基于广义工作中心的分布式工作流模型

6.4.3　基于广义工作中心的分布式工作流模型

工作流管理系统实施的核心和关键环节是将企业协同管理过程转化为计算机可处理的工作流模型，模型的质量将直接影响系统实施的效果。但是相对于工作流技术和产品的发展速度而言，分布式工作流建模理论的研究还相对滞后，在建模方法上，还没有形成比较系统的理论体系^[164]。目前分布式工作流模型存在的主要问题有：①模型的柔性、快速重构能力不强，工作流的运行过程中对可能发生的变化或异常情况不容易处理。目前的大多数工作流的过程模型、组织模型和资源模型紧密耦合，局部的变化往往需要全局的调整，模型实例化后很难根据变化的情况进行快速调整和动态重构。②模型建立过程缺乏对企业瓶颈资源和关键能力的匹配，没有充分考虑过程执行中所受的各种约束，模型的可执行能力差。③由于模型元素的语义描述能力不强，所建立的模型难以进行仿真、分析和评价。比如现有的工作流模型因缺乏对过程执行主体资源消耗属性的描述而难以对过程的成本数量进行控制、成本结构进行优化。

广义工作中心是企业活动的主体，广义工作中心的各项功能以Web Service方式体现。本书建立的基于广义工作中心的工作流模型对企业业务过程有更强的描述能力，同时广义工作中心组成的广义工作中心列表具有动态的可重构性和可扩展性，使工作流模型具有更好的柔性。

广义工作中心可以表示为一个多元组：GW=（ENTID，GWID，GWDescription，ParentGW，ChildGW，RES，ORG，CP）。其中，ENT为成员企业标识号，GWID是广义工作中心的标识号，GWDescription是广义工作中心基本属性集，ParentGW是广义工作中心的前驱，ParentGW为空说明为该GW为根节点，ChildGW是广义工作中心的后继，ChildGW为空说明该GW为叶节点也即基本工作中心，RES是GW所集成的企业资源的集合，ORG是GW所集成的组织结构的集合，CP是GW的能力集。

基于广义工作中心的工作流模型是一个三维模型：过程模型、组织模型和资源模型。其中过程模型是工作流模型的核心和关键，过程模型又可进一步衍生出信息模型；组织模型可进一步衍生出角色模型；资源模型可进一步衍生出能力模型。

6.4.3.1　分布式工作流过程模型

我们把产业集群为满足顾客需求、完成其协同目标和任务而组织协调成员企业的广义工作中心所执行的消耗资源并创造价值的一系列子过程的集合及其逻辑顺序结构定义为过程（Process）模型。过程模型通过描述企业间协同过程中的广义工作中心之间的逻辑关系，可以抽象出物流、资金流、能源流和信息流等过程流以及这些过程流之间的相互制约关系。各广义工作中心按一定的关系/规则协作，便于从根本上解决企业协同过程中的随机性和不确定性问题，产生满足客户需求的结果。

过程由活动（Activity）、活动主体、活动之间的逻辑关系及相关资源组成，活动是构成过程的原子单元，过程的组成元素也可以是子过程，由此可见过程的定义也是递归的。在前面论述广义工作中心的时候我们已经讨论过，企业活动的主体是基本工作中心，一个由多个基本工作中心组成的广义工作中心内部活动序列组成一个子过程，广义中心的递阶层次结构决定了过程之间的层次关系。

企业过程可以表示为一个多元组：Process=（ID，Description，ActivityList，In，Out，Priority，Timeout，State，Event，CapReq，Relation）。其中：ID为过程标示号；Description是关于过程一般性质的描述，比如过程的名称、过程创建者、创建日期、版本、计划完成时间、实际完成时间等；ActivityList是组成过程的活动或子过程集合；In是过程的输入；Out是过程的输出；Priority是过程执行的优先级；Timeout是过程执行所允许的最大时间；State是过程所处状态，状态主要包括就绪、执行、完成、异常中止、挂起等；Event是过程的触发条件，它定义了过程启停所必须满足的条件；CapReq是执行过程的能力需求；Relation是活动之间的逻辑关系。

活动也可以用一个多元组表示：Activity=（ID，BaseGW，Description，In，Out，Priority，Timeout，State，Event，CapReq，Cost）。活动多元组各项内容的含义与上述过程多元组基本相同，其中：BaseGW为基本工作中心；Cost为活动消耗的资源，包括有形资源、无形资源和人力资源。

