隨著信息技術(shù)的發(fā)展和全球化競(jìng)爭(zhēng)的加劇，ERP系統(tǒng)不僅要適應(yīng)企業(yè)的業(yè)務(wù)流程和業(yè)務(wù)模型的變化，而且還要適應(yīng)企業(yè)組織模型的變化，支持“以人為中心”的管理模式，確保ERP與人的高度集成。因此，未來(lái)的ERP系統(tǒng)必須具有自組織和自適應(yīng)性以應(yīng)對(duì)復(fù)雜的、動(dòng)態(tài)的和不確定的內(nèi)外環(huán)境。傳統(tǒng)ERP系統(tǒng)中的業(yè)務(wù)模型采用的是一階段建模，其中的任務(wù)特征(活動(dòng)、角色)與組織特征(參與者、數(shù)據(jù)源、連接、路由等)是由人工在系統(tǒng)運(yùn)行前配置完成的，任務(wù)活動(dòng)與參與者綁定在一起，系統(tǒng)不能在運(yùn)行過(guò)程中自動(dòng)選擇任務(wù)活動(dòng)的參與者。為此，本文根據(jù)人體控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理，提出了系統(tǒng)的四層結(jié)構(gòu)思想，并依此為基礎(chǔ)提出了任務(wù)模型與組織模型相分離的ERP系統(tǒng)，該系統(tǒng)能使企業(yè)最大程度地降低成本、充分挖掘和利用組織內(nèi)外資源，并具有對(duì)組織結(jié)構(gòu)變化的適應(yīng)能力。
1 人體控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理
人體控制系統(tǒng)是一個(gè)十分復(fù)雜和高度完善的自學(xué)習(xí)、自組織、自適應(yīng)控制系統(tǒng)。人體控制系統(tǒng)根據(jù)信息處理的載體不同來(lái)區(qū)分，可分為神經(jīng)控制系統(tǒng)和體液控制系統(tǒng)。其中，神經(jīng)控制系統(tǒng)以神經(jīng)電脈沖為信息載體，沿神經(jīng)纖維快速傳遞，外界環(huán)境對(duì)人體的刺激使相應(yīng)的感覺(jué)器官產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的神經(jīng)沖動(dòng)，形成神經(jīng)電脈沖，沿外周神經(jīng)系統(tǒng)的感覺(jué)神經(jīng)傳人中樞神經(jīng)系統(tǒng)，通過(guò)中樞信息處理后再由運(yùn)動(dòng)神經(jīng)傳出至效應(yīng)器，產(chǎn)生人體的運(yùn)動(dòng)行為反應(yīng)。其結(jié)構(gòu)如圖1所示。
圖1 人體控制系統(tǒng)示意圖
人體神經(jīng)控制系統(tǒng)是由高級(jí)中樞神經(jīng)系統(tǒng)、低級(jí)神經(jīng)中樞系統(tǒng)和外周神經(jīng)中樞系統(tǒng)組成的多級(jí)分層遞階式生物控制與信息處理系統(tǒng)。它具有以下特點(diǎn)：
(1)按“分區(qū)投射，機(jī)能定位”的特性集中存儲(chǔ)與處理信息；
(2)根據(jù)實(shí)時(shí)信息反饋動(dòng)態(tài)決策；
(3)分級(jí)的運(yùn)動(dòng)控制以提高總體反應(yīng)性；
(4)全局統(tǒng)一的指揮、決策、協(xié)調(diào)與控制以適應(yīng)外部環(huán)境，實(shí)現(xiàn)總體目標(biāo)或全局優(yōu)化；
(5)開閉環(huán)控制結(jié)合、定性決策與定量控制結(jié)合的多模態(tài)控制；
(6)應(yīng)用啟發(fā)式思維和直覺(jué)推理邏輯。
如何在人體控制系統(tǒng)研究成果的基礎(chǔ)上，從信息科學(xué)、控制理論與軟件工程等多種學(xué)科領(lǐng)域綜合交叉的視角，研究軟件系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，對(duì)于建立具有自組織和自適應(yīng)性的ERP系統(tǒng)將具有重要意義。
2 系統(tǒng)的四層框架結(jié)構(gòu)思想
