核電企業(yè)信息系統(tǒng)組織模型及形式化描述

袁 鋒，宋亞峰,2，李旭東

（1.核工業(yè)計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究所，北京 100048；2.中國(guó)科學(xué)院研究生院，北京 100049）

組織機(jī)構(gòu)是各機(jī)構(gòu)和公司的基礎(chǔ)架構(gòu)以及正常運(yùn)轉(zhuǎn)的重要基礎(chǔ)，它是為了優(yōu)化管理和生產(chǎn)而建立的企業(yè)人員的集合，這個(gè)集合具有一定的內(nèi)部層次和隸屬結(jié)構(gòu)，具有一定的職能和責(zé)任，并需要在指定時(shí)間內(nèi)完成指定任務(wù)。每一個(gè)組織有一個(gè)最高管理決策者，組織成員具有一定的職責(zé)、權(quán)利和技能，成員之間根據(jù)組織結(jié)構(gòu)闡述一定的權(quán)利和義務(wù)關(guān)系[1]。

組織機(jī)構(gòu)是企業(yè)進(jìn)行事務(wù)處理和實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)功能的基礎(chǔ)，任何信息系統(tǒng)都是建立在相應(yīng)的組織模型基礎(chǔ)上的，在信息系統(tǒng)建設(shè)過(guò)程中，組織機(jī)構(gòu)建模是重要的基礎(chǔ)性工作之一。科學(xué)合理的組織機(jī)構(gòu)是NEIS具有魯棒性和可擴(kuò)充性的前提，也是核電異構(gòu)信息系統(tǒng)有機(jī)集成的基礎(chǔ)。核電企業(yè)因其特殊性，除了具有普通企業(yè)的屬性外又有其特殊屬性，因此有必要將核電組織機(jī)構(gòu)從現(xiàn)實(shí)世界中抽象出來(lái)，并用一種形式化方法對(duì)其進(jìn)行描述，形成核電企業(yè)信息系統(tǒng)組織模型。

1 研究現(xiàn)狀

組織模型是重要的基礎(chǔ)模型，同時(shí)也是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)之一。Michael分析了組織元素和業(yè)務(wù)流程間的關(guān)系，提出了面向工作流程的組織元模型，該模型表達(dá)了組織單元、組織職位、資源、角色、能力等概念，將組織單元分解為臨時(shí)組織單元和永久組織單元[2]；Nasser等人長(zhǎng)期進(jìn)行組織模型的研究，針對(duì)動(dòng)態(tài)的開(kāi)發(fā)環(huán)境，建立了虛擬組織模型（Virtual Organization,VO），并在此基礎(chǔ)上又建立了基于訪問(wèn)控制的組織模型[3-5]；文獻(xiàn)[6]用角色把工作流模型和組織模型聯(lián)系在一起，以適應(yīng)動(dòng)態(tài)變化；WMP Van Der Aalst提出了面向業(yè)務(wù)流程的基本組織元模型和擴(kuò)展到團(tuán)隊(duì)的組織元模型[7]。Aalst還突出了靜態(tài)組織模型，主要包括3個(gè)元素：集合或部門(mén)、資源、資源類(lèi)型。但是以上組織模型僅僅描述了一般企業(yè)內(nèi)部的相關(guān)元素，不能表達(dá)NEIS組織模型實(shí)際應(yīng)用中的內(nèi)涵，描述能力不足，且沒(méi)有進(jìn)行形式化描述。

