（计算机软件与理论专业论文）虚拟企业伙伴选择与业务过程建模方法研究.pdf

山东大学博士学位论文 摘要 伴随经济全球化，作为国民经济支柱产业的制造业面临着新的挑战，企 业需要能够迅速地响应市场需求，传统的紧密耦合的企业间合作已经很难满 足要求。虚拟企业( v i r t u a le n t e r p r i s e ，r e ) 这种为整合资源、技术和人力优势， 由多家跨地区或跨国的企业组成的新的企业生产模式应运而生。 近年来迅速发展的网格技术，为制造业提供了一种可靠、成熟的分布式 计算解决方案，帮助企业提升支撑业务环节的i t 系统的效率，最大程度地实 现资源的共享，克服空间距离和异构性给企业间协同带来的障碍，为实现敏 捷制造和虚拟企业的运作提供支持，形成具有数字化、柔性化、敏捷化等基 本特征的优势互补型的虚拟企业。 本文在对虚拟企业特别是虚拟制造企业现有运行模式分析的基础之上， 在国家8 6 3 计划项目“制造网格与制造资源协同管理技术研究 ，国家自然科 学基金“汽车协同制造网格研究及典型应用”等项目资助下，对面向服务的 制造网格这一新型虚拟企业的构建中的问题进行了研究，重点在面向服务的 虚拟企业基础架构、虚拟企业伙伴选择方法以及虚拟企业业务过程建模方法 等方面进行了深入研究。 本文的主要贡献和创新点如下： 1 提出了一种虚拟企业组织模式分类。在分析了虚拟企业组织形式的特点和 类型的基础上，提出了虚拟企业两种组织模式；单核式虚拟企业和多核式 虚拟企业，用以指导虚拟企业业务活动的组织和开展。单核式虚拟企业有 核心企业和非核心企业之分，非核心企业依附于核心企业，有较好的稳定 性，适合于链条式的生产方式。多核式虚拟企业的成员地位相对平等，他 们之间形成即竞争又合作的模式，组织比较灵活，能够适应动态多变的市 场需求。 2 提出了面向服务的虚拟企业基础架构。提出了遵循0 g s a 规范的面向服务 的虚拟企业基础架构，重点论述了虚拟企业应用支撑层中的项目管理、伙 伴选择和业务过程管理等模块，为依据项目组织虚拟企业业务执行提供了 山东大学博士学位论文 支持。 3 提出基于n a i v eb a y e s i a n 的虚拟企业伙伴选择方法。利用文本分类的方法 进行虚拟企业伙伴选择，提出利用语义属性训练分类器，给出了语义属性 获取的途径及分类器训练和分类的方法，充分利用了n a i v eb a y e s i a n 分类 器高效和简洁的特点，提高伙伴选择的客观性和有效性。 4 提出了面向服务的虚拟企业业务过程建模方法。在论述了面向服务的虚拟 企业业务过程组建流程的基础上，提出了面向服务的虚拟企业过程建模方 法：首先建立抽象业务模型，由伙伴选择中获取的候选伙伴企业提供的业 务服务组成抽象业务过程；其次建立基于b p e l 4 w s 的流程模型；然后基于 此模型进行基于属性的服务发现和选择；最后生成业务过程实例。 5 系统实现与应用。本文的研究成果应用于构建面向服务的虚拟企业基础架 构，实现了面向汽车整车制造业务的单核式虚拟企业应用，并基于敏捷供 应链应用实现了虚拟企业模式的协作生产。 下一步还需要在项目控制和管理、虚拟企业构建中的协同问题、以及基于 语义的伙伴选择等方面进一步开展工作。 关键词：虚拟企业；架构；虚拟组织；伙伴选择；业务过程 i i 山东大学博士学位论文 a b s t r a c t t h em a n u f a c t u r i n gi n d u s t r y , ap i l l a ri n d u s t r yo ft h en a t i o n a le c o n o m y , i s n o wb e i n gc h a n g l l e n g e dw i t hg l o b a l i z a t i o n 1 1 l ei n d i v i d u a le n t e r p r i s en e e d st o r a p i d l yr e s p o n s em a r k e tr e q u i r e m e n t , w h i l ei t i sd i f f i c u l tf o rt r a d i t i o n a lt i g h t l y c o u p l e dc o o p e r a t i o nb e t w e e ne n t e r p r i s e s t od ot h a t v i r t u a le n t e r p r i s e ( ) ， w h i c hi sc o m p o s e dw i t hm a n yt r a n s r e g i o n a le n t e r p r i s e so re v e nm u l t i n a t i o n a l s ， p r o v i d e s an e wm o d e lf o rt h ei n t e g r a t i o no fr e s o u r c e s ，t e c h n o l o g i e sa n d m a n p o w e r g r i dt e c h n o l o g y ，ar a p i dg r o w i n gt e c h n o l o