支持敏捷供应链的柔性工作流关键技术研究

采用先进的制造技术是制造企业适应快速多变的市场和提高竞争力的重要手段，供应链作为一种新的企业管理模式和先进制造的思想受到了越来越多的重视。而敏捷供应链则是能够通过动态重构和调整，快速响应动态竞争环境中的各种变化和不确定性的供应链网络。 本文以敏捷供应链为研究背景，将柔性工作流技术引入敏捷供应链研究，构建了以柔性工作流技术为核心的敏捷供应链管理框架，提出了一套用以提高供应链敏捷性的柔性工作流理论和方法，并对支持敏捷供应链的柔性工作流关键技术进行了深入系统的研究。论文的主要研究内容如下： 1)为了能够从整体上提高供应链敏捷性，将柔性工作流技术引入敏捷供应链管理过程，提出了一个基于多自主元柔性工作流的敏捷供应链管理框架。在该框架中，针对敏捷供应链管理中复杂的互操作问题，给出了虚拟工作流的概念，使得柔性工作流技术能够应用于敏捷供应链整体模型在内的各个层次；基于自主计算技术，构建了嵌入柔性工作流节点的自主元，进而设计了基于多自主元的柔性工作流体系结构，通过自主元及其协作实现柔性工作流智能性；最后给出了“整体协商设计、个体协调装配”驱动的敏捷供应链建模方法。 2)针对敏捷供应链环境下的柔性工作流建模，提出了一种基于动态实例的柔性工作流建模方式和对应的多自主元柔性工作流建模方法。依据生物进化理论设计了基于进化的柔性工作流建模方式，在此基础上进一步给出了基于动态实例的柔性工作流建模方式；构建了一个动态实例建模方式下的柔性工作流元模型；以此元模型为指导，从柔性工作流活动及自主元模型、控制依赖、数据依赖、以及活动的层次模型等方面详细给出了柔性工作流模型的定义和形式化描述，并重点对活动可扩展属性、可扩展方法和动态路由等体现柔性的要素进行阐述；最后给出了柔性工作流活动的详细结构和柔性工作流图形化表示方法。 3)在描述柔性工作流变化形式的基础上，从自主元检测、执行及其推理过程等方面系统阐述了实现柔性工作流智能的方法。为了解决以模糊性为代表的柔性工作流智能性的不确定问题，提出了以基于扩展Mamdani模糊推理系统为核心的柔性工作流多自主元智能算法。给出了自主元的知识表示方法，引入决策实验室法(Decision Making Trial and Evaluation Laboratory, DEMATEL)计算自主元知识独立性权重，对通过层次分析法得到的知识重要性权重进行修正；然后详细分析了自主元模糊推理过程，设计了加权模糊推理算法以及精确／模糊混合知识推理算法，并通过一个航空企业转包生产流程验证了上述的柔性工作流多自主元智能算法；最后给出了多自主元的协作模式及其推理算法。 4)依据敏捷供应链跨企业、分布式等特性，为了实现分布式柔性工作流机的执行柔性，提出了一个基于Web Service技术的分布式柔性工作流机总体结构，给出了应用SOAP和WSDL的分布式柔性工作流机实现方法。针对柔性工作流模型和Web Service的特点，对WSDL和BPEL4WS规范进行了扩展，提出了基于扩展WSDL和BPEL4WS的柔性工作流模型描述方法，并分别通过实例对柔性工作流模型描述进行了说明。最后给出了柔性工作流机执行算法及其动态扩展算法。 5)基于上述理论和思想，在Microsoft VS.Net 2005环境下开发了一个支持敏捷供应链的柔性工作流原型系统，对原型系统的体系结构、主要功能模块及数据库结构进行了详细介绍；并以原型系统为核心开发的西航公司外贸订单流程管理系统为应用实例对前述的理论、方法和关键技术进行了验证。验证结果表明本文提出理论技术和方法在生产实践中都是有效和可行的。 综上所述，本文提出的基于多自主元柔性工作流的敏捷供应链管理框架，以及提出的基于动态实例的多自主元柔性工作流建模方法、柔性工作流多自主元智能算法及基于Web Service的分布式柔性工作流机实现和柔性工作流描述方法等柔性工作流关键技术，既有助于制造企业有效地设计、实施敏捷供应链，提高敏捷供应链企业市场竞争力和客户服务水平，缩短生产周期；又提高了柔性工作流柔性和智能性。为敏捷供应链的研究和实施奠定了坚实的基础，对于提高供应链的敏捷性具有较高的理论和工程应用价值。