核電企業信息系統組織模型及形式化描述

袁 鋒，宋亞峰,2，李旭東

（1.核工業計算機應用研究所，北京 100048；2.中國科學院研究生院，北京 100049）

組織機構是各機構和公司的基礎架構以及正常運轉的重要基礎，它是為了優化管理和生產而建立的企業人員的集合，這個集合具有一定的內部層次和隸屬結構，具有一定的職能和責任，并需要在指定時間內完成指定任務。每一個組織有一個最高管理決策者，組織成員具有一定的職責、權利和技能，成員之間根據組織結構闡述一定的權利和義務關系[1]。

組織機構是企業進行事務處理和實現業務功能的基礎，任何信息系統都是建立在相應的組織模型基礎上的，在信息系統建設過程中，組織機構建模是重要的基礎性工作之一。科學合理的組織機構是NEIS具有魯棒性和可擴充性的前提，也是核電異構信息系統有機集成的基礎。核電企業因其特殊性，除了具有普通企業的屬性外又有其特殊屬性，因此有必要將核電組織機構從現實世界中抽象出來，并用一種形式化方法對其進行描述，形成核電企業信息系統組織模型。

1 研究現狀

組織模型是重要的基礎模型，同時也是當前研究的熱點之一。Michael分析了組織元素和業務流程間的關系，提出了面向工作流程的組織元模型，該模型表達了組織單元、組織職位、資源、角色、能力等概念，將組織單元分解為臨時組織單元和永久組織單元[2]；Nasser等人長期進行組織模型的研究，針對動態的開發環境，建立了虛擬組織模型（Virtual Organization,VO），并在此基礎上又建立了基于訪問控制的組織模型[3-5]；文獻[6]用角色把工作流模型和組織模型聯系在一起，以適應動態變化；WMP Van Der Aalst提出了面向業務流程的基本組織元模型和擴展到團隊的組織元模型[7]。Aalst還突出了靜態組織模型，主要包括3個元素：集合或部門、資源、資源類型。但是以上組織模型僅僅描述了一般企業內部的相關元素，不能表達NEIS組織模型實際應用中的內涵，描述能力不足，且沒有進行形式化描述。

2 模型定義

在企業信息系統中，組織機構模型是定義信息系統參與者組織形式的模型，揭示了企業人員管理層次，反映了企業中任何工作、決策、責權之間的關系，組織模型是企業中信息決策、任務執行和監督等重要活動的載體，其目的為了使信息系統分析設計人員和企業管理者對企業組織有一個整體認識，有助于對企業進行整體分析，為信息系統建模專家和業務領域專家提供了一個共享平臺，提供對企業組織機構理解的交流手段，加強進一步理解。

核電企業因其特殊性有著與一般企業不盡相同的組織模型，核電組織模型主要用本體圖（Ontology Chart）進行表示，其作用就是為組織模型提供一個統一語義的框架，圖1給出了核電組織機構本體的概念化模型。

圖1中矩形方塊表示實體，連線表示實體間相互關系，從圖中可以看出核電組織模型中存在4種基本關系，包括是一種關系Kind of，組成關系Part of，實例關系Instance of，充當關系Act as等，如機構部門、子公司、子公司部門、分公司、分公司部門、辦事處、合作伙伴、供應商以及經銷商與部門實體是Kind of關系，人員與部門是Part of關系，保密委員會與工作組是Kind of關系。

本體圖是語義分析的結果，利用本體圖刻畫的核電組織模型圖，清楚地描述了核電組織中實體的構成以及這些實體之間的相互關系。該模型最大的優點就是沒有繁雜的技術，簡單明了，容易被用戶接受，易與用戶溝通。用戶通過該模型能及時發現組織模型中存在哪些問題，發現丟失的需求或是語義理解上的錯誤，從根源上消除理解的不一致性。

2.1 實體

機構（Organization）：企業、事業單位、機關、社會團體及其他依法成立的單位的通稱。如中國核電工程有限公司、福清核電站。

圖1 核電組織本體概念化模型Fig.1 NEIS organization ontology

部門（Department）：隸屬于機構的組織單元（Organization Unit），在本模型中，部門具有更抽象的含義，嚴格地說，用組織單元來表述此意更為確切。如生產部、長沙分公司、人力資源部、大亞灣核電現場項目部、化工所。

