MES工作流管理技术介绍

lihuolin958

1、工作流技术应用背景
　　传统的计算机管理信息系统的主要功能有三个：即信息处理、事务处理与决策支持。信息传递和信息处理构成了企业和行政管理部门的业务工作内容之一，也是计算机信息系统的主要功能之一，它是企业和行政管理部门进行事务处理和决策支持的基础。
　　当PC机没有作为信息处理工具而出现的时候，纸张是进行日常业务活动不可取代的载体。这种传统的纸张为载体的信息传递与处理方式的效率很低，需要花费相当的人力、物力来完成信息的处理、组织、存储以及查询检索，同时这种方式降低了对客户需求的响应速度，给企业和行政管理部门的生产经营都带来了及不利的影响。在计算机得到了广泛普及、计算机应用水平日益提高的情况下，企业与行政管理单位的工作人员希望能够以一种无纸化的、计算机使能的工作环境来开展日常业务工作。一些企业和行政管理部门因此建立了相应的文件、表单传递系统（Forms-routing applications）用来实现日常表单处理的电子化与自动化。这种简单的文件、电子表单系统可以看作是工作流应用的雏形。
　　企业的经营过程是由一系列相关的任务组成的；这些任务按照企业的管理规章与业务流程串行或并行的执行，最终完成企业的经营目标。自从进入工业化时代以来，有关过程的组织管理与流程的优化工作就一直在进行，它是企业管理的主要研究内容之一。只不过在没有引入计算机信息系统的支持以前，这些工作是由人工来完成的。随着市场经济的发展，市场竞争的日益激烈，企业要求其业务过程能够进行快速重组；业务过程的不断变化也相应要求信息系统能够快速重组。这样，单靠人工对企业过程进行重组和传统的面向功能的信息化计算机系统已经不能适应现代企业的发展。因此，企业希望有一种能够实现企业快速业务流程重组和业务过程自动化的软件系统。在计算机网络技术和分布式数据库技术迅速发展、多机协同工作技术日臻成熟的基础上于20世纪80年代中期开始提出了工作流的概念。工作流技术的提出与发展为企业更好的实现这些经营目标提供了先进的手段。
　　随着经营业务的展开企业的物理位置逐渐分散、部门间的协作日益频繁；决策过程的分散性也日益明显，对日常业务活动详细信息的需求也日益提高。因此，企业又要求信息系统必须具有分布性、异构性、自治性。在这种大规模的分布式应用环境下高效地运转相关的任务，并且对执行的任务进行密切监控已成为一种发展趋势。在这种技术背景下，工作流管理系统也有最初的创建无纸化办公环境，转而成为同化企业复杂信息环境、实现业务流程自动化的必要工具。这样的一个转变，把工作流技术带入了一个崭新的发展阶段，使得人们从更深的层次、更广的领域上对工作流展开了研究。
　　1993年工作流技术的标准化组织工作流管理联盟（Workflow Manangement Coalition 简称：WfMC）.的成立标志着工作流技术在计算机应用领域之中被明确的划分出了自己的一席之地，相应的概念与术语也得到了人们的承认。在全球范围内，对工作流的技术研究以及相关的产品开发了进入了更为繁荣的阶段。
2、工作流定义
　　工作流是从英文单词Workflow翻译而来的。Work表示工作或任务；Flow则表示流动、流程或者流量。Flow反映了一种变化及变化的过程，本身意义比较抽象，但是当它与某一个具体过程相联系时就有了具体的含义，如电流、水流、气流。在经营管理与生产组织中Flow也有重要的意义，如表示物料传输过程的物料流、表示资金流动的资金流、反映信息处理和传递过程的信息流，同样还有价值流、决策流、控制流等概念。依此，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。
　　十几年来，不同的研究者和产品供应商从不同的角度给出了工作流的定义，但到目前为止，对于工作流仍没有统一的定义。下面列举了一些有代表性的定义，可以使我们对工作流的一些基本特征有一定的理解。
　　WfMC的定义：工作流是一类能够完全或者部分自动执行的经营过程，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传递、执行。
　　Forrester Report的定义：日常的业务处理或协同工作能按预先定义好的规则和过程进行流动，并且这一流动过程能被跟踪和监控。
　　Giga Group的定义：工作流是经营过程中可运转的部分，包括任务的顺序以及由谁来执行它，支持任务的信息流、评价与控制任务的跟踪、报告机制。
　　IBM Almaden Research Center的定义：工作流是经营过程中的一种计算机化的表示模型，定义了完成整个过程所需用的各种参数。这些参数包括对过程中每一个单独步骤的定义、步骤间的执行顺序、条件以及数据流的建立、每一步骤由谁负责以及每个活动所需要的应用程序。
　　Amit Sheth 的定义：工作流是涉及到多任务协调执行的活动，这些任务分别由不同的处理实体完成。一项任务定义了需要做的某些工作，它可以以各种形式来进行定义，包括在文件或电子邮件中的文本描述、一张表格、一条信息以及一个计算机程序。用来执行任务的处理实体可以是人，也可以是计算机系统（如：邮递员、一个应用程序、一个数据库管理系统）。
　　以上这些定义，虽然表述方式略有不同，但是基本上都说明了这样一个问题，即工作流是业务过程的一个计算机实现，而工作流管理系统则是这一实现的软件环境。使用工作流作为业务过程的实现技术首先要求工作流系统能够反映业务过程的如下几个问题：即业务过程是什么（有哪些活动、任务组成，也就是结构上的定义）、怎么做（活动间的执行条件、规则以及所交互的信息，也就是控制流与信息流的定义）、有谁来做（人或计算机程序，也就是组织角色的定义）、做的怎样（通过工作流管理系统对执行过程进行监控）。因此，可以说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系统。
3、工作流技术研究的主要内容
　　工作流技术，在初期主要由工作流产品供应商推动其发展。随着工作流产品在实际应用中不断取得良好的效果而得到了人们日益的重视，并且到了迅速发展。相对于工作流产品的繁荣，工作流相关理论研究则显得滞后。在过去很长一段时间里，有关工作流技术方面的研究主要有商品化的工作流产品供应商所领导。本着把工作流产品推向市场的目的，这些供应商大多把研究的注意力放在工作流管理产品的开发实施方面。目前在工作流设计方法学，工作流概念模型等方面还没有形成一套比较成熟的理论和方法。在工作流理论与实施技术方面，研究的主要内容包括：
　　工作流管理系统体系结构；
　　工作流模型与工作流定义语言；
　　工作流的事务特性；
　　研究如何实现高级事务处理技术与工作流管理技术的结合，用定义良好的模型语义与恢复机制来提高工作流系统的正确性与可靠性，从而能够更好的支持复杂的业务过程；
　　工作流实现技术：包括面向对象技术、异构分布式计算技术、图形化用户界面、消息通信、数据库、WEB等在内的与工作流系统的设计实现有关的各项技术及方法；
　　工作流的仿真与分析方法；
　　基于工作流的应用集成与互操作技术；
　　研究异构应用系统的集成以及不同工作流系统之间的互操作问题；
　　工作流与经营过程的重组：研究如何通过工作流系统的实施支持快速的实现经营过程重组；
　　工作流技术的其他应用：研究如何将工作流技术在不同的领域进行运用，包括在CIMS中的应用。
　　上述主要研究课题可以归纳为三个方面（如图1）：第一方面是工作流的理论基础，包括工作流管理系统的体系、模型与定义语言（工作流的建模方法、工作流模型的形式化表示、工作流定义语言）等的研究。这一部分是工作目前相对来说比较薄弱，还有许多问题需要进一步研究。第二方面是工作流的实现技术，包括工作流的事务特性、各种先进软件技术的应用、工作流仿真。这方面研究工作的目标是提高工作流管理系统的性能，尤其是提高工作流管理系统可靠性及其在处理大规模复杂的且具有并行业务的流程方面的能力。第三方面是工作流技术的应用，包括工作流实施技术在不同应用领域的应用（如在企业经营过程重组、并行过程、敏捷制造）方法、应用软件集成等。这几方面研究的目标是发挥工作流管理系统的优势，为解决具体应用领域内的问题提供有向实现手段。

