业务流程管理中建模方法比较研究.docx

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业务流程管理中建模方法比较研究

业务流程管理中建模方法比较研究

　　在当今经济迅速发展的时代，企业需要面对瞬息万变的市场，重新梳理自

己的业务流程。

造就卓越的流程，凝练出自己的核心竞争力，于是出现了业务

流程管理热潮。

　　业务流程再造/重组（business process reengineering，BPR）理论由迈克

尔·哈默首先于 1990 年提出以来受到广为关注。

BPR 的实质是对业务流程的一

种系统变革，其根本目标就是要对被专业分工和官僚体制分割得支离破碎的流

程进行重新设计和再造。

由于 BPR 项目实施的成功率较低，据统计 70%的

BPR 项目五年后均归于失败，所以人们把目光渐渐转向业务流程管理，它更强

调循环的、可持续的方法论，更包含了 BPR 的思想。

　　1 业务流程管理的概念

　　流程管理（process management），是一种以规范化的构造端到端的卓越

业务流程为中心，以持续的提高组织业务绩效为目的的系统化方法。

　　流程管理的核心是流程，流程管理的本质就是构造卓越的业务流程。

流程

管理首先保证了流程是厩向客户的流程，流程中的活动都应该是增值的活动，

从而保证了流程中的每个活动都是经过深思熟虑后的结果，且活动之间相互配

合。

　　与 BPR 的定义相似，流程管理的定义也包含了几个关键词：

规范化、流程、

持续性和系统化。

可以看出，流程管理将原来 BPR 定义中的彻底性、根本性融

进了规范化、系统化中，指出不一定全是彻底的重新设计业务流程，而是应该

规范的对流程进行设计，需要进行重新设计的就进行重新设计，不需要的就进

行改进。

　　要想进行业务流程管理，企业需要对流程的描述、分析、再设计及优化等

进行研究，而解决这些问题的前提之一就是对流程进行建模，从而对流程有清

晰的理解，为以后的分析和优化工作提供很好的帮助。

现在实践中存在的对于

流程分析和建模的方法体系不健全，分析工具使用的不得力，或者选择不得体，

这些都是业务流程管理实施的障碍。

因此，本文从业务流程建模方法出发，对

几种常用的建模方法先进行简单介绍后，选择 3 种经典的方法对其进行着重分

析，最后综合比较几种常用建模方法，力求推进业务流程管理更好地实施。

　　2 业务流程建模方法概述

　　企业利用业务流程建模思想，用图形化的语言来描述业务过程，通过建立

图形化的业务流程模型，使企业各层次的人员都能够很清楚的了解企业的业务

流程，使他们能参与到业务过程变革中，为变革提出自己的想法。

　　业务流程模型的主要目的是建立结构化模型元素及规范，使其能够对复杂

的流程结构与关系予以抽象表达，并通过所建模型使读者可对业务流程达成一

致的理解。

目前常用于流程管理的建模方法有：

①流程图建模法（process map

modeling）是一种传统的流程表达方式，它经过扩展后可以显示流程各环节的

部门属性及性能。

该方法优点在于可理解性好，但同时存在不确定性太大，无

法清楚界定流程界限等缺点，特别是流程图中的输入、输出不能模型化，所以

可能失去关于流程的细节信息。

②角色行为图（roleactivitty diagram，RAD）

方法的原型是由美国学者 Holt 等提出的，用以表述协同工作中存在的问题。

随后 RAD 图形描述方法的语义和语法逐步发展完善，并应用在企业经营过程

的建模和分析中。

RAD 作为一种结构化过程建模技术，它强调角色、角色间的

相互作用和活动，以及与外部事件的联接。

（要）IDEF 方法（integrated

definition function modeling）最早源自美国空军的整合式电脑辅助制造计划

（integratedcomputer-aided manufacturing，ICAM），主要用于改善制造作

