ERP系统柔性集成方式研究

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摘 要：结合现代制造企业运营和管理方式的发展趋势，提出了新型erp系统所必须的主体功能体系，为使ERP系统的集成方法具有相当的柔性以满足ERP系统与制造企业运营方式变化相适应的要求，基于ESP规则的基本框架，设计了一种新的ERP系统的集成方式，该方法在静态主体功能体系的基础上，理顺每个功能的处理逻辑，在运营方式发生变化时，通过修改ESP规则来实现系统功能模块的动态集成，并给出应用实例说明了该方法优良的模块性和灵活性。

关键词：ERP；柔性集成；方式

中图分类号：F272.7 文献标志码：A 文章编号：1673-291X（2014）23-0270-04

ERP（Enterprise Resource Planning）系统在我国已经得到广泛应用，同时迅速变化的企业需求也要求ERP系统具有对变化的适应能力，这就要求ERP系统的集成方法具有相当的柔性。要从根本上解决柔性集成的问题，很有必要对ERP系统的集成结构进行深入的研究，构建出一定程度上较为合理的ERP系统集成方法，使软件管理操作人员能够迅速地把握企业在激烈的竞争环境中业务的动态变化，方便、迅速地调整管理软件系统。为了实现柔性集成的目的，在静态模块结构表示的基础上，理顺每个功能的逻辑处理过程，随业务要求的变化，通过修改每个功能的逻辑联系来实现处理功能的集成。ERP系统的柔性集成还要求在全局思想指导之下任何系统维护、扩充和升级，不会因ERP系统的修改和扩充而破坏整体的完整性和一致性。从应用上来看，国内一些较为成熟的ERP软件虽然都在一定程度上实现了可配置、可扩展、具有动态定制的特点，但在结构上并不是能够随着用户的业务变化而方便地进行调整和改变，很有必要研究一种新的结构模式以适应ERP系统业务的变化。因此，提高ERP系统各模块集成的柔性具有相当的理论价值和应用价值。

一、基于ESP规则的ERP系统集成方法

提高ERP系统的灵活性和适应性实质上仍然是模型重用问题，模型解释和实用模型的构造是模型重用性实现的基本要求，目前的研究思路概括起来主要有两种，一种是设计具有可重用结构的模型，如模型库（Model Library）和类的概念等，模型库的核心思想是提供多种可实例化的可重用模型样板[1]，而实例化的类可以直接应用类预先所定义的方法和属性。另一种方法是提供专用的建模语言环境灵活地构建各种可供执行的模型，如通用解释器（Public Translator）。它是一个解释器编辑系统，利用通用解释器来减少模型解释器的数量，但在特定的建模环境中编写高层的解释器需要耗费大量的时间。有关这两方面的研究及其实际应用方式还在进一步深入中。本文拟提供一种能根据制造企业具体环境和运营状态的变化动态地对ERP集成进行调整的方法。若采用第一种研究思路，最直接的方法就是先依据制造企业ERP系统的主体模块建立一个标准ERP体系，然后根据具体的变动对标准ERP体系进行改造。ESP规则是在事件发生或工作流处于某种状态时用以激活元工作流的命令，主要用于处理工作流系统中的意外事件。为使ESP规则更适合柔性ERP的构建，需要重新定义原有的状态集和控制命令集[2]。

定义1 活动Acitivity为完成某一任务需要进行的一系列动作的集合，它与企业生产运营过程中的单个任务相对应，它包含任务名、输入和输出数据、执行活动的角色、活动所需的工具等属性，且每个活动与ERP系统中的某个子程序相对应。

定义2 业务处理过程bpf （business processing flow）为多个相关活动组成的有序集合，它用来完成某个管理任务或生产控制过程，它对应于ERP系统中的某个功能模块。业务处理过程bpf是一个二元组，wfu=（{Activities}，{ECA rules}），{Activities}是活动集合，也就是说业务处理过程bpf包含多个活动Acitivity。{ECA rules}是一组ECA规则的集合，ECA规则用来刻画活动之间的迁移条件，决定着活动执行的先后顺序。

定义3 业务处理过程bpf状态（state）集为

state（bfp）={Waiting，Ready，Executing Suspended，Canceled，Done}

其中，Waiting表示必要的触发条件未满足，业务处理过程处于等待状态；Ready表示触发条件已满足，可以开始执行当前业务处理过程；Executing表示该业务处理过程中的某些活动已经开始执行，但没有全部完成；Suspended 表示业务处理过程暂时被挂起；Canceled表示业务处理过程没有完成就被取消执行；Done表示业务处理过程中的所有活动都执行完毕。业务处理过程状态间的转换是通过下面定义的控制命令实现的。

