【摘要】：為了應對快速變化的經(jīng)營環(huán)境,企業(yè)總是投入大量精力在不斷地改進他們的商業(yè)流程。商業(yè)流程建模與管理對于企業(yè)在競爭中獲取優(yōu)勢而言是一個重要的課題。傳統(tǒng)的關于商業(yè)流程建模和管理的觀點主要注重在流程內(nèi)活動的協(xié)調(diào),即稱作以活動為中心的觀點。最近,以數(shù)據(jù)為中心的觀點引起了廣泛的關注。在數(shù)據(jù)流中存在的關系能夠反映操作中的限制規(guī)則,而能進一步反映控制流。本論文主要討論將數(shù)據(jù)為中心的觀點應用于流程模型再利用和代理分配問題。 數(shù)據(jù)流的觀點在商業(yè)流程管理中是一個極為重要的課題。因為數(shù)據(jù)的產(chǎn)生和使用貫穿于整個商業(yè)流程。數(shù)據(jù)元素之間的關系就能反映出協(xié)調(diào)規(guī)則、約束規(guī)則和控制流結構等信息 數(shù)據(jù)流的觀點最早使用于軟件工程領域,后來被介紹到商業(yè)流程建模領域,用于數(shù)據(jù)錯誤的檢測和糾正商業(yè)流程模型。怎樣才能設計出正確的商業(yè)流程對一個組織來說是一個關鍵的問題。正確的模型應該能支持一定的商業(yè)功能來滿足特定的用戶需求。常見的商業(yè)流程設計方法注重于用戶需求信息的獲取,而忽略了模型設計過程的嚴謹性。通過一個對來自企業(yè)界的不同行業(yè)的超過2000個商業(yè)流程模型的調(diào)查顯示出,商業(yè)流程模型的錯誤率普遍在10%-20%。SAP公司出品的參考模型SAP Reference Models中的600個模型中有34個被報告含有錯誤。使用數(shù)據(jù)流的分析方法,數(shù)據(jù)錯誤可以被系統(tǒng)地的、自動的檢測并糾正。 在模型構建階段處理潛在錯誤的常用方法是模擬。使用數(shù)據(jù)流的分析方法,通過在流程分析階段對任務的輸入和輸出數(shù)據(jù)的識別便可以檢測出模型設計錯誤。錯誤越早的被檢測出來,那么用于修正錯誤所需要的花費的代價就越小。 數(shù)據(jù)流的觀點同樣也可以用作設計商業(yè)流程的基礎,通過使用諸如數(shù)據(jù)依賴分析和活動依賴分析等工具。數(shù)據(jù)流觀點的根本前提就是假設關于活動和數(shù)據(jù)的完整的信息能夠在流程分析階段就完全獲得。在這個階段,數(shù)據(jù)信息通常依靠訪談、問卷、文件分析等方法來獲得。在整個商業(yè)流程設計的過程中有三個階段：商業(yè)分析、流程分析和模型構建。商業(yè)分析的目的是獲取領域知識,了解商業(yè)目標、獲取系統(tǒng)環(huán)境信息、得到相關的商業(yè)規(guī)則。流程設計階段的最主要任務就是確定活動和描述數(shù)據(jù)流。最后一階段,模型構建階段主要實現(xiàn)活動的正確順序和協(xié)調(diào)。 關于模型的管理和再利用的研究在軟件工程領域和運作管理領域都有著相當長的歷史。已存在的模型構成了一個關于領域知識和最佳實踐案例的良好的信息源。在商業(yè)流程管理領域,這些模型通常被叫做流程參考模型(ProcessReference Models)。許多商業(yè)公司都提供了這樣的關于流程參考模型和最佳實踐案例的軟件包,比如SAP公司的SAP Reference Models和甲骨文公司的Oracle Best Practice Processes。參考模型可以是商業(yè)流程設計人員不必從頭開始。這樣的軟件包通常覆蓋商業(yè)功能的各個方面,能夠滿足企業(yè)組織的大部分需求。 能夠被再利用的單元不僅僅限制在單個的模型。若干個模型的組合,或是一個模型的某個構成元件,都能夠成為好的資源來指導商業(yè)流程設計。