1、電子商務(wù)環(huán)境下柔性流程管理研究 摘要:隨著信息技術(shù)和電子商務(wù)的發(fā)展, 企業(yè)業(yè)務(wù)流程表現(xiàn)出敏捷和動態(tài)變化的特點(diǎn),使傳統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程管理無法適應(yīng)外部環(huán)境的快速變化。只有基于本體和Web服務(wù)的柔性流程管理,才能使業(yè)務(wù)流程管理從設(shè)計(jì)到運(yùn)行管理都得以柔性化, 從而適應(yīng)電子商務(wù)時代企業(yè)間協(xié)作的動態(tài)性、開放性、柔性、集成性等基本特征。 關(guān)鍵詞:流程柔性;Web服務(wù);電子商務(wù) 自20世紀(jì)90年代,以Internet為代表的信息技術(shù)極大地促進(jìn)了電子商務(wù)的發(fā)展,全球經(jīng)濟(jì)格局也隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展產(chǎn)生了急劇的變化。越來越多的企業(yè)意識到僅靠自己的資源與能力難以適應(yīng)快速變化的市場需求,無法承擔(dān)客戶需求各異、產(chǎn)品生命周期

2、縮短所帶來的競爭壓力。在電子商務(wù)時代,企業(yè)通過合作來實(shí)現(xiàn)共同的目標(biāo),其為客戶提供的最終產(chǎn)品和服務(wù)也是通過企業(yè)間的合作流程來創(chuàng)造。 電子商務(wù)時代的企業(yè)間協(xié)作具有動態(tài)性、開放性、柔性、集成性等基本特征,企業(yè)業(yè)務(wù)流程必須能夠適應(yīng)這些基本特征的需要,面對外部環(huán)境的快速變化,通過各成員企業(yè)的協(xié)作來獲得客戶、贏得競爭優(yōu)勢。在現(xiàn)代企業(yè)管理中,由于流程模式改進(jìn)、客戶需求改變等原因促使流程經(jīng)常發(fā)生變遷。當(dāng)今企業(yè)處于經(jīng)常變化的業(yè)務(wù)環(huán)境中,企業(yè)必須能夠依據(jù)業(yè)務(wù)需求,快速、靈活地實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流程管理,才能適應(yīng)這種變化。 柔性流程管理作為電子商務(wù)環(huán)境下企業(yè)協(xié)作中的一個重要課題,國內(nèi)外許多專家學(xué)者都對此進(jìn)行了深入的研究。但多

3、集中在對流程變更的適應(yīng)性的衡量,未能考慮電子商務(wù)環(huán)境下企業(yè)的動態(tài)智能行為和動態(tài)協(xié)作關(guān)系,而流程自身的可適應(yīng)性才是企業(yè)是否能夠真正應(yīng)對市場變化的最關(guān)鍵因素,需要從柔性的角度來分析和設(shè)計(jì)企業(yè)業(yè)務(wù)流程。 為了實(shí)現(xiàn)流程在企業(yè)之間和各個應(yīng)用系統(tǒng)的共享和重用,這里在業(yè)務(wù)流程管理領(lǐng)域引入了本體和Web服務(wù)。本體能夠在語義層次上定義某一領(lǐng)域的一系列概念以及概念之間的關(guān)系,通過使用本體描述語言來形式化描述業(yè)務(wù)流程,使業(yè)務(wù)需求在沒有信息丟失的情況下被正確清晰地表達(dá)。當(dāng)業(yè)務(wù)流程發(fā)生改變時,系統(tǒng)通過動態(tài)地組合已有的Web服務(wù),就無須重構(gòu)單一的復(fù)雜服務(wù),同時很好地適應(yīng)現(xiàn)代企業(yè)業(yè)務(wù)環(huán)境中的多變性和動態(tài)性。 一、本體和We

