产品服务化供应链运作流程的柔性工作流建模*

和 征

(①西安工程大学管理学院，陕西 西安 710048;②西安理工大学经济与管理学院，陕西 西安 710054)

随着社会化分工的加深和生产性服务的发展，全球经济正由产品经济向服务经济过渡，制造业也发生着深刻的变革，服务逐渐渗透到制造企业的生产环节的各个领域，制造业逐渐向服务化发展。产品与服务之间的相互影响将越来越明显，并已形成了相互依存、共同发展的关系。在这样的趋势下，企业供应链的模式也发生了相应的变化，由产品供应链或服务供应链转变为产品服务化供应链。

Mark Johnson等人通过对大量文献的分析和案例研究，在2008年正式提出了产品服务化供应链的概念，他们认为产品服务化供应链依靠实时信息，需要更快的响应［1］。T.Bains(2009)指出产品服务融合时供应链更关注服务能力整合以更好地为客户提供产品服务系统［2］。R.W.Schmenner(2009)通过对比分析指出制造业服务化下供应链中的集成商整合上游能力后可以加强对营销渠道的控制，并直接面对客户［3］。H.Lockett(2011)等人指出由于产品服务化供应链中既有产品流又有服务流，他们认为制造业服务化当前的研究主要是解决集成商与客户之间的问题，而针对供应链上游企业供应商与集成商之间关系研究较少，供应商在产品服务系统供应过程中的作用以及与集成商的关系将导致供应商行为的差异化［4］。陈菊红，郭福利(2010)认为由于服务的不可存储性和易逝性，产品服务化供应链的各成员企业通过服务能力进行合作，因此产品服务化供应链管理的核心和关键问题是服务能力管理［5］。综上所述，本文认为产品服务化供应链是围绕核心企业(产品服务集成商)，通过对产品流、服务流、信息流、资金流、价值流的控制，从制造资源和服务能力的投入开始，中间经过客户参与以及各成员企业(产品服务集成商、产品服务供应商)间的相互合作，最后由产品服务集成商将产品服务系统交付给客户的一个整体的功能网络结构［6－7］。

当产品服务化供应链在运作过程中出现动态调整和重构时，传统的工作流技术需要更改工作流模型，所以对变化是被动响应的，而产品服务化供应链要求对动态竞争环境中的各种变化和不确定性具有良好的适应性。为了更好地解决这一问题，本文运用柔性工作流建模的方法对产品服务化供应链运作流程进行建模，建立了产品服务化供应链运作流程的柔性工作流模型，并通过实例说明了该模型的应用过程。

1 产品服务化供应链运作流程的柔性工作流建模

1.1 产品服务化供应链的运作流程

在产品服务化供应链的运作过程中，当客户向产品服务集成商提交产品服务订单后，产品服务集成商根据客户的订货信息以及自身的服务能力对订单进行分类和汇总;如果服务能力无法满足客户的需求，则根据当前产品服务请求，结合产品服务供应商的服务能力选择产品服务供应商，向产品服务供应商动态分配订单;产品服务供应商以充分发挥自身的服务优势为目标，根据各自的服务能力，以协同组合的方式向产品服务集成商提供产品服务;产品服务集成商进行产品服务整合，向客户提供产品服务系统［8－9］。

由于产品服务化供应链运作流程比较灵活，一方面产品服务供应商、产品服务集成商在供应链中的角色是相对的，随着外部环境的变化，它们在供应链中的组织结构也会变化，因此它们的工作流程也会发生变化;另一方面产品服务供应商、产品服务集成商的服务能力也会动态变化。为了以最优的方式满足客户的产品服务订单请求，这就要求产品服务化供应链运作流程的工作流模型具有能够根据实际情况进行动态调整的能力，即具有柔性。因此，本文采用柔性工作流对产品服务化供应链运作流程进行建模，支持在运行时对过程模型的动态修改。

1.2 柔性工作流模型

柔性工作流指的是工作流运行时具有柔性，即组成工作流的任务组件是在工作流运行时才确定的，它们能够根据业务流程的变化进行动态调整［10－11］。根据工作流技术对各种业务逻辑变化的柔性支持的需求，实现柔性工作流的方法主要包括:动态选择、动态细化、动态偏离和动态变更等［12］。本文采用动态选择、动态细化、动态偏离和动态变更相结合的方法实现产品服务化供应链运作流程的柔性工作流建模。如图1所示。

动态选择:由于产品服务集成商有多个产品服务供应商，每个产品服务供应商都可以为产品服务集成商提供产品服务，所以在流程建模时对各种可能的产品服务订单的采购流程进行描述，在运行时由产品服务集成商根据客户订单需求的实际情况，结合产品服务供应商的服务能力，来选择具体的产品服务订单的采购流程的执行路径。

动态细化:产品服务集成商根据对客户订单需求的理解程度，对客户的订单进行分类，对已经分类明确的客户订单，结合产品服务供应商的服务能力，选择合适的产品服务供应商，分配订单，进行产品服务的采购流程建模，并执行该采购流程;随着产品服务业务工作的展开以及产品服务供应商对具体问题认识的不断深入，产品服务供应商会进一步的分解客户订单，结合它的上游产品服务供应商的服务能力，选择合适的产品服务供应商，分配订单，进行产品服务的采购流程建模，并执行该采购流程。这样在运行时不断细化流程模型，直到客户的产品服务订单被最终完成为止。

动态偏离:在不改变现有的产品服务的采购流程的前提下，若在流程模型的运行过程中，出现某个产品服务供应商违约或服务能力不足等异常情况，产品服务集成商能够取消这个产品服务供应商的当前产品服务订单，重新选择合适的产品服务供应商，分配订单，并执行该产品服务。

