（通信与信息系统专业论文）面向web服务的业务流程建模的研究与应用.pdf

华中科技大学硕士学位论文 一_ i d 2 d # # _ _ _ _ _ _ _ _ 幸i 窖i 擎 人类跨入二十一世纪戳来，髓界经济正在走向全球化和商i 协化，企业的产t l f 两l 价 洛信息髓够随时随地的腱示给j j 户，国界和地区界限也冬再是交易的障赆，企业关 注的焦点魑如何提赢自身的生产效率，寻找企业合馋伙伴。这叠接导致f 照务流程 管理系统得到业赛的广泛关注穰遗猛发旋，丽娩务流程建模魑其中的关键技术之 。阕时，下一代的主流技术w e b 服务的出现给瞧企l 世集成提供 r 力便的i j 段，它 怒一种以x m l 技术为基础的蕊予i n t e r n e t 的分布式汁算体系结构，强众多i t j 一巍姆 吏持下已经得到了毪遗的发艘，n ! 逐溉成为 n 妞务实残灼纛婴依铱静务瀛氍管 i 霹lw e b 服务技术相结合是当麓渡务流稚技术发溪的垂簧白询。， 业务联合是企监快速获得资源，提高竞争力，从而占领市场的有效战略。这一战 皤钓有效实施依赖于以下两方面的因素，筇一：如何姆自t 2 鳃业务浚程骚一i 绘潜在 的台作伙伴，充分拓展企业的合馋碰；第二：姐姆隧蕾涤场鞠客，、需求变亿迅速改 7 l j ，商业务溅程以扩艘企业渗场占寄率。控务流程描述语占n f 以较好的解决j ：述问 题，b p m l ( b u s i n e s sp r o c e s sm o d e l i n gl a n g u a g e ) 就是一种目前世界上较为先进的 、l 务流程描述语言。i 。 拳文肖先对项目背景鹌与业务漉稷建摸及矮枢关技术镞较为深入的介绍。接着 在现有建摸方法翻业务漉程模型龅基础 ：，提豁r 适合予项 n i 的、面向w e b 服务的 4 ：努瀛程模型：建立韭务流径模墅的兀筷j 疆干 流程控糊懊型，j f ：“埘组成模，趔的各 个实俸进行了其体的定义，同时说明该模型的事务处理机制秘异常秽k 铡，然后定义 陔流雕模型的各个实体的幽求模型，将燃个漉崔燃燃形嬲形式坡小出来，完成j 、融 驽波联的建模。隧后以扩躞，x m i ，的谴务流程描述语占b p m l 为基础，定义j “j 翻定义漉程模戮匪配的，并西+ 可供流稀t j l 擎执行的业务流碧曲述i 扛文，妓质，史啦 介绍r 如何根据泼模型设计九：发出与鲢个、务汛程鹰娌系统集成妲务流氍遴楼l ： i ；本文的上馋是图家“十矗”科技攻关计崩“簦f 行监中间件的电子商务系统集b j l 技拳蛰 究与应蹦”课题韵一部分，奉项 j 的实施对于我幽企业业务流程铃理系统的 违波、电子商务的迸一步开展具有重大意义、，、。 跫键字：企业集成；w e b 服务；潼务流程管理? 监务流程建模i 、廷驽流群描述请、 ，；：数芳巍程建燕三爹 华中科技大学硕士学位论文 a b s t r a c t i nt h e2 1 8 1 c e n t u r y , t h et w od o m i n a n te c o n o m i cw e n d st o d a ya r eg l o b a l i s a t i o na n d c o m m o d i t i s a t i o n i n f o r m a t i o na b o u tp r o d u c t sa n dp r i c e s a r ea v a i l a b l e i n s t a n t l y a n d g l o b a i l y ；t r a d eb a r r i e r sb e t w e e n n a t i o n sa n dr e g i o n sa r eb e i n gd i s m a n t l e d u n d e rt h ew a v e o fe c o n o m i ct r e n d ，b u s i n e s sp r o c e s sm a n a g e m e n t ( b p m ) a n dr e l a t i v et e c h n o l o g ya r e a b s t r a c t i n gw o r l d w i d e a t t e n t i o n b u s i n e s sp r o c e s sm o d e l i n gi so n eo ft h ek e yt e c h n o l o g i e s m e a n w h i l e ，w e bs e r v i c eb a s e do nx m li sa ni m p o r t a n ts o l u t i o ni ne c o m m e r c ei n d i s t r i b u t e de n v i r o n m e n t t h ef u t u r ed i r e c t i o no fb u s i n e s sp r o c e s st e c h n o l o g yi si n t e g r a t i n g i tw i t hw e bs e r v i c e a na l l i a n c es t r a t e g yi sa ne f f i c i e n ta n de f f e c t i v ew a yo fa c q u i r i n gt h es k i l l sa n da s s e t s n e e d e dt oc o m p e t ei nt h en e w ，f r i c t i o n l e s sw o r l dm a r k e t s t os u c c e e di ns u c has t r a t e g y , a b u s i n e s sm u s tm a k ei t s e l fa p p e a l i n gt op o t e n t i a lb u s i n e s s o nt h eo t h e rh a n d ，e n t e r p r i s e n e e d st h ea b i l i t yt om o d i f yt h eb u s i n e s sp r o c e s sq u i c k l yb y r e q u i r e m e n t t of i tm a r k e t sa n d c l i e n t s t h es o l u t i o ni su s i n gb u s i