g yi nr e c e n ty e a r s ，p r o v i d e sa r e l i a b l ea n dd i s t r i b u t e dc o m p u t i n gs o l u t i o n ，w h i c hh e l p si m p r o v et h ee f f i c i e n c yo f t h ei n f o r m a t i o nt e c h n o l o g y ( i t ) s y s t e ms u p p o r t i n gt h ea c t i v i t i e so ft h ee n t e r p r i s e s ， o v e r c o m et h eo b s t a c l e sa r o s eb yd i s t a n c e si ng e o g r a p h ya n dd i f f e r e n c ei ns t r u c t u r e t ot h ec o o p e r a t i o na m o n ge n t e r p r i s e sa n dm a x i m i z et h er e s o u r c es h a r i n g t h e t e c h n o l o g ys u p p o r t sa g i l em a n u f a c t u r i n ga n dv ew h i c hi s c h a r a c t e r i z e db y d i g i t i z a t i o n ，f l e x i b i l i t ya n da g i l i t y t h et h e s i ss t u d i e st h ec o n s t r u c t i o no fs e r v i c e o r i e n t e dm a n u f a c t u r i n gg d d ，a n e wm o d e lo fv eu n d e rt h e s u p p o r t o ft h e n a t i o n a l h i 曲- t e c h p r o j e c t m a n u f a c t u r i n gg r i da n dm a n u f a c t u r i n gr e s o u r c em a n a g e m e n tr e s e a r c h a n dt h en a t i o n a ln a t u r a ls c i e n c ef u n dp r o je c t a u t o m o b i l ec o l l a b o r a t i v e m a n u f a c t u r i n gr e s e a r c ha n di t sa p p l i c a t i o n ”i tf i r s te x a m i n e sv e ，p a r t i c u l a r l y v i r t u a lm a n u f a c t u r i n ge n t e r p r i s e s ，t h e nd o e sf u r t h e rr e s e a r c ho ns u c ha s p e c t sa s t h ea r c h i t e c t u r eo fs e r v i c e o r i e n t e dv e ，m e t h o do fp a r t n e rs e l e c t i o no fv ea n d m e t h o do fm o d e l i n go f v eb u s i n e s sp r o c e s s t h em a i nw o r ka n dc o n t r i b u t i o n si nt h et h e s i sa r es u m m a r i z e da sf o l l o w s ： 1 ac l a s s i f i c a t i o no fv eo r g a n i z a t i o ns t r u c t u r ei sp r o p o s e d a f t e re x a m i n i n gt h e t y p ea n dc h a r a c t e ro f ，i tg i v e st w om o d e l so fo r g a n i z a t i o ns t r u c t u r ei nv e ： s i n g l e c o r ev ea n dm u l t i c o r ev e ，w h i c hc a nb eu s e dt or e g u l a t et h eb u s i n e s s a c t i v i t i e si nv e s i n g l e c o r ev ei sc o m p o s e dw i t hac o r ec o m p a n ya n d n o n - c o r ec o m p a n i e s s i n g