BPR是提升企业核心竞争力的有效方法，已有的研究结果表明，企业业务流程再造是为了在诸如成本、质量、服务和速度等衡量绩效的关键因素上取得显著的改善，实际上，成本、质量、服务和速度等，都可以归结为提高企业的效率。从企业内部来分析，提高企业经营效率可以归纳为时间节约。节约时间应该包括节约从提出产品或服务的概念到形成现金流全过程中各个环节的时间。BPR 特别强调对流程性能的分析和优化。
性能分析是流程优化的基础，一般包括对时间约束、资源效率和时间性能等三方面工作流的动态运行信息进行定量分析。基于以上的分析，笔者利用连续时间随机Petri网（SPN）建立业务流程模型从时间性能方面来分析。
1 连续时间随机Petri网简介
连续时间SPN（S，T，F，W，M0，λ），其中（S，T，F，W，M0） 是一个P/T 系统，λ={λ1，λ2，…，λm}是一个平均实施速率。
λi是变迁ti∈T 的平均速率，表示在可实施的情况下单位时间内平均实施次数，单位是次数/单位时间。但是也有特例，变迁的实施速率有时候跟标志有关，是标志的函数。
2 连续时间随机Petri 网的数学特性
实际当中的业务流程是非常复杂的，子模型与子模型之间，子模型与外界环境之间存在着直接或间接的联系，同时，Petri网模型的状态空间随子模型数的增长呈指数增长趋势，对其性能分析带来了很大的困难。一种简单的方法就是将随机Petri网进行分解，寻找其性能等价模型，再对其分析。一般包括四种基本结构：一是顺序结构，用于表达企业内部活动的顺序关系；二是并行结构，用于表达任务间的同步执行；三是循环结构，用于表达需要重复执行的活动，例如制造部门制定的生产计划需要交与总经理进行审核，对于审核未通过的情况下，需要返回制造部门继续修改，再进行审核，直到通过为止，类似这样的过程可以用循环结构表示；四是并行结构，用于表达多种任务同时执行（即并行变迁同时触发）。
3 实例分析
HY机电工程有限公司是位于四川德阳市开发区的一家民营中小型制造企业。HY公司的主营加工产品是盾构机（全名叫盾构隧道掘进机，是一种隧道掘进的专用工程机械）的钢结构，其公司生产特点具有典型的单件离散型制造的特点。HY 公司属于典型的离散型制造加工企业，集研发、生产、销售于一体，产品结构复杂，零部件多，少数部件需委外加工。生产周期较长，单个产品从接受订单到成品交货一般需要3~4个月。生产方式为离散型流程，产品各部件之间的时序约束关系和成套性要求非常严格。
3.1 原有生产计划流程模型
由前面对单件离散型制造的分析可知，其产品的生产周期较长，而产品的成本主要取决于材料成本和加工成本，因此企业的主要利润空间来自生产效率，缩短单件产品的生产周期是提高企业效率的有效途径。根据实际调查得出，HY公司主营加工产品盾构机组织生产的具体时间分配比例为：接受订单与销售产品共占3%，研发部解析图纸、制定工艺路线等占6%，编制生产计划流程，采购等占18%，加工生产占68%，其他占5%。由此可见，编制生产计划流程占据了大量的时间，是生产中的主要瓶颈。图1描绘出HY公司生产计划编制业务流程（在不影响模型整体运行时间的基础上，做了部分省略）。
图1 简化后的HY 公司生产计划流程编制业务流程图
3.2 生产计划业务流程建模与优化
制造企业是一个复杂的系统，该系统是由很多排列有序的活动组成多条错落有致的业务流程形成的，每个资源或事务都可以表示成一个活动或进程，对业务流程建模就是将一系列活动、活动之间的关系、活动所需资源和活动起止日期等进行定义。根据Petri网的建模特性，可以这样来定义模型，计划制定过程、下达命令、信息传递、资源占用等可以用库所来表示，所有活动的实施和执行，以及流程的开始、结束等可以用变迁来表示，而活动执行过程中所占用的资源数量以及容量可以用库所中的托肯数来表示。库所，变迁，托肯数三者构成了一个活动的执行，多项活动的有序链接形成子流程，多条子流程形成一个网络，子流程与子流程的排列可以形成串联、并联、循环以及并行结构。根据以上定义，建立基于连续时间随机Petri 网的生产计划编制业务流程模型。