職位（Position）：職位即崗位，它是指在一個特定的企業組織中、在一個特定的時間內、由一個特定的人所擔負的一個或數個任務所組成。簡單地講，職位是指企業的某個員工需要完成的一個或一組任務。根據部門編制，實際存在的工作崗位的實體抽象。如財會部主任、分公司經理、化工所所長。

職務（Duty）：職務即工作，它是指機構員工所從事工作的類別。職務是指由一組主要職責相似的崗位所組成，是由實現機構職能的一個個具體活動所構成的相對獨立體。如所長、處長、主任、經理。

人員（Person）：部門內實體人員及類似實體的抽象。如張三、李四。

工作組（User Group）：工作組即用戶組，是為滿足特定業務需求而組建的人員集合的抽象，工作組隸屬于機構，其成員來源于部門，可以是臨時的或長期的。如招投標小組、風險管理領導小組、信息化領導小組。

2.2 關系

組織實體關系是組織模型中各個實體之間關聯關系的統稱，圖1中各實體間的關系如下：

機構與部門關系：一對多關系，一個機構可以包含多個部門，一個部門只能被一個機構包含。

機構與人員關系：一對多關系，一個機構可以包含多個人員，一個人員只能被一個機構包含。

機構與職位關系：一對多關系，一個機構可以包含多個職位，一個職位只能被一個機構包含。

機構與職務關系：一對多關系，一個機構可以包含多個職務，一個職務只能被一個機構包含。

機構與工作組關系：一對多關系，一個機構可以包含多個工作組，一個工作組只能被一個機構包含。

部門與部門關系：一對多關系，一個部門可以包含多個子部門，一個子部門只能被一個部門包含。

部門與人員關系：一對多關系，一個部門可以包含多個人員，一個人員只能被一個部門包含。

部門與職位關系：一對多關系，一個部門可以包含多個職位，一個職位只能被一個部門包含。

部門與職務關系：一對多關系，一個部門可以包含多個職務，一個職務只能被一個部門包含。

部門與工作組關系：一對多關系，一個部門可以包含多個工作組，一個工作組只能被一個部門包含。

工作組與工作組關系：多對多關系，一個工作組可以包含多個工作組，一個工作組也可以被多個工作組包含。

工作組與人員關系：多對多關系，一個工作組可以包含多個人，一個人也可以被多個工作組包含。

工作組與職位關系：一對多關系，一個工作組可以包含多個職位，一個職位只能被一個工作組包含。

工作組與職務關系：一對多關系，一個工作組可以包含多個職務，一個職務只能被一個工作組包含。

職位與人員關系：多對多關系，一個職位可以由多個人員擔任，一個人員也可以擔任多個職位。

職務與職位關系：一對多關系，一個職務對應多個職位，一個職位只能對應一個職務。

3 形式化描述

本文采用六元組作為組織模型的形式化表示方式，即組織模型是一個六元組：O={C,Ac,R,AR,H,X}，其中：C表示概念集合，Ac表示概念的屬性集，R表示概念間關系集合，AR表示關系的屬性集，H表示層次關系，序偶（cp, cq）是H中的元素，它表示cp與cq是父子關系或者超集-子集的關系，X表示約束集。

1）概念集C={機構，部門，工作組，人員，職位，職務}。

2）概念的屬性集Ac={Ac（機構），Ac（部門），Ac（工作組），Ac（人員），Ac（職位），Ac（職務）}，其中：

Ac（機構）={機構ID、中文名稱、英文名稱、機構代碼、法人或負責人姓名、證件類型、證件號碼、機構類型、備注}；

Ac（部門）={部門ID、中文名稱、英文名稱、部門代碼、部門類型、部門狀態、序號、所屬地域、部門地址、部門郵編、部門主管、聯系人、聯系電話、備注}；

Ac（工作組）={工作組ID、工作組名稱、備注}；

Ac（人員）={人員ID、人員姓名、人員代碼、性別、出生日期、證件類型、證件號碼、入職日期、離職日期、人員狀態、辦公電話、辦公郵編、辦公郵件、辦公地址、傳真號碼、手機號碼、家庭電話、家庭地址、家庭郵編、政治面貌、直接主管、員工類別、備注}；