2 模型定義

在企業(yè)信息系統(tǒng)中，組織機(jī)構(gòu)模型是定義信息系統(tǒng)參與者組織形式的模型，揭示了企業(yè)人員管理層次，反映了企業(yè)中任何工作、決策、責(zé)權(quán)之間的關(guān)系，組織模型是企業(yè)中信息決策、任務(wù)執(zhí)行和監(jiān)督等重要活動(dòng)的載體，其目的為了使信息系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)人員和企業(yè)管理者對(duì)企業(yè)組織有一個(gè)整體認(rèn)識(shí)，有助于對(duì)企業(yè)進(jìn)行整體分析，為信息系統(tǒng)建模專(zhuān)家和業(yè)務(wù)領(lǐng)域?qū)＜姨峁┝艘粋€(gè)共享平臺(tái)，提供對(duì)企業(yè)組織機(jī)構(gòu)理解的交流手段，加強(qiáng)進(jìn)一步理解。

核電企業(yè)因其特殊性有著與一般企業(yè)不盡相同的組織模型，核電組織模型主要用本體圖（Ontology Chart）進(jìn)行表示，其作用就是為組織模型提供一個(gè)統(tǒng)一語(yǔ)義的框架，圖1給出了核電組織機(jī)構(gòu)本體的概念化模型。

圖1中矩形方塊表示實(shí)體，連線表示實(shí)體間相互關(guān)系，從圖中可以看出核電組織模型中存在4種基本關(guān)系，包括是一種關(guān)系Kind of，組成關(guān)系Part of，實(shí)例關(guān)系Instance of，充當(dāng)關(guān)系A(chǔ)ct as等，如機(jī)構(gòu)部門(mén)、子公司、子公司部門(mén)、分公司、分公司部門(mén)、辦事處、合作伙伴、供應(yīng)商以及經(jīng)銷(xiāo)商與部門(mén)實(shí)體是Kind of關(guān)系，人員與部門(mén)是Part of關(guān)系，保密委員會(huì)與工作組是Kind of關(guān)系。

本體圖是語(yǔ)義分析的結(jié)果，利用本體圖刻畫(huà)的核電組織模型圖，清楚地描述了核電組織中實(shí)體的構(gòu)成以及這些實(shí)體之間的相互關(guān)系。該模型最大的優(yōu)點(diǎn)就是沒(méi)有繁雜的技術(shù)，簡(jiǎn)單明了，容易被用戶接受，易與用戶溝通。用戶通過(guò)該模型能及時(shí)發(fā)現(xiàn)組織模型中存在哪些問(wèn)題，發(fā)現(xiàn)丟失的需求或是語(yǔ)義理解上的錯(cuò)誤，從根源上消除理解的不一致性。

2.1 實(shí)體

機(jī)構(gòu)（Organization）：企業(yè)、事業(yè)單位、機(jī)關(guān)、社會(huì)團(tuán)體及其他依法成立的單位的通稱(chēng)。如中國(guó)核電工程有限公司、福清核電站。

圖1 核電組織本體概念化模型Fig.1 NEIS organization ontology

部門(mén)（Department）：隸屬于機(jī)構(gòu)的組織單元（Organization Unit），在本模型中，部門(mén)具有更抽象的含義，嚴(yán)格地說(shuō)，用組織單元來(lái)表述此意更為確切。如生產(chǎn)部、長(zhǎng)沙分公司、人力資源部、大亞灣核電現(xiàn)場(chǎng)項(xiàng)目部、化工所。

職位（Position）：職位即崗位，它是指在一個(gè)特定的企業(yè)組織中、在一個(gè)特定的時(shí)間內(nèi)、由一個(gè)特定的人所擔(dān)負(fù)的一個(gè)或數(shù)個(gè)任務(wù)所組成。簡(jiǎn)單地講，職位是指企業(yè)的某個(gè)員工需要完成的一個(gè)或一組任務(wù)。根據(jù)部門(mén)編制，實(shí)際存在的工作崗位的實(shí)體抽象。如財(cái)會(huì)部主任、分公司經(jīng)理、化工所所長(zhǎng)。

職務(wù)（Duty）：職務(wù)即工作，它是指機(jī)構(gòu)員工所從事工作的類(lèi)別。職務(wù)是指由一組主要職責(zé)相似的崗位所組成，是由實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)職能的一個(gè)個(gè)具體活動(dòng)所構(gòu)成的相對(duì)獨(dú)立體。如所長(zhǎng)、處長(zhǎng)、主任、經(jīng)理。

