Industrial Engineering and Management N o. 2,2001工业工程与管理 2001年第2期
文章编号:100725429(2001) 0220026204
供应链建模技术的研究
王 渝, 梁 浩
(同济大学CI MS 研究中心, 上海200092)
摘 要:在分析比较各类企业建模技术的基础上, 研究基于企业建模方法的供应链建模技术,
提出了基于ARIS (集成信息系统的体系结构) 的供应链建模技术, 并建立相应的供应链运行管理参考模型, 最后, 给出了基于ARIS 的供应链建模技术在上海汽轮发电机有限公司中的应用。
关键词:供应链; 企业建模; 供应链建模; 集成信息系统的体系结构中图分类号:F274 文献标识码:A
A Study of Supply Chain Modeling Technology
W ANG Y u , LI (CI MS Research Center , T , , Abstract on enterprise m odeling methods , the supply chain m 2based (architecture of integrated in formation system ) supply chain m is , the reference m odel of supply chain operation management is set up and the application of ARIS 2based supply chain m odeling method in Shanghai Turbine G enerator C o. , Ltd. (STG C ) is described in detail.
K ey w ords :supply chain ; enterprise m odeling ; supply chain m odeling ; ARIS (architecture of integrated information system )
模技术, 如CI MOS A , GI M 2G RAI , PERA 及ARIS 的基础上, 研究基于企业建模方法的供应链建模技术, 提出了基于ARIS 的供应链建模技术, 并建立相应的供应链运行管理参考模型。最后, 给出了基于ARIS 的供应链建模技术在上海汽轮发电机有限公司中的应用。
1 引言
供应链是适应市场全球化和客户需求多样化而产生的, 它强调供应链上各企业及其活动的整体集成, 从而可更好地协调供应链上物料流、信息流、价值流, 保持灵活和稳定的供需关系, 使整个供应链上企业效益最大化。为了更好地实施供应链管理技术, 研究供应链建模技术, 建立相应的供应链运行管理模型来支持供应链管理中各项分析和决策活动是十分必要的。
目前供应链建模技术研究方法各异, 主要包括网络设计法、近似方法、基于优化仿真的方法、基于企业的建模方法等。本文是在分析比较各类企业建
收稿日期:2000-06-27; 修回日期:2000-11-08基金项目:国家863/CI MS 主题资助项目(863-511-9844-003)
作者简介:王渝(1977-) , 女, 重庆人, 同济大学CI MS 研究中心硕士生。
2 各种企业建模体系的分析
企业模型是对企业的结构、活动、过程、信息、资
源、人、行为、目标和约束等的计算机化表示。通常采用的企业建模技术, 能够从多个视图描述企业, 进行模型驱动的企业设计、分析和操作, 实现企业集成。目前主要的企业建模方法分别介绍如下。
—26—
Industrial Engineering and Management N o. 2,2001工业工程与管理 2001年第2期
2. 1 CI MO SA
CI M OS A (C om puter Integrated Manu facturing Open System Architecture ) 是由欧共体的研究机构开发的一
为指导开发了软件工具集ARIS T oolset 。ARIS
T oolset 能够全面地辅助企业对业务流程进行建模、分析和评价。
个CI M 开放体系结构。它能够提供一个面向CI M 系统生命周期的、开放式的CI M 参考体系结构, 从多个层次和多个角度反映了CI M 企业的建模、设计、实施、运行和维护等各个阶段, 提供了CI M 的系统描述、实施方法和支持工具, 并形成了一整套形式化体系。但目前尚没有一种完全遵循CI M OS A 的商用软件。