定义4 与业务处理过程的状态相对应控制命令集为：

C={Start（bpf），Suspend（bpf），Go-suspend，Cancel（bpf），Resume（bpf）}

其中，bpf为业务处理过程，Start表示启动业务处理过程，Suspend表示暂停业务处理过程的执行，将当前活动置为Suspended状态，Go-suspend表示系统继续执行，直至所有的活动执行完毕后暂停；Cancel表示取消的执行，而Resume则表示重新启动处于suspended状态的。控制命令集中所定义的五个控制命令的参数缺省时表示作用于当前业务处理过程。由这五个控制命令构成的控制流称为元工作流（Meta workflow），它用来描述在某个ESP规则的条件满足时系统应该执行的流程，流程的运行会改变标准ERP运行体系的活动状态或调用辅助业务处理过程。

基于以上定义，现给出ESP规则的基本形式如下：标准ERP运行体系ID/事件（Event）：业务处理过程状态（State）元工作流ID（Meta workflow ID）。可见，ESP规则描述了在标准ERP运行体系执行过程中事件（Event）发生时系统根据业务处理过程的状态（State）应该实施的元工作流（Meta workflow）。

定义5 ERP系统（简记为ERPS）是由为一系列相关的业务处理过程组成的有序集合。ERPS也是一个二元组，wf=（{bpfs}，{ESP rules}），{bpfs}是业务处理过程集合，{ESP rules}是一组ESP规则的集合，ESP规则用来描述业务处理过程之间的迁移条件，决定着业务处理过程执行的先后顺序，即该定义说明可以通过ESP规则来联接各个业务处理过程，建立整个ERP系统集成体系。

实际上，定义的5个控制命令均可带有可选参数ERPS，如Star（bpf，ERPS），表示启动ERP系统ERPS中的业务处理过程，缺省值表示当前的标准ERP体系。ECA规则和ESP规则都是基于规则和事件的控制规则，ECA规则描述了触发活动的事件和内部条件，规定了活动执行的依赖关系，因此，比较适合描述业务活动之间的逻辑关系和迁移条件；而ESP规则主要以工作流单元的状态为考察对象，更适用于高层的流程控制，也为建立ERP系统的柔性集成体系提供了依据。

二、ERP系统的柔性集成方法

任何一种系统功能模块集成的最终结果都应该与一个特定企业的业务流程相对应。基于这种考虑，可以先将业务流程中主要的、常见的业务活动模块化，并开发这些主要业务处理过程对应的功能模块，待这些主要的模块设计完毕后，再通过ESP规则将各个业务处理过程的功能模块集成起来形成ERP系统的标准体系。如果将环境和需求引起的制造企业业务流程的变动都作为意外事件处理，那么根据ESP规则的建模思想完全可以提高ERP系统集成的柔性。因为运营环境的不确定性使企业的产品开发方式、生产制造流程以及合作成员的构成都可能发生变化，即便是对于定单处理和销售这类简单的业务，如果考虑所有的可能情况，那么ERP系统业务模型的描述也会相当复杂以至于难以理解。这时候如果针对这些变化对系统重新构建，显然既不经济，又不可行。可行的方法只能是，在建立柔性系统集成方法的基础上，适当地改变原有功能模块和系统业务之间的联系方式或定义新的业务处理过程。基于ESP规则的控制思想，可以将那些基本的、主要的业务功能集成起来作为ERP标准体系，而将不经常发生的或因运营状况的变动所需要增加的业务作为辅助业务处理过程，再通过增加ESP规则来修正ERP的标准运营体系或调用辅助业务处理过程使原有ERP标准运营体系与实际需要相匹配。ERP系统建立时，对于某些可预料到的变动（比如，增加一个销售成员企业、可能出现的特殊交易方式的处理等），可以预先定义一些辅助业务处理过程模块，同标准ERP模块一并存放于模型库中；对于意外或临时出现的变动，则可根据具体情况随时定义新的业务处理过程模块，并修改和更新知识库中的ESP规则，以适应相关的业务调整。

