航空发动机产品开发过程集成的关键技术研究

论文摘要

产品开发过程集成是产品协同开发发展的必然趋势，也是现代先进制造技术的战略要求。它以并行的思想综合考虑产品生命周期中的所有活动，消除产品开发过程中各种冗余和非增值的活动、子过程以及由人为因素和资源问题等造成的影响效率的一切障碍，实现产品开发过程的整体优化，使应用系统集成起来，形成一个协调的集成运行系统。根据航空发动机产品开发过程中业务过程复杂、活动多、涉及企业广、周期长等特点，提出航空发动机产品开发的过程集成管理研究。以工作流技术为过程集成的核心技术，分析航空发动机产品开发过程的集成框架、过程建模和执行服务，实现航空发动机产品开发过程集成管理。针对航空发动机产品开发过程集成管理对工作流技术提出的具体要求，本文主要完成以下研究工作：(1)基于工作流技术的航空发动机产品开发过程集成研究。研究基于工作流技术的航空发动机产品开发过程的集成框架，航空发动机产品开发过程的建模方法，以及分布式环境下航空发动机产品协同开发的执行机制。(2)工作流的柔性执行机制。针对航空发动机产品开发过程中具有大量修改和迭代设计的特点，从并行工程的思想出发，提出基于协同思想的工作流柔性执行方法。研究工作流预执行机制，提出数据元素私有空间的概念，通过数据元素私有空间进行活动中间数据的共享方法，使关联活动在执行过程中可以通过私有数据空间共享产生的中间结果，活动间能及时进行信息和数据共享和交换，实现修改和迭代设计过程中活动间的协同执行，提高工作流执行过程的柔性。(3)工作流动态更改技术。详细地研究工作流动态更改技术，以Co_flow系统为基础，定义一套工作流动态更改操作集；研究动态更改后过程模型正确性和完整性的检验方法；针对动态更改后的实例迁移策略，结合产品开发过程逻辑，提出基于语义的实例迁移规范；针对工作流实例迁移中出现的异常问题，提出了动态更改异常域的概念，并通过过程细分和更改细分的方法计算动态更改异常域，对不能正确迁移的实例，提出通过回退迁移和延缓迁移的方法进行解决，并研究了回退迁移和延缓迁移算法。(4)航空发动机产品的广义版本管理研究。根据航空发动机关键零部件开发过程中数据管理的特殊要求，提出广义版本的概念；分析广义版本的数据结构，操作和版本间的关系，建立了广义版本管理模型；从版本发展的历史角度，提出基于设计历史的广义版本管理方法，把版本对象的管理和版本历史图联系起来，以便追溯版本的发展；结合不同版本在内容知识上的区别和联系，提出基于内容知识的广义版本管理方法，把版本的内容知识和版本对象关联起来。(5)最后对论文研究的内容进行方法验证和系统实现。以航空发动机叶片的开发过程为例，验证工作流的柔性执行方法和动态更改后的实例迁移研究；介绍了航空发动机零部件广义版本管理原型系统的用户界面和主要功能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 相关研究领域
• 1.2.1 集成技术
• 1.2.2 PDM技术
• 1.2.3 工作流管理技术
• 1.3 关于本论文
• 1.3.1 本论文的应用背景
• 1.3.2 论文的研究内容和研究思路
• 1.3.3 论文的主要创新点
• 1.3.4 章节安排
• 第二章 航空发动机协同开发过程集成的体系结构
• 2.1 引言
• 2.2 基于工作流技术的产品开发过程集成框架
• 2.3 工作流建模技术研究
• 2.3.1 工作流过程元模型
• 2.3.2 工作流建模方法
• 2.3.3 工作流建模的内容和基本步骤
• 2.3.4 航空发动机产品开发过程的建模方法
• 2.4 工作流执行服务研究
• 2.4.1 工作流执行服务的过程
• 2.4.2 工作流引擎
• 2.4.3 分布式环境下工作流引擎的协调
• 2.4.4 航空发动机产品协同开发环境对工作流的分布式要求
• 2.5 工作流客户端