Ac（職位）={職位ID、職位名稱、職位類別、職位代碼、所屬部門、所屬職務、備注}；

Ac（職務）={職務ID、職務名稱、備注}。

3）概念間的關聯關系R。

R={Part of（部門，機構），Part of（工作組，機構）, Kind of（保密委員會，工作組）,Part of（人員，機構），Part of（人員，部門），Part of（人員，工作組），Instance of（職位，職務），Act as（人員，職位）,Kind of（分公司，部門）,…}；

4）關聯關系的屬性集。

AR（Part of（部門，機構））={機構ID，部門ID…}；

AR（Part of（人員，機構））={機構ID，人員ID…}；

AR（Part of（人員，部門））={部門ID，人員ID…}；

…

5）層級關系H（X)。

H={（機構，部門）, （職務，職位），（部門領導，機構領導），（機構正職，機構副職），（工作組組長，工作組副組長），…}。

6）約束集X。

X1：Cdept，fsup(c)為部門c的上級部門，若c為頂級部門，則fsup(c)=機構;

X2：Cdept，fsub(c)為部門c的下級部門，若c為葉子節點，則fsub(c)=NULL;

X3：Cdept，fm(c)為部門c領導;

X4：Cperson，fdm(c)為人員p直接領導;

X5：整個組織模型中只有一個根節點，即頂級部門只有一個;

X6：部門可以有0到n個下級部門，但每個部門只有一個直接上級部門。

4 結束語

組織模型是核電企業信息系統重要的基礎模型之一，任何NEIS都是建立在相應的組織模型基礎上的，科學合理的組織模型是NEIS具有魯棒性和可擴充性的前提，也是核電異構系統有機集成的基礎，因此有必要對其進行深入研究。本文在這方面進行了有益探索，采用本體圖描述核電組織機構的概念化模型，詳細討論了模型中概念及概念間關系，并采用六元組方式對其進行形式化描述，在此基礎上定義了組織模型的XML Schema存儲組織模型。進一步的研究工作包括NEIS的功能模型、數據模型、流程模型和權限模型等。

[1]鮑震寧，范玉順.企業組織模型結構和建模方法研究[J].計算機工程與應用，37，23：67-70.（BAO Zhen-ning, FAN Yu-shun.Study on the Modeling Structure and Approach for Enterprise Organizations [J].Computer Engineering and Application, 37, 23:67-70.）

[2]zur Muehlen,Michael.Organizational Management in Workflow Applications-Issues and Perspectives[J].Information Technology and Management Journal.Kluwer Academic Publishers,5(2004)3,pp.271-291.

[3]B.Nasser,R.Laborde,A.Benzekri, et al.Dynamic creation of inter-organization grid Virtual Organizations[C].Proceedings of the First International Conference on e-Science and Grid Computing(e-Science’05),2005 IEEE.

[4]B.Nasser,A.Benzekri,R.Laborde,F.Grasset,F.Barrere.Access Control Model for Grid Virtual Organization[C].ICEIS conference,USA,May 2005.

[5]B.Nasser,R.Laborde,F.Barrere,et al.Grid Virtual Organization:Access Control management[C].Gres05,Luchon,France,Mars 2005.

[6]Shuren Bai, Peng Du.An Organization Model based on Party Pattern to Support Dynamic Change for Role-based Workflow Application[C].Proceedings of the IEEE Workshop on Distributed Intelligent Systems: Collective Intelligence and Its Applications (DIS’06).

[7]W.M.P.VAN DER AALST, A.KUMAR.A Reference Model for Team-Enabled Workflow Management Systems[J].Data & Knowledge Engineering, September 2001,Volume 38, Issue 3:pp.335-363.