人員（Person）：部門(mén)內(nèi)實(shí)體人員及類(lèi)似實(shí)體的抽象。如張三、李四。

工作組（User Group）：工作組即用戶組，是為滿足特定業(yè)務(wù)需求而組建的人員集合的抽象，工作組隸屬于機(jī)構(gòu)，其成員來(lái)源于部門(mén)，可以是臨時(shí)的或長(zhǎng)期的。如招投標(biāo)小組、風(fēng)險(xiǎn)管理領(lǐng)導(dǎo)小組、信息化領(lǐng)導(dǎo)小組。

2.2 關(guān)系

組織實(shí)體關(guān)系是組織模型中各個(gè)實(shí)體之間關(guān)聯(lián)關(guān)系的統(tǒng)稱(chēng)，圖1中各實(shí)體間的關(guān)系如下：

機(jī)構(gòu)與部門(mén)關(guān)系：一對(duì)多關(guān)系，一個(gè)機(jī)構(gòu)可以包含多個(gè)部門(mén)，一個(gè)部門(mén)只能被一個(gè)機(jī)構(gòu)包含。

機(jī)構(gòu)與人員關(guān)系：一對(duì)多關(guān)系，一個(gè)機(jī)構(gòu)可以包含多個(gè)人員，一個(gè)人員只能被一個(gè)機(jī)構(gòu)包含。

機(jī)構(gòu)與職位關(guān)系：一對(duì)多關(guān)系，一個(gè)機(jī)構(gòu)可以包含多個(gè)職位，一個(gè)職位只能被一個(gè)機(jī)構(gòu)包含。

機(jī)構(gòu)與職務(wù)關(guān)系：一對(duì)多關(guān)系，一個(gè)機(jī)構(gòu)可以包含多個(gè)職務(wù)，一個(gè)職務(wù)只能被一個(gè)機(jī)構(gòu)包含。

機(jī)構(gòu)與工作組關(guān)系：一對(duì)多關(guān)系，一個(gè)機(jī)構(gòu)可以包含多個(gè)工作組，一個(gè)工作組只能被一個(gè)機(jī)構(gòu)包含。

部門(mén)與部門(mén)關(guān)系：一對(duì)多關(guān)系，一個(gè)部門(mén)可以包含多個(gè)子部門(mén)，一個(gè)子部門(mén)只能被一個(gè)部門(mén)包含。

部門(mén)與人員關(guān)系：一對(duì)多關(guān)系，一個(gè)部門(mén)可以包含多個(gè)人員，一個(gè)人員只能被一個(gè)部門(mén)包含。

部門(mén)與職位關(guān)系：一對(duì)多關(guān)系，一個(gè)部門(mén)可以包含多個(gè)職位，一個(gè)職位只能被一個(gè)部門(mén)包含。

部門(mén)與職務(wù)關(guān)系：一對(duì)多關(guān)系，一個(gè)部門(mén)可以包含多個(gè)職務(wù)，一個(gè)職務(wù)只能被一個(gè)部門(mén)包含。

部門(mén)與工作組關(guān)系：一對(duì)多關(guān)系，一個(gè)部門(mén)可以包含多個(gè)工作組，一個(gè)工作組只能被一個(gè)部門(mén)包含。

工作組與工作組關(guān)系：多對(duì)多關(guān)系，一個(gè)工作組可以包含多個(gè)工作組，一個(gè)工作組也可以被多個(gè)工作組包含。

