供应链企业建模技术简介（by AMT 张涛）

摘要：供应链企业模型是用来支持供应链管理中各种分析与决策活动。企业可以选择适合的供应链企业模型分析企业，实现供应链的优化运行，在当今供应链之间竞争的态势下立于不败之地。

供应链企业建模技术简介

by AMT 张涛

0 引言

21世纪企业面临的是一个经济的全球化和日益加剧的市场竞争。随着社会分工的细化，产品或商品交换的渠道、方式日趋复杂多样，供应商、制造商、消费者等的外部环境变得越来越不可预测。产品的市场寿命越来越短，生产批量越来越小，品种越来越多样化，要求新产品开发，生产和传播（销售）的速度越来越快。

企业已经从成本竞争、质量竞争的阶段，进入了商业机遇响应速度竞争的阶段。新世纪企业竞争的焦点将变为如何抓住市场机遇，迅速组织区域、全国乃至全球范围的创造力资源，快速开发出新产品，有效调动区域、全国乃至全球的生产系统，将产品推向市场。

供应链是跨越企业多个职能部门活动的集合，它包括从订单的发送和获取、原材料的获得、产品的制造到产品分配发放给用户的整个过程。在供应链上各个节点之间存在着信息流、物流、资金流和增值流的关系，加快供应链上各种流的速度、降低生产与流通成本是供应链上各个合作伙伴的共同目标。供应链成员之间不再是传统的一般往来交易关系，而是成为长期的、信息共享的、风险与报酬共担的利益休戚相关的伙伴关系。

当前，我国企业面临着许多困难，如企业效益不佳，库存居高不下等。其中原因众多，而众多原因中较主要的也容易被忽略的是企业缺乏有效反应市场需求的供应链管理。在竞争、合作、动态的市场环境中，企业之间的竞争实际上已经转化为供应链之间的竞争，企业要想提高供应链的竞争力，必须充分理解在供应链中，物流的总价值及总成本方面的变化规律。因此为了更好地实施供应链管理技术，研究供应链建模技术，建立相应的供应链运行管理模型来支持供应链管理中各项分析和决策活动是十分必要的。

目前供应链建模技术研究以及应用方法很多，在战略层次，主要包括企业模型和概念分析模型，在战术以及操作层次则包括确定型分析模型、优化仿真模型和经济模型等。

本文介绍比较了各类典型的供应链企业建模技术，如：CIMOSA、GIM-GRAI、GERAM、IEM、PERA和ARIS，为企业更好的实施与选择供应链管理技术作为指导。

1 各种供应链企业建模体系简介

供应链企业模型是对企业的结构、活动、过程、信息、资源、人、行为、目标和约束等的模型表示，从功能视图、组织视图、信息视图、过程视图等侧面描述供应链企业的整个特性。供应链企业模型包括产品模型、过程模型、功能模型、信息模型、组织模型、经济模型以及决策模型等组成部分，为实现供应链企业集成，提高供应链企业的竞争力提供有力的帮助。目前供应链业建模方法主要有CIMOSA、GIM-GRAI、GERAM、IEM、PERA和ARIS：

1.1 CIMOSA

CIMOSA（Computer Integrated Manufacturing Open System Architecture）是由欧共体的21加公司和大学组成的研究机构开发的一个CIM开放体系结构。它能够提供一个面向CIM系统生命周期的、开放式的CIM参考体系结构，从多个层次和多个角度反映了CIM企业的建模、设计、实施、运行和维护等各个阶段，提供了CIM系统描述、实施方法和支持工具，并形成了一整套形式化体系。

CIM-OSA是一种面向企业CIMS生命周期的体系结构。优点在于它具有全面性、完整性、开放性、标准化和形式化，并成为一种预标准，影响其它的建模框架。CIM-OSA过于强调形式化，使得一目前尚没有一种完全遵循CIM-OSA的商用软件。

1.2 GIM-GRAI

GRAI（Graph with Results and Activities Interrelated）方法是20世纪70年代由法国波尔多第一大学的GRAI实验室开发，后来GRAI实验室将之发展成为一种描述和分析整个企业的方法论，称为GIM（GRAI Integrated Methodology）。GIM的主要组成部分为概念模型、建模框架与参考体系结构、建模形式化方法、结构化方法和CASE工具。其中概念模型将一个制造系统分解成物理、决策、信息三个子系统；GIM建模框架也包括视点、生命周期和抽象层次三维。同时，建立GIM模型时需也由一系列步骤可以遵循。

GIM提供了规范的系统分析步骤—GRAI/GIM结构化方法；提供了实用的系统分析和优化方法—GRAI网和GRAI格，通过对GRAI网和GRAI格的分析可以发现系统中存在的问题，实现系统的优化；GIM有很好的关于CIM以及实施CIM开发项目的哲理；具有特有的决策视图，特有的具有不同视图的面向用户设计和面向技术设计。

