船体生产设计过程中可执行的业务流程管理模式的实施外文翻译资料

 2022-09-09 16:17:58

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（外文翻译）

船体生产设计过程中可执行的业务流程管理模式的实施

摘要

造船业的收敛性是它在常规生产技术和规模经济成长方面的新引擎，可以为企业品牌提供新的解决方案，如三维（3D）计算机辅助设计（CAD）系统、企业资源规划系统，和产品生命周期管理系统已通过和定制船厂的验证，提高了船舶的生产率。作为造船业的融合部分，我们将业务流程管理（BPM）融入船体生产设计过程中。船体生产设计，是一个基于过程的任务，需要的大多数人在其中夜以继日的工作，其直接与船舶生产耦合；因此，在这项任务中进行改进可以促进对提高生产力的提高。首先，我们解释可执行模型的概念，这是执行一个业务流程管理系统（BPMS）的必要条件。此外，我们分析了船体的生产设计任务，并以此为基础，建立执行BPM模型。因此，我们提出了在船体生产设计过程中BPM执行预期的详尽的效果。船体生产设计过程中使用的BPM模型是使用博尼塔解决方案5.5具体实施的，一个具有代表性的开源BPM。

关键词：业务流程管理；船体生产设计；执行BPM；工作流模型；造船CAD系统

1引言

在这项研究中，我们从业务流程的角度分析了船体的生产设计过程。在我们目前的业务流程管理系统执行此过程的详细流程（BPMS）。作为课题的研究概述，简要介绍了业务流程管理（BPM）和造船工艺。

1.1造船工艺

一艘船如果被需求建造了，则该船舶的设计过程分为基本设计、详细设计和生产设计，如图1所示。在每一个设计阶段，设计变得更加复杂和具体，如果输出终端的生产设计阶段是很好的，则可用于船舶的生产。船舶的基本设计过程，其目的是完成关键计划、主要文件和建筑规范，该过程必须在船舶规范和法规的指导下完成。详细设计包括船体和舾装，即从一艘船的功能进行分类。在本文中，我们专注于船体设计。

因为船体的详细设计是根据船体结构分析的基础上，根据船体结构分析的基础上进行的每一个重要的舱室的设计，这是一个单一任务级的工作，而不是复杂工作过程。具体来说，船体详细设计是指设计使用预定义的符号和线条，建出每个舱的船体结构的二维图纸。根据船舶的类型，这些船体具有结构一致性或分隔的功能。这些船体可以是船舶配件，如机舱、主甲板、艏艉，或具有特殊功能的结构单元，如轴支架、漏斗、或大海的胸膛。船体详细设计是根据一般的施工、总布置、中船剖面等关键设计方案进行的基本设计。建设内容包括细节如规范加强筋的位置、端切方法，支架，和用于切割孔的圆盘等需要确保足够的结构强度。根据船舶的类型，有可能有20-50个建设任务，但他们没有同时发出和完成。根据船体结构设计团队的人力资源能力或保证船体结构一致性的能力，在船体结构设计的基础上，在船体结构设计的基础上完成结构的设计，只能从相应的船体结构设计和结构分析中完成。它还需要在舾装设计团队等相关人员处进行确认，经设计部经理审核，经批准的船舶设计工作才有可能进行建造。因此，设计工作取决于工作的难度和相关性。这个过程可能需要1个月到1年才能完成。船体结构是一个大型的打印图纸的形式，如A0、A1大小，并在某些情况下可能超过7米的长度。

船体设计是一个最后阶段的设计，是设计和生产之间的桥梁。船体生产设计密切相关的设施和生产一个造船过程，作为设计标准和方法的不同，从一个造船厂到另一个。因为设计标准和方法，给出了一个造船厂的工作手册的形式，和工程计算不需要的设计，船体生产已经很少被分析和学术研究。相比于基本设计和详细设计，船体的生产设计过程需要更多的工时才能完成；因此，这一环节是有望大多数企业改进和提高生产率的环节，需要从每一个业务流程进行分析。

图1

1.2业务流程管理

在工作流程作为一种方法来把握和执行，从过程的角度，介绍了BPM实现连续监测和过程改进的可行性，通过闭环的包括一个工作流完整的角色。BPM本身是一个有以下六个方面的工作：1、发现（处理过程中发现的业务流程是如何工作），2、执行（提供执行服务）3、运行（与参与者互动同时监控业务流程优化（提高），PDM）4、分析（在一个领域的专家捕捉相应的工作的过程中，一个过程模型转换成在BPMS ）5、执行BPM模型。6分配（BPM引擎分配实施流程模型的系统到最终用户，以便用户在现实的商业世界中做出回应，创建一个流程实例）。当一个参与者开始和完成一个任务时，BPM引擎实现任务自动跟踪过程。这些种类的过程实例可以存在于几个参与者中，一个参与者可以同时拥有多个进程实例。即使在一个单一的过程中，参与者可以是不同的个体。这取决于审批过程：这个过程完成时，不同的参与者确定顺序（如人员、经理助理、经理、总监）。