工作組與人員關(guān)系：多對(duì)多關(guān)系，一個(gè)工作組可以包含多個(gè)人，一個(gè)人也可以被多個(gè)工作組包含。

工作組與職位關(guān)系：一對(duì)多關(guān)系，一個(gè)工作組可以包含多個(gè)職位，一個(gè)職位只能被一個(gè)工作組包含。

工作組與職務(wù)關(guān)系：一對(duì)多關(guān)系，一個(gè)工作組可以包含多個(gè)職務(wù)，一個(gè)職務(wù)只能被一個(gè)工作組包含。

職位與人員關(guān)系：多對(duì)多關(guān)系，一個(gè)職位可以由多個(gè)人員擔(dān)任，一個(gè)人員也可以擔(dān)任多個(gè)職位。

職務(wù)與職位關(guān)系：一對(duì)多關(guān)系，一個(gè)職務(wù)對(duì)應(yīng)多個(gè)職位，一個(gè)職位只能對(duì)應(yīng)一個(gè)職務(wù)。

3 形式化描述

本文采用六元組作為組織模型的形式化表示方式，即組織模型是一個(gè)六元組：O={C,Ac,R,AR,H,X}，其中：C表示概念集合，Ac表示概念的屬性集，R表示概念間關(guān)系集合，AR表示關(guān)系的屬性集，H表示層次關(guān)系，序偶（cp, cq）是H中的元素，它表示cp與cq是父子關(guān)系或者超集-子集的關(guān)系，X表示約束集。

1）概念集C={機(jī)構(gòu)，部門(mén)，工作組，人員，職位，職務(wù)}。

2）概念的屬性集Ac={Ac（機(jī)構(gòu)），Ac（部門(mén)），Ac（工作組），Ac（人員），Ac（職位），Ac（職務(wù)）}，其中：

Ac（機(jī)構(gòu)）={機(jī)構(gòu)ID、中文名稱(chēng)、英文名稱(chēng)、機(jī)構(gòu)代碼、法人或負(fù)責(zé)人姓名、證件類(lèi)型、證件號(hào)碼、機(jī)構(gòu)類(lèi)型、備注}；

Ac（部門(mén)）={部門(mén)ID、中文名稱(chēng)、英文名稱(chēng)、部門(mén)代碼、部門(mén)類(lèi)型、部門(mén)狀態(tài)、序號(hào)、所屬地域、部門(mén)地址、部門(mén)郵編、部門(mén)主管、聯(lián)系人、聯(lián)系電話、備注}；

Ac（工作組）={工作組ID、工作組名稱(chēng)、備注}；

Ac（人員）={人員ID、人員姓名、人員代碼、性別、出生日期、證件類(lèi)型、證件號(hào)碼、入職日期、離職日期、人員狀態(tài)、辦公電話、辦公郵編、辦公郵件、辦公地址、傳真號(hào)碼、手機(jī)號(hào)碼、家庭電話、家庭地址、家庭郵編、政治面貌、直接主管、員工類(lèi)別、備注}；

Ac（職位）={職位ID、職位名稱(chēng)、職位類(lèi)別、職位代碼、所屬部門(mén)、所屬職務(wù)、備注}；

Ac（職務(wù)）={職務(wù)ID、職務(wù)名稱(chēng)、備注}。

3）概念間的關(guān)聯(lián)關(guān)系R。

R={Part of（部門(mén)，機(jī)構(gòu)），Part of（工作組，機(jī)構(gòu)）, Kind of（保密委員會(huì)，工作組）,Part of（人員，機(jī)構(gòu)），Part of（人員，部門(mén)），Part of（人員，工作組），Instance of（職位，職務(wù)），Act as（人員，職位）,Kind of（分公司，部門(mén)）,…}；

4）關(guān)聯(lián)關(guān)系的屬性集。

AR（Part of（部門(mén)，機(jī)構(gòu)））={機(jī)構(gòu)ID，部門(mén)ID…}；

AR（Part of（人員，機(jī)構(gòu)））={機(jī)構(gòu)ID，人員ID…}；

AR（Part of（人員，部門(mén)））={部門(mén)ID，人員ID…}；

…

5）層級(jí)關(guān)系H（X)。

H={（機(jī)構(gòu)，部門(mén)）, （職務(wù)，職位），（部門(mén)領(lǐng)導(dǎo)，機(jī)構(gòu)領(lǐng)導(dǎo)），（機(jī)構(gòu)正職，機(jī)構(gòu)副職），（工作組組長(zhǎng)，工作組副組長(zhǎng)），…}。

