基于敏捷供應(yīng)鏈的協(xié)同商務(wù)過程管理與控制系統(tǒng)

（1.紹興文理學院， 浙江 紹興 312000； 2.杭州師范學院， 浙江 杭州 310036；3.同濟大學 計算機系， 上海 200092）

摘 要：協(xié)同商務(wù)過程管理與控制系統(tǒng)是基于工作流思想和技術(shù)的一種新的應(yīng)用模式。介紹了工作流技術(shù)；分析敏捷供應(yīng)鏈中協(xié)同商務(wù)過程的特征，并建立了其模型；討論商務(wù)過程的管理與控制模式，構(gòu)建了基于敏捷供應(yīng)鏈的協(xié)同商務(wù)過程管理與控制系統(tǒng)模型，并分析了其實現(xiàn)技術(shù)。

關(guān)鍵詞：敏捷供應(yīng)鏈； 協(xié)同商務(wù)過程； 工作流

中圖法分類號：TP391文獻標識碼：A

文章編號：1001 3695(2006)08 0052 03

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Management and Control System of Collaborative Business Process Based on Agile Supply Chain

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YU Ding guo1， CHEN Nan2， WANG Hai hang3

(1.Shaoxing University， Shaoxing Zhejiang 312000， China; 2.Hangzhou Teachers College， Hangzhou Zhejiang 310036， China; 3.Dept. of Computer， Tongji University， Shanghai 200092， China）

Abstract:This management control system of collaborative business process is a new applied mode of workflow technology. This paper introduces workflow technology， and analyses characteristics of collaborative business process based on agile supply chain， and builds its model. After discussing modes of management control of business process， this paper builds a model of management control system of collaborative business process based on agile supply chain， and analyses its development and implement technology.

Key words:Agile Supply Chain(ASC); Collaborative Business Process; Workflow

敏捷供應(yīng)鏈[1]（Agile Supply Chain，ASC）是指在競爭、合作、動態(tài)的市場環(huán)境中由供應(yīng)商、制造商、銷售商和用戶等各（自主）實體構(gòu)成的快速響應(yīng)市場變化的動態(tài)供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)。敏捷供應(yīng)鏈管理的根本目標在于通過對供應(yīng)鏈中的物流、信息流、資金流進行有效地計劃、協(xié)調(diào)和控制，促進供應(yīng)鏈中各實體間，及實體內(nèi)部各部門間商務(wù)過程的協(xié)同運作。敏捷供應(yīng)鏈中的商務(wù)過程一般需要跨越分布于各地的多個環(huán)節(jié)，且生命周期不同、變化性大，管理和控制的難度很大。因此需要引入網(wǎng)絡(luò)協(xié)同商務(wù)過程管理與控制思想，并在計算機系統(tǒng)的支持下對整個商務(wù)過程進行監(jiān)督、控制、跟蹤與考核，加強過程中各環(huán)節(jié)之間的協(xié)同管理，保證按時、按量地完成任務(wù)。當前，主要采用工作流管理系統(tǒng)進行商務(wù)過程管理與控制。標準的商用工作流管理系統(tǒng)，往往需要事先對商務(wù)過程進行規(guī)范的流程定義，而實際的商務(wù)過程具有高度的動態(tài)可變性和非確定性，這些動態(tài)特征和非確定流程往往是經(jīng)營者刻意追求的。所以直接應(yīng)用商用工作流管理系統(tǒng)進行敏捷供應(yīng)鏈的商務(wù)過程管理與控制，缺乏一定的靈活性和動態(tài)適應(yīng)能力。文章根據(jù)工作流思想和技術(shù)，討論了網(wǎng)絡(luò)協(xié)同商務(wù)過程管理與控制的一種新的應(yīng)用模式，并結(jié)合AirTAC供應(yīng)鏈系統(tǒng)建設(shè)，進行了原型開發(fā)。

1工作流技術(shù)

工作流技術(shù)是近幾年在計算機應(yīng)用領(lǐng)域中迅速發(fā)展的一項新技術(shù)。工作流管理聯(lián)盟（Workflow Management Coalition，WfMC）對工作流（Workflow， Wf）定義為[4]：整個或部分業(yè)務(wù)流程在計算機支持下的全自動或半自動化。工作流管理系統(tǒng)（Workflow Management System，WfMS）則是定義、創(chuàng)建、執(zhí)行工作流的支持系統(tǒng)。工作流管理聯(lián)盟定義的工作流參考模型如圖1所示。

