企业建模技术的发展现状与展望.doc

企业建模技术的发展现状与展望刘华玮1 (华中科技大学，湖北 武汉 430047)摘要：本文围绕着企业建模技术，首先对企业信息化的发展模式和总体历程进行了描述和归纳。接着对一些主要的企业建模概念及理论进行了介绍。本文的最后部分对企业建模技术做了技术展望，同时提出了建立企业建模的成熟度模型的概念。关键词：信息化；动态企业建模； 成熟度模型；Enterprise modeling technology developing status and prospectsLiu Hua-wei 1(1. Huazhong University of Science and Technology,WuHan 430047 China)Abstract： Revolving the enterprise modeling technology，This article has carried on the description and the induction to the enterprise informationization development pattern and the overall course。Then it has carried on the introduction to some main enterprise modelling concept and the theory。Finally，It has partially made the technical forecast to the enterprise modeling technology, simultaneously put forward the establishment enterprise modelling maturity model concept.Key words：Informationization; Dynamic enterprise modelling; Maturity model;1引言随着计算机技术的日新月异，社会已经进入了一个全面的信息化时代。农业、工业、服务业的信息化，个人、企业以及社会各方面的信息化均在快速发展。在各种信息化进程中，作为社会核心要素的企业，其信息化过程显得尤为重要。企业信息化从上世纪60年代初的MRP（Material Requirement Planning）到如今的ERP（Enterprise Resource Planning）、EIP（Enterprise Information Portal）、PLM（Product Lifecycle Management），人们进行了大量理论和实践上的探索，但到目前为止，企业在进行信息化的过程中，仍然面临着种种困境，比如：实施周期长、投资大、对变化的适应能力弱等等。这些问题，直接导致了目前很多企业对信息化有既想又怕的心态，也导致了大量企业信息化的项目以失败告终。在上面提及的导致企业信息化不成功的诸多因素中，信息化系统不能根据企业的变化及时进行调整是最致命的。中国加入WTO后，为了适应国际竞争环境，许多企业纷纷精简组织机构，改善业务流程，有的还进行了资产重组。在工作质量、效率等都得到大幅提升的同时，不少企业却产生了另一个烦恼：是继续使用原有信息化系统还是重新上系统。如果信息化系统不能解决可实时调整适应企业变化的问题，那么新的系统不久就会成为“鸡肋”。本文将从企业建模的发展、理论、实践等角度，对企业建模技术做一个综合的分析和展望。2.企业信息化发展历程2.1企业信息化三阶段发展模式在人们进行企业信息化探索中，从发展模式上总是可以分为三个阶段（如图2-1）：图2-1企业信息化探索三阶段模式概念阶段。就是想法和目标。在此阶段，人们通过对企业需求的分析和对问题的收集，产生相应的解决问题的思想，提出相应的概念。比如：MRP、ERP、PLM等等，就是典型的企业信息化过程中产生的概念；理论阶段。就是用科学方法建立的理论体系。比如：基于CIM概念的IDEF（集成计算机辅助制造（Integrated ComputerAided Manufacturing，ICAM) DEFinition）、基于MDA（模型驱动架构）概念的EMF（Eclipse Meta Model）模型等等；实践阶段。就是建立在比较完备的理论体系上的最终产品和项目。