6）約束集X。

X1：Cdept，fsup(c)為部門(mén)c的上級(jí)部門(mén)，若c為頂級(jí)部門(mén)，則fsup(c)=機(jī)構(gòu);

X2：Cdept，fsub(c)為部門(mén)c的下級(jí)部門(mén)，若c為葉子節(jié)點(diǎn)，則fsub(c)=NULL;

X3：Cdept，fm(c)為部門(mén)c領(lǐng)導(dǎo);

X4：Cperson，fdm(c)為人員p直接領(lǐng)導(dǎo);

X5：整個(gè)組織模型中只有一個(gè)根節(jié)點(diǎn)，即頂級(jí)部門(mén)只有一個(gè);

X6：部門(mén)可以有0到n個(gè)下級(jí)部門(mén)，但每個(gè)部門(mén)只有一個(gè)直接上級(jí)部門(mén)。

4 結(jié)束語(yǔ)

組織模型是核電企業(yè)信息系統(tǒng)重要的基礎(chǔ)模型之一，任何NEIS都是建立在相應(yīng)的組織模型基礎(chǔ)上的，科學(xué)合理的組織模型是NEIS具有魯棒性和可擴(kuò)充性的前提，也是核電異構(gòu)系統(tǒng)有機(jī)集成的基礎(chǔ)，因此有必要對(duì)其進(jìn)行深入研究。本文在這方面進(jìn)行了有益探索，采用本體圖描述核電組織機(jī)構(gòu)的概念化模型，詳細(xì)討論了模型中概念及概念間關(guān)系，并采用六元組方式對(duì)其進(jìn)行形式化描述，在此基礎(chǔ)上定義了組織模型的XML Schema存儲(chǔ)組織模型。進(jìn)一步的研究工作包括NEIS的功能模型、數(shù)據(jù)模型、流程模型和權(quán)限模型等。

[1]鮑震寧，范玉順.企業(yè)組織模型結(jié)構(gòu)和建模方法研究[J].計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用，37，23：67-70.（BAO Zhen-ning, FAN Yu-shun.Study on the Modeling Structure and Approach for Enterprise Organizations [J].Computer Engineering and Application, 37, 23:67-70.）

[2]zur Muehlen,Michael.Organizational Management in Workflow Applications-Issues and Perspectives[J].Information Technology and Management Journal.Kluwer Academic Publishers,5(2004)3,pp.271-291.

[3]B.Nasser,R.Laborde,A.Benzekri, et al.Dynamic creation of inter-organization grid Virtual Organizations[C].Proceedings of the First International Conference on e-Science and Grid Computing(e-Science’05),2005 IEEE.

[4]B.Nasser,A.Benzekri,R.Laborde,F.Grasset,F.Barrere.Access Control Model for Grid Virtual Organization[C].ICEIS conference,USA,May 2005.

[5]B.Nasser,R.Laborde,F.Barrere,et al.Grid Virtual Organization:Access Control management[C].Gres05,Luchon,France,Mars 2005.

[6]Shuren Bai, Peng Du.An Organization Model based on Party Pattern to Support Dynamic Change for Role-based Workflow Application[C].Proceedings of the IEEE Workshop on Distributed Intelligent Systems: Collective Intelligence and Its Applications (DIS’06).

[7]W.M.P.VAN DER AALST, A.KUMAR.A Reference Model for Team-Enabled Workflow Management Systems[J].Data & Knowledge Engineering, September 2001,Volume 38, Issue 3:pp.335-363.