业务流程管理中建模方法比较研究

业务流程管理中建模方法比较研究第12卷第6期2010年11月科技与管理ScienceTechnologyandManagementV01.12No.6Nov.,2010文章编号:10087133(2010)06007005业务流程管理中建模方法比较研究陆颖,许晓兵,崔荣波(上海理工大学管理学院,上海200090)摘要:全球化市场竞争的时代,企业要想提高自身的竞争优势,有赖于业务流程效率的提高,于是出现了业务流程管理热潮.然而,作为一项支持流程管理的关键技术,流程建模方法还存在许多不完善的地方.从业务流程建模方法出发,对几种常用的建模方法先进行简单介绍后,选择3种经典的方法分别从研究现状,优缺点几方面对其进行着重分析,最后综合比较几种常用建模方法,提出ARIS建模方法将成为下一代流程管理的有力支撑工具.关键词:业务流程管理;流程建模;IDEF;Petri网;集成信息系统体系结构(ARIS)中图分类号:F270.7文献标志码:AResearchofbusinessprocessmanagementmodelingmethodLUYing,XUXiao?bing,CUIRong-bo(SchoolofManagement,UniversityofShanghaiforScienceandTechnology,Shanghai200090,China)Abstract:Intheeraofglobalmarketcompetition.enterprisesneedtoimproveorganizationsefficiencytomaintaintheircompetitiveadvantages,thusgivingbirthtoanupsurgeofbusinessprocessmanagement.However,asakeytechnologytosupportbusinessprocessmanagement,processmodelingmethodshavemanyimperfections.Thispaperstartingfrombusinessprocessmodelingmethods,introducesseveralcommonlyusedmodelingmethodsfirstly,andthenexamsthreeclassicmethodsindetail,respectivelyfromresearchstatus,advantagesanddisadvantages.Finally,thepapercomparestheseveralmodelingmethods,proposingARISmethodwillbethepowerfulsupportingtoolofthenextgenerationofbusinessprocessmanagement.Keywords:businessprocessmanagement;processmodeling;IDEF;PetriNets;ARIS在当今经济迅速发展的时代,企业需要面对瞬息万变的市场,重新梳理自己的业务流程,造就卓越的流程,凝练出自己的核心竞争力,于是出现了业务流程管理热潮.业务流程再造/重组(businessprocessreengineering,BPR)理论由迈克尔?哈默首先于1990年提出以来受到广为关注.BPR的实质是对业务流程的一种系统变革,其根本目标就是要对被专业分:L和官僚体制分割得支离破碎的流程进行重新设计和再造.由于BPR收稿日期:20100920作者简介:陆颖(1986一),女,硕士研究生;许晓兵(1956一),男,副教授;崔荣波(1984-一).男,硕士研究生.项目实施的成功率较低,据统计70%的BPR项目五年后均归于失败,所以人们把目光渐渐转向业务流程管理,它更强调循环的,可持续的方法论,更包含了BPR的思想.1业务流程管理的概念流程管理(processmanagement),是一种以规范化的构造端到端的卓越业务流程为中心,以持续的提高组织业务绩效为目的的系统化方法.流程管理的核心是流程,流程管理的本质就是构造卓越的业务流程.流程管理首先保证了流程是面向客户的流程,流程中的活动都应该是增值的活动,从而保证了流程中的每个活动都是经过深思熟虑后的第6期陆颖等:业务流程管理中建模方法比较研究71结果,且活动之间相互配合.