l e - c o r ev ei sr e l a t i v e l ym o r es t a b l ea sn o n c o r e e n t e r p r i s e s a r ed e p e n d e n tu p o nt h ec o r ee n t e r p r i s e ，w h i c hf i t st oc h a i n p r o d u c t i o nm o d e 1 h em e m b e re n t e r p r i s e si nm u l t i c o r ev e h a v ee q u a ls t a t u s ， i i i c o m p e t i n ga n dc o o p e r a t i n gw i me a c ho t h e r , w h i c hi sf l e x i b l ea n df i t st ot h e d e m a n do fd y n a m i ca n dc h a n g e a b l em a r k e t 2 t h ea r c h i t e c t u r eo fs e r v i c e - o r i e n t e dv ei sc o n s t r u c t e d ，w h i c hi sa b i d e db y o g s as p e c i f i c a t i o n 1 1 1 et h e s i sf o c u s e so ns u c hm o d u l e sa st h ep r o j e c t m a n a g e m e n ti na p p l i c a t i o ns u p p o r t i n gl e v e l ，t h ep a r t n e rs e l e c t i o nm a n a g e m e n t a n dt h eb u s i n e s sp r o c e s sm a n a g e m e n t ，w h i c hl a yt h ef o u n d a t i o nf o rt h e b u s i n e s si m p l e m e n t a t i o ni na c c o r d a n c e 、加t hb yp r o je c t si nv e 3 am e t h o do fp a r m e rs e l e c t i o nb a s e do nn a i v eb a y e s i a ni sd e v i s e d am e t h o d o fp a r t n e rs e l e c t i o ni sp r o p o s e db yu s i n gt e x tc l a s s i f i c a t i o n s e m a n t i ca t t r i b u t e a r eu s e dt ot r a i nt h ec l a s s i f i e r t h ew a yo fg e t t i n gt h es e m a n t i ca t t r i b u t e sa n d t h em e t h o do fc l a s s i f i e rt r a i n i n ga n dc l a s s i l y i n ga r eg i v e n 1 1 1 em e t h o dm a k e s f 试lu s eo ft h ee f f i c i e n c ya n ds i m p l i c i t yo fn a i v eb a y e s i a nc l a s s i f i e r 4 aw a yo fs e r v i c e - o r i e n t e dm o d e l i n go fv eb u s i n e s sp r o c e s si sp u tf o r w a r d a f t e rt h ed i s c u s s i o no ft h ec o n s t r u c t i o nf l o wo fs e r v i c e o r i e n t e db u s i n e s s p r o c e s si n ，aw a yo fs e r v i c e - - o r i e n t e dm o d e l i n go fv e b u s i n e s sp r o c e s si s p r o p o s e d f i r s t ，t h ea b s t r a c tm o d e lo f b u s i n e s sp r o c e s si sc o n s t r u c t e d ，w h i c hi s c o m p o s e db yt h eb u s i n e s ss e r v i c e sf r o mt h ec a n d i d a t ep a r t n e re n t e r p r i s e s t h r o u g hp a r t n e rs