• 2.5.1 用户任务列表管理器
• 2.5.2 工作流应用调用
• 2.6 工作流系统的管理与监控
• 2.6.1 工作流系统的管理
• 2.6.2 工作流系统的监控
• 2.7 本章小节
• 第三章 基于协同思想的工作流柔性执行方法研究
• 3.1 引言
• 3.2 当前工作流引擎的执行机制及其不足
• 3.3 预执行机制研究
• 3.3.1 预执行的概念
• 3.3.2 预执行机制的要求
• 3.3.3 预执行方式的分类
• 3.4 活动中间数据的共享机制研究
• 3.4.1 工作流环境下活动的数据共享研究
• 3.4.2 工作流环境下协同设计活动对数据共享的要求
• 3.4.3 基于活动中间结果的数据共享机制研究
• 3.5 基于预执行机制的工作流过程建模
• 3.6 预执行机制对工作流的柔性影响
• 3.6.1 提高活动执行的并行性
• 3.6.2 实现活动之间的协同
• 3.7 预执行机制下数据的一致性要求
• 3.8 本章小节
• 第四章 工作流动态更改技术研究
• 4.1 引言
• 4.2 工作流动态更改研究
• 4.2.1 工作流动态更改的概念和基本知识
• 4.2.2 工作流动态更改操作研究
• 4.2.3 工作流动态更改的正确性和完整性验证
• 4.2.4 工作流动态更改策略
• 4.3 工作流实例迁移规范研究
• 4.3.1 实例的完全迁移规范
• 4.3.2 实例的迁移状态研究
• 4.3.3 基于过程语义的实例迁移规范
• 4.4 工作流实例的迁移过程研究
• 4.4.1 实例状态提取
• 4.4.2 迁移状态的寻找
• 4.4.3 迁移状态的正确性分析
• 4.4.4 实例迁移
• 4.5 工作流动态更改中的实例迁移异常问题研究
• 4.5.1 实例迁移异常问题
• 4.5.2 动态更改异常域
• 4.5.2.1 动态更改异常域的概念
• 4.5.2.2 计算动态更改异常域的思路
• 4.5.2.3 过程分解和更改分解的方法
• 4.5.2.4 动态更改异常域的计算
• 4.5.3 动态更改异常实例的解决方案
• 4.5.3.1 回退法
• 4.5.3.2 延缓迁移法
• 4.6 本章小结
• 第五章 面向航空发动机产品开发过程的广义版本管理研究
• 5.1 引言
• 5.2 航空发动机产品开发过程的版本管理问题
• 5.2.1 航空发动机产品开发过程对版本管理的要求
• 5.2.2 PDM系统版本管理功能的不足
• 5.3 广义版本管理
• 5.3.1 基本观念
• 5.3.2 广义版本的特点
• 5.4 广义版本管理模型
• 5.4.1 广义版本的数据模型
• 5.4.2 广义版本的操作模型
• 5.4.3 广义版本关系模型
• 5.5 基于设计过程的广义版本管理研究
• 5.5.1 设计过程
• 5.5.2 基于设计过程的广义版本管理方法
• 5.5.3 版本关系图的重构算法研究
• 5.6 基于内容知识的广义版本管理研究
• 5.6.1 版本的内容知识
• 5.6.2 版本内容知识的表现形式
• 5.6.3 基于内容知识的广义版本管理模型
• 5.6.4 内容知识的管理流程
• 5.6.5 内容知识的获取机制
• 5.7 本章总结
• 第六章 方法验证与系统实现
• 6.1 引言
• 6.2 工作流柔性执行机制的方法验证
• 6.3 工作流动态更改的方法验证
• 6.4 航空发动机零部件广义版本管理原型系统
• 6.4.1 系统结构和开发环境
• 6.4.2 系统数据的组织形式
• 6.4.3 系统的主要功能模块
• 6.4.4 基于设计历史的广义版本管理
• 6.4.5 基于内容知识的广义版本管理
• 第七章 总结与展望
• 7.1 研究工作总结
• 7.2 关于下一步研究工作的思考
• 参考文献
• 攻读博士期间发表的论文与参与的科研工作情况
• 致谢