最初的軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是單機(jī)集中式的，后來(lái)發(fā)展為主從式的客戶機(jī)/服務(wù)器結(jié)構(gòu)。即C/S結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)有利于集中管理、分散應(yīng)用，但是仍然不易擴(kuò)展、不易維護(hù)和安全性差，而且用于連接的資源耗費(fèi)嚴(yán)重，服務(wù)器容易趨于飽和，缺乏對(duì)大客戶量和大事務(wù)流量的支持。隨著分步式技術(shù)的普及和完善，出現(xiàn)了使用三層結(jié)構(gòu)的大型應(yīng)用系統(tǒng)，三層結(jié)構(gòu)的各個(gè)模塊層之間具有清晰明了、簡(jiǎn)單完備的接口，可以靈活地放置在相同或不同的硬件平臺(tái)上，具有分布靈活、處理邏輯集中和管理能力強(qiáng)等特點(diǎn)，并進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的安全性、可擴(kuò)展性和可維護(hù)性，以COM/DCOM、CORBA、JAVA等作為增強(qiáng)傳統(tǒng)的B/S應(yīng)用的結(jié)構(gòu)都是典型的三層結(jié)構(gòu)計(jì)算模式。
但是，無(wú)論是兩層還是三層結(jié)構(gòu)，在服務(wù)器端都存在瓶頸，容易造成單點(diǎn)失敗，并且不同C/S系統(tǒng)之間的協(xié)作相當(dāng)困難。為此，本文在人體控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理基礎(chǔ)上提出了具有四層結(jié)構(gòu)的軟件系統(tǒng)如圖2所示。
圖2 軟件系統(tǒng)的四層框架結(jié)構(gòu)
在四層軟件結(jié)構(gòu)中，將三層結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用層進(jìn)一步分解為具有自動(dòng)化數(shù)值運(yùn)算功能的功能執(zhí)行層和具有處理不確定性和非程序化特點(diǎn)事務(wù)的控制管理層，從而使得業(yè)務(wù)建模、流程配置功能與計(jì)算功能相分離。其中，控制管理層負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)模型配置、工作流管理以及對(duì)功能執(zhí)行層的信息流控制等；控制管理層與數(shù)據(jù)知識(shí)管理層共同組成“系統(tǒng)大腦”，用于計(jì)劃、組織、協(xié)調(diào)和控制功能執(zhí)行層的活動(dòng)；功能執(zhí)行層在控制管理層的統(tǒng)一指揮下從數(shù)據(jù)知識(shí)管理層獲取數(shù)據(jù)進(jìn)學(xué)計(jì)算，并將計(jì)算結(jié)果以指定的形式輸出到控制管理層指定的位置，它相當(dāng)于系統(tǒng)的器官；用戶層負(fù)責(zé)顯示用戶界面和處理用戶的輸入輸出，它可直接向功能執(zhí)行層發(fā)出請(qǐng)求，功能執(zhí)行層在控制管理層的協(xié)調(diào)與組織下進(jìn)行響應(yīng)，也可直接通過(guò)數(shù)據(jù)知識(shí)管理層進(jìn)行數(shù)據(jù)與知識(shí)的共享。
業(yè)務(wù)模型的動(dòng)態(tài)重組由控制管理層通過(guò)學(xué)習(xí)機(jī)制及人機(jī)交互方式完成，重組過(guò)的業(yè)務(wù)模型存入數(shù)據(jù)知識(shí)管理層中的模型庫(kù)，控制管理層可通過(guò)特征匹配等方式直接調(diào)用。
四層結(jié)構(gòu)在實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用層與數(shù)據(jù)管理層分離的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了功能執(zhí)行層與管理控制層的分離，因此有利于功能執(zhí)行層的相對(duì)穩(wěn)定和組件化技術(shù)的采用。能提高系統(tǒng)對(duì)不確定性和非程序化事務(wù)的分析處理能力，實(shí)現(xiàn)整體系統(tǒng)的自組織、自學(xué)習(xí)和自適應(yīng)等特性。
3 基于四層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)思想的ERP系統(tǒng)
基于四層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)思想的ERP系統(tǒng)模型如圖3所示，整個(gè)系統(tǒng)由“系統(tǒng)大腦”和“系統(tǒng)器官”(即直屬子系統(tǒng))組成，每個(gè)“系統(tǒng)器官”分別與一個(gè)組織實(shí)體綁定在一起，整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)呈松散型。圖中資源組表示在功能上能完成對(duì)應(yīng)活動(dòng)的組織實(shí)體集，每個(gè)組織實(shí)體將其對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)模塊在系統(tǒng)大腦中注冊(cè)，并實(shí)時(shí)反饋組織實(shí)體的狀態(tài)信息；圓形節(jié)點(diǎn)代表不同的組織實(shí)體及其綁定的子系統(tǒng)。
