基于角色的跨组织工作流研究

　　编者按：跨组织流程的管理已成为电子商务的一个主题。作为提高企业运作效率的协调技术，跨组织工作流管理系统需要适应企业之间异类工作流的互联。传统的工作流模型淡化了参与者之间的交互，至今也没有一致的概念模型，导致了工作流管理联盟的互联标准难以达到实用要求。从角色及其交互角度研究跨组织工作流，结合以活动和角色描述工作流的优点，研究了跨组织工作流的若干问题。

　　1 引言

　　在网络时代，企业需要适应变化、面向Web的战略。随着企业把非核心能力外包，新的管理思想和组织形式，如战略联盟、扩展企业等应用而生，企业的流程和价值链逐渐向网络化、跨组织方向发展。提供客户满意产品和服务的流程需要集成各合作伙伴的整个价值链(网)。跨组织流程的灵敏性和快速响应性是决定合作企业命运的主要因素。

　　工作流是流程的自动化，工作流管理系统WfMS(workflow management systems)为改善流程效率提供了计算机协同支持环境。它在组织内部已得到成功的应用。为有效地协调各成员的合作关系，需要拓展传统的企业工作流管理系统的功能，以便能支持跨组织的工作流管理。目前工作流产品的种类繁多，尽管出现了支持组织合作的、基于Web的工作流产品，但要求不同企业采用同种工作流系统是不现实的，集成各种遗留系统和系统之间的互联性是解决问题的关键。针对这个问题，工作流管理联盟制定了工作流互联标准和数据交换标准(WF-XML),为工作流产品的互联提供了基础和技术保障。B-B的电子商务需要借助合作伙伴的应用平台和接口。这种互联促进了跨组织的电子商务的发展。但目前不同工作流产品的互联性不能令人满意，问题的根本原因是作为工作流管理系统基础的工作流模型不统一。跨组织工作流管理系统的问题并不仅是异类工作流引擎的简单互连，而是如何建立一致的跨组织工作流模型和结构。由于跨文化的差异性和信息的保密性，此问题的解决需要合作各方的共同理解和努力。

　　以角色及其协作关系来描述跨组织工作流能够实现跨组织内在的紧耦合。跨组织的价值链主要强调合作成员的协作关系。传统的工作流模型没有充分考虑角色的协作关系，未能充分体现工作流管理系统的集成。本文从角色及其交互角度

　　研究跨组织工作流，给出了一种基于信牌的跨组织工作流模型。

　　2  基本概念

　　跨组织的工作流通常涉及分布在不同地域的资源，需要通过协调多个参与者、组织的活动和计算机应用来协同完成。实现组织之间、组织内部成员间的协调工作以达到业务的整体目标是跨组织工作流管理系统的出发点。

　　角色是按参与者(如员工、工作小组、部门和组织)的能力抽象而来的概念，可作为选择参与者参与合作的依据，也便于从不同层次分析工作流。每一个角色通过执行一定的活动集合而实现它的目标和责任。在面向对象的软件工程中，角色强调实体之间的交互，角色模型通过交互模式描述系统。角色模型的层次性、动态性、可重用性和可扩展性等特点比较适合分析动态分布的跨组织工作流。

　　传统的工作流模型用活动及其连接关系描述工作流，突出了活动之间的逻辑，但淡化了工作流主体之间的交互关系。这种模型比较适合单个角色负责的工作流。跨组织工作流描述的重点在于各合作角色的双赢关系。如此用传统的方法描述跨组织工作流难免烦琐，而在描述组织角色之间的关系时语义不足。另一方面，用角色描述的工作流模型反映了组织角色之间的客户—执行者关系，采用角色对工作流进行描述，实质上对传统工作流模型中的活动根据执行主体进行了封装，以便把注意力放在最容易出现问题的交互界面上。这样就简化了工作流的描述和管理，便于对复杂的跨组织工作流从不同层次分析。即用角色描述的跨组织工作流模型由组织角色层和协作层组成。角色层是单个组织角色完成的活动集合，可视为组织内部的工作流。组织活动期间可能需要合作，构成工作流的协作层。以上做法实际上综合了两种工作流建模方法，用角色和用活动描

　　述跨组织工作流有互补性，体现在高层用角色及其交互描述，而对于每一个角色，可以用活动描述工作流。图1是采购供应链简图，其中各角色之间的交互采用了基于通讯的工作流表示方法[1]。