比如：SAP公司的SAP R/3、ARIS公司的ARIS系列产品、思维加速公司的Justep等等；在这种企业信息化发展模式下，企业信息化的知识体系形成一个金字塔模式（如图2-2）。处于最顶层的就是各种信息化概念，然后由每一个概念发展出多个理论体系（或理论模型），最后在每一个理论模型的基础上又开发出多个不同的信息化产品。这其中，当然也有不少在概念阶段就终止了发展历程，而有些在理论阶段也没能继续往下发展（例如：IDEF等等）。图2-2企业信息化知识体系模式2.2企业信息化总体历程关于信息化总体历程的介绍，首先需要从各种概念的发展历程开始，通过对近50年的概念的总结，可以让我们对信息化工程概念的发展历程有一个总体的了解（如图2-3）。图2-3企业信息化概念发展历程在这个发展历程中，我们认为有4条主要的发展线索，它们分别是：1. 从制造库存发展的线路，主要包括：MRP（Material Requirement Planning）、MRPII（Manufacturing Resource Planning）、SCM (Supply Chain Management)、CRM (Customer Relationship Management)、ERP (Enterprise Resource Planning)、BPM（Business Process Management）等等；2. 从办公自动化发展的线路，主要包括：OA（Office Automation）、MIS(Management Information System)、EIP（Enterprise Information Portal）等等；3. 从产品设计发展的线路，主要包括：CAD（Computer Aided Design）、CAE（Computer Aided Engineering）、CAM（Computer Aided Manufacturing）、PDM（Product Data Management）、PLM（Product Lifecycle Management）等等；4. 从集成制造发展的线路，主要包括：CIM（Computer Integrated Manufacturing）；全面的了解这些概念的内容不是本文的重点，在这里，主要想提一下现阶段对企业建模思想有着重要影响概念。3相关知识介绍3.1典型概念介绍CIM（计算机集成制造）CIM概念诞生于80年代初，它是基于现代管理技术、制造技术、信息技术、自动化技术、系统工程技术的一门综合性技术。CIM在上世纪80-90年代在理论上得到了长足的发展，其中包括：CIM-OSA理论（由欧共体的22家公司和大学组成的ESPRIT-AMICE组织经过六年多的努力而开发出的一个CIM开放体系结构）、IDEF系列方法（由美国KBSI提出一系列建模、分析、仿真方法的统称）、GRAI/GIM方法（由法国Bordeaux第一大学提出的，是专门为在生产系统制定决策而开发的）、ARIS方法（由德国萨尔大学企业管理研究所所长及 IDSScheer公司执行长的AugustWilhelm Scheer 教授所提出的）以及BAAN/DEM方法。CIM思想和相关理论，对企业信息化建设的贡献是巨大的，它努力从理论角度描述一个完备的企业模型，提出了大量很有指导意义的思想。并且在这些理论的指导下，像ARIS一样，有些产品已经发展的比较成熟，并且成功的完成了商业化过程。SOA（面向服务的架构）SOA是指为了满足在Internet环境下业务集成的需要，能有效整个不同业务系统的一种软件系统架构。SOA是一个组件模型，它将应用程序的不同功能单元（称为服务）通过这些服务之间定义良好的接口和契约联系起来。接口是采用中立的方式进行定义的，它应该独立于实现服务的硬件平台、操作系统和编程语言。这使得构建在不同系统中的服务可以以一种统一和通用的方式进行交互。由于SOA思想能很好的解决异构、异地系统的有效连接，而异构、异地系统对于企业信息化系统来说，是一种非常常见的现象，所以SOA思想从技术上势必会成为今后企业信息化的一个要点。MDA（模型驱动架构）MDA是2002年由OMG 提出的新的软件方法学，在MDA中，软件开发过程是由对软件系统的建模行为驱动的。它为如何提高软件开发效率，如何增强软件的可移植性、协同工作能力、可维护性，以及如何提高文档编制的便利性指明了解决之道。