BPM的采用不仅可以用于过程执行—使用BPMS执行和管理，但也有其他的功能；这些包括业务活动监控（BAM）把握工作进度并在瞬间重新调度工作任务，或在运行的负载平衡—时间，时间在建立PDM的重组和优化，业务流程再造（BPR）提高业务过程本身的时间，一定时期后，可以进行日志分析。

1.3相关研究

在许多研究的基础上详细分析的造船设计过程。布龙萨特等人开发的船舶设计过程创建“无缝的山坳”环境所需的通信模型。基姆等分析了造船过程从设计到生产，实现了一种基于仿真的设计仿真模型（SBD）和数字化制造。吴和肖分析了船舶基本设计过程从流程的角度，运用建立基于知识工程（KBE）系统。Hiekata等人提出了基于三Bon M3使用ShareFast船舶基本设计过程的教育框架，这是一个基于语义Web的网络学习系统。Hiekata等人还分析和探讨了船舶设计的基本流程在工作流方面使用。ShareFast实施一个可执行的工作流模型。坦恩和肖分析了船舶结构设计过程，提出基于知识的设计支持系统作为协作建模框架。

除了这些学术的方法，有采用工作流系统或流程的设计过程在船厂的一些尝试，但都被应用于船舶初步设计阶段等基本设计和船体结构设计。据我们所知，还没有研究分析并给出了船体生产设计过程从工作流的角度，因此，这是一个原创性的研究贡献。

BPMS必须扩展PDM是因为BPMS适当且实现这个模型是通过BPMS执行。在本文中，我们实现了可执行模型使用博尼塔打开解决方案（BOS），这是使用和更新最经常打开的解决方案中作为企业计算机安全系统最好的开源BPMSs专家之一。以前的工作处理与利用BOS解决一个案件，代表了一个协作环境的动态工作流系统实现的可执行模型，但在具体执行使用模型的水平详细的结果没有出现。最近，该方法使用业务流程建模符号（BPMN）可执行模型，BPM建模的国际标准公布，这也解释了BOS 。然而，它不包括分析或应用涉及实际业务的工作水平，本文提出了类似的过程。因此，详细的实现方法采用BOS可执行模型的演示是本研究的另一个贡献。

1.4概述

在本文中，我们解释了船舶的船体生产设计过程中使用的三维计算机辅助设计系统的专业经验的基础上，在船体生产设计的领域专家。此外，我们设计的船体生产设计过程中使用PDM的过程建模和现在可以在BPMS使用BOS执行可执行BPM模型的实现结果。

第2节，我们解释执行BPM模型以及BPMSs如何工作。第3节，我们从一个经理和设计工程师的角度来描述三维计算机辅助设计系统的设计过程。第4节，我们目前对船体生产设计过程中使用的可执行BPM模型的实现结果。最后，第5节，我们提出的结论和计划未来的研究。

2执行BPM模型

一个工作过程并不是一个全新的概念出现在工作流和BPM中；它总是存在于组织工作。为了提高工作效率，有效地管理工作的进步，这是一个必要的但却看不见的过程，或类似的东西。图2代表的概念便是一个看不见的过程和改善工作使用BPM后变得可视化。

具体地说，在过去，每一个工人的技能是不可见的。因此，当一个工人辞职或缺席，工作真空时，因为它是很难把握的工作，所以如果出现这种情况，难以确定如何着手做什么。此外，培训一个新员工需要很多人的时间，并且很难确定工作流程是否被移交，因为这个过程是不共享的，如果同样的工作分为专家和非专家人员之间，工作效率和质量的结果的差异可能是唯一显着的差异。

从业务的角度来看，当专家的诀窍是与工人共享相同的任务，生产力可以提高。因此，在组织严密的公司或部门，这个过程是写在工作手册上的。过程存在一个文件的形式里，每个人负责的任务可以找工作做。然而，从管理者的角度看，目前还很难把握当前的状态进行人力资源和材料的分配，并确定项目的工作进展程度。。

BPMS显示过程作为一个可见的图，并供相应的任务负责人员。因此，在采用了BPMS执行任务分配的公司或部门的工作人员，参与业务流程，也很容易看到在这阶段的工作落在全过程。同样的原因，经理也检查和监视工作进展，以及人力资源和材料在项目中的实时状态。以经营管理、业务流程应在计算机适用的形式表达和程序应用。这是表达业务流程的各种方法：BPMN，可扩展标记语言（XML）的过程定义语言（XPDL）；Petri网，统一建模语言（UML）活动图；集成过程描述获取方法定义（IDEF3）、流程图、等。然而，业务过程的基本表达的都是相似的，包括过程的开始和结束，任务和转换，分裂和加入任务。在本文中，我们解释了BPMN 的过程，这是建立国际标准符号的BPM建模