通常情況下,商業(yè)流程模型的數(shù)量并不多,模型之間的組合和單個模型的分解使得我們的模型倉庫中的資源更加的豐富,同時也有助于提高模型設計的柔性和效率。 一個商業(yè)流程模型所包含的信息不僅僅是工作流模型。除了控制流和數(shù)據(jù)流模型,關于代理分配、資源分配、協(xié)同方式、溝通渠道、組織環(huán)境等方面的信息都可以包含其中。綜合信息的引入,使得商業(yè)流程模型更加的準確和貼近實際。在構建企業(yè)私有的流程倉庫的時候,多種的關于商業(yè)流程的信息都應該被儲存其中。對于實際操作數(shù)據(jù)的的記錄對于企業(yè)的知識倉庫的構建有很大的意義。 除了控制流和數(shù)據(jù)流,代理分配的問題同樣對于商業(yè)流程設計是一個重要的課題。扮演著不同的角色的代理們才是商業(yè)流程的真正的執(zhí)行者。一個商業(yè)流程甚至就可以看成是不同的代理間的合作的集合體。找到相匹配的流程和代理,對于流程設計者來說一直是個有挑戰(zhàn)性的課題。 有以下幾個研究方面的挑戰(zhàn)促使我們把數(shù)據(jù)流的觀點引入到商業(yè)流程建模與管理的領域來解決模型管理和代理分配問題： (1)當流程設計者試圖設計出高度滿足用戶的特定需求的商業(yè)流程模型時,獲取領域知識就成為了最關鍵的問題。商業(yè)流程存在于組織中的所有的功能部門,包括采購、生產(chǎn)、銷售等等。然而,流程設計者通常是建模、系統(tǒng)設計、軟件工程等方面的專家,但是對于其他的部門的信息非常缺乏了解,比如倉儲部門、運輸部門。流程設計者總是要花費大量的精力,來收集一線工作人員的工作信息。盡管可以通過訪談、問卷、實地調(diào)查等方法來獲得這些數(shù)據(jù),在設計者和用戶的認識之間仍然存在著巨大的鴻溝,這是由他們的知識庫的組成不同所造成的。不需要從頭開始,設計者可以從已存在的記錄中獲得寶貴的見解。已存在的模型數(shù)據(jù)和代理數(shù)據(jù)可以作為一個很好的領域知識來源。已存在的模型一定程度上反映了組織內(nèi)部的操作模式和代理之間的合作方式。通過代理在過去的流程中的經(jīng)驗所構造的代理檔案,可以從中提取出代理人的專業(yè)技能和特長。我們需要設計一個正式的方法來系統(tǒng)的利用這些知識。 (2)盡管很多關于流程建模的商業(yè)軟件工具存在,它們大多仍存在一些嚴重的問題,比如與現(xiàn)存系統(tǒng)間缺乏互操作性、缺乏設計柔性、模型管理功能薄弱、在流程的表現(xiàn)中忽略的人類代理的因素。大多數(shù)這樣的工具都是基于活動的觀點來設計的,它們注重于控制流模型的設計。數(shù)據(jù)流觀點給予了我們另外一種解決方案。數(shù)據(jù)流反映了不同的任務間,以及不同的流程間的數(shù)據(jù)通信。不同的任務和不同的流程被作為同一個數(shù)據(jù)元素的生產(chǎn)者和使用者,它們通過這樣的身份而被聯(lián)結在了一起。這樣的結構是我們看到的對模型進行組合和分解的潛力,而這將大大促進流程設計的柔性。數(shù)據(jù)流的觀點同時也提供了將模型設計工具,與包括模型倉庫、代理檔案庫等組織內(nèi)部知識倉庫進行數(shù)據(jù)交換的機制。 (3)構建一個知識倉庫對于企業(yè)來說是非常重要的。僅僅對于商業(yè)流程設計的目的而言,一個模型倉庫和代理檔案庫就是非常必要的。模型倉庫儲存組織內(nèi)以往的商業(yè)流程設計的方案。而代理檔案庫則記錄了代理在過去的商業(yè)流程中的參與情況,它像我們揭示了每個代理人的能力和經(jīng)驗。許多類似的知識庫商業(yè)軟件也存在于市場上。大多數(shù)這類產(chǎn)品僅僅服從于信息存儲的目的,并不考慮這些信息在流程設計中的應用問題。這些工組中的記錄是基于案例來組織的,缺乏流程與代理之間的相互關聯(lián)的關系的記錄。一個正式的構建滿足期望的知識倉庫的方法仍然有待研究。