3 基于ARIS 的供应链建模技术
供应链是由多个企业和部门所组成的, 虽然它
的范围在单个企业之上, 但是只要采用从上到下的建模方法, 将供应链分解为一些相互之间通过信息流、资金流和物流联系的企业集合, 是完全可以用企业建模的方法来建模和分析的, 也就是将整个供应链定义成一个大的企业, 建立供应链的详细模型, 在此, 所利用的企业建模技术是ARIS 。
2. 2 GI M 2GRAI
G RAI (G raph
with
Results
and
Activities
Interrelated ) 方法是由法国波尔多大学的G RAI 实验
室开发的, 后来G RAI 实验室将之发展成为一种描述和分析整个企业的方法论, 称为GI M (G RAI Integrated Methodology ) 。GI M 的主要组成部分为概
3. 1 ARIS 体系结构
ARIS 通过对现有的各种方法和模型的分析、总
念模型、建模框架与参考体系结构、建模形式化方法、结构化方法和C ASE 工具。其中概念模型将一个制造系统分解成物理、决策和信息3GI M 建模框架也包括视点结, 构造了一个统一的框架。、分视图的集成化(如图1) 4个组成部分:由组织、控制视图和功能视图4大块构成, 3个层次, 依其与IT 资源由远到近的关系依次为需求定义、设计说明和技术实施
。
维。同时, GI 。
但GI , , 注重系统分析和设计, ; 注重计算机系统实现工厂的集成, 对人的因素考虑不多; 建模框架缺少通用性层次。
2. 3 PERA
PERA (Purdue Enterprise Reference Architecture , 普
渡企业参考体系结构) 是Purdue 大学应用工业控制实验室Williams 于1992年提出的企业参考结构。它包括信息系统任务、制造任务和人的任务, 以及这三者之间相互关系的建模。PERA 体系结构包含了集成企业系统的完整生命周期, 即概念、需求定义、
设计(初步设计和详细设计) 、建造与安装、运行与维护等各个阶段。
其缺点是:由于描述的非形式化, 可执行性非常差; 没有支持建模的支持工具, 不能进行仿真优化和冲突检验等。
图1 ARIS 的体系结构
3. 1. 1 横向分解视图
ARIS 对企业流程进行抽象, 得到4种表达
2. 4 ARIS
ARIS (Architecture
of
Integrated
Information
Systems ) 是德国Scheer 教授在对企业过程模型进行
视图。
(1) 组织视图:描述组织结构, 它根据不同标准反映企业的各组织单元及其相互关系。
(2) 数据视图:描述研究领域的语义数据模型, 包括过程链的起止事件及与过程链相关联的环境状态描述。语义数据模型定义的逻辑数据结构能够转换成数据模型, 最后并转换成为数据库模型。
(3) 功能视图:描述系统各级功能之间的联系。(4) 控制视图:描述功能视图、数据视图和组织视图的各对象之间的相互联系。它的模型主要有事
—27
—
合并、抽象的基础上于1992年提出的一种基于过程的模型结构, 它是一种体系完备、功能全面的集成化企业模型体系, 在理论上具有鲜明的系统性和创新性, 在应用上也相当成熟, 并且以ARIS 理论
王渝等:供应链建模技术的研究
件驱动过程链(Event 2driven Process Chain ,EPC ) 、扩展的事件驱动过程链(Extended Event 2driven Process Chain , eEPC ) 、过程链图(Process Chain Diagram , PC D ) 、功能分配图、事件图和规则图等。
建模、分析及评价企业模型的软件, 它功能强大, 界
面友好, 操作简便, 是建立企业模型的重要工具。
3. 4 基于ARIS 的供应链建模技术
由以上ARIS 体系结构可知, 其特有的控制视图, 是一种面向流程的视图, 建模人员可以在简单的规则上方便地和完整地描述企业的流程。供应链中的各项活动和决策都可以用业务流程的方式描述, 因此可以采用ARIS 企业建模方法进行供应链建模与分析。
模型中的基本元素是过程和事件两大类, 除此之外, 还可视对象系统的具体情况, 将环境条件、组织单元及资源等信息加入其中。模型体现事件触发功能所产生的过程链, 并用连接器或规则表示这些触发联系, 连接器或规则表示了与之相连接的多个对象(例如事件和功能) 之间的逻辑连接, 连接有两种基本类型:事件联接和功能联接, , , OR , 。