与BPR的定义相似,流程管理的定义也包含了几个关键词:规范化,流程,持续性和系统化.可以看出,流程管理将原来BPR定义中的彻底性,根本性融进了规范化,系统化中,指出不一定全是彻底的重新设计业务流程,而是应该规范的对流程进行设计,需要进行重新设计的就进行重新设计,不需要的就进行改进.要想进行业务流程管理,企业需要对流程的描述,分析,再设计及优化等进行研究,而解决这些问题的前提之一就是对流程进行建模,从而对流程有清晰的理解,为以后的分析和优化工作提供很好的帮助.现在实践中存在的对于流程分析和建模的方法体系不健全,分析工具使用的不得力,或者选择不得体,这些都是业务流程管理实施的障碍.因此,本文从业务流程建模方法出发,对几种常用的建模方法先进行简单介绍后,选择3种经典的方法对其进行着重分析,最后综合比较几种常用建模方法,力求推进业务流程管理更好地实施.2业务流程建模方法概述企业利用业务流程建模思想,用图形化的语言来描述业务过程,通过建立图形化的业务流程模型,使企业各层次的人员都能够很清楚的了解企业的业务流程,使他们能参与到业务过程变革中,为变革提出自己的想法.业务流程模型的主要目的是建立结构化模型元素及规范,使其能够对复杂的流程结构与关系予以抽象表达,并通过所建模型使读者可对业务流程达成一致的理解汜.目前常用于流程管理的建模方法有:流程图建模法(processmapmodeling)是一种传统的流程表达方式,它经过扩展后可以显示流程各环节的部门属性及性能.该方法优点在于可理解性好,但同时存在不确定性太大,无法清楚界定流程界限等缺点,特别是流程图中的输入,输出不能模型化,所以可能失去关于流程的细节信息.角色行为图(roleactivittydiagram,RAD)方法的原型是由美国学者Holt等提出的,用以表述协同工作中存在的问题.随后RAD图形描述方法的语义和语法逐步发展完善,并应用在企业经营过程的建模和分析中.RAD作为一种结构化过程建模技术,它强调角色,角色间的相互作用和活动,以及与外部事件的联接.IDEF方法(integrateddnitionfunctionmodeling)最早源自美国空军的整合式电脑辅助制造计划(integratedcomputer-aidedmanufacturing,ICAM),主要用于改善制造作业流程.它的主要技术取白结构化分析与设计方法(stracturedanalysisanddesigntechnique,SADT),用以充分掌握并描述企业流程及各种活动.IDEF方法是由一系列的方法组成,是一种系统分析与设计方法,借助图形,清楚而严谨地描述庞大而复杂的系统.Petri网的概念在1962年由联邦德国的CarlAdamPetri提出,在此后的几十年中,Petri网理论得到了极大的丰富,并被广泛地应用于许多研究领域,如协议工程,柔性制造系统,业务处理等.Petri网是基于状态而不是基于事件的一种分析技术,它已成为分析业务流程模型的一种形式化的正式方法.Petri网方法是适用于多种系统的图形化,数学化建模工具,为描述和研究具有并行,异步,分布式和随机性等特征的系统提供了强有力的手段.ARIS方法,集成信息系统体系结构(architectureofintegratedinformationsystem,ARIS)是德国萨尔大学的A.W.Scheer教授提出的一种基于过程的模型结构.ARIS体系结构模型描述了企业的组织视图,数据视图,过程/功能视图和资源视图.ARIS区别于其它体系结构的重要特征是:四个视图的发展相对独立,通过控制视图来描述四个视图的关系.通过以上论述,可见每套方法背后都有强大的理论支撑,每套方法都有很大的研究余地.前人都有做过大量研究,但文献都偏重于某个具体的建模方法,对几种方法比较分析的文献相对较少,所以本文在总结前人研究成果的基础上得出几种建模方法的优缺点,着重对这几种方法进行比较研究,以促进其完善,更好地应用于业务流程管理.3经典建模方法研究3.1IDEF系列方法3.1.1IDEF系列方法研究现状目前对IDEF的研究颇为广范与深入,IDEF建模方法已应用于很多领域,收到了较好的成效.李爱民,方宗德把IDEF建模方法应用于工程设计重用系统,建立了支持设计重用过程的IDEFO系统模型,指出IDEF方法相对于其它系统分析方法由于其自身的突出特点,广泛应用于计算机集成制造系统(CIMS),而且实践证明采用IDEF进行复杂系统,产品设计分析的有效性和重要性.