4、b服務(wù) 本體(Ontology)一詞來源于語義學(xué),它是一系列描述的集合,使用RDF、OWL等標(biāo)記語言寫成,它定義了概念和相關(guān)邏輯規(guī)則之間的聯(lián)系。由T.R. Gruber提出、后經(jīng)R. Studer改進(jìn)的定義:一個本體是一個概念體系的顯示的形式化規(guī)范。這個定義包含四層含義:概念模型、明確、形式化和共享。一個典型的本體由有限個概念以及它們之間的關(guān)系組成,還包括屬性、值約束、不相交描述和對象間邏輯關(guān)系的規(guī)定。本體提供了對給定領(lǐng)域的一種共識,這種共識對于消除概念差別是必要的。本體通過信息內(nèi)容及其語義的結(jié)合,將網(wǎng)絡(luò)資源的處理從信息處理的層面提高到了知識處理的層面。根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域的不同可以創(chuàng)建不同的本體,例

5、如本體A可以把“矛盾”定義成包括內(nèi)涵和外延的邏輯概念,本體B就可能把它定義成發(fā)生在春秋戰(zhàn)國的歷史典故。 簡單地說,Web服務(wù)是部署在Web上的軟件構(gòu)件。W3C給出的Web服務(wù)的定義是:Web服務(wù)是支持網(wǎng)絡(luò)上不同機(jī)器與機(jī)器共同操作的軟件系統(tǒng),它提供接口,這樣的接口由能被機(jī)器處理的格式(WSDL)所描述。使用Web 服務(wù),通過松散的應(yīng)用集成,一個企業(yè)可以僅僅實(shí)現(xiàn)應(yīng)用集成的一個子集,即能取得實(shí)效。Web服務(wù)能夠快速、低代價地開發(fā)、發(fā)布、發(fā)現(xiàn)和動態(tài)綁定應(yīng)用。企業(yè)的信息系統(tǒng)要求具有高度的靈活性,可以按照企業(yè)的具體需求,快速靈活地生成應(yīng)用軟件系統(tǒng),并且在企業(yè)業(yè)務(wù)過程發(fā)生變化時,迅速地進(jìn)行重組來滿足客戶需求

6、。面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)(SOA)是一種基于服務(wù)來組織計(jì)算資源,具有松耦合和間接服務(wù)尋址能力的軟件體系結(jié)構(gòu)。服務(wù)提供者通常用WSDL來描述它所提供的Web服務(wù),然后將該WSDL描述發(fā)布;服務(wù)請求者可以通過UDDI或其他注冊苦勞獲取WSDL描述,并通過向服務(wù)提供者發(fā)送一個SOAP消息來請求執(zhí)行服務(wù)。 二、電子商務(wù)環(huán)境下柔性流程管理模型 基于本體和Web服務(wù)的思想,將柔性流程管理架構(gòu)表示為由需求、流程、服務(wù)、本體、數(shù)據(jù)等層次組成: 需求層:業(yè)務(wù)需求驅(qū)動了企業(yè)業(yè)務(wù)流程的運(yùn)行。隨著企業(yè)面臨的市場競爭越來越激烈,企業(yè)必須更快地對不斷變化的市場環(huán)境做出響應(yīng),以獲取競爭優(yōu)勢,這就要求企業(yè)以客戶為中心,根據(jù)業(yè)務(wù)需