T , 在ARIS 模型, 。
经过实践的验证, 采用这种方法的供应链建模技术是有效的。
3. 1. 2 纵向划分阶段
面向企业信息系统实施的生命周期,ARIS 定义了需求定义、设计说明和实施描述3个层次。
(1) 需求定义:在不考虑具体实现的情况下, 对应用系统的各个视图分别加以定义, 用形式化的描述语言来描述企业应用。该过程又可以称为语义建模。
(2) 设计说明:兼顾概念层的需求定义和实现工具及用户界面的可实现能力, 设计两者的沟通方式与形式, 也即对执行功能的模块或用户干预进行设计。
(3) 实施描述:具体完成由概念需求定义以及逻辑设计方案到由数据结构、硬件部件和软件程序等组成的物理系统的转变。
3. 2 ARIS 建模过程
ARIS , 义、3, 视图间则是并行进行开发的, 且组织、功能、信息三视图间存在着同步关系, 而控制视图的开发则晚一步。图2为ARIS 一般建模方法的过程模型
。
4 应用实例
本文以上海汽轮发电机有限公司为应用背景, 在分析供应链运行流程的基础上, 运用基于ARIS 的供应链建模技术, 建立了相应的供应链运行参考模型。
图3的供应链模型中, 体现如下基本流程:对于某一市场信息, 首先决定是否对该信息作出反应, 即进行经营决策, 然后是组织建立供应链(这当然还包括放弃供应链构建的可能) , 之后是生产准备、供应商选择、产品的分销等具体过程, 其中为及时、有效和快速地实现供应链对市场需求的敏捷反应, 许多环节要并行完成, 如生产准备和寻找分销商。该模型属于控制视图, 所以主要体现了事件触发功能所产生的过程链及其触发联系, 将各个描述企业活动的要素联系起来, 例如由“事件”———“市场信息”引发“功能”———“经营决策”这一企业活动, 而“经营决策”与下面两个事件的联接是通过“X OR ”产生的, 即“建立供应链”与“不构建供应链”只有一个发生。在供应链模型中, 寻找供应商是构建供应链的基础。寻找供应商(模型如图4) 的具体过程为:向供应商发布标书, 评定并筛选出合格的标书, 之后区别供应商的类别, 对新的供应商, 应考核它是否具有
图2 ARIS 过程模型示意图
3. 3 ARIS Toolset
以ARIS 概念为基础、在W ind ows 环境下开发的ARIS T oolset 是支持ARIS 应用的集成化软件工具环
境, 它主要由建模部分、分析部分和导航部分3部分组成。其中建模部分支持数据、功能以及过程模型的生成, 用于建立企业的全局性的描述; 分析部分用于分析已建立的模型, 用户可以此为基础改进模型; 导航部分提供代表工业某些侧面的模型, 降低数据、功能、组织和控制模型内部的复杂度, 为用户的良好表达提供保证。
ARIS T oolset 是基于ARIS 理论框架的辅助企业—28
—
Industrial Engineering and Management N o. 2,2001工业工程与管理 2001年第2期
作为企业供应商的资格, 考核标准可参照产品设计图纸、产品工艺文件和质量保证体系, 具体的过程包括:由制造部考核该企业的生产设备是否达到所要求的生产能力; 由工程部考核该企业的工艺设计能力是否能保证产品的生产; 由质保部考核企业是否有完整的质量保证体系, 达到产品所要求的质量, 通过供应商资格考核的企业将列入已有供应商列表。最后签定合同, 确定供应商
。
图4 寻找供应商模型
建立供应链参考运行模型, 使供应链优化运行。由于ARIS 集成企业建模体系是一种体系完备、功能全
面的集成化企业模型体系, 可提供多种建模元素来建立4个视图的企业模型, 因此本文在ARIS 企业建模方法的基础上, 研究了基于ARIS 的供应链建模技术, 为进一步进行供应链优化运行奠定了基础。
参考文献:
图3 供应链模型
[1] David S. An Evaluation of CI M M odeling C onstructs Evaluation Report
of C onstructs for Views According to E NV 40003[J].C om puters in Industry ,1994,24(1) :159-236.
[2] Scheer A W. Architecture of Integrated In formation Systems [M].
S pringer 2Verlag ,1992.