2敏捷供應(yīng)鏈的協(xié)同商務(wù)過程分析與建模

2．1協(xié)同商務(wù)過程及其特征

敏捷供應(yīng)鏈中，有大量的訂單，如客戶訂單、采購訂單、制造訂單、運輸訂單等。對于各種形式的訂單，主導企業(yè)首先要根據(jù)供應(yīng)鏈中的有限資源，制定可行的執(zhí)行計劃，然后執(zhí)行各種訂單，最終實現(xiàn)客戶的需求。所以，各種訂單的執(zhí)行過程實際上就是供應(yīng)鏈中各實體間，及實體內(nèi)部各部門間商務(wù)過程的協(xié)同運作。基于過程管理思想，可以通俗地稱敏捷供應(yīng)鏈中各種形式的訂單的執(zhí)行過程為敏捷供應(yīng)鏈的協(xié)同商務(wù)過程。基于敏捷供應(yīng)鏈的協(xié)同商務(wù)過程具有以下特征[3，5]：

(1)嵌套性。由于市場需求的不確定性及用戶需求的個性化，大多數(shù)企業(yè)采用面向訂單的生產(chǎn)經(jīng)營方式，而訂單的執(zhí)行過程不僅僅涉及物料的出/入庫活動，還可能涉及到設(shè)計、制造、采購、運輸?shù)然顒樱@些相關(guān)的活動可能跨越多個供應(yīng)商、運輸商等實體，需要多實體間多個環(huán)節(jié)的協(xié)作才能完成，表現(xiàn)為訂單執(zhí)行過程中的多個子過程形成了過程的嵌套；

(2)分布性。由于構(gòu)成供應(yīng)鏈的供應(yīng)商、制造商、分銷商等實體具有地理上的分散性，使得跨越多實體的商務(wù)過程具有明顯的分布性特征；

(3)動態(tài)性。由于市場的不確定性，構(gòu)成供應(yīng)鏈的供應(yīng)商、制造商、分銷商等實體具有職權(quán)的自主性和充分的自治性，合作與競爭、自主與聯(lián)合并存，使得過程在執(zhí)行當中，對某些活動、實體及其相互關(guān)系等進行適當?shù)恼{(diào)整是不可避免的；

(4)并行性。系統(tǒng)中可能同時存在多個過程，而在每個過程中又可能存在多個并行的環(huán)節(jié)或活動，因此需要進行適當?shù)墓芾砼c控制才能達到最佳的效果。

2．2協(xié)同商務(wù)過程建模

協(xié)同商務(wù)過程定義的形式化模型常用有向圖、PetriNet、對象模型和帶約束條件的文法表示等。這些模型在描述能力、使用的方便性以及易修改性等方面各不相同。但一個好的模型既應(yīng)能夠描述結(jié)構(gòu)化的過程，也應(yīng)能夠描述非結(jié)構(gòu)化的過程，同時還應(yīng)提供足夠的靈活性以便處理可能發(fā)生的變化及例外情況。敏捷供應(yīng)鏈中的協(xié)同商務(wù)過程是一個很大的活動過程，往往可以分解成多個活動，并運行在不同企業(yè)或企業(yè)的不同部門。建模時必須對工作過程按一定粒度進行分割，并將活動與具體執(zhí)行者相分離。綜合上述情況，文章建立了基于過程分解和按崗位動態(tài)分配活動思想的協(xié)同商務(wù)過程模型，下面給出此模型的形式化描述。

定義1商務(wù)過程可以表示為一個三元組：P=(E，S，F(xiàn)SM)。其中P表示商務(wù)過程；E表示過程的屬性集合，如編號、名稱等；S表示過程的狀態(tài)集合，如執(zhí)行、掛起、完成等；FSM是一個有限狀態(tài)機，F(xiàn)SM=（A，R，f，A₀，F(xiàn)）：

（1）有限狀態(tài)集A為商務(wù)過程各環(huán)節(jié)中活動（Activity）的集合；

（2）有限輸入集合R為商務(wù)過程的規(guī)則（Rule）集合；

（3）f為過程變遷函數(shù)，f∶A×R→A，或表示為f(a_i，r_j)=a_k(a_i，a_k∈A;r_j∈R)，變遷函數(shù)f表示商務(wù)過程活動a_i在規(guī)則r_j作用下轉(zhuǎn)到活動a_k，即a_k為a_i的后繼活動；

（4）A₀是商務(wù)過程的起始活動集合；

（5）F是商務(wù)過程的終止活動集合。

定義2商務(wù)過程中活動集合A中的每一活動可以表示為一個四元組：a=（e，s，p，o）。其中，a表示活動；e表示活動的屬性集合，如編號、名稱等；s表示活動的狀態(tài)集合，如未執(zhí)行、正常執(zhí)行、掛起、完成等；p表示執(zhí)行該活動的崗位；o表示該活動的操作對象，如未審核的客戶訂單。