7、求和市場環(huán)境的變化迅速調(diào)整業(yè)務(wù)流程。需求層包括業(yè)務(wù)需求的描述。 流程層:業(yè)務(wù)流程由一系列在邏輯上相關(guān)的活動組成,并根據(jù)恰當(dāng)?shù)臉I(yè)務(wù)規(guī)則執(zhí)行這些活動。將業(yè)務(wù)流程邏輯從應(yīng)用程序代碼中分離出來,通過改變過程邏輯,可以更好地完成或者適應(yīng)任務(wù)處理的變化。流程層包括流程的設(shè)計(jì)、建模與優(yōu)化等。 服務(wù)層:流程由特定的活動組成,這些活動提供了完成不同任務(wù)的功能。很多功能被實(shí)現(xiàn)成應(yīng)用程序代碼并可以在多個流程中重用。如果把服務(wù)與功能對應(yīng),流程可被看成是將多個服務(wù)聯(lián)合完成一定功能。每個業(yè)務(wù)流程由一個或多個服務(wù)共同來實(shí)現(xiàn), 業(yè)務(wù)流程經(jīng)過編排來支持企業(yè)的不同需求。服務(wù)層包括業(yè)務(wù)運(yùn)營服務(wù)、可重用于多個業(yè)務(wù)領(lǐng)域的可重用技術(shù)服務(wù)

8、等。 本體層:基于本體對服務(wù)進(jìn)行形式化描述,使服務(wù)定義、發(fā)現(xiàn)和組合具有豐富的語義和機(jī)器解讀性,使業(yè)務(wù)流程管理具有更大的靈活性。W3C發(fā)布的Web服務(wù)本體語言O(shè)WL-S可以為基本W(wǎng)eb服務(wù)以及復(fù)合Web服務(wù)添加語義信息,從而支持Web服務(wù)的自動組合編碼。本體層包括本體的創(chuàng)建、實(shí)例化和本體庫的建立。 數(shù)據(jù)層:企業(yè)的IT基礎(chǔ)設(shè)施和信息系統(tǒng)使用了大量數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)支持了企業(yè)的業(yè)務(wù)流程,也供管理者決策使用。 建立的基于本體和Web服務(wù)的柔性流程管理架構(gòu)的實(shí)現(xiàn)過程如圖1所示。 (1) 根據(jù)客戶的要求,采用UML活動圖描述業(yè)務(wù)需求; (2)分析和設(shè)計(jì)流程,建立流程模型,并采用流程重構(gòu)的方法進(jìn)行流程的優(yōu)化。匹

9、配相應(yīng)的業(yè)務(wù)流程,如果流程案例庫中有匹配的案例,就根據(jù)需求修改流程;如果流程案例庫中沒有,則創(chuàng)建新的流程案例,并存儲到流程案例庫中; (3) 在本體庫和服務(wù)庫中進(jìn)行基于語義的服務(wù)查詢,查找滿足要求的服務(wù); (4) 根據(jù)規(guī)則庫中的組合規(guī)則,進(jìn)行服務(wù)的匹配與組合,以滿足用戶的需求; (5) 調(diào)用工作流管理系統(tǒng),根據(jù)服務(wù)的自動組合,建立圖形化的工作流模型; (6) 工作流引擎導(dǎo)入工作流模型,執(zhí)行和管理企業(yè)運(yùn)行所需的業(yè)務(wù)流程實(shí)例,流程監(jiān)控工具可以對業(yè)務(wù)流程進(jìn)行監(jiān)督和控制。 隨著客戶需求的不斷變化,用戶的有效需求必須能快速反映到服務(wù)流程上來。因此如何進(jìn)行服務(wù)的有效組合,重用現(xiàn)有的服務(wù)流程就顯得十分有意義

10、。 三、基于語義的服務(wù)匹配與組合 柔性流程管理中Web服務(wù)的語義組合將不同于傳統(tǒng)的工作流設(shè)計(jì)。對于Web服務(wù)來說,它通過使用本體作為語義基礎(chǔ),從而提高面向服務(wù)的應(yīng)用的智能程度和互操作能力,這將使服務(wù)流程的建立更加地自動化,以及更好解決服務(wù)流程在組合過程中的異構(gòu)問題。沒有語義理解能力的應(yīng)用只能在語法層面實(shí)現(xiàn)互操作,而在本體技術(shù)的支持下,面向服務(wù)的應(yīng)用可以在語義層面互操作,而且在本體的支持下,服務(wù)發(fā)現(xiàn)的準(zhǔn)確度會有很大提高。 語義網(wǎng)絡(luò)的概念是由萬維網(wǎng)的奠基人Berners-Lee在2000年12月的XML2000會議上提出的,目標(biāo)是在計(jì)算機(jī)和人類理解的語義之間建立一種聯(lián)系,用以滿足智能軟件代理對互聯(lián)