圖3 基于四層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)思想的ERP系統(tǒng)模型
“系統(tǒng)大腦”根據(jù)輸入的業(yè)務(wù)信息選擇或建立相應(yīng)的業(yè)務(wù)過(guò)程模型，然后根據(jù)資源類庫(kù)中的信息自動(dòng)確定完成相應(yīng)活動(dòng)的資源型，再根據(jù)資源庫(kù)中的信息建立資源組，并按資源組中各個(gè)個(gè)體的狀態(tài)等屬性優(yōu)選出一個(gè)作為執(zhí)行該活動(dòng)的具體資源。其特點(diǎn)是：以上過(guò)程是動(dòng)態(tài)完成的，即每項(xiàng)業(yè)務(wù)活動(dòng)執(zhí)行時(shí)，實(shí)時(shí)選擇執(zhí)行該活動(dòng)的具體資源，而不是在整個(gè)業(yè)務(wù)執(zhí)行前對(duì)業(yè)務(wù)過(guò)程中的每個(gè)活動(dòng)都事先配置好執(zhí)行者。由于在每個(gè)活動(dòng)的執(zhí)行過(guò)程中資源組中各個(gè)個(gè)體的屬性也在不斷地發(fā)生變化，因此，事先配置好所有活動(dòng)的執(zhí)行者是不合理的。
與傳統(tǒng)系統(tǒng)相比，基于四層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)思想的ERP軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)流程模型與組織模型的分離，它能動(dòng)態(tài)地根據(jù)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的實(shí)時(shí)狀態(tài)為實(shí)現(xiàn)特定任務(wù)建立柔性組織模型，例如，在任務(wù)執(zhí)行前，先確定如圖3所示的初始組織模型，當(dāng)進(jìn)入節(jié)點(diǎn)2時(shí)，由于各個(gè)節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)發(fā)生了變化，系硫大腦重新確定后續(xù)過(guò)程的組織模型。
4 任務(wù)模型與組織模型相分離的智能化ERP系統(tǒng)的特點(diǎn)
(1)實(shí)現(xiàn)了功能執(zhí)行層與管理控制層的分離
該ERP系統(tǒng)采用四層結(jié)構(gòu)，使得業(yè)務(wù)流程的配置、管理以及全局優(yōu)化與控制等功能集中到控制管理層，人們的經(jīng)驗(yàn)、意圖以及其它先進(jìn)的管理思想等都可以通過(guò)控制管理層的智能化人機(jī)交互接口而反映到系統(tǒng)中去，從而增加了系統(tǒng)的柔性和智能性；同時(shí)使得功能層更加獨(dú)立和穩(wěn)定。有利于組件化技術(shù)的采用，也增加了復(fù)雜問(wèn)題處理的自動(dòng)化程度。
(2)實(shí)現(xiàn)了任務(wù)模型與組織模型的分離
傳統(tǒng)EBP系統(tǒng)中的業(yè)務(wù)模型采用的是一階段建模，其中的任務(wù)特征(活動(dòng)、角色)與組織特征(參與者、數(shù)據(jù)源、連接、路由等)是由人工在系統(tǒng)運(yùn)行前配置完成的，任務(wù)活動(dòng)與參與者綁定在一起，系統(tǒng)不能在運(yùn)行過(guò)程中自動(dòng)選擇任務(wù)活動(dòng)的參與者。
該EBR系統(tǒng)中的業(yè)務(wù)模型采用的是兩階段建模(如圖3所示)，即首先建立任務(wù)模型，任務(wù)模型描述了任務(wù)的處理過(guò)程、活動(dòng)執(zhí)行順序和對(duì)應(yīng)的角色，它不依賴于特定的參與者；然后在系統(tǒng)運(yùn)行中由系統(tǒng)大腦根據(jù)組織實(shí)體資源狀態(tài)和實(shí)時(shí)反饋信息動(dòng)態(tài)決定每一項(xiàng)任務(wù)活動(dòng)的參與者，從而建立起組織模型。兩階段建模實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)模型中任務(wù)模型與組織模型的分離，能最大程度地降低成本，充分挖掘和利用組織內(nèi)外資源，提高了系統(tǒng)對(duì)組織結(jié)構(gòu)變化的適應(yīng)能力。
(3)具有對(duì)業(yè)務(wù)模型的動(dòng)態(tài)適應(yīng)性
