流程企业过程集成建模方法研究与工具开发

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1、*流程企业过程集成建模方法研究与工具开发1,231刘胜，范玉顺，张士杰（1．中国科学院沈阳自动化研究所辽宁沈阳110016；2．中国科学院研究生院北京100039；3．清华大学自动化系，北京100084）摘要：针对传统流程企业对市场变化反应较慢的缺点，提出了一种流程企业的物流、资金流与工作流过程集成建模方法，实现过程信息共享，减少信息冗余，缩短各过程单独响应造成的时滞，提高了企业对市场变化的响应速度，确保企业整体处于最优运行状态。依据该方法设计和开发了可视化的建模管理工具，并通过一个过程集成建模的典型实例来说明该方法的有效性。关

2、键词：过程集成；过程优化；建模中图分类号：TP273.51引言流程工业是关系到国计民生的重要基础产业，流程企业具有生产过程相对固定、生产操作高度自动化和设备专业化等特点，然而在市场竞争条件下，流程企业也面临着个性化的市场需求。因此，针对流程企业的特点，研究其快速响应市场的生产经营模式，提高产品质量，降低生产成本，增加过程柔性，具有重要的意义，有很多文献讨论了流程企业的过程建模方法。王成恩等人讨论了过程系统体系结构及信息集成问题，给出了大型复杂综合自动化系统[1]的原则和框架，冯绍军等人讨论了以工作流为基础的过程集成问题，认为过程

3、集成首先应[2]该解决过程信息交互问题；传统的集成方法不能很好地解决市场变化与企业物流的衔接、企业物流与企业工作流的衔接问题，难以实现企业全过程的优化运行，本文首次提出的以物流模型为基础的物流、资金流与工作流的集成方法，旨在使企业物流与工作流能够根据市场的变化快速重组，以实现企业利润的最大化，从而使企业成为一个能够快速响应市场的有机整体。过程企业实施综合自动化系统采用的建模方法包括：欧共体的ESPRIT计划提出的[3][4]CIM-OSA模型、美国普渡大学(Purdue)提出的参考模型、法国的GIM/GRAI、德国的ARIS[5

4、,6]以及IFAC/IFIPTASKFORCE综合模型GERAM。所有的建模方法都只支持对单一种类过程的描述，物流、资金流与工作流集成的可视化建模和优化问题的研究还未见文献报道。本文将研究支持过程集成建模和优化的方法，以及基于该方法的图形化描述与仿真的过程建模和优化工具。2过程集成建模的内容流程企业的生产运行覆盖了从生产过程的优化、控制到业务管理的全过程，过程集成建*基金项目：国家863/CIMS主体资助项目（2003AA412210）作者简介：刘胜（1978－），男，安徽合肥人，中国科学院沈阳自动化研究所博士研究生，主要从事工

5、作流技术研究、企业综合过程建模等。E－mail：liusheng@sia.cn。模将物流、资金流与工作流统一到一个模型中，研究在此统一模型基础上的过程优化方法，使得企业的物流过程和工作流过程能够快速的响应市场的变化，实现企业效益的最大化。本论文讨论以物流为基础的流程企业物流、资金流与工作流集成建模方法，利用资金流中提供的成本利润信息，对物流模型中的加工条件、工艺路线和企业工作流进行优化，通过对物流优化生成对设备装置动作的有序集合，通过对工作流的优化确定工作流中各活动引用资源的数量，过程集成的重要内容包括定义物流单元的和资金接口和

6、操作接口，以方便物流模型与工作流和资金流模型间的信息交互，实现这三种流程的紧密集成，由于物流模型优化结果只是一系列含有时间信息的活动集合，由这些单一的活动生成与之相关的工作流模型还要涉及到工作流挖掘的知识。所以流程企业物流、资金流和工作流集成的核心内容包括：物流模型定义；工艺路线优化；工作流挖掘；工作流资源配置优化。3过程集成建模系统功能模型流程企业的生产经营活动主要分为经营管理过程与生产过程两大部分。经营管理过程以工作流作为主要的过程流模型，生产过程则以物流、资金流作为主要过程流模型，也含有调度指令的制定、传达、执行等调度工作

7、流。过程集成建模的目标是对与企业经营管理和生产过程有关的过程流建模，然后对建立的模型进行优化，最后利用优化后的模型来监控实际的过程流。综上所述，本文提出的流程企业过程集成建模系统功能结构如图1所示。用户界面图形编模型检模型优模型模模型生信息采辑器测器化器拟器成器集器模型管理器规则库模型库算法库信息库资源库图1综合过程建模系统的功能结构企业过程集成建模是过程优化与监控的基础，在本文研究的过程集成建模系统中，过程集成建模分为四个步骤，首先对反映流程行业基础设施的物流模型建模，输出物流子模型，在资金流信息控制下，通过引入成本、利润，物

8、流子模型内容得以丰富，形成物流与资金流集成模型，在经营管理信息和企业组织结构信息控制下，物流与资金流集成模型通过引入计划调度信息和人员分工信息，形成物流、资金流和工作流集成模型，具体过程如图2所示。物流建模物流模型抉择模型工作流挖掘资金流建模资金流模型优化模型调