业务流程管理的倡议（BPMI）。在工作过程中被捕获，捕获的图形表达如图使用BPMN是一种PDM。为了使这种PDM与BPMS和操作根据开发商的内涵，

专用的属性和条件必须详细编程。通过这个额外的开发流程、模型部署在BPMS将提供给最终用户是指执行BPM BPM模型。在语言的术语来定义这个文件的BPM模型，有Web服务的业务流程执行语言（BPEL），但它的结构是基于XML的，所以没有连续性方面的知名度与PDM系统的集成使用BPMN定义。因此，许多商业BPMSs和开放式解决方案BPMSs提供允许开发人员创建数据定义详细的属性取值与一个直观的、可执行的模型的功能。对PDM的点击，然后部署过程和单波窃听所有在一个图形用户界面（GUI）的单室基础开发环境。

BOS是博尼tasoft开发BPM打开解决方案。利用BOS，开发者可以直接使用BPMN图或可以简单的负荷和标准形式使用外部的PDMS（BPMN，XPDL）中定义的其他流程建模软件如MS Visio或UML。BOS提供了一个可执行的模型编程环境使用GUI来定义数据和函数，用户数据库的连接，并为BPM的提供选择执行服务。此外，BOS提供了一个Web服务，完成可执行模型的Web服务器，提供一个用户可以使用BPMS在网页环境下，和一个管理员可以进行日志记录、授权和流程管理。

各种附加的配置是PDM纳入执行BPM模型要求，包括每一过程的开始和结束条件的配置，对过程的选择配置或选出谁负责每一项任务，每个任务可以由用户进行GUI设计，GUI与PDM之间的数据映射、数据的计算过程或用户友好的编程接口，与外部的函数或程序执行模型。

为了贯彻执行BPM模型和提高最终用户是BPM管理参与者的用户友好性，自动任务处理的系统可以被添加到PDM。因此，我们必须区分执行BPM模型与BPMN PDM。此外，可执行模型依赖BPM引擎。这意味着，如果我们实现相同的业务流程中使用不同的BPMSs，每个可执行BPM模型实施的结果会不一样。

3船体生产设计过程分析

3.1三维计算机辅助设计处理船体的设计系统

船体生产设计过程开始于对船体详细设计输出的施工。产品设计以使工作便于船厂施工。生产设计图纸完成的的船体生产设计包括施工图、下料图、材料的制造清单和生产工程图。生产设计图纸必须是三维几何且包含所有舱壁及船体零件工作图，有的可以超过40 A3大的纸张。这些类型的图纸需要的时间和嵌套是不容易的，需要设计工程师起草。为了解决这个问题，大型船厂包括中小型船厂造船均面向三维CAD系统。如TRIBON、海洋平台、智能3D海洋等，不同于一般的三维CAD系统，仅含有代表特征和几何，这些系统有一个额外的数据库连接泰宁的关键信息，为船舶设计和生产提供诸如材料性能和厚度的模具，接缝线、槽，贯穿于加强筋，对舾装管道和电缆孔的标准支架和环板等信息，在数据库中为设计工程师提供更方便易用的模板。

船体的生产设计是在分析各种符号和特点后，开始的三维计算机辅助设计模型的生成。模型生成、船体部分标记的分类在以后的生产阶段，如切割和装配等，这些标签导致三维模型是由块进行嵌套的，因为实际钢板是按排样的，三维模型应细致、准确。因此，要建设的结构特点是修改尺寸，考虑生产的影响，如焊接变形，变形块过渡以及空间的安装等。额外的建模是在施工的基础上进行，省略的部分，需要根据建筑规范和标准的部分功能的加强筋端切信息。

当3D建模完成后，所有的舱壁，关键帧的特征和信息的生产、装配、船体部分写入工作图。施工图不起草，而是通过额外的修饰、注释与三维模型创建二维平面视图尺寸标注创建。在这一点上，三维计算机辅助系统自动将三维特征转换为预先定义的符号。

另一方面，一个船体块的生产的第一阶段是切割过程。切割的目的，从原钢板变为需求形状的钢束。这个过程需要的几何特征信息，M-BOM信息，每个生产阶段提供的信息和标记信息，将附在板筋上。从三维计算机辅助设计系统的建模结果，可以得到所有这些信息。三维块体模型包括板形加强筋、扁条、等，包括信息生产如上所述。这部分存储在数据库和剖面数据库，分别被转换为嵌套程序定制的计算机数值控制（CNC）船厂切割机。

嵌套是一个任务，分配建模板的特点在于原矩形钢板的材料性能和厚度。这项任务的目的是缓解切割工作，提高分配产量。在这一点上，在这个过程中，支架和其他形加强筋，包括在嵌套列表。这些嵌套结果传送到数控机床产生A3大小的削减计划。

在形状配置文件的操作下，嵌套程序使得最优分配，以最大限度地提高产量。由于最终的轮廓形状不同，从一个到另一个，是复杂的，如果最终削减信息没有自动生成，设计工程师将必须通过起草来制定剖面图。弯曲板和型材还需要弯曲信息。当所有的切割计划完成后，所需的材料清单

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