精良(精益）生产（LeanProduction）

工作流管理技术――实现企业业务过程重组、过程管理与过程自动化的核心技术清华大学自动化系范玉顺[e-mail]一、工作流管理系统的产生背景市场竞争的日益激烈要求企业对其业务过程能够进行快速的重组企业业务过程的不断变化要求信息系统能够快速重组提高办公效率和生产效率是提高企业竞争力的重要基础面向市场和客户要求企业采用过程管理（项目管理）和过程集成方法提高其管理水平客户功能单元递阶结构下的组织关系过程流递级组织结构下业务过程在不同功能单元之间的传递过程传统的功能部门组织结构面向过程的网络化的组织结构扁平型的组织结构企业组织结构的扁平化和网络化供应商客户面向过程供应商客户面向功能的组织面向过程的组织传统的面向功能的组织结构正在向着面向过程的组织结构变化1970198019902000年代单个功能应用部门级的集成应用企业范围内集成应用集成客户与供应商跨企业集成与电子商务企业计算机应用面向功能的事务处理面向过程的业务处理企业计算机应用的5个发展阶段概念设计详细设计修改反复频繁过程设计原型制造及测试生产制造概念设计对结构和功能的改进意见详细设计减少反馈次数过程设计产品结构、配置、功能规范原型制造及测试生产制造几何、特征、精度（b)并行开发流程工艺过程、NC程序、装夹方案可加工性、经济、质量评估缩短的产品开发时间定位装夹可行性评估(a)串行开发流程并行工程中的流程重组和过程集成产品销售和生产过程中业务过程集成用户填写定单用户资格审查计算价格检查部件库存检查配置决策接受定单发出生产通知进行装配发货修改定单发出反馈意见拒绝接受定单通知用户付款用户付款二、企业经营过程企业的经营过程是由一系列相关任务组成，这些任务按照企业的管理规章和业务流程顺序或并行执行，最终完成企业的经营目标，如提供一种产品和服务。根据不同的需求，经营过程可以分为销售过程、产品设计开发过程、产品制造过程、产品装配过程、产品发运过程经营过程的定义“一个经营过程是为了实现企业某个经营目标的一个过程，它在部分或者全部组织机构和人员的参与下，利用企业资源（包括所需的处理设备、通信设备、计算机硬件、软件等等），按照预先确定的规则，在参与者和组织机构之间进行文档、信息、任务的传递和处理（包括经营决策），从而实现预定的经营目标”。客户银行出纳客户填写取款单银行出纳接收单据和客户存折银行出纳检查客户信息存款余额不足，要求客户重新填写取款单客户输入密码密码输入错误，重新输入取出款项并在存折上进行记录将现金和存折交给客户密码三次输入错误，退出银行客户的取款过程企业的经营过程描述这个经营过程要做什么？即其目的或想达到的目标是什么？这个经营过程是如何完成的，有那些任务并经过那些步骤完成？这个经营过程有谁参与完成，有那些部门参与？这个经营过程用了那些方式或手段来完成？三、工作流的基本概念•workflow=work+flow•气流、电流、水流•物料流、信息流、资金流、控制流•用活动及活动之间变化的过程表示的业务流程就是工作流。工作流概念起源起源于生产组织和办公自动化领域。针对日常工作中具有固定程序的活动提出的一个概念。目的是通过将工作分解成定义良好的任务、角色，按照一定的规则和过程来执行这些任务并对它们进行监控，达到提高办事效率、降低生产成本、提高企业生产经营管理水平和企业竞争力的目标。招标过程工作流应用的概念层次工作流的概念比物料流、资金流、信息流要抽象一些从更高的层次上提供了实现物料流、资金流、信息流及其涉及的相关过程与应用的集成机制，从而使得企业能够实现业务过程集成、业务过程自动化与业务过程的管理。WFMC的工作流定义工作流是一类能够完全或者部分自动执行的经营过程，它根据一系列过程规则，文档、信息或任务能够在不同的执行者之间进行传递与执行。工作流管理系统是支持企业经营过程高效执行并监控其执行过程的计算机软件系统。