GIM的不足是：它主要针对企业制造过程，对于其他过程考虑不多；注重系统分析和设计，而对实施和操作考虑不多；注重计算机系统实现工厂的集成，对人的因素考虑不多；建模框架缺少通用性层次。

1.3 PERA

PERA是Purdue 大学应用工业控制实验室T.J.Williams 1992提出的企业参考结构。它基于任务建模，将任务视为企业功能分解的最低层。它包括对信息系统任务、制造任务和人的任务，以及这三者之间相互关系的建模。PERA体系结构包含了集成企业系统的完整生命周期，即概念、需求定义、设计（初步设计和详细设计）、建造与安装、运行与维护等各个阶段。PERA通过两个视图：功能视图和实施视图来描述企业。

PERA最重要的的特点是考虑了对人的行为活动的建模；PERA体系结构是基于任务的建模方法，把生命周期图的结构按覆盖企业全部生命历程的任务阶段进行分层；PERA参考体系结构及其相关方法论支持用户经历企业集成的所有阶段；作为一种非形式化描述方法，PERA最容易被没有计算机知识的用户理解。其相关方法论，特别是它对集成项目计划阶段的讨论是完备的。PERA的方法论较为文档化。与其它参考模型相比，PERA覆盖了CIM系统实施的最完整的生命周期。

缺点是：由于描述的非形式化，PERA的可执行性非常差；PERA缺乏对体系结构进行计算机建模所需的数学建模技术；没有支持建模的支持工具，不能进行仿真优化和冲突检验等。

1.4 GERAM

GERAM（Generalizaed enterprise reference architecture and methodlogy）是国际自动控制联合会和国际信息处理联合会的企业集成体系结构工作组提出的一个通用的体系结构与建模方法。它汇集了CIMOSA、PERA的思想，为企业集成领域提供参考模型，对企业的产品、流程、管理、研发、战略管理提供统一的远景。

GERAM着重定义与企业相关的通用概念，包括七个主要部件：通用的企业参考体系结构—GERA；通用的企业建造方法学—GEEM；通用企业建模语言—GEMLs；通用企业建模工具—GEMTs；通用企业模型—GEMs。

1.5 IEM

IEM（Integrated enterprise modeling）是德国柏林弗朗霍夫的生产系统与设计研究所提出的一种基于面向对象技术的建模方法。它提供了一种可以生成集成化模型的企业建模方法和与之相应的支持工具，通过用一个模型的不同视图来描述企业的不同方面和层次。IEM通过活动来描述每个具体的业务功能，而用活动链来描述业务过程。IEM定义了连接活动的5种控制逻辑，不同的活动之间通过这5种连接方式进行连接，从而生成活动链。IEM采用面向对象的方法来建立企业模型，在深入分析企业特征的基础上，定义了一个通用的对象基类，这正是IEM的特点。

1.6 ARIS

ARIS是德国Saarland大学的A.W. Scheer教授在对企业过程模型进行合并、抽象的基础上于1992年提出的一种基于过程的模型结构。ARIS体系结构分为视图和生命周期两个维。其中在视图维，ARIS将IS分解为功能、数据、组织、控制四个独立视图，前三个视图分别从流程、信息和组织的角度描述和设计系统，而它们彼此间的关系则由控制视图刻划；在生命周期维，划分为三个部分：需求定义、详细设计及技术实施。通常运用的语义建模是在需求定义阶段。

ARIS体系采用独特的控制视图打破了相对孤立地从各方面描述企业的各个视图之间的界限，使它们连结成了一个整体；ARIS提供了许多企业参考模型，可通过继承等手段在这些参考模型的基础上开发个别的企业模型；ARIS支持大量的建模方法，适用于不同阶段的建模；同时ARIS是基于过程的二维模型结构，它有一套标准的可以互相集成的软件工具集来支持ARIS建模及仿真。ARIS工具集的产品包括：应用系统ARIS Easy Design、ARIS Toolset、ARIS for R/3、ABC（Activity-Based Costing）、Web link和标准界面。正是由于ARIS的这些优点，使得ARIS在企业建模中应用相当广泛。

2 结束语

供应链企业模型是用来支持供应链管理中各种分析与决策活动。企业可以选择适合的供应链企业模型分析企业，实现供应链的优化运行，在当今供应链之间竞争的态势下立于不败之地。

参考文献：

1) 柴跃廷，刘义 编著，敏捷供需链管理，清华大学出版社，Springer出版社，2001
2) 梁浩，王渝，张晓峰，吴启迪，“供应链建模技术的研究”,Proceedings of 27th International Conference on Computer and Industrial Engineering,2000