4 结束语
供应链模型是用来支持供应链管理中各种分析与决策活动的。因此供应链建模技术的研究有利于
—29
—
Industrial Engineering and Management N o. 2,2001工业工程与管理 2001年第2期
文章编号:100725429(2001) 0220026204
供应链建模技术的研究
王 渝, 梁 浩
(同济大学CI MS 研究中心, 上海200092)
摘 要:在分析比较各类企业建模技术的基础上, 研究基于企业建模方法的供应链建模技术,
提出了基于ARIS (集成信息系统的体系结构) 的供应链建模技术, 并建立相应的供应链运行管理参考模型, 最后, 给出了基于ARIS 的供应链建模技术在上海汽轮发电机有限公司中的应用。
关键词:供应链; 企业建模; 供应链建模; 集成信息系统的体系结构中图分类号:F274 文献标识码:A
A Study of Supply Chain Modeling Technology
W ANG Y u , LI (CI MS Research Center , T , , Abstract on enterprise m odeling methods , the supply chain m 2based (architecture of integrated in formation system ) supply chain m is , the reference m odel of supply chain operation management is set up and the application of ARIS 2based supply chain m odeling method in Shanghai Turbine G enerator C o. , Ltd. (STG C ) is described in detail.
K ey w ords :supply chain ; enterprise m odeling ; supply chain m odeling ; ARIS (architecture of integrated information system )
模技术, 如CI MOS A , GI M 2G RAI , PERA 及ARIS 的基础上, 研究基于企业建模方法的供应链建模技术, 提出了基于ARIS 的供应链建模技术, 并建立相应的供应链运行管理参考模型。最后, 给出了基于ARIS 的供应链建模技术在上海汽轮发电机有限公司中的应用。
1 引言
供应链是适应市场全球化和客户需求多样化而产生的, 它强调供应链上各企业及其活动的整体集成, 从而可更好地协调供应链上物料流、信息流、价值流, 保持灵活和稳定的供需关系, 使整个供应链上企业效益最大化。为了更好地实施供应链管理技术, 研究供应链建模技术, 建立相应的供应链运行管理模型来支持供应链管理中各项分析和决策活动是十分必要的。
目前供应链建模技术研究方法各异, 主要包括网络设计法、近似方法、基于优化仿真的方法、基于企业的建模方法等。本文是在分析比较各类企业建
收稿日期:2000-06-27; 修回日期:2000-11-08基金项目:国家863/CI MS 主题资助项目(863-511-9844-003)
作者简介:王渝(1977-) , 女, 重庆人, 同济大学CI MS 研究中心硕士生。
2 各种企业建模体系的分析
企业模型是对企业的结构、活动、过程、信息、资
源、人、行为、目标和约束等的计算机化表示。通常采用的企业建模技术, 能够从多个视图描述企业, 进行模型驱动的企业设计、分析和操作, 实现企业集成。目前主要的企业建模方法分别介绍如下。
—26—
Industrial Engineering and Management N o. 2,2001工业工程与管理 2001年第2期
2. 1 CI MO SA
CI M OS A (C om puter Integrated Manu facturing Open System Architecture ) 是由欧共体的研究机构开发的一
为指导开发了软件工具集ARIS T oolset 。ARIS
T oolset 能够全面地辅助企业对业务流程进行建模、分析和评价。
个CI M 开放体系结构。它能够提供一个面向CI M 系统生命周期的、开放式的CI M 参考体系结构, 从多个层次和多个角度反映了CI M 企业的建模、设计、实施、运行和维护等各个阶段, 提供了CI M 的系统描述、实施方法和支持工具, 并形成了一整套形式化体系。但目前尚没有一种完全遵循CI M OS A 的商用软件。
