面向BPR的工作流管理技术研究_冯钧

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面向BPR 的工作流管理技术研究

冯 钧

（南京理工大学泰州科技学院，江苏 泰州 225300）

【摘 要】企业实施业务流程重组（BPR）对于改善企业组织结构、提高管理信息化水平具有及其重要得意义。在这种背景瞎，用于支持BPR 的管理信息系统——工作流管理系统的研究就显得格外重要。文章研究了基于Petri 的HOCGSPN 网模型的工作流建模与仿真技术，开发了相应得仿真工具，并结合某实际业务流程的仿真分析，验证了上述仿真模型的合理性，获得了实际业务流程的各项性能参数，为企业BPR 提供了技术支持。

【关键词】业务流程重组；工作流；仿真技术 【中图分类号】TP391.9 【文献标识码】A 【文章编号】1008-1151(2009)07-0037-02

（一）引言

近二十年来，西方发达国家和一些发展中国家相继投入了大量的人力和物力，研究和开发了各种先进制造模式和管理技术，如计算机集成制造、精良生产、并行工程、敏捷制造、业务流程重组、虚拟制造、产品数据管理等技术。这有力地促进了全球制造业的快速发展。企业要适应外部环境变化，则必须利用各种先进制造技术和管理方法，为了适应这种需求，需要进行的是企业业务流程重组。

BPR 是对企业的业务流程进行根本性地再思考和彻底性地再设计，从而获得在成本、质量、服务和速度等方面业绩的极大改善。其中，“业务流程”、“根本性”、“彻底性”和“极大”，是BPR 定义所关注的四个核心焦点，同时也是对BPR 特征的最为经典、最为本质的概括。

BPR 对企业业务流程的重构具有许多不确定性，而工作流管理技术可以通过业务流程的建模、仿真等技术消除这种不确定性，两者的结合可以给企业带来巨大的好处。工作流管理系统不仅可以很好的支持企业实施BPR，同时可以保证企业的信息系统能够顺利地扩展以满足不断变化的市场环境。

（二）基于Petri 网的工作流扩展建模——HOCGSPN

我们在传统的普通Petri 网的基础上提出了一种高级随机Petri 网模型，即一种具有层次对象的着色广义随机Petri 网——HOCGSPN 模型。HOCGSPN 网模型具有足够丰富的表达能力，完全支持WFMC 所定义的六种工作流原语，这些原语被无歧义地映射成HOCGSPN 网的表达形式，如图1所示。

图1 描述工作流的Petri 网过程元素

（三）工作流仿真技术研究

1.仿真原理

面向BPR 的工作流仿真是属于离散事件动态系统 (Discrete Event Dynamical system，DEDS)的仿真。在离散事件动态系统中，某一次的仿真运行得到的结果只不过是随机过程的一次取样，因而需要多次运行仿真，并对多次仿真的结果进行统计，所得到的统计意义下的仿真结果才具有参考价值。经过多次仿真运行，得到一系列关于工作流模型运行的统计数据，如过程时间、过程成本和资源利用率等。

2.仿真工具设计

软件功能组成模快如图2所示：

图2 软件的功能结构

该软件能够提供以下功能： （1）图形化的用户界面。

（2）能根据Petri 网的定义进行模型编辑，自动拒绝不合法的编辑操作。

（3）能对网模型的行为特性和结构特性进行分析。 （4）能够进行模型数据文件的管理。

（5）能够进行相应的仿真参数设定，实现动画仿真。 3.仿真算法设计

仿真算法主要实现步骤如下：

（1）初始化：即网模型中库所和变迁对象的初始化包括托肯对象的初始化。

（2）检查变迁：首先，运用Petri 网中每一个变迁的“检查变迁”方法、检查该变迁是否能激发，能否激发的依据是变迁激发条件以及调度决策策略。对于没有冲突的变迁，如果能够激发，就在可激发变迁集中加入一个可激发变迁。

【收稿日期】2009-04-04

【作者简介】冯钧（1983－），男，江苏宜兴人，南京理工大学泰州科技学院电子电气工程系助教，硕士，研究方向为管理信息系统、办公自动化等。

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（3）激发变迁：扫描可激发变迁集中的每一个元素，如

果该变迁已经激发，不做任何操作。如果该变迁未激发，就

运用该变迁的“激发变迁”方法来激发它，修改变迁的激发

状态，并且计算变迁激发结束时间。至此，激发变迁结束。

（4）托肯转移：扫描可激发变迁集中的每一个元素，如

果该变迁的激发时间等于系统仿真时间，就结束该变迁的激

发，将相应的托肯对象从变迁的激发托肯对象队列中移出，

同时，该变迁的所有输出库所运用“添加托肯”方法添加相

应的托肯对象，最后，从可激发变迁集合中删除该变迁。

（5）显示托肯：扫描库所集中的每一个元素，如果该库

所的托肯队列不为空，则以。和数字标注该库所的托肯数。

（6）推进仿真时钟：在系统仿真时间加上一固定的时间

单位，推进仿真时间。

（7）判断仿真是否结束：若可激发变迁集非空或当前仿

真时钟小于仿真结束时间，转步骤（2），若为空或当前仿真

时钟超过仿真结束时间，则转步骤（8）。

（8）仿真结束，进行数据分析。

4.实例分析

江苏制造企业生产单位的主产品—机械化陶杯的工作流

程共涉及三大部门:包括设计部、工艺部、制造部。单位具备

一定的信息化水平，广泛采用了CAD、CAPP、CAM等技术来完

成整个产品的生产过程。该工作流程的简单活动网络图如图3

所示。下面我们以此为例来说明软件工具的有效性和实用性。

图3企业生产制造产品的工作流程

图4为工具主界面图。

图4工作流程的建模主界面

图5和图6分别为不同资源配置方案情况下模型仿真结

果图。

图5 仿真结果图

图6仿真结果图

从以上的仿真结果图界面中可以知道，资源配置方案一

(设计部、工艺部和制造部人员数分别为3,3，3)中工艺部人

员和制造部人员的工作时间统计均较高，因而是工作负荷最

重的，也最有可能成为工作流程的“资源瓶颈”，从而延长整

个工作流程的工作周期，降低生产产品的工作效率，从而降

低了市场响应度。当我们增加4名设计部人员，即采用配置

方案二(设计部、工艺部和制造部人员数分别为7,3，3)时，

我们发现设计部人员的工作时间减少了，同时也提高了工艺

部人员和制造部人员的资源利用率。当我们再增加一名制造

部人员，即采用配置方案三(设计部、工艺部和制造部人员数

分别为7,3和4)时，我们又发现，又缩短了工艺部和制造部

的工作消耗时间，缩减了整个流程的运作时间，提高了整个

流程的响应速度。我们可以发现各部门采用不同的人员资源

配置方案，就可以得到不同的结果，通过比较，我们可以得

到相对较好的资源配置，以改进工作流程。

需要重点说明的是上面模型界面中显示的仿真参数并不

一定是非常合理的，很难说上面哪个配置方案一定是最好的，

我们只是通过这个工具来说明我们通过若干次仿真，通过不

同的资源配置方案可以选择时间消耗相对较少，成本消耗相

对较少，资源利用率相对较高的流程，以此来说明我们开发

的工具的有效性，可为企业的BPR模型优化、企业资源的更

优配置提供一种有效的校验和分析手段，从而为企业成功实

施BPR提供有力的技术支持。

【参考文献】

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