e l e c t i o n s e c o n d l y , t h ef l o wm o d e lb a s e do nb p e l 4 w si s b u i l t t h i r d l y , t h ep r o p e r t i e s - b a s e ds e r v i c ed i s c o v e r ya n ds e l e c t i o nb a s e do nt h e m o d e l ，a r ec a r r i e do u t f i n a l l y , t h ei n s t a n c eo fb u s i n e s sp r o c e s si sg e n e r a t e d 5 s y s t e mi m p l e m e n t a t i o na n da p p l i c a t i o n 1 1 1 ea r c h i t e c t u r eo fs e r v i c e o r i e n t e d v eh a sb e e nc o n s t r u c t e d t h es i n g l e - c o r ev eh a sb e e na p p l i e di nt h eb u s i n e s s o fa u t o m o b i l ep r o d u c t i o n - o r i e n t e da n dr e a l i z e dt h ec o l l a b o r a t i v ep r o d u c t i o ni n v e 、加t 1 1t h ea p p l i c a t i o no fa g i l es u p p l yc h a i n m o r ew o r kn e e d st ob ed o n ei nt h ef o l l o w i i n gf i e l d s ：p r o je c tc o n t r o la n d m a n a g e m e n t ，c o o p e r a t i o ni nv ec o n s t r u c t i o na n dp a r t n e rs e l e c t i o nb a s e do n s e m a n t i c k e yw o r d s ：v i r t u a le n t e r p r i s e e ) ；a r c h i t e c t u r e ；v i r t u a lo r g a n i z a t i o n ； p a r t n e rs e l e c t i o n ；b u s i n e s sp r o c e s s i v 原创性声明和关于论文使用授权的说明 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独 立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不 包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研 究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明 的法律责任由本人承担。 论文作者签名： 叠庭 e t 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学 校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论 文被查阅和借阅；本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分 内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段 保存论文和汇编本学位论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名： 毽豸坠 导师签名： 二 桫 7 数日期：珥 山东大学博士学位论文 第1 章绪论 进入新世纪，制造业面临着新的挑战，一方面是作为制造本身的产品， 更加精良、复杂和富有个性，融合了更多知识与交叉技术，给制造技术和设 计、分析、管理等诸多制造环节提出了更高的要求；另一方面，全球化的协 同制造与竞争已经成为现代制造业不能回避的趋势，企业之间的广泛协同、 合作共赢是企业生存的必然选择。近年来迅速发展的网络技术，为制造业提 供了一种可靠、成熟的分布式计算解决方案，帮助企业提升支撑业务环节的 i t 系统效率，最大程度地实现资源的共享，克服空间距离和异构性给企业间 协同带来的障碍，为实现敏捷制造和虚拟企业的运作提供支持，形成具有数 字化、柔性化、敏捷化等基本特征的优势互补型的协同企业。 虚拟企业有自身的组织形式特点，虚拟企业的构建和其中制造业务的执 行需要一整套信息基础设施的支持，从而可以依托网络迅速有效的组建动态 联盟，开展业务；选择伙伴企业是构建虚拟企业的一个重要步骤，准确而有 效地选择潜在伙伴企业是构建虚拟企业的重要基础：在面向服务的架构下， 服务与流程有着密切的联系，流程由服务组合而成，而流程本身又可封装为 服务，基于流程组织和服务合成，实现跨企业的业务流程快速重组，从而在 虚拟企业模式下完成制造业务。