这种ERP系统的柔性集成方法的优点在于它优良的模块性、拓展性和适应性。ERP标准系统定义时只考虑基本的、主要的业务流程的功能模块，而从目前ERP系统的发展状况看，这些模块的功能的实现已经比较成熟，可以将这些功能模块作为标准ERP体系的构成基本模块存放在模型库中，这样就减少了模型的定义和描述的复杂度，系统建立或修改时可以直接调用。当业务需求发生变动时，首先通过人机交互界面定义新业务所要求的业务处理过程，进而修改知识库中的ESP规则和模型应用数据，并根据具体情况考虑是否需要设计和增加新的业务处理功能模块，最后，新的ERP集成体系可以通过修改ESP规则调用标准ERP模块和新增的辅助业务处理过程来生成。

三、ERP系统的柔性集成实例

假定某制造企业的初始业务流程如下图2所示，现以该业务流程的应用模块的集成和变化处理方式为对象给出利用ESP规则建立柔性ERP系统，提高其柔性的集成方法。

（1）标准ERP体系的建立方法 标准ERP体系是由事先定义好的一些业务处理过程在ESP规则的约束下生成的，ESP规则用于刻画各个主要的业务处理过程之间的迁移条件和逻辑关系。ESP规则的使用方法与ECA规则类似，现以图2所示的开发和设计阶段的系统集成方法为例，说明利用ESP规则建立标准ERP体系的过程。图2中，IA1，IA2，IA3分别为生产准备阶段需要进行的业务处理过程；DA1，DA2，DA3，DA4分别表示设计与开发阶段的业务处理过程；MA1，MA2，MA3，MA4分别表示在产品制造阶段需要进行的业务处理过程；最后，SA1，SA2分别表示在销售和服务阶段所必要的业务处理过程。在制造企业的生产准备工作结束之后，ERP系统会给出内部事件Begin_ddstage，表示设计和开发阶段开始，设计和开发阶段系统集成过程中需要定义的ESP规则。

当内部事件Begin_ddstage被触发后，如果生产准备阶段的业务处理过程均已完成，则开启动元工作流Mmwf1，开始执行业务处理过程DA1，该过程的描述如表中所求的ESPrules：wf1/ Begin_ddstage：（IA1∧IA2∧IA3）∈DoneMmwf1）；DA1完成后，在IA3也完成的情况下调用Mmwf2，执行DA2，该过程用ERPS / Done（DA1）：IA3∈doneMmwf2来描述；DA2执行完毕后，同时启动同步并行工作流单元DA3和DA4（ERPS / Done（DA2）：Mmwf3），在DA3和DA4结束后，引入一个决策工作流单元decision1，如果Result=OK表示对开发的产品满意，则触发内部事件Begin_mstage，开始生产过程（ERPS / decision∈done：（DA3∈Done∧DA4Done∧Result=OK） trigger （Begin_

mstage））；如果Result=Not，则表示对开发的产品不满意，这时则取消当前工作流单元，重新开始DA1（ERPS / decision∈done：Result=NotMmwf4），以上4条ESP规则就描述了开发与设计过程中的主要业务处理过程之间的关系，ESP规则也是决定业务处理过程之间联系的唯一条件，即对ESP规则的修改完成可以使系统以一种新的方式集成，而对ESP规则的修改可以很方便地通过人机界面来实施。按照类似的方法处理其他阶段的业务流程，就可以建立起与制造企业业务流程相匹配的标准ERP体系。值得一提的是，实际实施过程中并不是制造企业现在有哪些业务流程的需要就针对哪些标准的业务处理模块进行集成，也可以从长远的角度考虑，对未来可能涉及到的主要模块一并集成到标准系统中只是限制其的使用权限或将一些可能会使用的主要的业务处理过程暂时先存储在模型库中，以便后期随时调用。

从ERP实施的要求来看，需要对企业业务流程的合理性进行动态的检查，而且市场运营环境的变化也会导致对企业业务流程的调整的必然性，所以也必然要求对ERP系统的体系进行及时的修改。导致业务流程变化的原因是多方面的，在此，仅对企业的业务流程的增删问题介绍对ERP标准体系进行调整的方法。

（2）ERP标准体系的流程修改方法 假设企业对图2所示的业务流程调整为图3所示流程，即在设计与开发阶段增加一个新的业务处理过程DA5以及在销售服务阶段增加新的业务SA3。增加DA5的原因可能是该制造企业为提高产品的功能，增加了一个新的业务处理过程或者是引入一个合作伙伴企业将对方的业务处理过程合并起来。增加SA3的原因可能是该企业除了进行销售以外，还增加了一个售后服务的环节。