业流程。

它的主要技术取自结构化分析与设计方法（stractured analysis and

design technique，SADT）.用以充分掌握并描述企业流程及各种活动。

IDEF

方法是由一系列的方法组成，是一种系统分析与设计方法，借助图形，清楚而

严谨地描述庞大而复杂的系统。

④Petri 网的概念在 1962 年由联邦德国的 Carl

AdamPetri 提出，在此后的几十年中，Petri 网理论得到了极大的丰富，并被

广泛地应用于许多研究领域，如协议工程、柔性制造系统、业务处理等。

Petri

网是基于状态而不是基于事件的一种分析技术，它已成为分析业务流程模型的

一种形式化的正式方法。

Petri 网方法是适用于多种系统的图形化，数学化建模

工具，为描述和研究具有并行、异步、分布式和随机性等特征的系统提供了强

有力的手段。

（基）ARIS 方法，集成信息系统体系结构（architecture of

integrated information system。

ARIS）是德国萨尔大学的 A.W.Scheer 教授

提出的一种基于过程的模型结构。

ARIS 体系结构模型描述了企业的组织视图、

数据视图、过程/功能视图和资源视图。

ARIS 区别其它体结构的重要特征是：

四个视图的发展相对独立，通过控制视图来描述四个视图的关系。

　　通过以上论述，可见每套方法背后都有强大的理论支撑，每套方法都有很

大的研究余地。

前人都有做过大量研究，但文献都偏重于某个具体的建模方法，

对几种方法比较分析的文献相对较少，所以本文在总结前人研究成果的基础上

得出几种建模方法的优缺点，着重对这几种方法进行比较研究，以促进其完善，

更好地应用于业务流程管理。

　　3 经典建模方法研究

　　3.1 IDEF 系列方法

　　3.1.1 IDEF 系列方法研究现状

　　目前对 IDEF 的研究颇为广范与深入，IDEF 建模方法已应用于很多领域，

收到了较好的成效。

　　李爱民，方宗德把 IDEF 建模方法应用于工程设计重用系统，建立了支持

设计重用过程的 IDEFO 系统模型，指出 IDEF 方法相对于其它系统分析方法由

于其自身的突出特点，广泛应用于计算机集成制造系统（CIMS），而且实践证明

采用 IDEF 进行复杂系统、产品设计分析的有效性和重要性。

　　孙晓艳将 IDEF 功能建模方法应用于递阶式柔性制造系统（FMS）建模，比较

清晰地定义了柔性制造系统领域的功能系统结构。

通过该 FMS 模型的建立

进～步阐述了 IDEF 建模分析方法在该领域的运用。

　　同样地 IDEF 方法在企业信息化复杂系统建模中也得到广泛应用。

农宏亮

等运用 IDEF 方法划分与分析了快速化设计平台各个子模块功能及内在实体间

联系，建立起快速化设计平台的 IDEFO 系统功能模型图和 IDEFlx 信息功能视

图模型，为软件编写和后台数据库的设计提供重要依据，有效地缩短软件开发

周期。

　　3.1.2 IDEF 系列方法优缺点

　　综上所述，IDEF 方法更适用于复杂系统和产品设计，且在 CIMS 领域已有

了较为成熟的应用，因其本身存在的缺点，常常结合 UML 在描述系统内部细

节方面的优势对系统进行建模分析。

　　IDEF 方法建立在层次理论上，对一些具有自相似性的结构按照不同粒度进

行细化。

IDEF 方法的核心是结构化分析和设计方法，注意力集中于实现功能和

所使用的数据上，能较快抓住系统建设的目的和核心功能单元，但存在的问题

是这种构造的系统软件灵活性较差，系统难于维护和复用。

所以 IDEF 方法对

于具有规范的业务流程并严格执行的企业较为适用，能准确地描述需求，并有

助于改善业务流程的执行。

　　IDEF 方法能为业务流程的定义提供清晰的数据流图，并能有效地辅助人们

