基于流程驱动的航空制造业信息化建设方法研究

弘娅晖，杨雅棋

（1.中国商用飞机有限责任公司 数据管理中心，上海 200126；2.上海飞机制造有限公司 信息技术部，上海 201324）

0 引言

作为国家工业制造的核心产业，航空制造业是较早提出企业信息化的领域之一。由于企业信息化过程中存在着实施难度大、流程链路长、投入高、风险高、流程周期长、跨部门协同量大等特点，航空制造企业在管理信息化方面始终没有取得突破进展[1]。一个重要的因素在于企业内部信息化长期处于离散的独立推进过程，一个业务流程分布在多个信息系统中，系统之间相互隔离不打通，没有形成统一、完整的业务流程闭环[2]。针对这种情况，当前常用的解决方法为人为介入或者系统间接口调用。

然而在业务执行过程中发现，以人为介入的方式弥补信息系统对接的缺失，会带来人力资源的消耗和信息失真的问题。信息经过多层的收集、整理、汇总和传递，每一级都可能对信息进行加工，信息越到末端失真可能性越大；通过接口调用进行信息系统打通的方式会随着系统数量的增长，要维护的接口越来越多，大大地增加了系统升级和变更的成本，拖慢了信息化建设的步伐。

针对以上现状，本文提出了一种基于流程驱动的航空制造业信息化建设方法，通过流程整合相关业务，避免信息系统间相互接口调用，形成有效的业务处理机制。同时以流程为驱动，改变人为介入的业务推动模式，通过在系统中建立业务流程，使处理过程自动根据流程节点执行，直至流程结束[3]。

1 流程驱动业务设计思路

基于流程驱动业务设计思路是将一个业务过程进行流程化划分，首先是将一个完整的业务处理过程切分成一个个按一定规则编排的业务子过程。每个子过程完成一块独立的功能，业务在实际执行过程中根据业务规则判断执行某个具体分支，当流程从起点开始根据业务规则逐个运行完链路上的节点到达结束节点时，则一个业务执行完成。中途每执行一个节点，代表执行一项业务过程。图1为具体的一个业务流程执行示例。

图1 业务流程示例

1.1 流程模型设计

对于一个流程化的业务，我们将整个业务按以下三层结构进行梳理和拆分（图2）：

图2 流程模型图

（1）流程

由不同的业务节点按照一定的业务规则串联而成，描述了一个完整业务从开始到结束的全生命周期，其中包括了该业务所包含的全部业务分支和异常情况，必须包含一个唯一的流程入口，但是可以有多个出口。

（2）节点

一个节点是一个独立的功能模块，这里所谓的独立可以理解为该模块与当前业务没有强耦合，可以作为一个单元完整的移植到其他的流程中。一个节点代表一个完整的子业务过程，这个子业务过程范围可大可小，根据业务系统自己设定，一个节点可以包含一个或多个业务动作，这些业务动作可以按照当前子业务过程以适当的顺序执行。

（3）动作

一个动作是业务流程中的最小单位，不可拆分，在流程驱动的业务系统中是一个 SPI（Service Provider Interface）服务。平台方提供 SPI 接口的定义，业务接入方提供 SPI 服务的具体实现，流程引擎会根据当前流程模板的定义中所注册的服务，查找到具体的服务实现并执行。

本文所述流程引擎执行的粒度是SPI接口服务维度，并不是外部应用维度，即一个现有信息系统中可以封装出多个SPI服务实现，并且把这个实现分别编排到不同的业务节点中。这种设计最大程度上将系统服务模块化同时兼容了历史现状。

1.2 流程系统架构设计

基于流程驱动的业务系统按照组成部分可以分为一下几个模块（图3）：

图3 流程驱动业务系统架构图

（1）模板管理模块

主要提供业务流程创建和维护的功能，业务编制人员可以使用这个模块的功能将实际业务梳理成一张满足标准的流程图，并保存到系统中。本模块使用BPMN作为业务流程模板的描述语言，保证流程模板跨平台和可移植性。

（2）流程引擎模块

是流程驱动系统的核心模块，提供执行BPMN流程描述语言的执行器和解释器，该引擎可以按照BPMN描述语言所描述流程节点之间的流转规则，逐一执行流程中配置的各个节点，从而完成一整串业务过程。本模块选择ACTIVI开源流程组件作为业务流程的驱动引擎，并在此基础上针对SPI接口规范进行二次开发。

（3）流程管控模块

主要用于监控业务系统的执行过程，相对于传统信息系统的执行过程不可见，基于流程驱动的业务系统可以通过这个模块清晰的监控业务推进过程中的每一个环节，包括当前所在的流程位置、已处理节点轨迹以及当前业务流程的数据等。当前流程运行时实例使用MYSQL作为存储中间件，同时流程上下文使用Key-Value形式进行存储和管理。

（4）数据管理模块

在流程驱动业务过程中会产生大量数据，包括业务数据和流程运行时数据。通过对业务数据和流程运行时数据的分析和可视化展示，让使用者和管理者对整个业务实现从微观到宏观的全面认识。

2 系统实现

本文以民机生产执行系统建设为例，基于上述流程驱动业务设计方法，在充分梳理当前民机研制过程中的相关业务现状后，采用J2EE和B/S服务架构进行了系统实现，如图4所示。从系统管理人员编制相关业务流程配置文件开始，业务流程在整个执行过程中，实现了从业务起点到终点的线上化执行，数据在系统之间自动推送和流转。通过数据看板，可以查看到历史和当前执行过程中的业务流程详细执行过程。由于整个业务流程过程是通过BPMN流程语言编制而成，流程中每个节点是与具体业务无关的独立功能模块，从而可以快速新增或删除，这些特性较好的支持了业务的快速迭代和更新。

图4 业务架构图

3 结束语

本文针对当前航空制造业信息化过程中存在的一系列数据和系统隔离的问题，提出了一种基于流程驱动的信息化建设方法，并且应用于民机生产执行系统的开发过程中，实现从业务起点到终点的全流程闭环处理。在减少人力资源投入的同时，保证了数据的真实性和完整性，模块化的设计更好的支持了业务的快速迭代和更新，提升了企业管理效率。