BPMN-仿真

BPMN 描述流程。仿真还需要另外四项信息

一个 BPMN 图说明有哪些步骤、谁来执行它们以及在哪里发生分支。但是不能用它直接计算:到达率、离散程度、产能和日历都不在该符号中。此页面说明哪些 BPMN 工具可以进行仿真、它们的仿真各自能做什么,以及什么时候其实根本不需要该符号即可得出数值。

符号BPMN 2.0 (OMG)
仿真数据BPSim (WfMC)
FlowVisual六个构件,而非 BPMN
简而言之

BPMN 2.0 是一种用于描述流程的符号,而不是计算模型。要进行仿真,缺少四项在任何 BPMN 图中都看不到的说明:有多少个事务到达,处理时长的波动有多大,每个角色有多少容量,以及适用哪种日历。像 Bizagi Modeler、Signavio、ARIS、Trisotech 或 Cardanit 这样的工具在各自的对话框中补充这些说明,有的通过 WfMC 扩展 BPSim,有的采用专有方式,这取决于产品和版本。需要规范一致的文档时,应使用 BPMN 建模。若仅需要一个结果数值,则不用符号表示通常能更快达到目的。

01基础

BPMN 中包含的与不包含的内容

这种区分并非吹毛求疵。它解释了为什么导入的图无论用哪种工具打开,都不能一键直接计算。

“BPMN 2.0 描述的内容:” 活动、事件、网关、顺序流、池与泳道、消息、子流程。即流程的结构。完整、标准化并可在工具间交换。

“BPMN 2.0 不描述的内容:” 在负载下的行为。具体缺少四项说明:

说明示例为什么具有决定性
到达过程120 个事务/天,峰值日 180没有数量就没有利用率,也就没有瓶颈
时长的波动处理 5–15 分钟,而不是“10 分钟”等候队列由波动产生,而不是由平均值产生
每个角色的容量3 人 × 7 小时产出工时决定某一步骤是否运行在高于或低于 100% 的状态
日历与成本周一至周五 8–17 点,完全成本 53 €/h将等待时间转换为以欧元计的值

WfMC 的扩展 BPSim(Business Process Simulation Interchange Standard)正是为此而设计:它将这些参数作为单独章节附加到 BPMN 文件中。实际上它的普及程度有限。大多数工具将仿真参数保存在各自的字段中,因此更换模型时通常无法避免重新输入这些数据。

“对您项目的影响:” 导入 BPMN 图为您节省的是结构,而不是数据。而数据才是主要工作。

02工具

哪些 BPMN 工具实际上能计算

在比较页面上标注“Simulation ✓”可能意味着从“给方框上色”到“离散事件模拟器”之间的任何情况。这里按计算深度排序,而不是按供应商规模排序。它是您检查的出发点,但不能取代您自己的审查。

工具仿真类型备注
Bizagi Modeler分阶段:流程验证、时间、资源、日历分析最知名的入门选择;建模可免费使用,仿真功能范围视版本而定
SAP Signavio套件内的仿真模块优势在于流程档案和治理;仿真只是其中的一个构件
Software AG ARIS仿真模块,历史上功能深厚如果已经在使用 ARIS,则很有意义
Trisotech, Cardanit浏览器中的流程仿真,接近 BPMN规模较小的供应商,通常更易上手
Camunda无仿真功能执行引擎:运行真实流程,而不是模拟运行。此点经常被混淆
BPMN.io / bpmn-js无仿真功能用于绘图和嵌入的库,无计算内核
Simulationslabore (Arena, Simul8, AnyLogic)非常强大,BPMN 通常仅作为导入其运算深度超过任何 BPM 套件,但在那里的符号并非模型

在您决定使用某个工具前,向每个供应商问的三个问题:

  1. 该仿真是否包含在版本中,还是需要更高版本?
  2. 它是否会在占用的步骤前对排队进行建模,还是仅沿路径相加处理时间?
  3. 我能得到的是一个区间结果(P10–P90),还是只有单一数值?