的理解与交流，但只能提供有限的信息，无法准确描述流程的细节，并且对于

资源冲突、并行流程、时效以及行为状态的表述是十分模糊的。

此外，它也无

法很好地表示流程的动态性。

　　3.2 Petrl 网方法

　　3.2.1 Petri 网方法研究现状

　　Petri 网是一种描述离散系统的建模工具，尤其适合于顺序、并发、冲突和

同步过程的分析。

几十年来，为了更加容易地对复杂过程进行建模，传统 Petri

网模型已被人们以不同的方式进行了扩展，如：

颜色扩展、时间扩展和层次扩

展。

　　乔爽等通过把时间引入 Petri 网变迁，用颜色区分信息与实体活动，用抑

制弧表示信息对实体活动的决策和控制作用，构建了一种颜色抑制弧时间 Petri

网过程模型，并对移动商务过程建模与重构。

　　倪志凌，周好文针对广义随机时间 Petri 网的局限性，对其进行扩展，可

以方便地对流程银行的业务流程进行建模。

　　曾益在分析工作流程模型基本要素的基础上提出了一种适用于 BPR 的基于

petri 网的模型——工作流网，该模型增强了对企业核心流程活动的性能的描

述和分析能力。

　　除此之外 Petri 网还被应用于柔性制造系统、计算机机械制造系统和智能

制造系统的建模、分析、控制和优化设计。

　　3.2.2 Petri 网方法优缺点

　　通过上述研究可以发现，Petri 网方法具有较强的扩展性，为其不断完善、

改进提供了可能。

为满足不同需求，Petri 网已被扩展为多种形式，其中广义随

机 Petri 网因引入了时间参数有较强的实用性，可结合马尔可夫链过，得出系

统模型的性能指标，分析和诊断流程存在的问题，为设计新的业务流程提供依

据和支持。

　　利用 Petri 网方法建模有很多优势，如有坚实的理论基础、严格的数学表

达，网系统的所有元素都是经过严格定义的;强大的表达能力，几乎可应用于所

有的业务流程建模过程中的结构;Petri 网综合了数据流、控制流和状态转移。

能自然地描述各种系统特性。

　　Petri 网方法虽有很多优点，但不具有对业务流程中组织因素的表达能力，

而且它的数学要求较高，使其实用性受到一定的限制。

　　3.3 ARIS 方法

　　3.3.1 AKIS 方法研究现状

　　ARIS 不仅有一套完整集成体系，而且提供了一系列的开发工具，可以帮助

企业完成各阶段建模工作，并提供了基本的仿真分析手段。

这使其在全球范围

内得到广泛应用。

一个典型的例子是 SAP 公司使用 ARIS 作为其 ERP 软件实施

前期进行企业建模、分析、诊断的工具，并指导 SAP 的实施。

国内对 ARIS 建

模方法的应用也较为广泛。

　　徐国华把 ARIS 方法应用于某有色金属企业熔炼车间生产管理过程，从车

间目标出发，采取由上至下、层层分解的方法，详细介绍了在需求定义阶段对

业务进行建模的具体过程。

张红艳等把 ARIS 方法应用于电力企业 ERP 项目建

设中，王森等 u21 介绍了 ARIS 建模方法在钢铁企业中的应用。

徐刚，陈天恩

等在农业信息采集平台的研制过程中引入 ARIS 需求分析建模方法，研究了

ARIS 5 种视图在农业信息系统建模中的应用，对农田信息采集平台工程管理椤

块进行建模，并提供了功能逻辑的数学分析方法。

　　陈锥对比 ARIS 建模过程与知识管理过程，建立企业知识管理的 ARIS 模型。

赵玫介绍 ARIS 模型与方法：

使用 ARIS 6 toolset 工具对现有流程进行组图、

功能树和 eEPC 3 种类型模型的建模设计。

　　综上所述，对 ARIS 的研究主要侧重在介绍、应用和实证上，ARIS 还有很

多用武之地并未提及。

A.W.Seheer 教授等提出了 ARIS 与 SAP 结合的实际应

用。

推动了业务流程管理的方法和概念进一步地发展。

①SAP 公司和 IDS

Seheer 公司共同提出的解决方案——ARIS for SAP Net Weaver 为业务流程