孙晓艳HI将IDEF功能建模方法应用于递阶式柔性制造系统(FMS)建模,比较清晰地定义了柔性制造系统领域的功能系统结构.通过该FMS模型的建立进一步阐述了IDEF建模分析方法在该领域的运用.同样地IDEF方法在企业信息化复杂系统建模中也得到广泛应用,农宏亮等运用IDEF方法划分与分析了快速化设计平台各个子模块功能及内在实体72科技与管理第12卷问联系,建立起快速化设计平台的IDEFO系统功能模型图和IDEFlx信息功能视图模型,为软件编写和后台数据库的设计提供重要依据,有效地缩短软件开发周期.3.1.2IDEF系列方法优缺点综上所述,IDEF方法更适用于复杂系统和产品设计,且在CIMS领域已有了较为成熟的应用,因其本身存在的缺点,常常结合UML在描述系统内部细节方面的优势对系统进行建模分析.IDEF方法建立在层次理论上,对一些具有自相似性的结构按照不同粒度进行细化.IDEF方法的核心是结构化分析和设计方法,注意力集中于实现功能和所使用的数据上,能较快抓住系统建设的目的和核心功能单元,但存在的问题是这种构造的系统软件灵活性较差,系统难于维护和复用.所以IDEF方法对于具有规范的业务流程并严格执行的企业较为适用,能准确地描述需求,并有助于改善业务流程的执行.IDEF方法能为业务流程的定义提供清晰的数据流图,并能有效地辅助人们的理解与交流,但只能提供有限的信息,无法准确描述流程的细节,并且对于资源冲突,并行流程,时效以及行为状态的表述是十分模糊的.此外,它也无法很好地表示流程的动态性.3.2Petri网方法3.2.1Petri网方法研究现状Petri网是一种描述离散系统的建模工具,尤其适合于顺序,并发,冲突和同步过程的分析.几十年来,为了更加容易地对复杂过程进行建模,传统Petri网模型已被人们以不同的方式进行了扩展,如:颜色扩展,时间扩展和层次扩展.乔爽等通过把时间引入Petri网变迁,用颜色区分信息与实体活动,用抑制弧表示信息对实体活动的决策和控制作用,构建了一种颜色抑制弧时间Petri网过程模型,并对移动商务过程建模与重构.倪志凌,周好文8针对广义随机时间Petri网的局限性,对其进行扩展,可以方便地对流程银行的业务流程进行建模.曾益|9在分析工作流程模型基本要素的基础上提出了一种适用于BPR的基于petri网的模型工作流网,该模型增强了对企业核心流程活动的性能的描述和分析能力.除此之外Petri网还被应用于柔性制造系统,计算机机械制造系统和智能制造系统的建模,分析,控制和优化设计.3.2.2Pert4网方法优缺点通过上述研究可以发现,Petri网方法具有较强的扩展性,为其不断完善,改进提供了可能.为满足不同需求,Petri网已被扩展为多种形式,其中广义随机Petri网因引入了时间参数有较强的实用性,可结合马尔可夫链过,得出系统模型的性能指标,分析和诊断流程存在的问题,为设计新的业务流程提供依据和支持.利用Petri网方法建模有很多优势,如有坚实的理论基础,严格的数学表达,网系统的所有元素都是经过严格定义的;强大的表达能力,几乎可应用于所有的业务流程建模过程中的结构;Petri网综合了数据流,控制流和状态转移,能自然地描述各种系统特性.Petri网方法虽有很多优点,但不具有对业务流程中组织因素的表达能力,而且它的数学要求较高,使其实用性受到一定的限制.3.3ARIS方法3.3.1AKIS方法研究现状ARIS不仅有一套完整集成体系,而且提供了一系列的开发工具,可以帮助企业完成各阶段建模工作,并提供了基本的仿真分析手段.这使其在全球范围内得到广泛应用.一个典型的例子是SAP公司使用ARIS作为其ERP软件实施前期进行企业建模,分析,诊断的工具,并指导SAP的实施.国内对ARIS建模方法的应用也较为广泛.徐国华10把ARIS方法应用于某有色金属企业熔炼车间生产管理过程,从车间目标出发,采取由上至下,层层分解的方法,详细介绍了在需求定义阶段对业务进行建模的具体过程.张红艳等n把ARIS方法应用于电力企业ERP项目建设中,王森等n介绍了ARIS建模方法在钢铁企业中的应用.徐刚,陈天恩等.在农业信息采集平台的研制过程中引入ARIS需求分析建模方法,研究了ARIS5种视图在农业信息系统建模中的应用,对农田信息采集平台工程管理模块进行建模,并提供了功能逻辑的数学分析方法.