这三个方面的问题是虚拟企业研究与应用中 的热点和难点问题，也是本文研究的着力点。 1 1敏捷制造与虚拟企业 1 1 1 敏捷制造的提出及研究现状 1 敏捷制造的提出 ， 美国里海大学i a c o c c a 研究所的三位学者于1 9 9 1 年在2 1 世纪制造企业 的战略【1 1 报告中总结了当今成功企业经验，并在此基础上提出了一种新型 生产模式一以动态联盟为基础的敏捷制造，概括出一种新型企业组织一虚拟 山东大学博士学位论文 组织。 提高企业的敏捷性，快速响应市场的变化是未来企业重要的核心竞争 力，“敏捷制造”是2 1 世纪制造业发展的主要战略。现有企业的生产组织方 式已经不能适应市场竞争的要求，未来的竞争不仅是资本和技术的竞争，同 时也是组织模式、员工素质和企业对外开放可合作的竞争。最大限度地提高 企业的敏捷性，要求企业有很强的适应力，可以根据市场的变化迅速完成自 我调整，可以迅速与合作者结成新的合作工序，迅速把新技术转化为市场需 要的产品【2 ，3 1 。 敏捷制造的基本思想是通过将高素质的员工、动态灵活的虚拟组织 ( v i r t u a lo r g a n i z a t i o n ) 或称动态联盟、先进的柔性生产技术进行全面继 承，是企业对持续变化、不可预测的市场需求做出快速反应，由此获得长期 的经济效应，建立动态联盟是实现企业敏捷性的重要手段之一【4 ，5 1 。 2 敏捷制造国内外研究现状 敏捷制造的概念一经提出，国内外就在此领域进行了广泛的研究与应用。 其中，以美国为代表的国外研究主要有：1 9 9 2 年，美国国会和工业界在里海 大学建立了美国敏捷制造企业协会( a m e f ) ，并每年召开一次国际会议来促进 敏捷制造概念的研究与应用。1 9 9 3 年，美国国家自然科学基金会建立了三个 敏捷制造国家研究中心，分别研究电子行业、机床行业和航天航空工业中的 敏捷制造问题【6 7 1 。 此外，还有多个支持敏捷虚拟制造的研究计划，如：n i i p ( n a t i o n a l i n d u s t r i a li n f o r m a t i o ni n f r a s t r u c t u r ep r o t o c o l s ) 嗍、n g m ( n e x t g e n e r a t i o nm a n u f a c t u r i n g ) 网。t e a m ( t e c h n o l o g ye n a b l e m a n u f a c t u r i n g ) 1 0 】等，目前，美国已经有一百多家公司和企业进行虚拟敏 捷制造的实践活动。另外，日本、韩国、欧盟( 如德国、法国、荷兰、葡萄 牙和爱尔兰等) 和南美洲( 如巴西和阿根廷等) 等地区和国家也分别建立国 际合作研究开发计划、制造2 0 0 0 年计划、高级先进技术国家计划等来支持对 敏捷制造相关技术的研列1 1 d8 1 。这些研究主要涉及：敏捷性概念、敏捷虚拟 企业组织与管理、智能化的供应链管理、产品数据管理( p d m ) 、敏捷制造信息 基础设施、i n t e r n e t 工n t r a n e t 技术、虚拟制造技术等方面。 我国从1 9 9 2 年引入敏捷制造思想后，在8 6 3 c i m s 主题的支持下，也开始 2 山东大学博士学位论文 进行这方面的研究工作。8 6 3 c i m s 主题专家组、国家自然科学基金会及其他 政府部门等都计划研究敏捷制造技术并资助了若干课题的研究。1 9 9 6 年，中 国国家自然科学基金委、8 6 3 c i m s 主题专家组在中国机械工程杂志上联合 开辟了一个先进制造和敏捷制造技术论坛，邀请一些国内外从事相关研究的 知名学者发表系列文章和专题讨论，我国新世纪高技术研究发展计划也对敏 捷制造技术进行重点研究。不少大学、研究所都就敏捷制造的不同方面进行 了研究与探索，可以说，敏捷制造的概念已在国内被广大学术界和工程技术 人员所广泛接受【1 蛇6 1 。 1 1 2 虚拟企业的产生及其特点 2 0 世纪9 0 年代以来，随着科技进步和社会发展，世界经济发生了重大变 化。人们根据自己生产、工作和生活的需要，对产品的品种与规格、花色式 样等提出了多样化和个性化的要求，企业面对不断变化的市场，为求得生存 与发展必须具有高度的柔性和快速反应能力。为此，现代企业向组织结构简 单化、扁平化方向发展，于是就产生了能将知识、技术、资金、原材料、市 场和管理等资源联合起来的虚拟企业。 从1 9 9 1 年美国艾科卡( i a c o c c a ) 研究所2 1 世纪制造企业战略的研究 报告【l 】中富有创造性地提出了虚拟企业的构想以来，许多学者从不同的角度 对其进行了研究，因此给出了不同的定义1 2 7 - 3 2 1 ，比较有代表性的是1 9 9 2 年， w i l l i a md a v i d o w 和m i c h a e l s m a l o n e 给出的虚拟企业的定义： “虚拟企业 是由一些独立的厂商、顾客、甚至同行的竞争对手，通过信息技术联成临时 的网络组织，以达到共享技术、分摊费用以及满足市场需求的目的。