针对第 2 个问题,类别会分开:一个把路径时长相加的工具会把其结果称为“Durchlaufzeit(吞吐/通过时长)”,但其实指的是处理时间。在行政流程中,这两者的差异往往不会小于三倍。

03实践

在实践中可行的做法

不是非此即彼。这两个产物有不同的读者和不同的生命周期。

BPMN 图是为需要了解流程的人和系统准备的: 质量管理、审计、培训、软件开发。它会存在多年并进行版本管理。

计算模型是为决策而准备的: 是否值得这项自动化,流程能否承受两倍工作量,我们在哪里增设半个岗位。它通常存在数周,决策一出即被废弃。

常见步骤:

  1. 在需要时用 BPMN 记录流程。结构、职责、例外情况。
  2. 为决策建立一个粗略的计算模型:五到十个步骤,而不是三十个。瓶颈几乎从不会出现在细节中。
  3. 填入数量、区间、产能和费率。这是 BPMN 不会替您完成的工作。
  4. 计算,记录现状,改变一个杠杆,进行比较。
  5. 用结果来支持决策,并将图作为文档保留。

如果在与步骤 1 相同的工具中完成步骤 2,您可以省去换工具的麻烦,但会付出一个代价:细化压力。一个达到文档级别的图通常有三十个活动,而一个可计算的模型需要十个。每增加一个活动,您就要填写五个输入字段。

04位置

为什么 FlowVisual 刻意不是 BPMN 工具

以六个构件代替一种符号。这是一种限制,而且是有意为之。

FlowVisual kennt Start, Schritt, Entscheidung, Zusammenführung, Abbruch und Ende。Kein Pool,keine Lane,kein Nachrichtenereignis,kein Subprozess-Marker,keine Notationsprüfung。

Was das kostet: Sie bekommen hier keine normkonforme Prozessdokumentation。Wenn Ihr Qualitätsmanagement ein BPMN-2.0-Diagramm verlangt,brauchen Sie ein BPMN-Werkzeug。Daran führt kein Weg vorbei。

Was das bringt: Der Fachbereich diskutiert im Workshop über den Prozess statt über die Notation。Ein Modell steht in zehn Minuten,nicht in zwei Stunden。Und alle Eingabefelder,die es gibt,sind solche,die das Ergebnis verändern:Menge,Spanne,Kapazität,Rolle,System,Satz。

Die ehrliche Faustregel:

  • Sie brauchen ein Dokument,das eine Norm oder eine Revision erfüllt → BPMN-Werkzeug。
  • Sie brauchen eine Zahl,die ein Entscheider unterschreibt → Rechenmodell,Notation zweitrangig。
  • Sie brauchen beides → beides,aber nacheinander und nicht im selben Artefakt。

Die längere Fassung dieses Vergleichs steht im Artikel BPMN-Tool mit Simulation

At a glance
符号
有意不支持 BPMN 2.0。六个构件而不是记法
导入
不支持 BPMN 导入。结构可在十分钟内重画,数据您无论如何也要手工输入
计算核心
带有在被占用步骤前排队的离散事件仿真,并进行 Monte Carlo 重复
结果
吞吐量、流程周期、利用率和成本以 P10–P50–P90 形式给出
建议
用于文档的 BPMN 工具,和用于决策的计算模型

常见问题

能否直接仿真一个 BPMN 图?

没有额外数据就不行。BPMN 描述的是流程结构,而不是负载下的行为。每次运行前都必须补充到达率、处理时长的离散程度、每个角色的产能和日历。带仿真模块的工具会在各自的对话框中询问这些数值;用于此的标准扩展叫做 BPSim,但并非在所有工具中都有实现。

什么是 BPSim?

这是 WfMC 的 Business Process Simulation Interchange Standard。它把仿真参数(到达、分布、资源、成本、场景)作为一个独立部分附加到 BPMN 文件上,以便在工具间交换。这个想法是正确的;但其普及有限,因此实际更换工具通常意味着要重新输入那些数字。

Camunda 是仿真工具吗?

不是,这也是最常见的混淆之一。Camunda 是一个执行引擎:它让真实的事务通过 BPMN 流程运行并测量发生了什么。仿真则是对一个尚不存在的流程进行计算,例如在计划中的自动化之后。两者都有用,但回答的是不同的问题。

一个仿真模型应包含多少个活动?

五到十个。用于文档的 BPMN 图通常有三十个或更多。对于计算这是有害的,因为每增加一个活动就需要填写输入字段,却不改变结果。瓶颈是利用率最高的步骤,而在粗略建模下它与精细建模下一样清晰可见。

FlowVisual 支持 BPMN 吗?

不,刻意不支持。只有六个构件且不做符号校验。需要一份符合规范的 BPMN-2.0 图用于质量管理或审计的话,您还需要一个 BPMN 工具。放弃该支持的好处是速度:一个可计算的模型十分钟内建立完成,研讨会中讨论的是流程本身而不是符号。

FlowVisual

先数字,然后图

用六个构件粗略搭流程,输入数量和范围,然后运行。如果决定已定,您也会知道应该为流程的哪一部分做文档化才值得。

Guide: seven steps to the number