图1：工作流技术研究内容

4、研究工作流的意义
　　工作流技术的应用将给组织单位带来巨大的效益。首先，采用工作流管理将使组织单位改变传统的按照功能来配置人员的组织结构，变成按照要实现的主要业务流程来配置组织结构，这样可以大大缩短主要业务过程的处理时间，提高对市场的响应能力。其次，组织结构的改变将大大减少在组织内部不必要的的物料、信息的传递时间。当然，整个组织结构的调整首先需要调整传统的以部门为单位的做法，变成以项目来组织生产和人员的工作方法，如：一个人可能同时从属于多个项目。应用工作流管理系统主要可以取得如下好处：
　　1）提高管理的规范化程度；
　　2）更好地与上下游单位形成快速响应市场的供应链网络；
　　3）降低业务过程的整个处理时间，如在办公自动化环境中，通过更好的规划工作流程，并行执行相互独立的活动，减少文档的传递时间；
　　4）降低管理成本，如避免不必要的重复的工作，提高工作人员的工作效率；
　　5）改进工作质量，如自动完成某个任务所需要的相关信息。在客户服务中，能够快速方便的访问所有相关数据和工作流程，从而大大提高客户服务质量；
　　6）在工作人员之间更好的均衡负荷，如在工作人员缺勤的情况下，自动柔性分配替代人员；
　　7）通过在工作流模型中加入可预计的故障的处理策略来提高系统的柔性；
　　8）通过对已经完成的工作流实例的分析，找出存在的不足，进而不断改进工作流程；
　　9）使工作内容更加丰富，并且提高工作人员的业务能力，减少工作人员进行单调乏味并且十分耗时的文档查找工作。
　　采用工作流管理系统可以在最大程度上集成组织的现有信息资源，实现资源的充分利用。由于工作流管理系统具有较好的柔性和开发性，因此，可以保证信息系统能够顺利的扩展以满足不断变化的市场环境。另外，工作流管理系统在工作流模型的基础上进行业务过程进行，这就意味着信息系统已经从过去没有一个具体的可量化指标的管理信息系统，发展到了一个建立在工作流模型上（并且是可以利用BPR或者其他仿真工具进行优化后的模型），按照预先定义好的规则进行执行，并且对于执行的结果随时进行监控和评价的规范化阶段。这种由过程建模—〉模型分析—〉过程优化—〉执行结果—〉统计分析—〉改进业务过程—〉优化运作的实施方法为成功地实施信息系统奠定了坚实的基础。


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