模型的设计和架构提供了一个量身定制的环境，可以使企业快速、灵活地实施

创新业务流程和业务战略。

②在 MKG 银行建立一个完整的流程平台的项目中，

利用 ARISToolset 进行流程建模，利用 ARIS 流程绩效管理器进行流程控制，

利用 abaXX 组件进行流程门户建设，通过集成这些工具，可以在定义的标准

接口基础上顺畅地协作。

③在酒店管理系统开发案例中，借助 ARISToolset

和 ARIS UML Designer 工具可支持面向流程的软件开发。

　　可见 ARIS 方法在业务流程管理中有着举足轻重的作用，有了 ARIS 方法的

支持更有助于业务模式的创新，更有利于流程到应用的转化，更好地促进业务

流程管理的发展。

ARIS 方法将成为下一代业务流程管理的有力支撑工具。

　　3.3.2 AKIS 方法优缺点

　　ARIS 方法是极具发展潜力的表示企业流程和事件的本质特征的形式化方法，

既关注企业的核心流程，又关注企业的整体管理。

从以上研究现状来看，ARIS

方法更契合业务流程管理的思想，即构造卓越的流程。

　　ARIS 企业流程建模方法具有突出的优点：

ARIS 方法提出了一个集成化的

信息系统模型框架，它以面向对象的方法描述了企业的组织视图、数据视图、

过程视图和功能视图，并通过控制视图来描述组织、数据、过程、功能四个视

图间的关系。

这样企业的业务流程可以从组织、数据、过程和功能几个方面得

到全面而准确的描述，同时由于 ARIS 方法建模的图形化形式，使通过 ARIS 的

流程模型具有良好的可理解性和易用性。

　　ARIS 控制视图中 eEPC（extended Event-ProcessChains）是 ARIS 建模的

核心，在实际应用中，各个视图都必须在与 EPC 建立有效连接的基础上完成建

模。

所以 ARIS 提供有限的柔性（动态性）来适应 BPR，特别是新产品新流程需

要在原系统上实现时，会存在较大困难。

克服以上困难，还需结合 SOA 动态

性、复用性强的优势来改进 ARIS 模型。

　　4 建模方法的比较

　　对上面列举的这几种流程建模的方法进行比较，可以发现，它们虽然分别

从不同的角度出发，为了研究不同的问题而提出，但都可以用来作为业务流程

管理中进行业务流程建模的工具。

由于这些建模方法由来的起因各不相同，所

以它们的侧重点也各有偏重。

如，它们在表达的完整性、严密性、可理解性、

计算机化的支持等方面各有优劣。

　　根据对各个业务流程建模方法的描述和分析，从模型的形式化程度，完备

性程度，模型的表达能力，模型的拓展性，模型的方法论等几个主要方面对这

几种方法进行了比较，如表 1 所示。

　　表 1 几种建模方法比较

　　由表 1 可以看出，流程图建模方法和 RAD 方法在完备性和模型拓展性方

面表现都较差，只适合一些简单的流程建模。

IDEF 方法不支持流程仿真与动态

建模，并且对于资源冲突、并行流程、时效以及行为状态的表述是十分模糊的，

更适用于复杂系统和产品设

　　计及 CIMS 领域。

Petri 网有很多优势，应用也较为广泛，但是它的最大的

弱势在于不具有对业务流程中组织因素的表达能力。

对跨职能部门流程建模的

支持也较弱。

而 ARIS 相比较于其它建模方法有很多优势，比较适合应用于业

务流程管理。

　　5 结论

　　通过以上论述，可以看出每种建模方法都有其各自的特点和优势，在应用

时要根据实际需要及流程本身的特点选择合适的建模方法。

有时更需要结合几

种建模方法的优势，更好地辅助业务流程管理。

以上论及的方法中，本文比较

推崇的是 ARIS 方法，有完整的理论体系也有相关的工具支持，在信息技术越

来越广泛应用于流程管理的今天，ARIS 方法在流程与应用系统之间架起了沟通

的桥梁，为新型业务模型的实施起到了较好的推动作用。