基于EPC的船舶修造企業業務過程建模方法與系統研究

蔣仲仁 倪科鴻

制造業信息化已經成為當前臨港裝備制造行業的發展熱點，船舶修造企業尤其是中小型企業面臨日益加劇的資源成本和不斷壓縮生產利潤的雙重困境。企業的生存與否取決于管理者是否能夠實時根據企業當前的業務過程做出合理的資源配置方案，并能做到快速響應，最大程度地節約生產成本和縮短周期。

船舶修造企業的業務過程指的是船舶修造企業進行生產活動時，為解決某一問題而做出的一系列行為與反饋活動。企業利用信息化技術，對業務過程進行建模，利用過程模型的運行解決生產問題，實現企業目標[1]。目前，常用的建模方法有CIMOSA、ARIS、PDM等，它們各自成為一個獨立的體系[2-4]。GERA試圖將它們統一起來，提出了企業過程建模體系結構（EPMF）[5]。本文用到的事件驅動的過程鏈模型（EPC，Event-driven Process Chain）方法是用于描述企業生產過程模型的傳統方法，描述能力強，易讀性好[6]。本文的工作是將EPC建模方法運用于船舶修造業，在建模方法上需要解決以下三個問題。

一是業務過程模型大多是通過已經存在的業務案例而來，但執行以往案例的對象具有個體的差異，如設備類型、結構、材料、標準等[7]。這就需要用科學的劃分方法，對其層次進行合理劃分。

二是業務過程執行伴隨著資源的配置與消耗，對這些資源的界定和掌握提出了較高的要求。業務過程建模工作需要將“模型的構建和表達”與“生產資源的描述”有機結合，這無疑增加了建模的難度。

三是業務過程模板建立后的套用最為困難，更多的是基于經驗和專家系統來解決。隨著研究的深入，人們可以嘗試采用大數據與復雜網絡技術進行案例套用，從而完成更快速、準確的資源配置服務。

1 業務過程EPC模型解析方法

所謂EPC模型解析，就是將已有的業務案例通過EPC建模的方法分解成多個業務過程單元模型，每一個模型的功能是解決一項或一類問題。由于大型船舶修造企業工作十分復雜，又具有一定的特定性和專業性，因此通過特定情境下的業務過程模型解析，建立“事件（問題）—活動（行為）—資源”一體化的統一模型。本文核心研究內容圍繞資源配置服務的業務過程解析和業務活動情境構建兩個部分展開。通過模型的建立、提煉，歸納篩選出具有通用性的業務過程EPC模板為資源配置服務。

業務過程EPC模型由事件、活動和相互間的邏輯關系構成。本文以EPC模型為中心進行擴展，創新性地將業務過程與資源集成起來，并在一定情境下對業務活動所需的生產資源進行描述。擴展后的EPC模型及其基本組成單元如圖1所示。模型除了包含業務過程中的所有時間、活動和邏輯信息以外，還包含解決特定情境下的該事件所需要的生產資源信息，業務過程模型和生產資源配置既相互關聯，又相互獨立。

以“處理柴油機啟動困難問題”這項業務過程為例，依據EPC建模，其可以解析為圖1所示模型。

以上描述的是單個業務的過程模型解析。在實際生產中，企業面臨的問題具有多樣性和復雜性。對于復雜的項目，人們通過對問題的描述，可以將其分解成具有隸屬關系的子項目、任務與活動。最終業務過程由多個事件驅動的業務活動組成，即“活動”是整個業務過程最基本的操作層面。

情境是資源應用到業務活動中的具體背景和環境。不同情境下的同一個資源可以解決不同的事件。因此，本文采用9個維度對業務活動情境進行描述，每個維度都由該維度下若干個情境要素和屬性（值）構成。這9個維度分別是：時間、地點、問題、設備、物料、費用、標準、人員和評價。這些知識情境的維度信息需要進行細化，采用分層的方法，即每個情境維度通過層次結構進行要素分解。在對業務過程情境描述時，根據實際情況對情境的各個要素進行屬性描述。

2 業務過程EPC建模系統及關鍵技術研究

圖1 基于EPC的業務過程實例

本節進行基于EPC的業務過程建模系統研究。本系統需采用C/S架構。在Win7環境下，采用MySQL模式，開發平臺為MyEclipse8.5。系統開發相應的數據庫標準化存取功能模塊，以保證后臺的數據庫管理系統與大多數SQL語言的軟件系統的兼容性。開發語言為JAVA，以確保系統的跨平臺特性，在大多數操作系統中皆可運行。系統采用模塊化設計，初步開發的系統具有EPC圖庫區、EPC建模區、預覽區、單元情境描述區、EPC關系樹狀圖區五個功能區塊。系統整體架構如圖2所示。

圖2 EPC建模系統整體框架

關鍵技術之一是業務過程圖的繪制，這個過程需要記錄的圖形、活動所包含的邏輯關系與情境信息。業務過程的事件塊、活動塊與邏輯塊采用基于MVC結構的Jgraph源碼，能夠被Java Swing所兼容，核心接口為org.jgraph.jagraph，從其出發實現三個接口層面——視圖層（UI layer）、布局層（Layout layer）和模型層（model layer）的分層調用，每一層所包含的配置文件及其調用關系如圖3所示。通過擴展接口，調用頂層組件Javax.swing.JComponent和 javax.swing.plaf.ComponentUI。

圖3 建模系統數據分層的調用關系

關鍵技術之二是圖形與數據庫的連接。本系統的主要功能是圖形的操作與編輯，這就需要做好圖形與數據庫的實時連接與相應。因此，本系統采用了迭代編碼的形式，單獨記錄每個圖形（節點）的節點單元（cellid）信息與節點邊界（edgeid）信息，確保每個圖形在被創建時具有唯一的編碼，以方便圖形庫和資源庫通過這些唯一的編碼進行交互識別。

3 結語

本文針對船舶修造企業，研究了一種基于EPC的業務過程建模方法，創造性地提出了從多維度的角度對業務活動情境進行描述。這樣可以方便企業對業務過程進行準確、全面的描述，從而進一步解決生產中的資源配置問題。同時，本文對業務過程建模系統的框架及關鍵技術進行研究，主要研究方向是如何做好數據管理、模板提煉，在建模系統上采用更先進的技術，為實現企業更優化的資源配置服務。

[1]吳澄.現代集成制造系統導論[M].北京：清華大學出版社，2009：16-17.

[2]ESPRIT Consortium AMICE.CIMOSA Open System Architecture[M].Berlin：Springer-Verlag，1993：22-23.

[3]Scheer A W，Mertins K，Schmidt G.Handbook on Architectures of Information Systems[M].Berlin：Springer-Verlag，1998：541-566.

[4]梁乾.基于PDM的船舶修理項目管理系統設計[J].中國艦船研究，2013，8（5）：117-120.

[5]董志斌，嚴雋薇，吳啟迪.企業過程建模體系的研究[J].工業工程與管理，2002，（1）：40-44.

[6]陳磊.面向知識資源配置服務的業務過程建模系統研究[D].寧波：寧波大學，2012：15.

[7]徐軼，戰洪飛，余軍合，等.面向知識資源配置服務的特定領域建模方法[J].科技與管理，2012，（14）：27-31.