　　从角色的观点看，跨组织工作流是关于一个企业的消费者、客户、合作伙伴和供应商之间各自的角色地位和相互关系的描述。下面从角色及其协作来讨论跨组织工作流。

　　定义1.供应链中的组织活动组成复杂的跨组织流程P，抽象单元T为P的工作环节，则P为抽象单元的集合：P={ Ti | i∈N }，其中Ti为具有偏序关系的活动集合，即子流程。

　　定义2. 跨组织流程P的抽象单元为一个两元组： T=(R，C)，其中R表示负责T的角色，C表示R与相邻(关)角色的契约关系，表现为信息的输入和输出过程。如此跨组织流程可视为由角色及其协作关系组成。

　　图1  采购供应链

　　从定义1和定义2可见，可以从两个角度看待不同层次的流程。从角色的观点考虑，跨组织流程是由组织角色及其协作关系构成。而从活动的观点审视各组织角色，它们的局部活动序列又构成了子流程。这样从不同的层次用不同的观点分析跨组织流程，便于跨组织工作流的设计和实现。

　　定义3.跨组织流程各角色之间的契约关系可用三元组描述：C=(asker，responder，rules),其中asker表示因合作要求会话的请求者，相当于客户，responder表示请求的相应者(服务方)，rules指控制角色状态变化的规则。

　　定义4.工作流单元WFUi为一个二元组：WFUi=(Ti，Enginei),其中Enginei为工作流引擎。

　　定义5.工作流单元WFUi和WFUj的互操作可用二元组表示：MutOpeij=(Dotij，protocolij)，其中Dotij表示交互点，protocolij表示交互协议，它与定义2的C对应。

　　定义6：跨组织工作流WF为工作流单元和互操作的集合：WF=(WFU，MutOpe)，其中WFU 为工作流单元的集合，MutOpe为相关工作流引擎之间的互操作集合。

　　3  基于角色的跨组织工作流模型

　　跨组织的流程是提供给客户商品和服务的供应链。整个链根据参与伙伴被分解为若干部分，每一部分由若干流程组成，可以用相应的工作流实现自动化。直到现在，支持跨组织边界的工作流还是很困难的事情。跨组织工作流管理系统不仅要集成组织已有的应用，而且要支持合作伙伴广泛的交互。

　　工作流的互操作是指为协调和执行跨越多个工作流引擎(对应角色)的工作流实例，这些工作流引擎相互通讯和互操作的能力。为便于不同工作流产品的互操作，工作流管理联盟给出了工作流引擎互联的规定(specification)。根据电子商务模式的定义，跨组织工作流具有层次性，反映在各组织成员之间为提供客户所需要的产品和服务协同构成的主工作流以及各成员角色为完成自己的子目标需要的子工作流。这些子工作流之间在某些活动点是相互关联的。有关子工作流引擎之间的互操作工作流管理联盟的相关标准都有规定。

　　跨组织工作流与组织内部的工作流有质的差别，采用以前组织内工作流约束消解的活动描述方法难以满足整个跨组织工作流的一致性，跨组织的协调无论在系统设计还是运行时都是应该考虑的。以角色为中心描述跨组织可以简化系统分析和设计的难度。

　　3.1 研究现状

　　网络和通讯等技术促进了电子商务的发展，导致了企业的运行机制发生了根本的变化。企业之间的边界模糊化，跨组织的协作不可避免，分布异构环境下的跨组织工作流的研究成为企业变化管理的研究前沿。它可以视为组织内工作流的扩展(虚拟工作流)，只不过组织角色之间的关系存在更复杂的契约关系，信息的共享更需要协同

　　电子商务的发展使组织之间的边界变得模糊和动态化，企业内部的流程和企业之间的流程逐渐交叠。工作流产品在多个领域初见成效，但大多数产品的应用范围局限于单个企业，并不能真正支持多个合作伙伴的工作流的无缝集成，此外还涉及不同产品之间的互连性问题。目前有些基于web的工作流产品虽然支持跨组织的工作流，但这种支持一般是借助email、文件共享等基本通讯手段的合作伙伴松散耦合。工作流管理联盟制定的互连标准也只是技术上的标准，并未涉及工作流互连的语义和实质。

　　用组织角色的交互描述跨组织的工作流是十分自然的。如供应链是角色协作的一种模式，它强调战略伙伴关系，注重企业之间的合作，将供应商、制造商、分销商和最终用户连成一个整体的功能网络链结构模式。电子商务模式是一个从制造商到生产商、分销商最终到顾客的连续统一体，它是关于一个企业的消费者、客户、合作伙伴和供应商之间各自的角色地位和相互关系的描述，通过这个描述能够清楚地指出产品、信息和资金的流动，以及各个参与者所能获得的主要利益[2]。用角色及其协调来表示跨组织工作流强调的是如何将跨组织工作流各个组织成员的决策和活动编织成一个统一的、协和的整体。没有这样的协调就难以有整体大于部分之和的管理。