虚拟企 业没有中央办公室，也没有正式的组织图，更不像传统组织那样具有多层次 的组织结构。”【3 3 1 由此可见，虚拟企业是由几个有共同目标和合作协议的企 业组成，成员之间可以是合作伙伴，也可以是竞争对手。这就改变了过去企 业之间完全你死我活的输赢( w i n l o s e ) 关系，而形成一种共赢( w i n w i n ) 的关 系。虚拟企业集合各成员的核心能力和资源，在管理、技术、资源等方面拥 有得天独厚的竞争优势，通过分享市场机会和顾客，实现共赢的目的。虚拟 企业是工业经济时代的全球化协作生产的延续，是信息时代的企业组织创新 形式。 山东大学博士学位论文 虚拟企业是为了迎合某一个特定的市场机遇而联系起来的联盟组织。当 一个市场机遇出现时，某个企业就会根据该市场机遇召集相关其他企业发起 建立企业联盟即虚拟企业，其中其他企业既可以是本企业内部的某些部门或 分厂，也可以是本企业外其他独立企业，这样一个从虚拟企业建立、实施、 运行，直到本次市场机遇完成，虚拟企业解散的过程，构成了此虚拟企业的 生命周期f 3 4 1 。 虚拟企业是敏捷制造中一个最为核心的概念【3 5 1 ，在持续多变的环境中， 新技术与新产品更新不断加快，使得没有哪一个企业从人、财、物等几方面 可以单独拥有整个产品的研制、开发和生产，为了适应这种不断创新的要求， 企业就必须把各自资源集中起来，在一个相对固定的时期内，为了共同利益 和目标联合起来，随着市场机遇的出现而产生，也随着市场机遇的消失而消 亡，在新的市场环境中再出现新问题需要应对，新的一次虚拟企业又将建立。 目前人们对它虚拟企业的认识仍然处在不断探索的阶段，不过总的说来， 虚拟企业具有以下组织形态的动态性、业务实现的即时性、关联关系松散性、 利益机制竞争合作性等主要特点。 1 2虚拟组织与虚拟企业 1 2 1 虚拟企业对信息基础设施的需求 虚拟企业是由两个以上的成员组成的一种非固定的相互依赖、信任、合 作的组织，以便以最小的投资、最快的反应速度对市场机遇做出反应。其成 员以自身的实力和社会信誉通过竞争被核心企业吸收加入。为了共同的利益， 每个成员只做自己特长的工作，把各成员的成长、知识和信息优势集中起来 有效地用于以最短的时间和最小的投资为目标的满足用户需求的共同努力中 去。 虚拟企业能将时空上分散但能力和资源互补的常规组织高效地组合起 来，以提高解决问题的能力和增强对挑战性机遇的快速应变能力，且不必改 变他们原有的工作环境。然而，正是这种灵活的构建与运行模式，带来了虚 拟企业运行过程管理中许多需要解决的问题： 虚拟企业需要整合独立的合作伙伴之间的流程和系统，这种整合通常耗 4 山东大学博士学位论文 资很大、耗时很多。多部门的企业已经建立了合适的层级结构来完成这种协 调，在虚拟企业协调系统中，i t 担当着重要的角色。虚拟企业由盟主企业根 据市场机遇发起，快速、高效地选择制造资源，动态组成虚拟组织，不仅获 得整体目标最优，同时还兼顾每个制造资源，达到双赢或多赢的局面；它需 求负责设定企业模型、选择联盟成员、确定协作关系、动态调整流程等工作， 并在企业运作过程中根据需要对协作关系做出调整，其组织过程需要灵活可 变的动态性；虚拟企业是以生产经营过程为主线的企业组织，各成员在这一 主线的贯穿下，按照一定的协作规则完成各自环节上的任务，其运作过程强 调明确可控的协作性；在虚拟企业内，由于各种不确定因素往往会影响虚拟 企业日常工作进程，如资源的短缺、成员的流动、市场的变化及产品结构的 调整等：因此需要对任务、组织、产品、资源、时间等进行调度；同时由于 虚拟企业内成员企业的相对独立性、分布性、异构性等特点，需要对动态联 盟企业的运行过程进行有效监控，以保证虚拟企业具有足够的市场响应速度 和市场竞争优势。 因此，虚拟企业离不开信息系统的支持，借助于i n t e m e t i n t r a n e t e x t r a n e t 等网络平台，通过w e b 、e m a i l 、f t p 等技术实现虚拟企业运行过程 的管理，是实现虚拟企业必不可缺的环节。 1 2 2 虚拟组织与虚拟社区 所谓虚拟组织是这样一组个体或组织：它们分布在不同的地理位置，但 却作为一个统一的组织提供功能。如在科学探索和企业竞争中，虚拟组织的 成员通常具有相同的工作重点、目标和见解，它们一起贡献各自的资源以达 到上述目的，同时为资源共享和服务质量制定了完备的规则。虚拟组织并不 是一个新概念，虚拟组织在商业和工程领域已经有很多年的历史。在这些领 域，多个集团被组织起来对同一合同竞标，独立的小公司也暂时组织成一个 虚拟组织以分享技巧、减少开支、拓展市场。 虚拟组织从不同的角度可以获得不同的理解和认识。虚拟组织是一个地 域上分布的组织，其成员为了共同兴趣或目标在。个相对较长的时间内捆绑 在一起，成员间通过信息技术进行通信和协调：虚拟组织是一种小型的核心 的组织，通过外部资源提供主要的企业功能；虚拟组织是相对于实体企业而 山东大学博士学位论文 言的，其许多企业功能都非实体化的，即虚拟企业组织是把诸如生产职能、 新产品研发职能、销售职能、财务管理职能，以及其他的附属职能交给外部 组织完成 3 6 , 3 7 】。 虚拟企业是敏捷制造战略中的一个最为核心的概念，为了迅速响应创新 机遇，企业必须根据需要及时地将各种资源集成起来，形成工作小组。