定義3崗位（Post）是指管理過程中執(zhí)行具體活動的職能環(huán)節(jié)，如審核客戶訂單這個環(huán)節(jié)便可定義為一個崗位。角色（Role）是指具有特定操作權(quán)限的操作員集合。角色是在崗位上對活動進行處理以實現(xiàn)該崗位職能，角色與崗位之間賦予了一種操作執(zhí)行權(quán)限的關(guān)系。

從上述定義可知，一個商務(wù)過程對應(yīng)一個有條件的有向圖。圖中節(jié)點表示商務(wù)過程中的活動步驟，有向邊表示活動之間的控制關(guān)系和數(shù)據(jù)流動關(guān)系。此種模型的最大特點在于，它是以數(shù)據(jù)為中心的，即在各活動之間傳遞的是數(shù)據(jù)對象集。

3基于敏捷供應(yīng)鏈的協(xié)同商務(wù)過程管理與控制系統(tǒng)

文章所討論的協(xié)同商務(wù)過程管理與控制系統(tǒng)是基于工作流思想和技術(shù)的一種新的應(yīng)用模式，是以獨立的管理支撐系統(tǒng)的形式，支持供應(yīng)鏈系統(tǒng)按過程管理思想進行協(xié)同工作，對商務(wù)過程實現(xiàn)自動化的監(jiān)督、控制和管理。在給出系統(tǒng)模型之前，先討論過程管理模式和系統(tǒng)工作流程。

3．1過程管理與控制模式

商務(wù)過程的管理與控制模式是影響系統(tǒng)運作效率的主要因素之一。目前常見的應(yīng)用模式主要有兩種[3]，即集中式和分布式，如圖2所示。集中式在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中應(yīng)用比較多，分布式在工作流系統(tǒng)中應(yīng)用比較廣。對于敏捷供應(yīng)鏈系統(tǒng)而言，考慮其商務(wù)過程的嵌套性、并行性等特征，基于過程管理的思想，一般采用分布式的管理與控制模式。

3．2信息架及相關(guān)概念定義

定義4信息架是指商務(wù)過程中業(yè)務(wù)信息的載體，通俗地講就是各種業(yè)務(wù)訂單的模板。信息架可用一個三元組表示：InfoFrame=（ID，Name，InfoFields），其中ID表示信息架編號；Name表示信息架名稱；InfoFields表示信息域元素集合。信息域元素可用一個四元組表示：InfoField=（ID，Name，Type，Length），其中ID表示信息域編號；Name表示信息域名稱；Type表示信息域數(shù)據(jù)類型；Length表示信息域長度。信息域元素可以為單一元素，也可以為一集合，如銷售訂單信息架，它包含客戶編號、客戶名稱等簡單類型信息域，還包括產(chǎn)品清單（產(chǎn)品名稱、數(shù)量、單價等）復雜類型信息域。

信息架實例化是指在信息架的各信息域填寫實際業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，形成一張完整的業(yè)務(wù)訂單。信息架實例除了包含信息域數(shù)據(jù)外，還包括實例編號、創(chuàng)建者、創(chuàng)建時間和實例狀態(tài)等信息。

定義5信息架實例流轉(zhuǎn)是指一個信息架實例在不同崗位間的傳遞，實例的狀態(tài)隨著崗位的變化而發(fā)生變遷。如當接單員新建銷售訂單且銷售主管審核后，訂單狀態(tài)發(fā)生了變化。

定義6信息架實例接續(xù)是指不同信息架之間的信息銜接。信息架實例中的信息在某個崗位上接受處理時實例化另一信息架，其所帶的信息（或部分）得以延續(xù)。如安排銷售出貨，內(nèi)勤根據(jù)銷售訂單制定銷售出貨單。

根據(jù)前面對商務(wù)過程的描述和上述信息架及相關(guān)概念的定義，敏捷供應(yīng)鏈的協(xié)同商務(wù)過程的管理和控制過程可以表示為一個有條件的有向圖。圖3中節(jié)點表示商務(wù)過程中的活動步驟，活動的操作對象為信息架實例；連接活動發(fā)生順序的有向弧表示信息架實例流轉(zhuǎn)或信息架實例接續(xù)過程。若相鄰兩活動的操作對象為不同狀態(tài)的同一信息架實例，則表示信息架實例流轉(zhuǎn)過程；若相鄰兩活動的操作對象為不同信息架實例，則表示信息架實例接續(xù)過程。產(chǎn)品銷售的商務(wù)過程可以表示為如圖3所示的有條件的有向圖。

3．3協(xié)同商務(wù)過程管理與控制系統(tǒng)的框架模型

基于敏捷供應(yīng)鏈的協(xié)同商務(wù)過程管理與控制系統(tǒng)的框架模型[6]如圖4所示，其主要由商務(wù)過程模型定義、商務(wù)過程運行服務(wù)器和過程管理與監(jiān)控工具三大模塊組成。