它包括模型的存儲、模型的搜索、模型的組合、檔案的提取、檔案的使用等多個方面的問題。 (4)代理人的能力和經(jīng)驗經(jīng)常被商業(yè)流程設計者所忽略。代理人檔案為我們提供了寶貴的知識,比如什么樣的任務代理人可以承擔,以及對于特定的任務哪個代理人是最有經(jīng)驗的。盡管在軟件工程和商業(yè)流程建模的領域存在一種基于代理人的觀點,但是這種觀點主要側重于將整個流程的工作細分到代理人的層級,但是通常不考慮過往知識的使用。在商業(yè)流程設計中使用代理人檔案仍然是一個開放的課題�；谝陨系难芯刻魬�(zhàn)和研究機會,本研究試圖回答一下研究問題： 1.為了實現(xiàn)對現(xiàn)有模型的再利用,我們應當如何實現(xiàn)對模型的管理?這種管理包括模型存儲、模型檢索、模型組裝等功能的實現(xiàn)。 2.我們應當如何將對現(xiàn)有模型的再利用引入到商業(yè)流程設計的過程中去? 3.怎樣從現(xiàn)有模型的記錄中提取相關代理的檔案? 4.怎樣在商業(yè)流程設計的過程中利用這些代理檔案,以實現(xiàn)流程模型設計和代理分配的同步進行? 隨著工作流技術被越來越廣泛的應用,并被認為是商業(yè)流程管理的一種標準解決方案,大量的工作被用于設計合適的工作流模型。對現(xiàn)有模型的再利用被認為能夠更有效率的實現(xiàn)流程設計,這種方法需要支持對模型的存儲、檢索和組裝。我們提出了一個關于工作流模型管理的以數(shù)據(jù)為中心的新框架。這個新框架比起傳統(tǒng)的以數(shù)據(jù)流和功能描述為中心的框架能提供一些獨特的特性。我們?yōu)楣芾砟Ｐ蛡}庫中的模型提供了一個以數(shù)據(jù)為中心的檢索方法。我們還提出了一個檢索模型的基于洪泛法的算法。為實現(xiàn)整合多個模型來滿足特定的用戶需求的目標,我們還提出了模型組裝的方法。 包括工作流系統(tǒng)和組件等在內(nèi)的協(xié)作支持技術,被組織廣泛的采納來促進協(xié)同工作。怎樣在一個項目流程中選擇合適的成員,一直是一個在于項目相關的工作流管理領域內(nèi)有待研究的問題。盡管代理的能力與經(jīng)驗通常被用來作為決定其在流程中的角色的依據(jù),但是一種關于這樣做的正式的方法任然是欠缺的。我們給出了一種對人類代理的能力和經(jīng)驗進行建檔的方法,這種方法基于對任務之間、工作流模型之間、項目需求之間的數(shù)據(jù)依賴結構的分析。一種基于任務和相關項目成員的工作流模型組裝方法也被我們提出了。 當然,我們的研究也受到一定的限制,存在一定的缺陷。第一,由于獲得企業(yè)似有的模型數(shù)據(jù)存在困難,我們的案例分析數(shù)據(jù)主要來源阿于甲骨文(Oracle)公司提供的參考模型數(shù)據(jù)。盡管這些數(shù)據(jù)被聲明是來源于真實的設計實踐,我們始終無法保證它與一個公司維護的私有模型數(shù)據(jù)具備完全一致性。然而,這個案例分析已經(jīng)足夠展示了我們方法的可行性。與甲骨文公司所綜合并優(yōu)化的超過400個參考模型相比,真實的公司數(shù)據(jù)會更加豐富和細節(jié)化。模型的豐富性事實上將更加促進我們的方法的使用效果,而細節(jié)化的信息將增加我們的方法的準確度。我們可以期待這個方法在真實的數(shù)據(jù)環(huán)境中有更加出色的表現(xiàn)。其次,我們的算法中仍然存在一些未定參數(shù)。比如,在計算綜合相似度的時候,我們將數(shù)據(jù)相似度和依賴相似度的權重直接設定成了相等的。這些參數(shù)的最優(yōu)值必須要在真實數(shù)據(jù)環(huán)境中不斷的測試才能得出。我們相信,對于不同的行業(yè)和企業(yè),這些最優(yōu)參數(shù)也將不同,因為受到不同的商業(yè)環(huán)境和數(shù)據(jù)質(zhì)量等因素的影響。 