我们的定义“工作流是一种反映业务流程的计算机化的模型，它是为了在先进计算机环境支持下实现经营过程集成与经营过程自动化而建立的可由工作流管理系统执行的业务模型。”在实际情况中可以更广泛地把凡是由计算机软件系统（工作流管理系统）控制其执行的过程都称为工作流。工作流经营过程经营过程定义经营过程重组经营过程自动化工作流定义工作流实施工作流自动化工作流管理工作流管理系统工作流与企业经营过程的对应关系四、工作流管理系统“工作流管理系统是支持企业经营过程高效执行并监控其执行过程的计算机软件系统。”它不是企业的一个具体业务系统。为企业的业务系统运行提供一个软件支撑环境，非常类似于在单个计算机上的操作系统。支撑的范围比较大、环境比较复杂，所以也有人称工作流管理系统是业务操作系统（BOS－BusinessOperatingSystem）。在工作流管理系统的支撑下，通过集成具体的业务应用软件和操作人员的界面操作，才能够良好地完成对企业经营过程运行的支持。所以，工作流管理系统在一个企业或部门的经营过程中的应用过程是一个业务应用软件系统的集成与实施过程。工作流管理系统可以用来定义与执行不同覆盖范围（单个工作者、部门、全企业、企业间）、不同时间跨度（分钟、小时、天、月）的经营过程。经营过程分析、建模与定义工具过程定义工作流执行服务软件工具与应用过程更改过程设计与定义建立阶段运行阶段过程实例化与控制人机交互工作流管理系统组成工作流机工作流机工作流机工作流控制数据任务表应用工作流机工作流控制数据任务表任务表直接启动的应用本地或远程的集中式模型分布式模型监控人员过程定义工作流管理系统的应用结构用户界面任务表管理器交互过程建模工具工作流引擎监控管理引用外部产品/数据系统控制数据生成组织/角色模型数据软件构件被解释引用引用维护使用调用管理员工作流执行服务过程定义工作流控制数据更新工作流相关数据工作流应用数据操纵应用任务表调用应用工作流管理系统的参考模型工作流管理系统应用实例IBM的工作流产品Flowmark的应用应用于一个自行车制造公司该公司根据用户的需求定制生产自行车业务过程检查定单计算价格查找库存论证技术可行性准备确认文件决策发送生产并送货建议更改定单发送演示五、工作流管理技术的用途1、业务过程建模2、业务过程仿真与优化分析（BPR）3、业务过程管理4、业务过程自动化5、业务过程集成与供应链管理工作流技术的应用范围企业业务过程建模和业务过程分析帮助企业管理者更清楚的了解其业务过程，并发现业务过程中存在的问题和性能瓶颈支持企业管理信息系统的规范化设计和项目管理支持企业知识获取和知识重用支持企业业务过程的自动执行和监控工作流技术的应用目标以工作流技术为核心，为企业提供集成化的建模、分析、知识获取和知识重用，提升企业管理信息系统设计实施水平的专业化工具系统为企业实施企业经营过程重组、过程管理、项目管理、过程集成、知识工程和成本工程提供专业化的服务企业模型模型释放建模工具客户需求需求分析工作流管理工具分布式计算环境运行系统企业信息系统设计实施框架模型仿真工作流仿真系统企业业务过程性能评测系统成本工程管理系统车间计划与调度系统企业业务过程动态诊断系统最优物流配送系统并行工程冲突协调系统基于工作流仿真的应用系统工作流管理系统项目管理系统文档管理系统客户关系管理系统供应链管理办公自动化系统业务过程自动化基于工作流执行系统的应用系统六、工作流管理系统的实施战略战略与组织层•协作的目标、协调的效果•组织集成的要求设计层•设计方法学和设计元模型•工作流模型设计运行层•工作流执行•信息交换控制层•工作流跟踪•工作流分析技术层•分布环境的交互•异构系统连接工作流管理系统实施的三个阶段过程建模过程实例过程运行分析、定义过程产品或其它结果过程实例过程定义一般用户系统管理员过程工程师参与执行过程监控过程运行实例化过程工作流建模分析（现行过程）仿真（规划的过程）协调的工作流处理工作流结构与路由数据协作的文档处理①②③④⑤⑥工作流管理系统实施的循环图七、工作流建模工具设计原则：（1）面向企业用户，以简单、直观、容易掌握为前提；（2）过程描述能力强，能够定义可能发生的各种过程逻辑；（3）体现企业这一复杂系统的多视图特性；工作流模型工作流模型的组成IntA;BoolB;...