電子商務下柔性流程監管

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自20世紀90年代,以Internet為代表的信息技術極大地促進了電子商務的發展,全球經濟格局也隨著信息技術的迅猛發展產生了急劇的變化。越來越多的企業意識到僅靠自己的資源與能力難以適應快速變化的市場需求,無法承擔客戶需求各異、產品生命周期縮短所帶來的競爭壓力。在電子商務時代,企業通過合作來實現共同的目標,其為客戶提供的最終產品和服務也是通過企業間的合作流程來創造。

電子商務時代的企業間協作具有動態性、開放性、柔性、集成性等基本特征,企業業務流程必須能夠適應這些基本特征的需要,面對外部環境的快速變化,通過各成員企業的協作來獲得客戶、贏得競爭優勢。在現代企業管理中,由于流程模式改進、客戶需求改變等原因促使流程經常發生變遷。當今企業處于經常變化的業務環境中,企業必須能夠依據業務需求,快速、靈活地實現業務流程管理,才能適應這種變化。

柔性流程管理作為電子商務環境下企業協作中的一個重要課題,國內外許多專家學者都對此進行了深入的研究。但多集中在對流程變更的適應性的衡量,未能考慮電子商務環境下企業的動態智能行為和動態協作關系,而流程自身的可適應性才是企業是否能夠真正應對市場變化的最關鍵因素,需要從柔性的角度來分析和設計企業業務流程。

為了實現流程在企業之間和各個應用系統的共享和重用,這里在業務流程管理領域引入了本體和Web服務。本體能夠在語義層次上定義某一領域的一系列概念以及概念之間的關系,通過使用本體描述語言來形式化描述業務流程,使業務需求在沒有信息丟失的情況下被正確清晰地表達。當業務流程發生改變時,系統通過動態地組合已有的Web服務,就無須重構單一的復雜服務,同時很好地適應現代企業業務環境中的多變性和動態性。

一、本體和Web服務

本體(Ontology)一詞來源于語義學,它是一系列描述的集合,使用RDF、OWL等標記語言寫成,它定義了概念和相關邏輯規則之間的聯系。由T.R.Gruber提出、后經R.Studer改進的定義:一個本體是一個概念體系的顯示的形式化規范。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系組成,還包括屬性、值約束、不相交描述和對象間邏輯關系的規定。本體提供了對給定領域的一種共識,這種共識對于消除概念差別是必要的。本體通過信息內容及其語義的結合,將網絡資源的處理從信息處理的層面提高到了知識處理的層面。根據應用領域的不同可以創建不同的本體,例如本體A可以把“矛盾”定義成包括內涵和外延的邏輯概念,本體B就可能把它定義成發生在春秋戰國的歷史典故。

簡單地說,Web服務是部署在Web上的軟件構件。W3C給出的Web服務的定義是:Web服務是支持網絡上不同機器與機器共同操作的軟件系統,它提供接口,這樣的接口由能被機器處理的格式(WSDL)所描述。使用Web服務,通過松散的應用集成,一個企業可以僅僅實現應用集成的一個子集,即能取得實效。Web服務能夠快速、低代價地開發、、發現和動態綁定應用。企業的信息系統要求具有高度的靈活性,可以按照企業的具體需求,快速靈活地生成應用軟件系統,并且在企業業務過程發生變化時,迅速地進行重組來滿足客戶需求。面向服務的體系結構(SOA)是一種基于服務來組織計算資源,具有松耦合和間接服務尋址能力的軟件體系結構。服務提供者通常用WSDL來描述它所提供的Web服務,然后將該WSDL描述;服務請求者可以通過UDDI或其他注冊苦勞獲取WSDL描述,并通過向服務提供者發送一個SOAP消息來請求執行服務。

二、電子商務環境下柔性流程管理模型

基于本體和Web服務的思想,將柔性流程管理架構表示為由需求、流程、服務、本體、數據等層次組成:

需求層:業務需求驅動了企業業務流程的運行。隨著企業面臨的市場競爭越來越激烈,企業必須更快地對不斷變化的市場環境做出響應,以獲取競爭優勢,這就要求企業以客戶為中心,根據業務需求和市場環境的變化迅速調整業務流程。需求層包括業務需求的描述。

流程層:業務流程由一系列在邏輯上相關的活動組成,并根據恰當的業務規則執行這些活動。將業務流程邏輯從應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任務處理的變化。流程層包括流程的設計、建模與優化等。

服務層:流程由特定的活動組成,這些活動提供了完成不同任務的功能。很多功能被實現成應用程序代碼并可以在多個流程中重用。如果把服務與功能對應,流程可被看成是將多個服務聯合完成一定功能。每個業務流程由一個或多個服務共同來實現,業務流程經過編排來支持企業的不同需求。服務層包括業務運營服務、可重用于多個業務領域的可重用技術服務等。

本體層:基于本體對服務進行形式化描述,使服務定義、發現和組合具有豐富的語義和機器解讀性,使業務流程管理具有更大的靈活性。W3C的Web服務本體語言OWL-S可以為基本Web服務以及復合Web服務添加語義信息,從而支持Web服務的自動組合編碼。本體層包括本體的創建、實例化和本體庫的建立。

數據層:企業的IT基礎設施和信息系統使用了大量數據,這些數據支持了企業的業務流程,也供管理者決策使用。

建立的基于本體和Web服務的柔性流程管理架構的實現過程如圖1所示。

(1)根據客戶的要求,采用UML活動圖描述業務需求;

(2)分析和設計流程,建立流程模型,并采用流程重構的方法進行流程的優化。匹配相應的業務流程,如果流程案例庫中有匹配的案例,就根據需求修改流程;如果流程案例庫中沒有,則創建新的流程案例,并存儲到流程案例庫中;