3 基于ARIS 的供应链建模技术
供应链是由多个企业和部门所组成的, 虽然它
的范围在单个企业之上, 但是只要采用从上到下的建模方法, 将供应链分解为一些相互之间通过信息流、资金流和物流联系的企业集合, 是完全可以用企业建模的方法来建模和分析的, 也就是将整个供应链定义成一个大的企业, 建立供应链的详细模型, 在此, 所利用的企业建模技术是ARIS 。
2. 2 GI M 2GRAI
G RAI (G raph
with
Results
and
Activities
Interrelated ) 方法是由法国波尔多大学的G RAI 实验
室开发的, 后来G RAI 实验室将之发展成为一种描述和分析整个企业的方法论, 称为GI M (G RAI Integrated Methodology ) 。GI M 的主要组成部分为概
3. 1 ARIS 体系结构
ARIS 通过对现有的各种方法和模型的分析、总
念模型、建模框架与参考体系结构、建模形式化方法、结构化方法和C ASE 工具。其中概念模型将一个制造系统分解成物理、决策和信息3GI M 建模框架也包括视点结, 构造了一个统一的框架。、分视图的集成化(如图1) 4个组成部分:由组织、控制视图和功能视图4大块构成, 3个层次, 依其与IT 资源由远到近的关系依次为需求定义、设计说明和技术实施
。
维。同时, GI 。
但GI , , 注重系统分析和设计, ; 注重计算机系统实现工厂的集成, 对人的因素考虑不多; 建模框架缺少通用性层次。
2. 3 PERA
PERA (Purdue Enterprise Reference Architecture , 普
渡企业参考体系结构) 是Purdue 大学应用工业控制实验室Williams 于1992年提出的企业参考结构。它包括信息系统任务、制造任务和人的任务, 以及这三者之间相互关系的建模。PERA 体系结构包含了集成企业系统的完整生命周期, 即概念、需求定义、
设计(初步设计和详细设计) 、建造与安装、运行与维护等各个阶段。
其缺点是:由于描述的非形式化, 可执行性非常差; 没有支持建模的支持工具, 不能进行仿真优化和冲突检验等。
图1 ARIS 的体系结构
3. 1. 1 横向分解视图
ARIS 对企业流程进行抽象, 得到4种表达
2. 4 ARIS
ARIS (Architecture
of
Integrated
Information
Systems ) 是德国Scheer 教授在对企业过程模型进行
视图。
(1) 组织视图:描述组织结构, 它根据不同标准反映企业的各组织单元及其相互关系。
(2) 数据视图:描述研究领域的语义数据模型, 包括过程链的起止事件及与过程链相关联的环境状态描述。语义数据模型定义的逻辑数据结构能够转换成数据模型, 最后并转换成为数据库模型。
(3) 功能视图:描述系统各级功能之间的联系。(4) 控制视图:描述功能视图、数据视图和组织视图的各对象之间的相互联系。它的模型主要有事
—27
—
合并、抽象的基础上于1992年提出的一种基于过程的模型结构, 它是一种体系完备、功能全面的集成化企业模型体系, 在理论上具有鲜明的系统性和创新性, 在应用上也相当成熟, 并且以ARIS 理论
王渝等:供应链建模技术的研究
件驱动过程链(Event 2driven Process Chain ,EPC ) 、扩展的事件驱动过程链(Extended Event 2driven Process Chain , eEPC ) 、过程链图(Process Chain Diagram , PC D ) 、功能分配图、事件图和规则图等。
建模、分析及评价企业模型的软件, 它功能强大, 界
面友好, 操作简便, 是建立企业模型的重要工具。
3. 4 基于ARIS 的供应链建模技术
由以上ARIS 体系结构可知, 其特有的控制视图, 是一种面向流程的视图, 建模人员可以在简单的规则上方便地和完整地描述企业的流程。供应链中的各项活动和决策都可以用业务流程的方式描述, 因此可以采用ARIS 企业建模方法进行供应链建模与分析。
模型中的基本元素是过程和事件两大类, 除此之外, 还可视对象系统的具体情况, 将环境条件、组织单元及资源等信息加入其中。模型体现事件触发功能所产生的过程链, 并用连接器或规则表示这些触发联系, 连接器或规则表示了与之相连接的多个对象(例如事件和功能) 之间的逻辑连接, 连接有两种基本类型:事件联接和功能联接, , , OR , 。