同一個(gè)組織面臨著多種業(yè)務(wù)，而且業(yè)務(wù)還會(huì)發(fā)生變化。因此，為了提高業(yè)務(wù)模型的通用性和適應(yīng)性，人們把業(yè)務(wù)模型進(jìn)行分類和細(xì)化。首先將業(yè)務(wù)模型按通用化程度分為通用模型、半通用模型和專用模型，按行業(yè)性質(zhì)分為電子、制藥、紡織等，按過(guò)程特點(diǎn)分為離散型、流程型、項(xiàng)目等；其次，將業(yè)務(wù)處理過(guò)程劃分為一系列原子活動(dòng)，并面向原子活動(dòng)設(shè)計(jì)軟件對(duì)象類，通過(guò)對(duì)基本軟件對(duì)象類的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)整體系統(tǒng)的快速配置，即組件化技術(shù)。但是，組件化技術(shù)并不能解決ERP系統(tǒng)對(duì)組織變化的自適應(yīng)問(wèn)題，因此，設(shè)立系統(tǒng)大腦用于管理各個(gè)組織實(shí)體(包括個(gè)人)的資源、能力、負(fù)荷等狀態(tài)信息，并根據(jù)它們的實(shí)時(shí)情況協(xié)調(diào)和分配它們的活動(dòng)，從而提高了系統(tǒng)對(duì)業(yè)務(wù)模型的動(dòng)態(tài)適應(yīng)性。
5 任務(wù)模型與組織模型相分離的智能化ERP系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)
5.1 多Agent技術(shù)
Agent技術(shù)是分布式智能研究中的熱門技術(shù)，有關(guān)Agent和多Agent系統(tǒng)的應(yīng)用研究已成為國(guó)際上—個(gè)生機(jī)勃勃的研究領(lǐng)域。目前，已有專家學(xué)者開始基于多Agent技術(shù)的ERP系統(tǒng)研究，提出了基于Agent的ERP系統(tǒng)的開放式體系結(jié)構(gòu)。由于Agent具有開放性、柔性和智能性等特點(diǎn)，基于Agent技術(shù)創(chuàng)建的ERP系統(tǒng)各個(gè)功能模塊能主動(dòng)為用戶服務(wù)，能在問(wèn)題求解環(huán)境中持續(xù)自主地運(yùn)行，能實(shí)現(xiàn)ERP系統(tǒng)軟件模塊的定制性和可復(fù)用性，能主動(dòng)為企業(yè)提供問(wèn)題解或問(wèn)題解釋等服務(wù)信息及資源配置方案。它能根據(jù)組織狀態(tài)信息動(dòng)態(tài)選擇與組織單元相對(duì)應(yīng)的Agent，從而動(dòng)態(tài)調(diào)整信息在不同Agent之間的流程，因此容易實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)模型與組織模型的分離。
5.2 動(dòng)態(tài)企業(yè)建模DEM
動(dòng)態(tài)企業(yè)模型(DEM)的概念是由荷蘭Baan公司首先提出的，其目的是要實(shí)現(xiàn)企業(yè)模型隨業(yè)務(wù)流程的變化而不斷擴(kuò)展、不斷改變。智能化ERP系統(tǒng)使用動(dòng)態(tài)企業(yè)模型，它把各種類型(如離散、流程、項(xiàng)目等)和環(huán)境(如按庫(kù)存生產(chǎn)、按定單裝配、按定單制造、按定單設(shè)計(jì)等)的企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)過(guò)程集成起來(lái)，支持和擴(kuò)大企業(yè)的供應(yīng)鏈，并通過(guò)專用工具把企業(yè)的業(yè)務(wù)工作流程在標(biāo)準(zhǔn)企業(yè)參考模型基礎(chǔ)上進(jìn)行業(yè)務(wù)流程的映射，從而能靈活地組合成適應(yīng)企業(yè)變化的智能化系統(tǒng)，打破“企業(yè)必須適應(yīng)軟件”的傳統(tǒng)模式。
5.3 分布式對(duì)象技術(shù)
分布式對(duì)象技術(shù)旨在建立一個(gè)開放式的軟件總線結(jié)構(gòu)，從而滿足異構(gòu)環(huán)境下系統(tǒng)的集成。分布式應(yīng)用系統(tǒng)能運(yùn)行于各種軟件和硬件平臺(tái)，它能夠把老的應(yīng)用同新的應(yīng)用集成起來(lái)并且使原有的架構(gòu)繼續(xù)得到利用；另外，企業(yè)級(jí)的分布式應(yīng)用在伸縮性、高可用性、易管理性、高性能及數(shù)據(jù)的完整件等方面也優(yōu)于基于Web的計(jì)算模式。
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本文標(biāo)題：任務(wù)模型與組織模型相分離的智能化ERP系統(tǒng)研究
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