11、網(wǎng)上異構(gòu)和分布信息的有效訪問和檢索。在語義Web中,Ontology具有非常重要的地位,是解決語義層次上信息共享和交換的基礎(chǔ)。結(jié)合語義網(wǎng)技術(shù),柔性業(yè)務(wù)流程管理系統(tǒng)通過服務(wù)的語義信息,完成自動服務(wù)發(fā)現(xiàn)、自動服務(wù)匹配、自動服務(wù)組合。通過服務(wù)提供者對服務(wù)語義的描述,使得服務(wù)的請求者可以通過服務(wù)的語義信息,查找滿足自身功能要求和分類標(biāo)準(zhǔn)、質(zhì)量要求等評價標(biāo)準(zhǔn)的服務(wù)。服務(wù)匹配包括名字和文本描述匹配、語義匹配過程。服務(wù)請求者可以通過語義信息,自動選擇服務(wù),并根據(jù)一些復(fù)雜任務(wù)的要求對服務(wù)進(jìn)行自動服務(wù)組合,以滿足用戶的業(yè)務(wù)需求。 OWL-S是用本體來描述Web服務(wù)的標(biāo)記語言。OWL-S中,一個服務(wù)由三部分來描述

12、:服務(wù)簡檔(Service Profile),服務(wù)模型(Service Model)和服務(wù)基點(diǎn)(Service Grounding)。服務(wù)簡檔描述服務(wù)做什么,服務(wù)模型描述服務(wù)怎么做,服務(wù)基點(diǎn)描述怎么訪問服務(wù)。可以從Web服務(wù)的輸入(input)、輸出(output)、Web服務(wù)執(zhí)行的前提條件(precondition)和Web服務(wù)執(zhí)行之后的結(jié)果(effect)等四個方面來描述服務(wù),統(tǒng)稱為IOPE,通常由Service Profile來描述。 Web服務(wù)組合將包括服務(wù)查找、服務(wù)匹配和服務(wù)組合等主要過程: (1)添加Web服務(wù)的語義標(biāo)注。對具體實(shí)現(xiàn)的Web服務(wù)進(jìn)行語義注釋,在標(biāo)注時采用OWL-S語

13、言。 (2)Web服務(wù)的查找。根據(jù)用戶需求描述來在服務(wù)注冊庫中查找符合要求的服務(wù)。 (3)Web服務(wù)的匹配。服務(wù)查找的結(jié)果是往往會有多個web服務(wù)符合用戶的要求,這時,就需要根據(jù)web服務(wù)的語義描述,按照一定的選擇策略從中選擇出最符合用戶需求的Web服務(wù)。 (4)Web服務(wù)的組合。利用Web服務(wù)的語義信息,在不同Web服務(wù)之間通過OWL-S服務(wù)本體的映射,使用可組合性規(guī)則將選擇得到的Web服務(wù)組合成為滿足用戶需求的組合方案,產(chǎn)生用戶所需要的復(fù)合web服務(wù)。 四、應(yīng)用實(shí)例 供應(yīng)鏈包括從采購、研發(fā)、生產(chǎn)制造到產(chǎn)品銷售得諸多環(huán)節(jié),敏捷高效的供應(yīng)鏈體系可以提高企業(yè)競爭力。在電子商務(wù)環(huán)境下,需要對供應(yīng)鏈