基于以上的模型分析，HY 公司的生产管理体系是一种典型的“以调度为中心”的系统，公司的生产计划体系非常薄弱，全公司有多个生产分厂，生产指挥主要依靠公司和分厂两级调度进行协调。营销中心根据客户订单下达生产计划，然后再由研发中心按产品型号编制产品装箱单，制造部再根据装箱单编制制造计划，流程较繁琐。全公司有7个相关部门在围绕生产计划编制各自的计划，这些部门之间信息不能及时有效沟通，各自的计划相互交叉和重叠，管理比较混乱。综上所述，HY公司主要问题可归结为生产计划编制业务流程混乱，缺乏有效的调度，企业各部门之间信息交流少。
针对HY公司生产计划业务流程方面的问题，笔者采用ESIA流程优化方法与MRP体系的架构原理相结合的方法对其进行优化与建议。
1）全面分析HY公司生产管理体系，其主要问题出在以调度为中心，而不是以计划为中心的生产组织，依靠公司和分厂两级调度进行协调，这样的体系造成了管理混乱，库存材料以及外协件统计困难，生产周期无法控制。对该问题的优化方法设立统一的调度中心，组织召开生产调度会，由研发部、制造部、仓储部、采购部共同参与，并由研发中心根据销售订单确定的整套产品的装箱单生成统一的生产计划。
2）针对“营销中心—研发中心—制造部”三者一线的生产计划编制做如下优化：按照研发中心下达的装箱单中的零部件的名称、数量、和交货期，由生产调度会依据MRP方法，产生自制件生产计划、采购计划、外协件计划。由此减少三者一线带来的信息传递缓慢的问题。
3）引入生产管理信息系统，生产调度中需要的数据采集，生产部、车间之间信息的传递等大量的操作都靠系统完成，减少手工操作量，增加数据的准确度，提高工作效率。
分析优化后的生产计划编制业务流程模型及Petri网模型见图2、图3。
图2 优化后的HY 公司生产计划编制业务流程模型图
图3 优化后的基于Petri 网的生产计划业务流程模型
3.3 数据对比与分析
假设模型的变迁延时是服从指数分布的，大量的资料显示，假设本身是与现实中多数系统相符合的，再根据由里到外，先化简包含在最里层的，然后再由里向外逐步计算，经过不断的性能等价化简，由复杂到简单的原则，最后求出整个系统的性能时间。
原模型中，表1的数据都是HY公司的实际测量数据，各变迁的平均延时在表中分别列出（单位：d）。
表1 优化后的生产计划编制业务流程模型库所与变迁的含义及变迁的测量值
原流程模型的性能等价时间： 1/λ=21.55（d）。
根据相关调查可知，优化后的模型中，各数据如表1所示，销售中心下达生产计划与研发中心下达装箱单之间按T2的概率为0.5循环模型计算。
优化后模型的性能等价时间：1/λ=18.67（d）。
流程优化后，整个模型的性能等价时间减少了2.88d，节约了13.4%的时间，由此可见，流程优化前后的流程运行效率增高是显著的。
4 结论
建立基于Petri网的单件离散型制造生产计划业务流程优化模型，为离散型制造业对生产计划流程编制及生产调度流程管理起到一定的参考作用。将单一的业务流程优化设计成更多的并行处理环节，并采用先进的信息技术和管理理念（如协同电子商务）来提高业务处理的效率。但是要想更高效的优化业务流程，就必须从企业的供应链的整体角度出发来考虑，通过改善企业与企业之间、企业内各职能部门以及业务伙伴之间的协同关系才是企业的立足之本。
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本文标题：基于Petri 网的单件离散型制造ERP业务流程优化
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