动态变更:产品服务集成商为了使产品服务供应商以最优的资源和任务分配方式完成用户提交的产品服务请求，对所有产品服务供应商提供的产品服务的可协同行为进行分析，通过分析可提前对其产品服务执行情况进行模拟并确定其是否能以最优的方式完成产品服务请求，然后通过变换产品服务供应商的方式，动态调整产品服务采购流程的结构，完成产品服务的自动组合以寻找到合适的产品服务供应商。

2 柔性工作流引擎

工作流引擎是工作流管理系统的核心，它定义工作流过程，解释和执行工作流服务［13－14］。本文的柔性工作流引擎是为产品服务化供应链运作流程的柔性工作流实例提供运行环境的软件系统，用来根据运行情况的变化，动态设置工作流实例的状态。具体说明如下［15－16］:

(1)定义产品服务化供应链运作流程的柔性工作流的过程，包括:开始、提交产品服务订单、对客户订单进行分类汇总、选择产品服务供应商、发送产品服务请求、提供产品服务、进行产品服务整合、提供产品服务系统、结束等。

(2)控制过程实例的创建、激活、挂起、终止等。

(3)为过程的活动导航，创建属于某个过程实例的活动实例，根据各种条件计算出活动实例的状态变化序列，并管理这些状态变化序列。

(4)确定任务项，用户通过运行活动实例完成待处理的任务项。

(5)管理人员和角色，本文中的角色主要包括:产品服务供应商、产品服务集成商、客户等。

(6)维护柔性工作流控制数据和相关数据，在应用程序或用户之间传递这些数据。

(7)提供控制、管理和审查功能。

3 应用实例

3.1 应用背景

本模型已经在一个大型装备制造企业中得到应用。该企业多年来一直进行服务化转型，推行服务型制造战略。企业在供应链中的位置也逐渐发生了变化，由单一产品的供应商逐渐变为提供一系列集成解决方案的产品服务集成商。企业的供应链模式也发生了相应的变化，由产品供应链逐渐转变为产品与服务相互融合的产品服务化供应链。在产品服务化供应链的实际运作过程中，该企业作为核心企业，不断加强与供应链上下游企业的合作。该企业减少了产品加工制造环节的服务能力的投入，增加了向供应商购买服务能力的比例，逐步向虚拟制造转移。通过市场化运作，该企业与供应商建立了合作伙伴关系，实现利益共享、风险共担，最终以项目合作的形式实现共赢发展。此外，企业也与客户建立了合作伙伴关系，为客户提供产品全生命周期的各种产品服务系统。

3.2 应用系统

在这样的背景下，开发了产品服务化供应链管理系统。该系统采用4层体系结构设计，从上到下依次为:表现层、业务逻辑层、柔性工作流层和数据访问层，如图2所示。

(1)表现层

表现层通过人机交互界面与业务逻辑层进行信息交互，实现具体的用户操作功能。表现层的用户按照不同的操作权限分为两种角色:一般用户和管理员。一般用户通过系统操作界面完成提交产品服务订单、处理产品服务订单、进行产品服务整合、提供产品服务系统等产品服务化供应链运作流程的定制、执行和修改等操作;管理员通过柔性工作流设计界面和管理界面实现设置用户权限，对工作流过程进行建模，对工作流运行过程中出现的异常进行跟踪，维护工作流参考模型等各种柔性工作流的管理操作。

(2)业务逻辑层

业务逻辑层主要定义产品服务化供应链运作流程，实现产品服务供应商、产品服务集成商、客户的业务系统的协同工作。

(3)柔性工作流层

柔性工作流层是产品服务化供应链管理系统的核心，主要实现产品服务化供应链运作流程的柔性工作流建模过程。柔性工作流层主要由柔性工作流引擎、柔性工作流实例列表和柔性工作流模型3部分组成。柔性工作流引擎主要实现过程定义、系统管理与监控、模型管理等功能。在柔性工作流建模环境下，使用建模工具进行柔性工作流建模，模型实例化后形成实例列表并存入柔性工作流实例库。

(4)数据访问层

数据访问层是产品服务化供应链管理系统的基础，它定义和存储了业务逻辑层和柔性工作流层所涉及的各种数据，包括产品服务化供应链业务数据库、柔性工作流数据库。产品服务化供应链业务数据库是产品服务供应商、产品服务集成商、客户的业务系统的数据库，主要包括销售、采购、产品、生产、库存、财务、物流等数据;柔性工作流数据库主要包括柔性工作流的实例、跟踪、规则数据库等。通过数据访问组件实现各数据库与系统上层的交互。

3.3 应用效果

通过产品服务化供应链管理系统，该企业能够实现自身的信息系统与供应商、客户的信息系统之间的业务互操作;根据客户需求的动态变化，对订单进行分类，结合供应商的服务能力动态分配订单，进而对不同供应商提供的产品服务模块进行整合，设计出不同的产品服务系统来满足客户需求。

4 结语

产品服务化战略已经成为一种制造业的发展趋势，保证产品服务化供应链的有效运作是实现产品服务化战略的一个重要支撑。由于服务具有无形性、异质性和易逝性等特性，因而产品服务化供应链的运作具有高度的动态性、自治性，同时，产品流和服务流的融合也大大增加了供应链系统的复杂性。

本文提出的产品服务化供应链运作流程的柔性工作流建模的方法能够提高产品服务化供应链的动态性，使得供应链能够通过动态重构和调整，来快速响应竞争环境中的各种变化和不确定性。今后的研究应基于自主计算技术，设计基于多自主元的柔性工作流体系结构，通过多自主元柔性工作流提高产品服务化供应链的自治性。

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