陈链N4对比ARIS建模过程与知识管理过程,建立企业知识管理的ARIS模型.赵玫H介绍ARIS模型与方法:使用ARIS6toolset工具对现有流程进行组图,功能树和eEPC3种类型模型的建模设计.综上所述,对ARIS的研究主要侧重在介绍,应用和实证上,ARIS还有很多用武之地并未提及.A.w.Scheer教授等提出了ARIS与SAP结合的实际应用,推动了业务流程管理的方法和概念进一步地发展.SAP公司和IDSScheer公司共同提出的解决方案ARIsforSAPNetWeaver为业务流程模型的设计和架构提供了一个量身定制的环境,可以使企业快速,灵活地实旌创新业务流程和业务战略.在MKG银行建立一个完整的流程平台的项目中,利用ARISToolset进行流程建模,利用ARIS流程绩效管理器进行流程控制,利用abaXX组件进行流程门户建设,通第6期陆颖等:业务流程管理中建模方法比较研究73过集成这些工具,可以在定义的标准接口基础上顺畅地协作.在酒店管理系统开发案例中,借助ARISToolset和ARISUMLDesigner工具可支持面向流程的软件开发.可见ARIS方法在业务流程管理中有着举足轻重的作用,有了ARIS方法的支持更有助于业务模式的创新,更有利于流程到应用的转化,更好地促进业务流程管理的发展.ARIS方法将成为下一代业务流程管理的有力支撑工具.3.3.2AKIS方法优缺点ARIS方法是极具发展潜力的表示企业流程和事件的本质特征的形式化方法,既关注企业的核心流程,又关注企业的整体管理.从以上研究现状来看,ARIS方法更契合业务流程管理的思想,即构造卓越的流程.ARIS企业流程建模方法具有突出的优点:ARIS方法提出了一个集成化的信息系统模型框架,它以面向对象的方法描述了企业的组织视图,数据视图,过程视图和功能视图,并通过控制视图来描述组织,数据,过程,功能四个视图间的关系.这样企业的业务流程可以从组织,数据,过程和功能几个方面得到全面而准确的描述,同时由于ARIS方法建模的图形化形式,使通过ARIS的流程模型具有良好的可理解性和易用性.ARIS控制视图中eEPC(extendedEvent.ProcessChains)是ARIS建模的核心,在实际应用中,各个视图都必须在与EPC建立有效连接的基础上完成建模.所以ARIS提供有限的柔性(动态性)来适应BPR,特别是新产品新流程需要在原系统上实现时,会存在较大困难.克服以上困难,还需结合SOA动态性,复用性强的优势来改进ARIS模型.4建模方法的比较对上面列举的这几种流程建模的方法进行比较,可以发现,它们虽然分别从不同的角度出发,为了研究不同的问题而提出,但都可以用来作为业务流程管理中进行业务流程建模的工具.由于这些建模方法由来的起因各不相同,所以它们的侧重点也各有偏重.如,它们在表达的完整性,严密性,可理解性,计算机化的支持等方面各有优劣.根据对各个业务流程建模方法的描述和分析,从模型的形式化程度,完备性程度,模型的表达能力,模型的拓展性,模型的方法论等几个主要方面对这几种方法进行了比较,如表1所示.表1几种建模方法比较由表1可以看出,流程图建模方法和RAD方法在完备性和模型拓展性方面表现都较差,只适合一些简单的流程建模.IDEF方法不支持流程仿真与动态建模,并且对于资源冲突,并行流程,时效以及行为状态的表述是十分模糊的,更适用于复杂系统和产品设计及CIMS领域.Petri网有很多优势,应用也较为广泛,但是它的最大的弱势在于不具有对业务流程中组织因素的表达能力,对跨职能部门流程建模的支持也较弱.而ARIS相比较于其它建模方法有很多优势,比较适合应用于业务流程管理.74科技与管理第12卷5结论通过以上论述,可以看出每种建模方法都有其各自的特点和优势,在应用时要根据实际需要及流程本身的特点选择合适的建模方法.有时更需要结合几种建模方法的优势,更好地辅助业务流程管理.以上论及的方法中,本文比较推崇的是ARIS方法,有完整的理论体系也有相关的工具支持,在信息技术越来越广泛应用于流程管理的今天,ARIS方法在流程与应用系统之间架起了沟通的桥梁,为新型业务模型的实施起到了较好的推动作用.参考文献:【1黄艾舟,梅绍祖.流程管理原理及卓越流程建模方法研究J1.工业工程与管理,2003,8(2):4650.2MORROWM,HAZEILM.Activitymapping