(3)在本體庫和服務庫中進行基于語義的服務查詢,查找滿足要求的服務;

(4)根據規則庫中的組合規則,進行服務的匹配與組合,以滿足用戶的需求;

(5)調用工作流管理系統,根據服務的自動組合,建立圖形化的工作流模型;

(6)工作流引擎導入工作流模型,執行和管理企業運行所需的業務流程實例,流程監控工具可以對業務流程進行監督和控制。

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流程上來。因此如何進行服務的有效組合,重用現有的服務流程就顯得十分有意義。

三、基于語義的服務匹配與組合

柔性流程管理中Web服務的語義組合將不同于傳統的工作流設計。對于Web服務來說,它通過使用本體作為語義基礎,從而提高面向服務的應用的智能程度和互操作能力,這將使服務流程的建立更加地自動化,以及更好解決服務流程在組合過程中的異構問題。沒有語義理解能力的應用只能在語法層面實現互操作,而在本體技術的支持下,面向服務的應用可以在語義層面互操作,而且在本體的支持下,服務發現的準確度會有很大提高。

語義網絡的概念是由萬維網的奠基人Berners-Lee在2000年12月的XML2000會議上提出的,目標是在計算機和人類理解的語義之間建立一種聯系,用以滿足智能軟件對互聯網上異構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。結合語義網技術,柔性業務流程管理系統通過服務的語義信息,完成自動服務發現、自動服務匹配、自動服務組合。通過服務提供者對服務語義的描述,使得服務的請求者可以通過服務的語義信息,查找滿足自身功能要求和分類標準、質量要求等評價標準的服務。服務匹配包括名字和文本描述匹配、語義匹配過程。服務請求者可以通過語義信息,自動選擇服務,并根據一些復雜任務的要求對服務進行自動服務組合,以滿足用戶的業務需求。OWL-S是用本體來描述Web服務的標記語言。OWL-S中,一個服務由三部分來描述:服務簡檔(ServiceProfile),服務模型(ServiceModel)和服務基點(ServiceGrounding)。服務簡檔描述服務做什么,服務模型描述服務怎么做,服務基點描述怎么訪問服務。可以從Web服務的輸入(input)、輸出(output)、Web服務執行的前提條件(precondition)和Web服務執行之后的結果(effect)等四個方面來描述服務,統稱為IOPE,通常由ServiceProfile來描述。

Web服務組合將包括服務查找、服務匹配和服務組合等主要過程:

(1)添加Web服務的語義標注。對具體實現的Web服務進行語義注釋,在標注時采用OWL-S語言。

(2)Web服務的查找。根據用戶需求描述來在服務注冊庫中查找符合要求的服務。

(3)Web服務的匹配。服務查找的結果是往往會有多個web服務符合用戶的要求,這時,就需要根據web服務的語義描述,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。

(4)Web服務的組合。利用Web服務的語義信息,在不同Web服務之間通過OWL-S服務本體的映射,使用可組合性規則將選擇得到的Web服務組合成為滿足用戶需求的組合方案,產生用戶所需要的復合web服務。

四、應用實例

供應鏈包括從采購、研發、生產制造到產品銷售得諸多環節,敏捷高效的供應鏈體系可以提高企業競爭力。在電子商務環境下,需要對供應鏈管理相關流程進行重整,構筑起一條以客戶為中心的、成本最低供應鏈,并通過提高靈活性和快速反應能力建立競爭優勢。采用基于本體和Web服務的柔性業務流程管理架構能夠降低企業間業務流程模塊之間的耦合性,使業務流程根據市場變化進行快速調整。

以制造企業的采購流程為例,生產部門根據需求編制物料請購單,經主管批準后交采購部門,采購部門根據庫存信息、供應商檔案以及價格信息,選擇合適的供應商,并填寫采購訂單,經主管確認后交供應商。供應商得到訂單后,進行發貨處理。質檢員對貨物進行質量檢驗,庫管員進行入庫處理。企業采取一體化的運作體系,把采購、生產、分銷以及物流整合成一個統一的系統。由以前的庫存驅動模式轉變為根據客戶需求來確定整個供應鏈的管理,從而來調整從采購、生產到銷售。當銷售發生調整或者供應商的狀況發生變化的時候,企業可以迅速調整供應商的計劃,加快了對市場反映的變化和應對的能力。

通過采用本體描述Web服務,提供語義性描述以支持服務發現、組合過程中的自動推理。當企業業務流程因客戶、合作伙伴和供應商的需求變化而改變的時候,Web服務組合過程能夠從現有服務中,自動組合出滿足抽象業務流程需要的實際服務,并確定它們之間的交互。基于松散的Web服務組合,企業更容易實現與合作伙伴的跨企業業務流程集成,突出自己的核心業務,加強與合作伙伴的交互,以進一步提高企業的競爭優勢。通過基于本體和Web服務的柔性業務流程管理,企業可以比較準確地把握市場的變化和用戶的需求,可以更好地協調在供應市場和這種銷售市場發生變化時的應對,另外通過客戶自動的配置系統,來更好的滿足客戶差異化的需求。

五、結論

電子商務環境下虛擬企業中的流程需要跨越多個不同企業,提供客戶滿意產品和服務的流程需要集成各合作伙伴的價值鏈,并根據成員企業和市場環境的變化進行調整。因此,企業業務流程的柔性和對市場變化的響應速度成為了影響企業間協作是否成功的主要因素。基于本體和Web服務的柔性業務流程管理,企業設計具有柔性協作能力業務流程,提高與其他企業協作能力,改善流程的敏捷響應能力,從而提供滿足顧客需要的產品或服務,提高企業協作效率。