若将增加新业务处理过程的事件定义为Add_flows，新增的过程DA5为设计与开发阶段业务处理过程DA4的前置过程，SA3为标准业务模块的一个后置业务过程。那么，对于这次调整需要在模型库中增加或调用（如果已经存在）两个新的业务处理过程Dbpf1和Sbpf1，分别表示该成员在产品设计和开发阶段的业务处理过程和在销售过程中的业务处理过程。

假设系统默认按顺序自动执行标准ERP体系的标准业务处理过程模块，只有当外部事件发生时，系统暂停标准ERP体系的执行，那么，对于新增这两个业务处理过程的外部事件需要定义的ESP规则。

表中的Aided bpfs描述了需要添加的两个新的业务处理过程Dbpf1和Sbpf1的位置及其作用。ESP规则规定了事件发生时系统在不同情况下应该执行的元工作流：当DA3和DA4均处于运行状态时，由于DA3与DA4为并行工作流单元且新增成员不影响DA3的执行，因此只需暂停DA4而DA3可继续执行，并启动新业务处理过程Dbpf1（Mwf1：suspend（DA4，ERPS1）；Go-suspend （DA3，ERPS1）； Start（Dbpf1））；等待Dbpf1执行完毕后，则取消基本工作流的挂起的状态，系统继续执行DA4（ERPS1/ Dbpf1∈done：DA3∈done ∧Mwf2）。第二步，在标准ERP体系中添加售后服务时，需要先判断产品是否制造完毕，即检查MA3的状态（设MA3为产品装配业务处理过程），如果且则表示产品已制造完成并且产品已经销售出去则有必要添加销售工作流单元Sbpf1，并重新启动暂停的主工作流（ERPS1/ Add_flows：MA3∈doneMwf3）；如果制造过程和销售业务 处理过程没有完成，只需重新启动暂停的基本工作流即可（ERPS1/ Add_flows：（MA3∈done）Mwf4），待产品生产完毕时，系统执行Mwf3来添加售后业务处理流程。

由于特殊业务流程不在标准的ERP体系中反映，所以当对于某些反映制造企业核心能力的运营和管理方式特殊业务发生时，就需要先把这些特殊功能模块添加到系统中，然后按照类似的方法添加到标准ERP体系。如果要删除标准系统中的某个业务处理过程，则可以使用Cancel（）命令直接取消相应工作流单元的执行。

实际系统设计过程中，可能会出现相同的事件和状态对应多个元工作流的情况，所以需要考虑ESP规则调用的优先级问题。对于这个问题，系统可以通过人机对话从相关的ESP规则候选集中选择合适的规则。此外，当两个或多个事件同时发生时，ESP规则的基本形式需要变为：ERP标准体系ID/复合事件（Composition Event）：状态（State）元工作流ID，复合事件由多个事件的与（∧）、或（∨）和非（┑）组成。

四、结论

目前的ERP系统只按照所有的定单反映的正常需求来安排生产，没有对非正常需求分析的模块，势必会造成没有足够的物料满足需求等问题出现。所以要求ERP的系统的主要模块可对供应链上的所有环节进行有效的管理，如采购、库存、计划、生产制造、质量控制、运输、分销、服务与维护、财务管理、投资管理、经营风险管理、决策管理、获利分析、人事管理、实验室管理、项目管理等。这些都是一个完整ERP系统应该考虑的方向。本文主要分析了供应链管理模块，财务管理、生产控制管理、人力资源管理、客户关系管理模块等应该具备的各种功能，并对这些功能间的业务联系作了分析，以期为开发这些模块提供一类标准的方案。事实上这些模块的设计并不是非常困难的事，而重要的问题是运营环境的不确定性使企业的产品开发方式、生产制造流程以及合作成员的构成都可能发生变化，这就要求ERP系统的集成方法具有相当的柔性。也就是说很有必要对ERP系统的集成结构进行深入的研究。本文基于ESP规则的基本框架，设计了一种新的ERP系统的集成方法。该方法在静态模块结构表示的基础上，理顺每个功能的逻辑处理过程，随业务要求的变化，通过修改ESP规则来实现处理功能的动态集成。并给出了应用实例，证明了该方法优良的模块性和灵活性。

参考文献：

[1] W.A.Muhanna.SYMMS：A Model Management System that Supports Model Reuse，Sharing，and Integration.Decision Support System

10，No.2 （2010）：214-242.

[2] Akhil Kumar，Jacques Wainer.Meta workflows as a control and coordination mechanism for exception handling in workflow systems.

Decision Support Systems，2009，（40）：89-105.