　　工作流之间的互操作有以下几种形式：能力共享、链状执行、合同转包、(扩展)实例转移、松散藕合 [3]。根据工作流的分布性和交互形式，合同转包和松散耦合型工作流是适合跨组织工作流常见的形式。前者是虚拟企业采取的形式，而松散耦合工作流被分解为可以并发运行的几部分。每一部分具有相对的独立性，同时作为整个工作流的组成部分为实现一个共同目标协作。与企业内的工作流相比，跨组织工作流的并发性、动态性给系统带来了管理的复杂性。在电子商务背景下，合作伙伴之间合作最常见的组织形式是战略联盟和供应链。战略联盟常用的手段是外包非核心能力和活动，而供应链是组织合作的常见形式，其中组织的内部流程逐渐交叠，形成跨组织流程。从流程图看，跨组织工作流并非合作者几段内部局部流程的串接，而是多个角色呈现多次交互(异步并发)的松耦合。因此转包和松散耦合就成为适合电子商务的工作流互联方式，并以后者常见。实质上这两种方式都可以用上述工

　　作流管理联盟推荐的工作流互操作模型实现。如松散耦合的跨组织工作流常包含嵌入式子过程模型.

　　因此可以说跨组织工作流管理系统是电子商务的使能器，工作流引擎的互操作把供应链的合作各方紧密地联系在一起。供应链基本活动包含了从接受订货到货物或服务送到顾客手中的一系列活动，需要制造商、批发商、物流公司、零售商和客户等多个组织角色的协作。每一个角色都使用一个工作流引擎管理其自身的活动(子流程)，其中在进行某些活动时，可能需要其它角色的合作，此时需要相关工作流引擎的互操作。这主要是通过工作流引擎之间消息的发送和相应的响应机制完成，其过程涉及上述工作流引擎的互操作模型，并且应尽量遵循工作流管理联盟的互操作标准。

　　3.2  理论基础

　　随着网络技术的发展、竞争的加剧，促进了组织之间的合作，组织内部和组织之间的依赖性日趋明显。尤其是竞争者、顾客和供应商之间的协作已上升到战略的地位。本质上讲，目前的市场竞争是供应链之间的竞争，组织之间的依赖性对整个价值链产生巨大的影响。

　　组织之间关系的研究，是一个比较复杂的问题。Yong-Chan Kim认为组织之间的关系和人之间的关系具有一定的类比性，组织可视为虚拟的社会成员(virtual social actor)，能区别其它成员而存在，能够象人一样形成协作关系[4]。信息技术的发展为组织之间的合作提供了基础平台，使组织之间的交往更象是人之间的伙伴或同事关系，组织的合作范围扩大了。因此可以采用分析人际关系的工具研究组织之间关系的建立、发展和终结动态过程。组织之间的伙伴关系是现实协作的需要，是为达到共同的目标而进行的双向信息处理活动，并且遵循预先存在的标准规则。从供应链的角度讲，组织之间的协作是建立、表达和扩展组织核心能力的过程。单个组织的能力一般是有限的，但通过选择功能互补和有共同目标的组织结成同盟，那么组织表现的能力会大大增强。这种组织虚拟的能力是价值链存在的依据，也是虚拟企业生命力的表现。

　　只有当供应链上所有的参与者都加入协作，并且充分利用相关的应用程序和数据，跨组织工作流才能够最大限度实现其价值，达到整体大于部分之和的集成效应。真正的跨组织工作流必须汇集各参与者的能力和知识，建造以角色为中心(role-centric)的、能够提高各参与者乃至整个工作流的效率、加强参与者之间的合作关系、知识共享以及对市场的快速反映能力的环境，以便每个参与者都能发挥所长。在这种环境中，要打破组织职能之间、组织之间的界限，使参与者能得到足够的信息(组织内部和外部)，实现跨组织工作流的物流、信息流和价值流的通畅。上述目标的实现，需要借助于支持客户、供应商、制造商和分销商等角色相互协作的集成平台。目前市场上已出现了这样的环境平台，如PeopleSoft公司的产品。