工作流相关数据过程模型资源模型组织模型工作流模型过程模型的组成（1）节点（2）连接弧：控制连接弧、数据连接弧（3）条件节点任务节点：人工型活动、自动应用、子过程逻辑节点：与节点、空任务标志节点：开始节点、结束节点工作流建模工具建模工具的主要功能点如下：1、提供建立工作流模型所需的各类基本元素2、支持图形用户界面的基本操作3、提供用户定义各模型单元属性的对话框4、模型的保存与读取5、支持多层次建模过程6、与外部自动应用的接口7、模型的分片工作流建模工具建模工具的演示八、工作流仿真工具仿真工具可以进行工作流模型的仿真。通过仿真，可以定量的分析企业业务过程的运行时间、运行成本和资源利用率等指标，而从进一步的分析业务过程中是否存在死锁或瓶颈因素，业务过程的运行性能是否良好,以及业务过程是否是优化的。工作流仿真工具的功能设计仿真工具的主要功能如下：1、允许用户根据仿真目的设置仿真环境2、支持图形用户界面的基本操作3、仿真引擎自动模拟活动的执行4、支持仿真过程的动画显示5、支持仿真报表的显示仿真系统的体系结构模型解释器活动列表事件列表事件发生器统计时间修改状态获得结果活动执行器仿真动画显示仿真报表CIMFlow模型仿真引擎模型数据库资源数据库仿真数据库仿真参数定义分配资源仿真系统之－仿真环境设置包括:●仿真运行条件设置；●事务生成器设置；●活动执行描述*定义执行时间*定义活动所需资源*描述决策活动●其他仿真设置设置仿真环境界面－定义决策型活动界面图例仿真引擎实现功能1执行仿真；2收集仿真数据；3实现仿真过程的动画显示。仿真过程动画显示界面仿真报表的生成系统提供的仿真报表包括：1过程时间统计报告，统计事务和活动的平均周期时间、平均等待时间、平均阻塞时间和平均非活动时间等。2成本统计报告，统计事务的平均成本、活动执行的平均成本和资源成本等。3资源统计报告，统计各项资源的使用时间、空闲时间、资源利用率等。仿真报表显示界面九、分布式工作流管理系统满足企业大规模、多任务的用户需求，克服集中式系统固有的吞吐量瓶颈系统具有良好的可伸缩性，企业可根据自身情况来灵活配置分布的工作流机可采取更多的措施保证系统运行的可靠性符合目前技术与应用的发展趋势分布式工作流执行系统的设计系统综述系统组件：工作流机（分布式）、工作表管理器、用户界面支撑系统：数据库、WebServer、CORBA（Orbix与OrbixWeb）设计方法：面向对象开发语言：C++、Java分布式工作流执行系统的设计运行示例：CIMFlow的界面示例（1）CIMFlow的界面示例（2）分布式工作流执行系统的设计系统运行演示1、工作流运行环境的建立2、工作流模型的分片与实例化3、工作流执行者的参与4、管理员的监控基于工作流的经营过程评价体系工工工工工工工工工工工工工静态分析组织评价运行指标●运行时间●运行成本●利用率?资源评价经营过程过程评价数据数据数据数据数据仿真系统的主要功能(三)生成各种仿真统计报表–资源统计报告，统计各项资源的使用时间、空闲时间、平均负荷、使用成本、及参与了哪些活动的执行等。–过程/活动统计报告，统计过程/活动的平均周期时间、平均执行时间、平均等待时间、过程/活动的执行成本等。–事务的等待队列统计报告，反映了过程/活动处理事务的能力。十、基于工作流模型为核心的集成化企业建模工具系统－EnterpriseModeler多视图集成化建模方法集成化建模工具系统基于Project的建模过程管理模型版本管理需求分析阶段需求分析模型过程视图组织视图功能视图信息视图资源视图系统设计阶段设计模型过程视图组织视图功能视图信息视图资源视图系统实施阶段实施模型过程视图组织视图功能视图信息视图资源视图模型仿