基于資源約束的企業(yè)過(guò)程的建模與優(yōu)化.pdf

1、企業(yè)為了在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中獲得競(jìng)爭(zhēng)利益，需要不斷優(yōu)化其生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)過(guò)程。企業(yè)過(guò)程的建模與優(yōu)化是提高企業(yè)效益、增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的重要手段；企業(yè)資源是企業(yè)過(guò)程運(yùn)行最重要的物質(zhì)基礎(chǔ)，企業(yè)過(guò)程的運(yùn)行必須得到企業(yè)資源的支持并受其約束；如何使企業(yè)過(guò)程的建模與優(yōu)化理論能與生產(chǎn)資源和資源環(huán)境相結(jié)合，使其更接近生產(chǎn)實(shí)際是建模與優(yōu)化中的一個(gè)難點(diǎn)。針對(duì)該難點(diǎn)問(wèn)題，在分析資源環(huán)境特點(diǎn)以及過(guò)程優(yōu)化需求特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，給出了一套動(dòng)態(tài)資源約束下的、考慮過(guò)程結(jié)構(gòu)隨資源環(huán)境變

2、化而變化的、運(yùn)用計(jì)算機(jī)支持的企業(yè)過(guò)程時(shí)間（T）、成本（C）和質(zhì)量（Q）優(yōu)化方法：HEPOR(HEPOR， Directed Hypergraph based Enterprise Process Modeling and Optimization Method with Constraints of Dynamic Resource)。該方法包括下面幾部分：
　?。?）企業(yè)過(guò)程模型表達(dá)。為了動(dòng)態(tài)生成過(guò)程可能的支持資源，在工作流標(biāo)準(zhǔn)

3、中過(guò)程模型描述的基礎(chǔ)上，對(duì)其中的活動(dòng)結(jié)構(gòu)、活動(dòng)屬性的描述進(jìn)行了改進(jìn)，對(duì)變遷的描述進(jìn)行了擴(kuò)展，使每個(gè)活動(dòng)描述為最小的資源需求單元。同時(shí)，為了提高模型的重用性，支持不同層次的過(guò)程優(yōu)化，在建模中引入了領(lǐng)域空間的概念。建立過(guò)程模型是本文進(jìn)一步優(yōu)化的基礎(chǔ)。
　?。?）支持企業(yè)過(guò)程優(yōu)化的資源建模方法。為了支持根據(jù)現(xiàn)實(shí)動(dòng)態(tài)的資源環(huán)境進(jìn)行企業(yè)過(guò)程優(yōu)化，縮小生成過(guò)程可能的支持資源時(shí)的搜索范圍，提出了一種加入環(huán)境描述和資源分類器的企業(yè)資源分類建模方法

4、。它把資源分類環(huán)境描述和分類依據(jù)作為分類模型必不可少的一部分，給出了分類模型的形式化定義以及形式化的分類規(guī)則。為了實(shí)現(xiàn)活動(dòng)/資源的自動(dòng)映射，提出了一種面向活動(dòng)的資源能力建模方法，給出了面向活動(dòng)的資源能力模型構(gòu)建框架、通用的能力模板及具體的活動(dòng)/資源映射過(guò)程。資源能力模型與資源分類模型共同實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)地、自動(dòng)地生成過(guò)程的可能的支持資源，從而約束、支持企業(yè)過(guò)程優(yōu)化。
　　（3）資源約束下的過(guò)程結(jié)構(gòu)優(yōu)化。為了提高企業(yè)過(guò)程結(jié)構(gòu)優(yōu)化的實(shí)用性、合

5、理性以及計(jì)算機(jī)支持性，提出了基于有向超圖的資源約束下的優(yōu)化方法。根據(jù)優(yōu)化需求，通過(guò)對(duì)考慮了支持資源的過(guò)程進(jìn)行不同的有向超圖建模，利用有向超圖的性質(zhì)以及超圖上所附加的過(guò)程語(yǔ)義，把過(guò)程結(jié)構(gòu)優(yōu)化轉(zhuǎn)化為
　　企業(yè)為了在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中獲得競(jìng)爭(zhēng)利益，需要不斷優(yōu)化其生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)過(guò)程。企業(yè)過(guò)程的建模與優(yōu)化是提高企業(yè)效益、增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的重要手段；企業(yè)資源是企業(yè)過(guò)程運(yùn)行最重要的物質(zhì)基礎(chǔ)，企業(yè)過(guò)程的運(yùn)行必須得到企業(yè)資源的支持并受其約束；如何使企業(yè)過(guò)程