　　3.3  基于角色的跨组织工作流管理系统

　　当前企业内部的工作流管理系统多采用了局部网上的集中式C/S结构。相比较而言，跨组织工作流具有并发、异步和分布的特点，因此建立在Internet开放平台上的跨组织工作流管理系统带来了新的问题。过去企业内的工作流自动协调可以通过活动之间的约束消解完成，通常约束用活动之间的输入/输出规则描述。但在并发、异步和分布的跨组织工作流环境中，这种规则集难以确定，一致性也难以保证，而且用执行顺序的约束消解表示活动之间的关系呈现网络结构，局部约束的变化可能影响全局的一致性。因此可以采用任务/子任务表示角色之间的依赖关系。这些关系构成了树状结构，实质上表示目标分解而不是执行顺序，活动之间关系的变化不影响工作流的结构，因为工作流的协调需要匹配客户需求和提供商的服务。

　　供应链涉及定货到送货的所有环节，每个环节又由不同的角色负责，如供应商、制造商、分销商、零售商和客户等，并由若干子工作流实现。不同环节的角色之间是前驱和后继的关系，某个角色可能有多个前驱，如某个客户有多个供应商。基于通讯的工作流[1]认为，工作流的角色/参与者之间是客户和执行者的关系，即请求/服务的关系。供应链的组织角色之间存在一种承诺，并通过相应的工作流引擎实现。随着竞争的加剧和面向顾客战略的实施，以制造商为中心的价值链逐渐被以客户为中心取代，以便缩短新产品的上市时间和质量，提高顾客满意度。由此带来的问题是如何实现组织内和组织之间工作流的信息交换和集成。

　　跨组织工作流系统的设计，与跨组织工作流的定义方式有很大关系，常见的两种方式为：

　　·分布共享工作流(distributed shared workflow )定义。跨组织工作流是一个层次概念。在此模型中，上层工作流模型把供应链中的各组织角色的活动集合视为一个抽象高层工作流，它还包括各角色之间的协作。而下层工作流模型是各组织角色进行的活动序列。上述两层的工作流模型，要求工作流管理系统有相应的模型分解机制或分层控制结构。模型分解关心的是如何把跨组织工作流设计者所建的模型分解为供应链各角色的子工作流模型，以便相应的工作流引擎实例化并运行。分层控制指不同层次的工作流模型将由不同层次的工作流引擎管理，这个问题下面会详细讨论。不过采用分层控制的跨组织工组流系统不同于传统的集中式结构，上层工作流引擎(对应上层工作流模型)的主要任务还在于下层各工作流引擎的协作监督与管理上。共享的工作流模型也可以由供应链各合作伙伴协同建模，以免跨组织工作流模型的分解。但限于目前协同建模的技术水平，这种方法的实用性还有待进一步研究。

　　·分布工作流模型联邦(distribution workflow model federation)。供应链上每个角色对应的子工作流模型分别建立，并由异类的工作流引擎管理，在两个参与者发生联系的结合点由双方协商解决，此法得到的跨组织工作流模型的一致性较差。分布工作流模型联邦的跨组织工作流系统采用全分布式结构，没有包括跨组织工作流所有信息的中心控制节点，各工作流引擎都是功能相对独立的节点，在地域上也是分布的，相互之间按工作流联盟推荐的互操作规范通讯(请求和服务)。跨组织工作流涉及的组织文化和认知论(ontology)各异，组织之间信息的部分封闭性，分布工作流联邦是目前比较实用的跨组织工作定义方式。

　　4  跨组织工作流的角色协调

　　工作流管理系统的目标是在合适的时间把合适的工作交给合适的参与者。它的实质是一个协调问题。在用活动描述的工作流中，这种协调表现在按照预定义的逻辑规则安排不同活动，利用系统提供的信息和资源由相关的执行者执行。活动之间的关系构成了工作流引擎的控制机制，这方面的研究已为许多学者关注。

　　如工作流模型是实现工作流管理系统的关键和基础,有研究者从工作流的描述模型入手，把活动赋予了函数的语义。这种计算模型增强了对活动逻辑的描述能力。如文献5给出的一种信牌驱动式工作流计算模型。其基本思想是工作流的活动描述上附加了信牌的概念，把信牌作为活动调度的根据。即一个活动只有在其所有前信牌箱中都收到信牌后才开始执行，并在执行后根据具体情况给某些后信牌箱中放置信牌，如此反复直到信牌传至终止信牌箱。文献6也讨论了一种分布式的工作流模型。它把工作流的执行视为在活动之间交换托肯的过程。类似的做法还有很多。上述方法工作流模型都是用活动描述的，不便于跨组织工作流的建模，这里将之扩展。