这些 资源可以来自一个集团的不同部门，或来自不同地域的不同公司。虚拟企业 中的各方已“共赢”为合作基础，这样一个临时性联盟，随着市场机遇的出 现而产生，随着市场机遇的消失而消亡，因此被称为动态联盟。虚拟组织正 在发展成为追求竞争优势的组织范式 3 8 - 4 0 】。 i a nf o s t e r 在他的t h ea n a t o m yo ft h eg r i d ) ) 中指出：“潜藏在网格 概念之中确切而特殊的问题就在于，实现对等的资源共享和解决动态的、分 布式的虚拟组织( v i r t u a lo r g a n i z a t i o n s ) 所遇到的问题。”【4 1 】 这里所说的共享不仅仅是简单的文件交换，而是更强调直接对计算机、 软件、数据以及其它资源的直接访问，这种需求在工业，科学以及工程界等 许多领域都会遇到。而且这种共享必须是高度可控的，需要在资源提供者和 消费者之间详细的定义什么可以被共享，哪些人可以共享，在什么条件下可 以共享。虚拟组织就是基于这样的一些共享规则，由一些个人或者团体形成 的集合体。 g l o b u s 项目组认为，大型应用项目应该由许多组织协同完成，这些组织 通过网格计算环境形成一个统一的“虚拟组织 ，网格计算环境中的用户、成 员、资源可随时加入这种虚拟组织。各个组织拥有的各种资源都可被虚拟组 织中的成员共享，并且各成员可以方便地协同完成各种分布式应用和工作。 从制造业的虚拟企业和网格中虚拟组织的概念可见，二者在组织形式有 很多相近之处。网格所提供的支持资源共享和协同工作的虚拟组织形式，正 是解决制造业中虚拟企业组织形态中对动态性、协作性、可监控、可管理所 需要的。 制造网格应用虚拟组织来实现基于任务的不同的制造资源之间的资源共 享和协同工作，实现了虚拟企业与虚拟组织的统一。相对于敏捷制造中的虚 拟企业，制造虚拟组织的构建更加灵活和便捷，这主要是由于对资源进行了 统一的管理与调度，构成制造虚拟组织的单元以标准的接口提供其功能性和 6 山东大学博士学位论文 属性描述，依靠网格基础设施屏蔽了虚拟组织之间交互协议的异构性，使得 制造网格虚拟组织的构建和运行更加透明，而作为制造网格成员的企业，在 获取网格资源，完成制造任务时也更加方便。 更进一步，制造业中行业内的既竞争又合作关系的关系，需要一种类似 行业协会的协调机制，能够在设计、制造和商务等各环节上方便企业间的交 流；事实上，这正是近年来比较流行的虚拟社区( v i r t u a lc o m m u n i t y ) 的概 念。虚拟社区为具有相同或相近兴趣的人们提供了基本的交互手段，借助于 论坛、即时通讯等手段，而维系社区的主要是参与者在业务上的共同需求， 从而形成一种比较稳定但又动态灵活的社区组织；比如，在飞机等复杂产品 设计中，来自不同组织的设计、分析、试验团队的成员，可能会对提升产品 综合性能的理论与技术问题有着共同兴趣，出于合作的目的形成一个相对稳 定的技术社区，这个社区组织不会随着一个订单的结束而结束，反而由于社 区的存在而带来更多的合作机会，同样的例子可能也会出现在某类商品制造 中具有上下游协作关系的社区组织中。基于自身基于网络的分布式架构及对 协同工作的支持，制造网格也为虚拟社区的构建提供了良好的基础设施。 1 2 3 虚拟企业架构 1 企业模型 企业建模涉及到一系列用于系统分析、执行和操作的方法，主要包括企 业体系结构，参考模型、建模方法和工具等。自上世纪9 0 年代以来，众多研 究机构提出了多种关于企业模型和企业集成的方法，取得了丰富的成果，其 中比较著名的有欧共体的e s p r i t 项目a m i c e 研究组开发的c i m o s a ( c i mo p e n s y s t e ma r c h i t e c t u r e ) 4 2 1 ，p u r d e 大学提出的p e r a ( p u e d ee n t e r p r i s e s r e f e r e n c ea r c h i t e c t u r e ) 4 3 ，4 4 1 ，g r a i 研究室开发的g i m 4 5 - 4 7 ，德国s a a r b r o c k 大学的a w s c h e e r 教授于1 9 9 2 年提出了一种基于过程的集成信息系统体系 结构a r i s ( a r c h i t e c t u r eo f i n t e g r a t e di n f o r m a t i o ns y s t e m ) 4 s l ，美国空军在 7 0 年代末8 0 年代初i c a m ( i n t e g r a t e dc o m p u t e ra i d e dm a n u f a c t u r i n g ) - 1 - 程在 结构化分析和设计方法基础上发展的一套系统分析和设计方法i d e f 方法 0 c a m d e f i n i t i o nm e t h o d ) 4 9 1 ，另外还有工作流技术、p e t r i 网和面向对象方 法等【弛蚓。 