我們的論文對于研究領域有重要的意義。 (1)我們的研究是對于數(shù)據(jù)流觀點的文獻的補充。我們的研究可以看作是數(shù)據(jù)流觀點在知識再利用領域的一個應用。數(shù)據(jù)流的觀點的應用范圍被我們擴展了。我們的結果展示出,數(shù)據(jù)流的觀點不僅可以用于單個模型的分析,也可以用于多個模型間、模型與代理之間的相互關系。數(shù)據(jù)流不僅僅是個分析工具,也是一個支持模型存儲、模型搜索、模型組合以及模型設計的工具。 (2)我們的研究同樣對于工作流建模文獻有重要意義。與傳統(tǒng)方法不同,我們的方法不要求設計者從零開始。我們給出了簡便的和有效的方法來獲得領域知識。對已存在的模型的再利用是一個有效率的和節(jié)約成本的方法。我們并不僅僅局限于再利用的單元限制在單個模型或是模式。通過模型的合成分解技術,多個模型的組合,以及模型的組成部分,都能成為可在利用的資源。這樣的改進提高了基于模型在利用的建模方法的柔性。 (3)我們的結果同樣對于知識管理文獻有貢獻。知識的管理和再利用一直是一個重要的課題。知識倉庫的構建、維護、管理將對它未來的可用性以及解決問題的表現(xiàn)造成直接的影響。我們的工作展示了一個利用現(xiàn)有流程模型和代理檔案的框架。我們在設計這個知識倉庫的初始就是基于再利用知識的目的。所有的信息,如控制流、數(shù)據(jù)流、代理等,都被數(shù)據(jù)為中心的觀點聯(lián)結了起來。這些知識都能在流程設計的階段得到再利用。在目前的運作模式下,新的紀錄核心的屬性可以被很容易的添加進來。這個模型倉庫和代理人檔案庫,可以作為未來的知識倉庫設計的基礎。我們的研究同樣對于實踐也有啟發(fā)： (1)我們的結論對于組織的私有數(shù)據(jù)的管理和再利用提供了啟示。當今的企業(yè)中,每天都有大量的操作數(shù)據(jù)在產(chǎn)生。我們給它們展示個一個再利用這些數(shù)據(jù)的例子。我們首先展示如何管理流程相關數(shù)據(jù)和代理相關數(shù)據(jù)的方案。接下來,我們在流程設計的過程中再利用這些數(shù)據(jù)。我們的研究的重要性不僅在于在流程建模階段節(jié)約成本,也在于在設計的階段增加了柔性,增強了流程設計和商業(yè)背景間的一致性,降低了流程維護成本,以及提高了流程的未來表現(xiàn)。 (2)企業(yè)界也可以在我們對于多個系統(tǒng)的整體設計中得到啟發(fā)。我們使用數(shù)據(jù)流的觀點設計全部三個系統(tǒng)間的唯一標準,包括流程設計系統(tǒng)、模型倉庫、代理檔案庫。從設計的初始階段,諸如數(shù)據(jù)不一致、格式不一致、數(shù)據(jù)交換不規(guī)范等問題都被消除了。這些系統(tǒng)還同時具備高的可擴展性,新的數(shù)據(jù)和屬性的插入不會給現(xiàn)有記錄和功能帶來影響。新的系統(tǒng)和應用只要軍訓相同的數(shù)據(jù)流標準,就能輕松地實施,并與現(xiàn)有系統(tǒng)實現(xiàn)交互。 總之,我們的研究旨在將數(shù)據(jù)為中心的觀點應用與商業(yè)流程模型再利用和代理分配等研究領域。本文對于商業(yè)流程管理、工作流建模、人力資源管理等領域的文獻都有貢獻。以數(shù)據(jù)為中心的觀點能夠幫助實踐者更有效率的通過現(xiàn)有模型的再利用設計其商業(yè)流程,以及在這些流程中優(yōu)化代理分配方案。
【學位授予單位】：中國科學技術大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TP308;F272

【共引文獻】

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本文編號：2717971