决策规则，未配置规则的流出支路，默认流通；流程运行时将根据规则是否满足来决定该流出支路是否流通；通过成对的决策节点中的首先执行的决策节点输出方向上配置的多种规则，根据现场的动态条件进行规则判断，描述在流程运行过程中选择、并行、环形的复杂流程状态；如果多条支路中只满足一条支路，就是动态选择；如果多条支路中至少满足两个支路上的规则，则是并行执行；如果通过判断是否满足一条支路上的规则，并且该支路指向前置的某个流程节点，则表示对该规则进行判断，若不满足规则，就会循环执行，直到满足规则时才继续执行下一个流程节点的环形流程。
7.如权利要求6所述的基于规则的多级并行研发设计流程可视化建模方法，其特征在于，所述子流程节点的专有属性包括SubProcesseIDList，表示子流程列表，一个子流程节点下可配置多个子流程。
8.如权利要求7所述的基于规则的多级并行研发设计流程可视化建模方法，其特征在于，所述步骤104中的多种资源方案是指所有流程节点均可设置多个资源方案，在不同的资源方案中，可配置不同的资源以及不同的资源占用时间；以便对流程节点任务进行计划调度时，根据现场的实时数据，决策使用哪种资源方案以及各资源的占用时间，提高流程实例运行过程中的柔性化。
9.如权利要求8所述的基于规则的多级并行研发设计流程可视化建模方法，其特征在于，所述步骤104中的备选支路是指流程设计人员考虑流程执行时可能发生的多种动态变化情况，根据不同情况定义不同的规则，并设计相应的支路流程作为备选方案；从而在流程运行时通过对规则进行判断，实现自动的动态路由。
10.如权利要求9所述的基于规则的多级并行研发设计流程可视化建模方法，其特征在于，所述环形流程的实现方式包括通过设置决策节点的规则与输出流向和基于普通节点的回退机制两种；在规则不易提炼时，无法通过设置决策节点的规则与输出流向这种方式实现环形流程，此时使用基于普通节点的回退机制的方式，通过流程节点的执行人判断是否回退或回退到哪个流程节点。
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