MDA的思想，就是希望通过模型，指导甚至自动构建软件系统，其主要出发点就是想节省系统的开发工作量，缩短开发周期。目前，MDA思想及相关技术发展的如火如荼，但由于MDA思想主要是面对开发人员，而不是面对企业实施人员，所以作者认为其不可能成为企业信息化的最终解决方案。PLM（产品生命周期管理）PLM是一种应用于在单一地点的企业内部、分散在多个地点的企业内部，以及在产品研发领域具有协作关系的企业之间的，支持产品全生命周期的信息的创建、管理、分发和应用的一系列应用解决方案，它能够集成与产品相关的人力资源、流程、应用系统和信息。PLM的概念诞生时间非常早，但其成熟确是最近的事情，严格的说，目前还不是非常成熟。但是PLM作为针对产品设计的解决方案，是一个典型制造企业的两个最重要环节中的一个环节（设计管理PLM和制造管理ERP）。所以，对于未来的企业建模有着重要的参考价值。BPM（业务流程管理）业务流程管理，是指根据业务环境的变化，推进人与人之间、人与系统之间以及系统与系统之间的整合及调整的经营方法与解决方案的IT工具。BPM的出现是为了解决企业流程实时改变所带来的敏捷性、实时效果评估、资源整合与优化等问题，而这些问题是不能为传统的OA和工作流所解决的。通过BPM，可以对业务流程进行自动化,并通过流程的分析及监控功能,对业务进行整合及计量,从业务角度、组织角度、IT角度都可得到可量化的改善效果，这种效果随着管理者通过BPM分析与优化流程，将越来越显著。另外，由于BPM记录了业务流程的所有活动，可以对流程管理所需的关键性指标进行设置，向流程实施者及管理者提供实时而直观的业务、组织和个人的绩效数据，可以实现有效的客观性成果测定效果。BPM由于其主要面向业务过程的特点，对研究企业建模的业务过程方面，有很重要的参考价值，但其缺点是不能全面的描述和分析企业模型，所以一般来说，BPM可基于SOA(ServiceOrientedArchitecture)架构来实现。3.2典型理论介绍国外在企业建模方面的研究已经开展多年，也取得了丰富的研究成果。其中已GRAI/GIM方法、ARIS体系结构、IDEF方法、CIMOSA方法、BAAN/DEM方法最为常见。CIM-OSA方法CIM-OSA（Computer Integrated Manufacturing - Openness System Architecture）是由欧共体的22家公司和大学组成的ESPRIT-AMICE组织经过六年多的努力而开发出的一个CIM开放体系结构。其目的是提供一个面向CIM系统生命周期的、开放式的CIM参考体系结构，从多个层次和多个角度反映了CIM企业的建模、设计、实施、运行和维护等各个阶段，提供了CIM系统描述、实施方法和支持工具，并形成了一整套形式化体系。与其他CIM体系结构相比，CIM-OSA具有全面性、完整性、开放性、标准化和形式化等优点，因而受到国际上的好评，并成为国际准化组织的一项预标准。 ARIS方法 ARIS（Architecture of Integrated Information System）整合性信息系统架构是由德国萨尔大学（University of the Saarland, Saarbrucken, Germany）企业管理研究所所长及 IDSScheer公司执行长的AugustWilhelm Scheer 教授所提出的。其设计理念，是希望提出一个整合性的概念，目的是把描述企业程序的所有基本观念通通纳入。因此可想见，所描述出的模型必是非常庞大与复杂，为减少其复杂性，就必须依不同的观点来切割这个复杂的模型。在一种观点下无数的交互关系将被先省略，只专注于观点内的事物。之后各观点的模型会整合成完整的分析，而不会有任何的重复。 IDEF方法IDEF方法是由美国KBSI提出一系列建模、分析、仿真方法的统称。它主要由3种模型组成：功能模型（IDEF0），信息模型（IDEF1X），和动态模型（IDEF2）。IDEF0是一种基于功能分解的单元建模技术。在IDEF0中，一个盒子表示一个整体功能，该功能是相关功能的一个集合， 而不只是一个单独的活动。IDEF1用于生成一个信息模型，描述在该环境（或系统）中的信息的结构和语义。IDEF1模型的构件是实体、联系和属性。IDEF2用于产生制造系统随时间变化的各种行为的一个描述，分析IDEF2描述可以获得制造系统用计算机仿真的系统执行情况。 