跨组织工作流建模及分析研究述评

      自从20世纪90年代初以来，工作流管理就被认为是监管和优化业务流程的最有效途径之一[1]，而工作流管理系统（WfMS）也在许多组织中成为解决内部流程复杂问题的统一工具[2,3]。同时，WfMS在计算机支持协同工作领域中也扮演了日益重要的作用，因而被称为支持协同工作的最成功的企业信息系统[4]。电子商务、虚拟企业等现象的出现大大降低了组织间的交易成本[5]，促使了大量的企业跨越组织的界限彼此合作以应对愈演愈烈的市场竞争，而Internet和通讯技术的高速发展也使得地理上分散的多企业间的合作成为可能。由此，跨组织边界的工作流逐渐增多，它为许多企业重组业务流程提供了新的契机[6]，带来众多积极的影响[7]。相对于单个企业的流程管理，跨组织工作流的管理复杂度大大增加，由于涉及多个企业工作流间的通信和协调过程，从而可能出现许多新的问题。例如，如何保证合作企业的自主性，避免核心竞争力的丧失等[8]。目前，市场供应的WfMS产品大都是基于单个组织流程的管理和集中式控制的结构，所以开发适合跨组织情境的WfMS产品将成为今后的主要发展趋势，而跨组织工作流模型的构建在企业信息系统领域已受到了广泛关注。

      1 跨组织工作流

      BASU等[9]认为，工作流领域的研究可分为3个层次：①第1层是组织内工作流，主要问题包括工作流的规范说明、建模、分析及控制。②第2层是组织间工作流，相关内容包括建立联接各工作流的分布式架构，以及协调它们之间的关系。这2个部分是跨组织工作流的重要组成部分，其中，组织间工作流的架构是建立在每个组织内工作流模型的基础上的。③第3层是关于电子商务情境中的工作流技术，暂不在本文讨论范围之列，有关研究参见文献[9,10]。

      1.1 工作流概念

      ZISMAN[11]首次提出了工作流的概念。目前，工作流管理联盟（WMC）[12]正式定义工作流为基于计算机的业务流程部分或者整体的自动化。基于事例是业务流程的最基本的属性[1]，工作流的主要目的便是执行组织中不同类型的事例。每个事例具有唯一的标识和相关的一些属性，以便管理；属于一个事例类型的事例，通常可以经过同一条处理途径。任务表示业务流程中最基本的一个逻辑单位，任务输入在资源执行任务之后产生任务输出。资源可以是一个人，一台机器或者负责执行任务的一个组织单位。为便于资源分配，各种资源被分成不同的角色，角色表示一类具有相同特点和功能的资源。一个角色可由多个资源扮演，同时一个资源也可扮演多个角色。数据是指在流程执行过程中涉及的流程信息。一个事例的路由所经过的路线决定了所需要执行的任务以及它们的执行顺序。WMC统一了4种基本的路由结构（见图1）：①顺序路由，即任务一个接一个地依直线顺序执行；②平行路由，即2个或者更多的任务被同时执行，不存在先后秩序，也不相互影响；③选择路由，即路由线路上需要在2个或者更多的任务中（基于决策的规则）作出选择；④循环路由，即某个特定的任务需要执行多次直到得到满足条件为止。

      

      图1 4种基本路由结构及其相应的Petri网模型

      注：其中And-Split和And-join即平行路由中的分支和合成，要求每条路线的任务均需执行；而Or-Split和Or-join即选择路由中的分支和合成，要求至少需要执行一条路线的任务。

      1.2 组织间工作流

      组织间工作流与组织内工作流的最大区别在于它的跨组织边界性。JIANG等[13]总结了组织间情境中工作流的几个特征：①自主性与合作性并存。每个独立的经济实体需要彼此合作从而实现共同的目标。②分散性与相关性并存。许多地域分散的企业流程被集成为相互关联的整体工作流。③静态性和动态性并存。组织内部的工作流程相对稳定，而整体的跨组织工作流必须保持灵活性和动态性以适应市场需求的迅速变化。基于交互模式的不同，SCHULZ等[7]把组织间工作流分为分布式工作流和外包式工作流（见图2）。前者是指每个合作方的工作流程中的所有任务都是在整体的工作流范围之内；后者则是指有某一个或者多个活动是在该工作流的范围之外执行的。

      

      图2 组织间工作流的类型

      VAN[6]总结了工作流程间的5种相互操作形式，即能力共享、链状执行、合同转包、事例转移和松散耦合，其中，能力共享最为简单，也是唯一采用集中式控制的形式，其他的相互操作形式均采用分散式控制，而松散耦合则是最为复杂，且具有很强的动态性，最适合跨组织情境下的流程实施。WMC则推出了流程间相互操作的相关标准，如Wf-XML，尽管在处理系统连接的技术细节方面起着一定的作用，但由于没有清晰地定义跨组织工作流的语义和架构[14]，因而在处理各组织间的协调关系等方面的基本问题时存在一定的局限性。

      2 跨组织工作流建模方法

      2.1 建模视角

      根据侧重点的不同，工作流程模型可从不同的视角建立和反映业务流程中的内容。在已有研究中常用的建模视角如下[6,15]：①过程视角，即具体定义说明一个事例是如何通过预先定义的路径被执行的过程；②资源视角，即具体描述组织的结构及资源；③信息视角，即主要处理流程中涉及的信息实体及其相互关系；④任务视角，即描述了完成一个事例需要执行的相关任务；⑤应用视角，即具体说明执行活动时需要借助的工具和应用软件，部分研究只聚焦于其中一个视角。如SUN等[16]利用数据流矩阵和流程数据图表示工作流程中的数据流；而更多的研究在模型中涉及了多个视角。如BASU等[17]提出的基于元图的建模方法则通过构建不同角度的元图，在同一个模型中集成了信息、任务和资源3个视角。