基于配置理论的业务流程建模方法与关键实现技术

业务流程管理（Business Proce8s Management，BPM）定义为跨职能业务活动的设计、执行和优化，这些业务活动由人员、任务模板和功能组成，它是以流程为核心的一套管理体系，从流程的层面切入，密切关注流程是否增值并对流程的全生命周期进行有效管理。业务流程建模是BPM的基础，一般希望实际的流程实例能够完全遵照流程模板定义的路径和规则来执行，然而，企业实际情况中的复杂性导致了不确定性，包括：（1）业务流程相对于运行层次的不确定性，即流程执行的主要阶段往往是预知的，但是执行路径细节是不确定的；（2）业务流程相对于运行时间的不确定性，即随着企业经营活动的变化，原来制定的业务流程模型未必能够适应新的流程等等。

总之，业务流程在“执行”时确定，而非“设计”时完全确定。这是业务流程的一个重要特点，因此，业务流程建模成为一个非常烦琐的工作。如何在原来的流程模型的基础上，通过一定方法快速产生适应企业新业务流程的模型，即如何提高业务流程的重复利用程度，成为当前业务流程研究与应用急需解决的问题之一。

基于配置理论的业务流程建模方法与关键实现技术：1 基于配置理论的可复用业务流程建模方法

业务流程建模中遇到的这些问题，和当前产品的个性化设计问题有类似之处。在买方市场背景下，企业一方面需要尽可能地为客户量身定制产品，另一方面仍需要保证大批量生产以降低成本，一个解决之道就是产品配置，即在产品的若干关键组成部分提供多个选项供用户选择。产品配置的过程是首先构建非精确的BOM族（或称Generic BOM），它是一个包含所有可选零部件的产品结构树，每一个树结点都对应一条由配置参数构成的布尔表达式表示的配置规则。

在定制阶段。当给定配置参数的取值后，就可以通过比较配置规则来获得精确的BOM。这种思想的实质，是将个性化的产品，划分成若干个单元，然后通过一定的方式进行组合，从而提高了产品的可重用程度，受产品配置设计思想的启发，下面提出了基于配置理论的可复用业务流程建模方法，如图1所示。该方法的主要步骤包括：

基于配置理论的业务流程建模方法与关键实现技术：图1 基于配置理论的业务流程建模方法

（1）通过对企业已经制定的业务流程模板以及已经执行的业务流程实例的分析，找出具有共性的业务流程单元，对其可复用性进行评价，从而得到构成业务流程的可复用元。

（2）在业务流程可复用元的基础上，通过保留目标的多途径分解，建立业务流程的非精确模型，并对其配置规则进行定义，最终形成模型库和配置规则库。

（3）业务流程的执行不再是简单地对业务流程模板的实例化，而是通过一定的配置方式与算法，将非精确业务流程转化为精确的业务流程模型。

（4）新的业务流程实例经过可复用性评价，对复用价值高的业务流程实例，作为可复用元充实到业务流程模型库中，以便在将来的业务流程设计中重复利用。

基于配置理论的业务流程建模方法与关键实现技术：2 关键实现技术

基于配置理论的业务流程建模方法与关键实现技术：2.1 非精确业务流程建模

如前所述，业务流程在设计阶段常无法确定其精确模型，因此有必要建立描述业务流程主要阶段的非精确模型，具体细节在执行阶段通过一定的配置手段获得。建立业务流程的非精确模型，可以采用“保留目标的多途径分解”的方法。要建立业务流程的非精确模型，其基础工作之一是对业务流程在执行阶段可能存在的路径进行分析（“多途径”），主要方法是对业务流程进行分解，首先确定第一级目标（根目标），对根目标的分解和具体化可以得到多个细化的子目标，子目标还可以逐次分解成更多更细的子子目标，直到分解成的叶目标可以对应为原子任务为止，其分解的结果是一棵倒置的目标树，父子目标之间存在着三种基本的联系：必需联系、可选联系和多选一联系，如图2所示。

“必需联系”指子目标是实现父目标的必要前提，“可选联系”指子目标完成与否不影响父目标的实现，“多选一联系”指多个子目标中任一个的完成就能确保父目标的实现。传统BPR方法往往只处理必需联系，对于多选联系，通常根据一定的评价标准（比如资源使用最优，处理时间最快等）进行决策，最终选取惟一的子目标，它存在的最大问题是在设计阶段就轻率地放弃了业务流程目标的大多数实现途径。

基于配置理论的业务流程建模方法与关键实现技术：图2 目标的多途径分解方法

保留目标的多途径分解树是非精确业务流程模型的雏形，树的中间节点映射成业务流程模型的任务块，树的叶节点则映射成原子任务节点，业务流程模型的其它一些元素没有在目标树上表达。比如任务之间的依赖关系（前向依赖、互斥依赖等）、路南选择条件等等，需要另外添加和完善，因此映射过程一般采取人机交互的方式。

