基于EPC的船舶修造企业业务过程建模方法与系统研究

蒋仲仁 倪科鸿

制造业信息化已经成为当前临港装备制造行业的发展热点，船舶修造企业尤其是中小型企业面临日益加剧的资源成本和不断压缩生产利润的双重困境。企业的生存与否取决于管理者是否能够实时根据企业当前的业务过程做出合理的资源配置方案，并能做到快速响应，最大程度地节约生产成本和缩短周期。

船舶修造企业的业务过程指的是船舶修造企业进行生产活动时，为解决某一问题而做出的一系列行为与反馈活动。企业利用信息化技术，对业务过程进行建模，利用过程模型的运行解决生产问题，实现企业目标[1]。目前，常用的建模方法有CIMOSA、ARIS、PDM等，它们各自成为一个独立的体系[2-4]。GERA试图将它们统一起来，提出了企业过程建模体系结构（EPMF）[5]。本文用到的事件驱动的过程链模型（EPC，Event-driven Process Chain）方法是用于描述企业生产过程模型的传统方法，描述能力强，易读性好[6]。本文的工作是将EPC建模方法运用于船舶修造业，在建模方法上需要解决以下三个问题。

一是业务过程模型大多是通过已经存在的业务案例而来，但执行以往案例的对象具有个体的差异，如设备类型、结构、材料、标准等[7]。这就需要用科学的划分方法，对其层次进行合理划分。

二是业务过程执行伴随着资源的配置与消耗，对这些资源的界定和掌握提出了较高的要求。业务过程建模工作需要将“模型的构建和表达”与“生产资源的描述”有机结合，这无疑增加了建模的难度。

三是业务过程模板建立后的套用最为困难，更多的是基于经验和专家系统来解决。随着研究的深入，人们可以尝试采用大数据与复杂网络技术进行案例套用，从而完成更快速、准确的资源配置服务。

1 业务过程EPC模型解析方法

所谓EPC模型解析，就是将已有的业务案例通过EPC建模的方法分解成多个业务过程单元模型，每一个模型的功能是解决一项或一类问题。由于大型船舶修造企业工作十分复杂，又具有一定的特定性和专业性，因此通过特定情境下的业务过程模型解析，建立“事件（问题）—活动（行为）—资源”一体化的统一模型。本文核心研究内容围绕资源配置服务的业务过程解析和业务活动情境构建两个部分展开。通过模型的建立、提炼，归纳筛选出具有通用性的业务过程EPC模板为资源配置服务。

业务过程EPC模型由事件、活动和相互间的逻辑关系构成。本文以EPC模型为中心进行扩展，创新性地将业务过程与资源集成起来，并在一定情境下对业务活动所需的生产资源进行描述。扩展后的EPC模型及其基本组成单元如图1所示。模型除了包含业务过程中的所有时间、活动和逻辑信息以外，还包含解决特定情境下的该事件所需要的生产资源信息，业务过程模型和生产资源配置既相互关联，又相互独立。

以“处理柴油机启动困难问题”这项业务过程为例，依据EPC建模，其可以解析为图1所示模型。

以上描述的是单个业务的过程模型解析。在实际生产中，企业面临的问题具有多样性和复杂性。对于复杂的项目，人们通过对问题的描述，可以将其分解成具有隶属关系的子项目、任务与活动。最终业务过程由多个事件驱动的业务活动组成，即“活动”是整个业务过程最基本的操作层面。

情境是资源应用到业务活动中的具体背景和环境。不同情境下的同一个资源可以解决不同的事件。因此，本文采用9个维度对业务活动情境进行描述，每个维度都由该维度下若干个情境要素和属性（值）构成。这9个维度分别是：时间、地点、问题、设备、物料、费用、标准、人员和评价。这些知识情境的维度信息需要进行细化，采用分层的方法，即每个情境维度通过层次结构进行要素分解。在对业务过程情境描述时，根据实际情况对情境的各个要素进行属性描述。

2 业务过程EPC建模系统及关键技术研究

图1 基于EPC的业务过程实例

本节进行基于EPC的业务过程建模系统研究。本系统需采用C/S架构。在Win7环境下，采用MySQL模式，开发平台为MyEclipse8.5。系统开发相应的数据库标准化存取功能模块，以保证后台的数据库管理系统与大多数SQL语言的软件系统的兼容性。开发语言为JAVA，以确保系统的跨平台特性，在大多数操作系统中皆可运行。系统采用模块化设计，初步开发的系统具有EPC图库区、EPC建模区、预览区、单元情境描述区、EPC关系树状图区五个功能区块。系统整体架构如图2所示。

图2 EPC建模系统整体框架

关键技术之一是业务过程图的绘制，这个过程需要记录的图形、活动所包含的逻辑关系与情境信息。业务过程的事件块、活动块与逻辑块采用基于MVC结构的Jgraph源码，能够被Java Swing所兼容，核心接口为org.jgraph.jagraph，从其出发实现三个接口层面——视图层（UI layer）、布局层（Layout layer）和模型层（model layer）的分层调用，每一层所包含的配置文件及其调用关系如图3所示。通过扩展接口，调用顶层组件Javax.swing.JComponent和 javax.swing.plaf.ComponentUI。

图3 建模系统数据分层的调用关系

关键技术之二是图形与数据库的连接。本系统的主要功能是图形的操作与编辑，这就需要做好图形与数据库的实时连接与相应。因此，本系统采用了迭代编码的形式，单独记录每个图形（节点）的节点单元（cellid）信息与节点边界（edgeid）信息，确保每个图形在被创建时具有唯一的编码，以方便图形库和资源库通过这些唯一的编码进行交互识别。

3 结语

本文针对船舶修造企业，研究了一种基于EPC的业务过程建模方法，创造性地提出了从多维度的角度对业务活动情境进行描述。这样可以方便企业对业务过程进行准确、全面的描述，从而进一步解决生产中的资源配置问题。同时，本文对业务过程建模系统的框架及关键技术进行研究，主要研究方向是如何做好数据管理、模板提炼，在建模系统上采用更先进的技术，为实现企业更优化的资源配置服务。

[1]吴澄.现代集成制造系统导论[M].北京：清华大学出版社，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的船舶修理项目管理系统设计[J].中国舰船研究，2013，8（5）：117-120.

[5]董志斌，严隽薇，吴启迪.企业过程建模体系的研究[J].工业工程与管理，2002，（1）：40-44.

[6]陈磊.面向知识资源配置服务的业务过程建模系统研究[D].宁波：宁波大学，2012：15.

[7]徐轶，战洪飞，余军合，等.面向知识资源配置服务的特定领域建模方法[J].科技与管理，2012，（14）：27-31.