T , 在ARIS 模型, 。
经过实践的验证, 采用这种方法的供应链建模技术是有效的。
3. 1. 2 纵向划分阶段
面向企业信息系统实施的生命周期,ARIS 定义了需求定义、设计说明和实施描述3个层次。
(1) 需求定义:在不考虑具体实现的情况下, 对应用系统的各个视图分别加以定义, 用形式化的描述语言来描述企业应用。该过程又可以称为语义建模。
(2) 设计说明:兼顾概念层的需求定义和实现工具及用户界面的可实现能力, 设计两者的沟通方式与形式, 也即对执行功能的模块或用户干预进行设计。
(3) 实施描述:具体完成由概念需求定义以及逻辑设计方案到由数据结构、硬件部件和软件程序等组成的物理系统的转变。
3. 2 ARIS 建模过程
ARIS , 义、3, 视图间则是并行进行开发的, 且组织、功能、信息三视图间存在着同步关系, 而控制视图的开发则晚一步。图2为ARIS 一般建模方法的过程模型
。
4 应用实例
本文以上海汽轮发电机有限公司为应用背景, 在分析供应链运行流程的基础上, 运用基于ARIS 的供应链建模技术, 建立了相应的供应链运行参考模型。
图3的供应链模型中, 体现如下基本流程:对于某一市场信息, 首先决定是否对该信息作出反应, 即进行经营决策, 然后是组织建立供应链(这当然还包括放弃供应链构建的可能) , 之后是生产准备、供应商选择、产品的分销等具体过程, 其中为及时、有效和快速地实现供应链对市场需求的敏捷反应, 许多环节要并行完成, 如生产准备和寻找分销商。该模型属于控制视图, 所以主要体现了事件触发功能所产生的过程链及其触发联系, 将各个描述企业活动的要素联系起来, 例如由“事件”———“市场信息”引发“功能”———“经营决策”这一企业活动, 而“经营决策”与下面两个事件的联接是通过“X OR ”产生的, 即“建立供应链”与“不构建供应链”只有一个发生。在供应链模型中, 寻找供应商是构建供应链的基础。寻找供应商(模型如图4) 的具体过程为:向供应商发布标书, 评定并筛选出合格的标书, 之后区别供应商的类别, 对新的供应商, 应考核它是否具有
图2 ARIS 过程模型示意图
3. 3 ARIS Toolset
以ARIS 概念为基础、在W ind ows 环境下开发的ARIS T oolset 是支持ARIS 应用的集成化软件工具环
境, 它主要由建模部分、分析部分和导航部分3部分组成。其中建模部分支持数据、功能以及过程模型的生成, 用于建立企业的全局性的描述; 分析部分用于分析已建立的模型, 用户可以此为基础改进模型; 导航部分提供代表工业某些侧面的模型, 降低数据、功能、组织和控制模型内部的复杂度, 为用户的良好表达提供保证。
ARIS T oolset 是基于ARIS 理论框架的辅助企业—28
—
Industrial Engineering and Management N o. 2,2001工业工程与管理 2001年第2期
作为企业供应商的资格, 考核标准可参照产品设计图纸、产品工艺文件和质量保证体系, 具体的过程包括:由制造部考核该企业的生产设备是否达到所要求的生产能力; 由工程部考核该企业的工艺设计能力是否能保证产品的生产; 由质保部考核企业是否有完整的质量保证体系, 达到产品所要求的质量, 通过供应商资格考核的企业将列入已有供应商列表。最后签定合同, 确定供应商
。
图4 寻找供应商模型
建立供应链参考运行模型, 使供应链优化运行。由于ARIS 集成企业建模体系是一种体系完备、功能全
面的集成化企业模型体系, 可提供多种建模元素来建立4个视图的企业模型, 因此本文在ARIS 企业建模方法的基础上, 研究了基于ARIS 的供应链建模技术, 为进一步进行供应链优化运行奠定了基础。
参考文献:
图3 供应链模型
[1] David S. An Evaluation of CI M M odeling C onstructs Evaluation Report
of C onstructs for Views According to E NV 40003[J].C om puters in Industry ,1994,24(1) :159-236.
[2] Scheer A W. Architecture of Integrated In formation Systems [M].
S pringer 2Verlag ,1992.
4 结束语
供应链模型是用来支持供应链管理中各种分析与决策活动的。因此供应链建模技术的研究有利于
—29
—