基于配置理论的业务流程建模方法与关键实现技术：2.2 业务流程配置方法

非精确业务流程模型描述了工作目标的各种实现途径，但在具体执行时，需要根据各种主客观条件限制，逐步确定一些细节，获得业务流程的精确模型。从非精确模型到精确模型的转化，可以采用配置的方法。从非精确业务流程模型到精确业务流程模型的配置方式有多种形式。根据配置的范围，可以分为任务版本配置和结构配置，前者根据不同的配置条件选取任务不同的版本，配置比较简单；后者则选取不同的子业务流程结构，包括任务不同的版本、不同的路由分支甚至不同的任务，整个配置过程将较为复杂。根据配置的参数不同，可以分为状态配置（任务或过程的状态）、有效期配置（时间有效性）以及环境参数配置（资源、组织等环境信息）等。

与产品结构配置不同的是，业务流程配置中存在更多的约束限制，比如任务1的A版本不能和任务2的B版本共存于同一个配置中等等。配置方法的核心是配置算法，即当所有的配置参数都确定后，利用该算法实现将非精确的业务流程通用模型映射成精确定义的业务流程模型（传统的业务流程模型）。不一定每次配置都能得到惟一的精确业务流程模型，如果得不和J模型，就可能需要修改非精确模型或者寻找最相似的一种配置结果；如果配置出多个业务流程模型，则需要通过一定的评价方法比如层次分析法（AHP法）选取最合适的一种配置，必要时还需要进行优化。

基于配置理论的业务流程建模方法与关键实现技术：2.3 业务流程的可复用性评价

在实际的业务流程中，有一些任务总是固定地联系在一起并且以相同的顺序出现，在业务流程设计时可以将这些任务及其相互关联关系作为一个整体考虑，在以后的业务流程设计时也可以作为一个整体进行重复利用，因此将其称为“可复用元”。以图3所示的产品开发流程为例，可以将“编制、校对、审核、会签、批准”作为一个“可复用元”。为了提高业务流程设计的效率，可以对业务流程实例进行分析，对业务流程中重复出现的子模型进行可复用性评价，如果其可复用性大于一定的阈值，则作为复用元存储在业务流程的复用数据库中，以便将来的业务流程设计调用。

基于配置理论的业务流程建模方法与关键实现技术：图3 可复用元示例

可复用性可以用下面公式表示：R＝f（U，G，C）

其中：

U（Usage）：表示业务流程复用元的重复有用性，可以用该复用元在业务流程实例库中出现的概率表示：

G（Granularity）：复用粒度，即复用元的大小，可以用复用元包含的节点数鼍表示。

C（Cost）：复用成本，在新的业务流程设计时可能会对调用的复用元进行修改，复用成本用以衡最修改的难度，可以从结构调整、资源分配等几个方面分别进行衡量。函数f则表达如何对以上几个衡量指标进行综合，可以采用将上述几个指标归一化后加权平均的方法。

基于配置理论的业务流程建模方法与关键实现技术：3 应用实例

作者将上述方法应用于某制造企业的工程变更流程的建模与实现中。该工程变更流程的基本情况如图2所示，总体上分为简单变更流程和复杂变更流程，在运行时，不同类型、不同生命周期阶段的产品将执行其中一种变更流程。然而，即使在同一变更流程内部，由于产品参数的不同，流程的执行路径也存在差别，比如在“变更评估”子流程内部，“变更分析”就是一个可选环节，同样在“变更分析”内部，“设计分析”和“工艺分析”环节也是可选的，因此变更流程非常复杂，很难为每一种情况都建立一个流程模板，这时就要必要定义可配置的业务流程模型。

首先在最高层次上，定义出非精确流程模板，两个子流程（简单变更流程和复杂变更流程）分别对应不同的配置规则，由于这两类流程都包含“变更请求”和“变更实施”两个子流程，因此可以将其定义为可复用元。在“变更评估”内部，“变更分析”对应有配置规则，而“原冈识别”和“变更规划”都是可复用元，针对目标分解树依次进行以上过程，最终得到非精确流程模板，该模板在运行时可配置得到如下若干精确流程：

流程1：变更请求→变更实施

流程2：问题描述→变更请求→原因识别→变更规划→变更实施

流程3：变更请求→原因识别→变更分析→变更规划→变更实施

流程4：问题描述→变更请求→原因识别→变更分析→变更规划→变更实施

……

由此可见，通过非精确流程模型大大简化了流程的定义，以后如有扩展需求，则修改某些配置规则即可，而无需重复定义新的模板。