　　有关角色之间的协调问题，已有一些学者讨论，如基于通讯的工作流模型[1]采用工作流环表示角色的交互过程(由需求、协商、执行和满意等阶段组成)。由于忽略了组织角色交互过程的复杂性，这种基于语言/行动观的交互描述方法表达能力有限。文献7也讨论了一种用契约集成跨组织工作流的方法，其基本思想是首先用部件定义语言并沿组织对象、组织任务和工作流的三层结构组织以便描述组织模型。然后用契约作为组织工作流之间的粘结剂，使组织之间的工作流紧密集成。跨组织工作流的组织角色是任务分担和结果共享的关系，所以它们的协调可以参考多智能体协调合作方法。跨组织工作流的角色组成相对比较确定、可以预先确定协议，因此系统的协调相对容易。但相对于组织内部的工作流而言，跨组织工作流的协调有其复杂性，不仅涉及技术方面的问题，更与组织内外的参与者协调有关。主要表现在以下方面：

　　(1) 不同组织采用的工作流管理系统可能不同，系统的互联还存在许多问题。

　　(2) 认知论的差异。尽管工作流管理联盟推荐了工作流的元模型、结构体系、参考模型以及工作流描述语言。但不同组织的认知论差异难以形成一致的概念模型。

　　组织文化的差异。组织文化对组织流程、组织结构和运作机制有很大的影响。工作流技术通过流程的规则化、信息的充分共享达到流程的高效运作，其实现依赖参与者的合作，因此涉及了许多社会和组织问题。跨组织工作流受多种组织文化影响，其中不仅要处理组织内部的协调，更

　　(1) 重要的是要协调好组织之间的关系。

　　跨组织工作流的描述应强调供应链中合作伙伴之间的合作关系，而不是各组织角色内部的活动。总结以上研究，可以综合信牌的工作流流转控制和契约的角色通讯模型来描述松散耦合型跨组织工作流，这种方法既考虑工作流的跨组织自动流转，又突出了组织角色之间的交互。跨组织工作流可以看成是多个组织角色为完成共同的目标协作的过程，活动只是角色完成任务、相互协同的手段。供应链的合作伙伴作为相对独立的能力模块，相互之间建立承诺，构成相对的客户服务链，并遵循一致的承诺管理协议，组合成能满足顾客需求的模块化组织。因此组织角色之间承诺的可靠性和信用等问题是跨组织协调的基础。每一个组织角色都有一个信牌对象，作为参与合作、要求或提供服务的依据。它的属性包含编号、前驱、后继角色及其契约关系。契约关系规定了合作双方的义务、共同的本体和承诺关系等内容，说明交互的条件和方式。角色之间的前驱和后继关系通过角色之间的请求和响应体现，工作流的运行则由角色之间的交互链组成。如果只关心跨组织工作流中角色之间的通讯，那么可以把组织内部的工作流看成是黑箱(保持组织的独立性)。上述方法实质上把跨组织工作流分解为执行和控制两个层次。前者指企业内部的工作流，通过界面对控制工作流隐藏内部细节。控制部分主要通过角色之间的契约监督执行工作流的进展和交接。跨组织工作流模型可以由传统的工作流模型转化而来，即根据跨组织任务分解、角色分配、活动聚类，对同一个角色的活动进行封装，得到单个组织角色的工作流子模型。而在角色之间的交互点，可以用多智能协作的协商方法，描述组织之间的协作关系。

　　供应链的集成不单指在网上交易，不同企业的流程(内部和外部)需要无缝集成和再造。如虚拟企业是企业之间的承诺网络。但是，当前的工作流建模技术忽略了企业合作中的协调机制和承诺(commitment)。另一方面，契约清楚地描述合作伙伴的承诺和责任，是描述多个工作流之间协作最自然的方式[6]。有关用企业之间的契约集成企业的工作流已引起人们的关注，但有关契约的表示和实现还存在问题。

　　5 结束语

　　信息技术的发展是组织合作的技术基础，企业内的工作流逐渐拓展到了跨组织的工作流。跨组织工作流的管理，已不单是从技术上实现工作流的互联问题，而是要设计新的概念和结构体系，使跨组织工作流管理系统能够真正支持提高整个价值链的效率、促进合作各方的关系和提高整个工作流的柔性。用活动描述的工作流淡化了工作流中角色之间的交互。实际上，工作流管理系统是一个CSCW系统，工作流模型应体现系统中多个协作者的关系，这在跨组织工作流的研究中尤为必要。以角色及其之间的契约关系描述工作流，并且结合活动描述方法的优点，比较适合跨组织工作流的描述。如何解决跨组织工作流的安全和信息的充分共享矛盾是进一步的工作。（完）