GRAI/GIM方法 GRAI （Graph with Results and Activities Interrelated）方法是由法国Bordeaux第一大学提出的，是专门为在生产系统制定决策而开发的。GRAI由一个生产系统由一个物理系统和一个生产控制系统组成，物理系统是一组制造单元，其功能是将原材料或部件转变为完成的部件或一个完成的产品。生产控制系统制定决策，它由一个信息系统和一个决策系统组成。它基于诸如定货、资源和能源等方面的信息制定决策，以便物理系统执行其功能。GRAI的概念模型描述在信息系统、决策系统和物理系统间的联系。信息系统是其它系统间连接的链条。GRAI模型有一个层次化结构，因此在每一层，决策和信息都取决于执行的任务和制定决策过程所处的时间段。因此，必须构造信息以满足每一层决策的制定。 BAAN/DEM动态企业建模方法 BAAN是一个为项目型、流程型以及离散型产业提供企业资源计划（ERP）应用系统和咨询服务的公司。它利用关键组件Orgware来实现动态企业建模DEM（Dynamic Enterprise Modeling）策略，进而实现较为灵活而有效的经营管理运作。4企业建模技术展望4.1企业建模的成熟度模型就像软件成熟度模型可以及时、高效地组织软件开发队伍进行软件开发一样，我们认为企业建模能力也存在一个可持续发展的过程，我们可以将企业建模的成熟度模型作为信息系统开发的指导。本文认为企业建模成熟度模型可分为四个阶段：1、初始级。在这个阶段，大部分企业的信息系统，是直接委托软件公司或系统集成商完成，不能进行任何可以直接影响系统运行的企业建模。2、可建模级。在这个阶段，企业的信息化系统，大部分工作已经不用通过软件公司完成，而是直接使用软件公司提供的建模工具，就可以完成企业的建模并且驱动最终系统运行。这个阶段，已经具备完整的企业描述模型理论。3、可度量级。在这个阶段，用户不仅可以直接描述企业模型，而且可以建立对这套模型的运行量化评估体系。在这个阶段，用户可以直接看到对建模体系的评估结果，并手工修改企业模型；4、可优化级。在这个阶段，用户已经可以通过建立评估体系的基础上，直接建立模型的优化模型，让企业建模的成果达到半自动、甚至自动优化的目的。在这个阶段，企业建模的过程，将不再是首先描述企业模型，而是优先建立评估体系和优化模型，然后再根据优化模型的指导，半自动甚至自动修改企业模型；4.2企业建模的概念及主要特征要对企业建模进行分析，首先第一步必须明确企业建模的概念。本文认为，企业建模就是在一个完备的企业模型理论基础上，以建立和改进企业信息化系统为目标，通过建模工具对企业进行持续的、全面的描述的一个过程。为了能适应现代企业发展的需求，企业建模应该具备如下一些重要特征：企业模型描述的全面、精确性。全面精确的描述企业的方方面面，是建模所需要的最基本特性，如果不能满足这一点，就谈不上企业建模；建模过程的可持续性。现代企业的典型特征就是变化，随着市场的变化，企业的模型必然要求能随之变化，可持续性就是这种变化的保证；面向业务的建模。建模必须是面向业务的建模，而不是面向开发、面向架构的建模，否则由于后续开发工作不可能由用户完成，所以，势必导致不具备可持续变化能力，不能适应企业变化的需求；支持异地、异构系统。企业建模必须能支持异地、异构系统的建模，因为这是现代企业的典型特征；4.3企业建模的研究思路企业建模研究首要的问题就是从什么地方入手，有人认为应该从如何描述软件架构开始，因为这部分人认为，软件架构是最重要的也是最难的地方，所以，应该首先考虑如何通过模型解决软件架构问题（比如：MDA）；另外有些人认为，应该先从企业模型的元模型（就是描述企业模型的理论模型）开始，他们认为，企业模型千差万别，很难完整的描述一个企业模型，所以，最重要的是研究企业模型的元模型，用以支持各种不同的企业模型。本文并不认同上述这些思路，因为任何软件系统的最终目标都是为企业提供最优的服务，因此对企业建模的研究应该从如何解决用户的问题入手（如图4-3）。所以，我们认为对企业建模的研究，应该首先从如何描述企业，建立企业模型开始，从这个基础上，在研究出企业模型的精确计算机和数学模型，并开发出建模工具和平台，最终实现企业建模的目标。图4-3 企业建模研究思路4.4动态企业建模技术动态企业建模（DEM）的目的是让用户以自己熟悉的方式，根据其公司内部和外界环境的变化，最快、最好地建立公司的业务控制模型、业务功能模型和业务过程模型，或对它