7 山东大学博士学位论文 国内在企业建模方面也取得了一定的成果，比较有代表性的包括：清华 大学联合其他单位开发的集成化企业建模体系i e m 及其工具i e m - t o o l s ，同济 大学自主开发的构件化企业建模体系结构c e m s 和虚拟企业建模支持系统 v e m s ，清华大学陈禹六教授提出的六视图阶梯形企业建模体系结构s l a 等5 5 1 。 在这些模型中，c i m - o s a 以其全面性、完整性、开放性、标准化和形式化 等特征而成为当今国际上公认的企业信息系统体系结构的代表。c i m o s a 用三 维坐标的立方体表示和分析建立c i m 系统的过程。水平坐标表示三种通用程 度：通用、部分通用和专用，垂直坐标表示三个建模层次：需求定义、设计 说明和实施描述，第三维坐标表示四种视图：功能视图、组织视图、资源视 图和信息视图，以此模型对企业的各种行为进行描述。其它模型虽然在完整 性方面不如c i m o s a ，但在某些方面却具有优势，虽然以上企业建模框架和方 法不少都提出并发展了多年，也有了些具体应用，但在以企业信息系统可重 构为目标的企业建模和管理框架尚缺乏必要的认识和足够的研究。 2 虚拟企业架构 上述模型虽然在企业系统实施中起到了重要作用，但多数都是在单企业 环境中的建模，不能完全适用于虚拟企业环境，这样就需要对虚拟企业的构 建提出相应的方法。虚拟敏捷制造企业建模技术在虚拟敏捷制造企业的总体 技术中占有重要地位，它在虚拟敏捷制造企业生命周期框架中的位置在嵋6 3 中 给出了充分的阐述。 在p u r d u e 企业参考体系的基础上，提出了企业链的建模体系。在一个企 业经营的各个生命周期阶段，企业本身经营活动的结果( 产品或服务) 可能是 其它企业经营活动中所需产品或服务的提供者参与这种供求链的企业根据 交互关系定义形成四类企业：策略管理企业实体、工程企业实体、制造企业 实体和企业产品实体。企业链正是由这四类企业实体在产品不同开发阶段的 交互关系构成的网络结构5 7 】。 虚拟企业模型v i r t u e 是为信息市场建立虚拟企业建立的模型，有三个主 要部分：分布式基础架构，成员间交易和测量性能及控制行为的方式，这个 模型为制造信息产品提供了协同模型【5 引。 清华大学c i m s 中心在虚拟企业构建方面取得了一定的研究成果，提出了 面向动态企业建模的三层m a s 结构，发挥代理的自治、智能和协调的特点，更 8 山东大学博士学位论文 好地支持企业业务和组织动态重组，增强了企业业务流程的柔韧性。支持业 务过程性能优化的多过程建模框架中提出了多过程建模方法，可以对企业模 型、仿真模型和工作流模型进行统建模，设计了建模工具的元模型。以面 向服务的思想为基础提出了集成化的企业建模框架，由视图维、生命周期维 和通用性层次维组成【5 9 6 0 1 。 哈工大提出了敏捷虚拟企业的组织结构分为四层，由上至下分别是：a v e ( a g i l ev i r t u a le n t e r p r i s e ) 、v g ( v i r t u a lg r o u p ) 、t e a m 和b o u ( b a s i c o r g a n i z a t i o nu n i t ) ，在此基础上提出了虚拟企业模型，用面向对象的思想 建立了四个视图：工作视图，组织视图、物理视图和信息视图1 6 1 , 6 2 1 。 1 3伙伴选择与业务过程 1 3 1 伙伴选择 不同的虚拟企业组织形式从不同侧面体现了虚拟企业的构建形式，描述 了企业内部和企业间进行的交互，这些组织形式的描述为理解和研究虚拟企 业提供了基础。而不同的虚拟企业组织架构也决定了不同的伙伴选择策略和 方法【6 3 1 。 ， “蜂群”模式利用并发展了组织网络中组织角色理论，对社会群落中不 同人群的聚集情况进行研究，分析了虚拟企业构建过程中不同企业所扮演的 不同角色，并引入到虚拟企业组织网络的研究中。在全面考虑了企业的战略、 业务、组织、管理、技术和外部环境因素的基础上，以企业核心战略目标为 牵引，建立了虚拟企业中多维分层、具有动态可伸缩性、集成的虚拟企业开 放式组织体系结构。“蜂群 模式应用于中小企业间相互协作的网络系统中， 创建一个全球化的虚拟商务组织框架模型，通过对模型中不同的企业实体的 研究，来揭示虚拟企业创建与运作过程中组织结构的演进与变化 6 4 - 6 6 1 。 虚拟企业组织模式一般分为两种类型，即盟主型组织模式和平行组织模 式，也有分别称为个体组织模式和群体的组织模式。群体组织模式是针对所 有参与者组成的整体而言的，体现了参与者平等竞争和合作的关系，群体组 织模式应该采用t e a m w o r k 的组织形态，把虚拟组织的描述分为四个层次：动 态联盟企业( v i r t u a le n t e r p r i s e ) ，动态联盟项目组v g ( v i r t u a lg r o u p ) ，伙伴 9 山东大学博士学位论文 企业项目组( t e a m ) 和现实企业基本组织单元b o u ( b a s i co r g a n i z a t i o nu n i t ) 。 个体组织模式是针对每一个参与者而言，有一个盟主企业在其主导下召集其 他企业组建合作关系，借用他人之力来完成自己的目标任务 6 2 , 6 7 。 在上述两种组织模式基础上，文献【6 8 】提出了我国中小企业实施虚拟企 业的另两种组织模式：多