因为活动的主体是基本工作中心，每个活动都有且只有一个基本工作中心来承担，因此一个基本工作中心可代表一个活动，活动之间的逻辑关系可以用基本工作中心的逻辑关系来表示。同一广义工作中心内，活动与子过程、子过程与子过程之间的关系也是类似的，因此本书只研究基本工作中心之间的逻辑关系。根据工作流联盟WFMC所定义的六种工作流原语^[163]，基本工作中心间的关系也可以用以下六种关系来表示：顺序、与汇聚、与分支、或汇聚、或分支、循环。或分支又可进一步细分为隐式或分支和显式或分支，所谓显式或分支是指分支可由明确的条件所确定，隐式或分支是指分支没有明确的条件指定而是根据活动运行的结果通过竞争或排斥确定，各种关系如图6-9所示，方框表示基本工作中心。

图6-9　基本工作中心逻辑关系图

6.4.3.2　分布式工作流组织模型

组织模型是描述以职能为中心的企业构成单元及其相互关系、功能权限的模型。传统的组织模型多为金字塔式组织结构，人为地割裂了过程，导致了企业系统整体对外界变化缺乏快速响应的能力。本书提出的广义工作中心以动态的企业过程为中心，跨越了静态组织和部门的界限。一个组织可以包含多个广义工作中心，一个广义工作中心也可由多个组织构成，通过调整广义工作中心与组织的映射关系，可以在不改变组织结构的情况下实现组织功能的重组。因为广义工作中心是过程和活动的主体，所以组织和广义工作中心的映射关系决定了组织模型和过程模型的映射关系，这就避免了组织模型和过程模型的直接耦合，有利于提高系统柔性。产业集群可以通过调整广义工作中心列表这种动态结构以及组织与广义工作中心的映射关系，使企业在保持组织结构相对稳定的情况下实现对市场变化的实时响应。

组织模型可进一步衍生出角色模型，所谓的角色是指一组特定功能权限的集合。通过组织模型与广义工作中心的映射关系可以确定广义工作中心所拥有的功能权限。

6.4.3.3　分布式工作流资源模型

资源模型是一个描述资源的构成实体、实体属性和实体关系、属性关系的模型。资源是企业进行生产经营活动的物质基础，生产经营过程就是企业资源的利用和转化过程。从形态上看，企业资源包括有形的资源和无形的资源。有形的资源比如原材料、在制品、产成品、设备、资金、人员等物化资源，无形的资源如技术、文档、知识、专利权、商誉、营销体系等。科学合理的资源分类方法是高效管理的基础，本书从资源消耗的角度进行分类，称为基于消耗的资源分类法。

我们把企业生产经营活动所耗费的资源分成有形消耗类、无形消耗类和人工消耗类三类^[141]。

（1）无形消耗或称固定资源消耗类：这部分资源的价值不是一次性被消耗掉，而是逐渐被消耗，进入产品，体现为折旧等形式。比如设备、厂房等固定资产的计提折旧。

（2）有形消耗类或称流动资源消耗类：这部分是指资源的耗用一次性进入产品的价值中。比如低值易耗品、水电、照明、取暖、通用模具等。

（3）人工消耗或称人力资源消耗类：指执行企业活动所消耗的人工。

当前的工作流模型普遍存在的一个问题是缺乏语义完整性，模型难以对过程时间、成本等因素进行仿真和分析。模型的仿真和性能分析，特别是对企业资源消耗的分析是产业集群协同管理的重要参考依据。对资源在企业各个组织机构之间和经营过程中的流动、转化进行分析、控制、调整、优化，可以大大提高企业资源管理和利用效率。在本书所建立的分布式工作流模型中，企业过程就是广义工作中心的逻辑关系集合，将构成企业过程的广义工作中心上发生的三重资源消耗进行滚加，可以很容易地计算整个过程的成本。这种基于消耗的资源分类和以过程为核心的成本核算方法使整个企业的成本变得结构清晰，便于从新的视角对整个企业的运行成本进行计算和控制，使成本不但可以达到数量的降低，而且可以达到结构的优化。

广义工作中心是企业活动的主体，也是资源归属、利用和消耗的主体。通过广义工作中心与资源模型、广义工作中心与组织模型的映射关系，可以实现组织模型与资源模型、过程模型与资源模型的映射，避免协同活动与组织、资源的过早绑定和紧密耦合，从而提高整个分布式工作流系统的柔性。

传统的工作流建模过程大多是一个开环的过程，过程模型没有与企业资源特别是企业能力进行匹配，在过程的执行过程中如果出现能力瓶颈无法满足的情况则只能终止过程的执行然后重新建模。在资源模型的基础上将能力属性单独抽取出来可形成能力模型，能力模型与广义工作中心结合可形成广义工作中心的能力集。在工作流的建模过程中，将执行活动或过程的能力需求与工作流的能力集进行匹配，匹配的结果反馈给过程模型，经过这样一个反复的闭环迭代过程，可实现过程能力需求与广义工作中心能力集的平衡，从而提高工作流模型的可执行能力。