商務(wù)過程定義工具實現(xiàn)過程定義（包括約束條件），建立商務(wù)過程模型庫，它是系統(tǒng)運行的基礎(chǔ)。其主要功能包括活動定義（包括操作崗位、權(quán)限、處理時限等信息）、信息架定義和流程定義（確定活動間的順序關(guān)系以及連接相鄰活動的信息架流轉(zhuǎn)或接續(xù)關(guān)系）。

商務(wù)過程運行服務(wù)器由多個工作流引擎組成，它負責創(chuàng)建、管理和執(zhí)行商務(wù)過程實例，是整個系統(tǒng)的核心。它與傳統(tǒng)工作流系統(tǒng)中的工作流運行服務(wù)器相似，但又有較大區(qū)別。它主要管理過程實例中活動的執(zhí)行，通過活動的執(zhí)行來改變操作對象（信息架實例）的狀態(tài)，通過信息架實例流轉(zhuǎn)或信息架實例接續(xù)在各活動間傳遞應(yīng)用數(shù)據(jù)和信息。當啟動新的商務(wù)過程時，先由商務(wù)過程實例化模塊初始化過程實例，調(diào)用信息架實例化模塊建立第一個信息架實例，商務(wù)過程實例數(shù)據(jù)寫入任務(wù)隊列，并提交工作流引擎。在過程執(zhí)行過程中如出現(xiàn)信息架實例接續(xù)，再由信息架實例化模塊初始化接續(xù)信息的信息架實例。

過程管理與監(jiān)控工具用于實時監(jiān)控和管理商務(wù)過程實例，包括流程預(yù)警和異常處理等。

數(shù)據(jù)適配器模塊是信息架實例與應(yīng)用數(shù)據(jù)庫的連接器，用以消除數(shù)據(jù)間的差異性，確保數(shù)據(jù)的完整性和一致性。智能代理接口模塊用于與其他工作流系統(tǒng)間的連接，通過代理模塊，配置運行條件、轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)格式，以實現(xiàn)與其他工作流系統(tǒng)間的無縫連接。

3．4原型系統(tǒng)開發(fā)

結(jié)合AirTAC供應(yīng)鏈系統(tǒng)建設(shè)，我們在VS.NET 2003平臺上開發(fā)了商務(wù)過程管理與控制系統(tǒng)原型，B/S結(jié)構(gòu)，基本實現(xiàn)了框架模型的功能，并在實際使用過程中取得了較好的效益，重要的是通過對過程的監(jiān)督和控制，容易發(fā)現(xiàn)供應(yīng)鏈中效率的瓶頸點。

商務(wù)過程管理與控制系統(tǒng)實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)主要有兩方面：商務(wù)過程建模和系統(tǒng)軟件開發(fā)。商務(wù)過程的建模采用常規(guī)的面向?qū)ο蠓治龇椒ǎ贸鰧ο竽Ｐ图捌鋵傩浴⒎椒ê褪录恼f明，并以這些模型為基礎(chǔ)，抽取控制流，按業(yè)務(wù)管理標準，定義崗位、活動及活動處理的類型、權(quán)限、優(yōu)先級和時限等參數(shù)，構(gòu)成一個完整的活動描述，再確定其前驅(qū)和后繼活動，構(gòu)成一個流程；信息架的定義可直接取自活動操作的對象，即相關(guān)的數(shù)據(jù)存儲；角色定義則依賴于系統(tǒng)的安全機制，將操作員的性質(zhì)或級別抽取出來便可成為角色的定義。軟件實現(xiàn)時，一個活動對應(yīng)一個或多個操作界面，每個操作界面對應(yīng)一個或多個信息架實例，用DataSet定義信息架。

4結(jié)束語

協(xié)同商務(wù)過程管理與控制系統(tǒng)是基于工作流思想和技術(shù)的一種新的應(yīng)用模式，其采用面向信息架的活動定義方法，將商務(wù)過程中的信息與其載體相分離，降低了工作流管理模型中活動的定義層次，實現(xiàn)了過程管理與控制系統(tǒng)和供應(yīng)鏈系統(tǒng)及其數(shù)據(jù)的分離。使其能獨立地成為一個單獨的管理支撐系統(tǒng)，從而開放應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)和運行平臺。

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作者簡介：俞定國(1976-)，男，講師，碩士，主要從事信息系統(tǒng)與信息安全研究；陳楠(1976-)，女，助教，碩士，主要從事信息處理與信息系統(tǒng)研究；汪海航(1965-)，男，教授，博導，主要從事計算機網(wǎng)絡(luò)與電子商務(wù)研究。

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請以PDF格式閱讀原文。