14、管理相關(guān)流程進(jìn)行重整,構(gòu)筑起一條以客戶為中心的、成本最低供應(yīng)鏈,并通過提高靈活性和快速反應(yīng)能力建立競爭優(yōu)勢。采用基于本體和Web服務(wù)的柔性業(yè)務(wù)流程管理架構(gòu)能夠降低企業(yè)間業(yè)務(wù)流程模塊之間的耦合性,使業(yè)務(wù)流程根據(jù)市場變化進(jìn)行快速調(diào)整。 以制造企業(yè)的采購流程為例,生產(chǎn)部門根據(jù)需求編制物料請購單,經(jīng)主管批準(zhǔn)后交采購部門,采購部門根據(jù)庫存信息、供應(yīng)商檔案以及價格信息,選擇合適的供應(yīng)商,并填寫采購訂單,經(jīng)主管確認(rèn)后交供應(yīng)商。供應(yīng)商得到訂單后,進(jìn)行發(fā)貨處理。質(zhì)檢員對貨物進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn),庫管員進(jìn)行入庫處理。企業(yè)采取一體化的運(yùn)作體系,把采購、生產(chǎn)、分銷以及物流整合成一個統(tǒng)一的系統(tǒng)。由以前的庫存驅(qū)動模式轉(zhuǎn)變?yōu)楦鶕?jù)客

15、戶需求來確定整個供應(yīng)鏈的管理,從而來調(diào)整從采購、生產(chǎn)到銷售。當(dāng)銷售發(fā)生調(diào)整或者供應(yīng)商的狀況發(fā)生變化的時候,企業(yè)可以迅速調(diào)整供應(yīng)商的計(jì)劃,加快了對市場反映的變化和應(yīng)對的能力。 通過采用本體描述Web服務(wù),提供語義性描述以支持服務(wù)發(fā)現(xiàn)、組合過程中的自動推理。當(dāng)企業(yè)業(yè)務(wù)流程因客戶、合作伙伴和供應(yīng)商的需求變化而改變的時候,Web服務(wù)組合過程能夠從現(xiàn)有服務(wù)中,自動組合出滿足抽象業(yè)務(wù)流程需要的實(shí)際服務(wù),并確定它們之間的交互。基于松散的Web服務(wù)組合,企業(yè)更容易實(shí)現(xiàn)與合作伙伴的跨企業(yè)業(yè)務(wù)流程集成,突出自己的核心業(yè)務(wù),加強(qiáng)與合作伙伴的交互,以進(jìn)一步提高企業(yè)的競爭優(yōu)勢。通過基于本體和Web服務(wù)的柔性業(yè)務(wù)流程管理

16、,企業(yè)可以比較準(zhǔn)確地把握市場的變化和用戶的需求,可以更好地協(xié)調(diào)在供應(yīng)市場和這種銷售市場發(fā)生變化時的應(yīng)對,另外通過客戶自動的配置系統(tǒng),來更好的滿足客戶差異化的需求。 五、結(jié)論 電子商務(wù)環(huán)境下虛擬企業(yè)中的流程需要跨越多個不同企業(yè),提供客戶滿意產(chǎn)品和服務(wù)的流程需要集成各合作伙伴的價值鏈,并根據(jù)成員企業(yè)和市場環(huán)境的變化進(jìn)行調(diào)整。因此,企業(yè)業(yè)務(wù)流程的柔性和對市場變化的響應(yīng)速度成為了影響企業(yè)間協(xié)作是否成功的主要因素。基于本體和Web服務(wù)的柔性業(yè)務(wù)流程管理,企業(yè)設(shè)計(jì)具有柔性協(xié)作能力業(yè)務(wù)流程,提高與其他企業(yè)協(xié)作能力,改善流程的敏捷響應(yīng)能力,從而提供滿足顧客需要的產(chǎn)品或服務(wù),提高企業(yè)協(xié)作效率。 參考文獻(xiàn): 1 Deependra Moitra, Jai Ganesh. Web services and flexible business processes: towards the adaptive enterprise. Information & Management, October 2005, 42(7): 921-933. 2 Christoph F. Strnadl. Aligning business and IT: the process-driven architecture model. Information System Mana