6、的建模與優(yōu)化理論能與生產(chǎn)資源和資源環(huán)境相結(jié)合，使其更接近生產(chǎn)實(shí)際是建模與優(yōu)化中的一個(gè)難點(diǎn)。針對(duì)該難點(diǎn)問(wèn)題，在分析資源環(huán)境特點(diǎn)以及過(guò)程優(yōu)化需求特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，給出了一套動(dòng)態(tài)資源約束下的、考慮過(guò)程結(jié)構(gòu)隨資源環(huán)境變化而變化的、運(yùn)用計(jì)算機(jī)支持的企業(yè)過(guò)程時(shí)間（T）、成本（C）和質(zhì)量（Q）優(yōu)化方法：HEPOR(HEPOR， Directed Hypergraph based Enterprise Process Modeling and Optimi

7、zation Method with Constraints of Dynamic Resource)。該方法包括下面幾部分：
　　（1）企業(yè)過(guò)程模型表達(dá)。為了動(dòng)態(tài)生成過(guò)程可能的支持資源，在工作流標(biāo)準(zhǔn)中過(guò)程模型描述的基礎(chǔ)上，對(duì)其中的活動(dòng)結(jié)構(gòu)、活動(dòng)屬性的描述進(jìn)行了改進(jìn)，對(duì)變遷的描述進(jìn)行了擴(kuò)展，使每個(gè)活動(dòng)描述為最小的資源需求單元。同時(shí)，為了提高模型的重用性，支持不同層次的過(guò)程優(yōu)化，在建模中引入了領(lǐng)域空間的概念。建立過(guò)程模型是本文進(jìn)一步

8、優(yōu)化的基礎(chǔ)。
　　（2）支持企業(yè)過(guò)程優(yōu)化的資源建模方法。為了支持根據(jù)現(xiàn)實(shí)動(dòng)態(tài)的資源環(huán)境進(jìn)行企業(yè)過(guò)程優(yōu)化，縮小生成過(guò)程可能的支持資源時(shí)的搜索范圍，提出了一種加入環(huán)境描述和資源分類器的企業(yè)資源分類建模方法。它把資源分類環(huán)境描述和分類依據(jù)作為分類模型必不可少的一部分，給出了分類模型的形式化定義以及形式化的分類規(guī)則。為了實(shí)現(xiàn)活動(dòng)/資源的自動(dòng)映射，提出了一種面向活動(dòng)的資源能力建模方法，給出了面向活動(dòng)的資源能力模型構(gòu)建框架、通用的能力模板及具

9、體的活動(dòng)/資源映射過(guò)程。資源能力模型與資源分類模型共同實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)地、自動(dòng)地生成過(guò)程的可能的支持資源，從而約束、支持企業(yè)過(guò)程優(yōu)化。
　?。?）資源約束下的過(guò)程結(jié)構(gòu)優(yōu)化。為了提高企業(yè)過(guò)程結(jié)構(gòu)優(yōu)化的實(shí)用性、合理性以及計(jì)算機(jī)支持性，提出了基于有向超圖的資源約束下的優(yōu)化方法。根據(jù)優(yōu)化需求，通過(guò)對(duì)考慮了支持資源的過(guò)程進(jìn)行不同的有向超圖建模，利用有向超圖的性質(zhì)以及超圖上所附加的過(guò)程語(yǔ)義，把過(guò)程結(jié)構(gòu)優(yōu)化轉(zhuǎn)化為有向超圖的切割和活動(dòng)合并問(wèn)題，并給出具體

10、求解過(guò)程。通過(guò)與其它方法進(jìn)行實(shí)例對(duì)比，證明本文方法更合理、有效。
　?。?）基于資源約束的過(guò)程T、C、Q優(yōu)化。為了實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)資源環(huán)境下的過(guò)程T、C、Q優(yōu)化，提出了以資源為協(xié)調(diào)因子的解決辦法。定義活動(dòng)完成時(shí)間、成本和質(zhì)量為其支持資源函數(shù)。根據(jù)當(dāng)前的資源可用狀態(tài)，通過(guò)調(diào)整過(guò)程的支持資源種類、資源的數(shù)量及質(zhì)量來(lái)控制活動(dòng)的時(shí)間、成本和質(zhì)量。通過(guò)在不同結(jié)構(gòu)過(guò)程的活動(dòng)中合理分配資源使過(guò)程的T、C、Q達(dá)到優(yōu)化，利用遺傳算法對(duì)該優(yōu)化問(wèn)題進(jìn)行了求解。

11、通過(guò)與Babu和Suresh提出的基于時(shí)間、成本和質(zhì)量相互線性相關(guān)的優(yōu)化模型進(jìn)行實(shí)例對(duì)比，說(shuō)明本文所定義的時(shí)間、成本和質(zhì)量關(guān)系模型更合理。
　?。?）對(duì)HEPOR方法進(jìn)行了系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用驗(yàn)證。設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)支持 HEPOR方法的集成化企業(yè)過(guò)程的建模與優(yōu)化原型系統(tǒng)：IEPMOS（IEPMOS，Intergrated Enterprise Modeling and Optimization System）。該系統(tǒng)支持根據(jù)現(xiàn)實(shí)的資源環(huán)