n e s sp r o c e s sd e s c r i p t i o nl a n g u a g es p e c i f i c a t i o n b u s i n e s s p r o c e s sm o d e l i n g l a n g u a g e ( b p m l ) i s o n eo fb u s i n e s sp r o c e s sd e s c r i p t i o nl a n g u a g e f i r s t ，t h i sa r t i c l ei n t r o d u c e dt h eb a c k g r o u n do ft h ep r o j e c ta n dt e c h n o l o g yr e l a t e dt o b u s i n e s s p r o c e s sm o d e l i n g b a s e d o nc u r r e n tb u s i n e s s p r o c e s s m o d e la n d m o d e l i n g m e t h o d s ，aw e b s e r v i c eo r i e n t e db u s i n e s sp r o c e s sm o d e li sp r o p o s e d t h em e t a m o d e la n d p r o c e s sc o n t r o lm o d e l a r ep r e s e n t e d ，t h e nt h ee n t i t i e si nt h em o d e la r ed e f i n e d t h ea r t i c l e a l s od e f i n e st h e g r a p h i cm o d e l o ft h ee n t i t i e s ，w h i c hp r e s e n t st h e p r o c e s si nag r a p h i cw a y b a s e do nt h eb u s i n e s s p r o c e s sd e s c r i p t i o nl a n g u a g eb p m l ，t h ea r t i c l ed e f i n e s a b u s i n e s s p r o c e s s d e f i n i t i o n l a n g u a g e t h i sl a n g u a g ec a n b ee x e c u t e di nt h e p r o c e s s e x e c u t i o ne n g i n e i nt h ee n d ，t h ei m p l e m e n t a t i o no fab u s i n e s sp r o c e s sd e f i n i t i o nt o o li n j a v ai s i l l u s t r a t e d t h i st o o lc a nb ei n t e g r a t e di nt h ew h o l eb u s i n e s sp r o c e s sm a n a g e m e n t s y s t e m t h ew o r ko ft h i sa r t i c l ei sf u n d e db yt h en a t i o n a lt e n t hf i v e y e a r - p l a nk e yp r o j e c t r e s e a r c ha n d a p p l i c a t i o no f t e c h n o l o g i e sb a s e d o nm i d d l e w a r eu s e d f o re - b u s i n e s s s y s t e m i n t e g r a t i o n t h ef i n a la i m o ft h e p r o j e c t i st ob ea p p l i e di ne n t e r p r i s e t h e p r o j e c th a sg r e a t s i g n i f i c a n c ea n dp r o s p e c ti nb o t ht h ec o n s t r u c t i o no fe n t e r p r i s e sb p m sa n dt h es o l u t i o n o fe 。c o m m e r c ei nc h i n a k e yw o r d s ：e n t e r p r i s ei n t e g r a t i o n ，w e bs e r v i c e ，b u s i n e s sp r o c e s sm a n a g e m e n t ， b u s i n e s sp r o c e s sm o d e l i n g ，b u s i n e s sp r o c e s sd e s c r i p t i o nl a n g u a g e ，b u s i n e s sp r o c e s s m o d e l i n g t o o l i l 华申科技大学硕士学位论文 z 一# m = _ _ _ _ d 一ii i _ m _ _ 日_ 一 1 绪论 1 ，1 弓l 言 随着计算杌技术与通讯技术的发展，作为社会经济的基本行为在网终经济时代黪 体现，电子商务所面对的一个最根本的问题就是如何利用现代科技实现网络时代的 馥务流程管疆。娩务流程建模怒韭务流程管理的关键技术之一，流程建模楚、j k 务流 狴分据鞠重缌的豢要基础，它魍好坏，直接关蓉到鼗务流程警理系统懿实臻和性麓。 ；_ f c 程建模的作腰体现为： 1 h j 于准确描述企业的业务流程，供流秘分析和优化； 2 滔予在不闻的组织和信怠系统闻共享诬务流程知识，便于实现介、m 动态联 爨； 3 按流程模型进行系统构件配置，能够实现柔性更好的企业信息豢戏； 4 用于研究开发新的业务流程，以满足不同的业务儒求和企业动态结构演化； 本定将通过对电子商势系统r 1 集成技术和、m 务流栉 7 景的分析研究，缱妒适禽下 实际蜻强的隧囊w e b 骚务瓣监务浚程模型，并缀据模型定义鼗务漉崔摇述语高，鞫 州介绍厂与其相通应的可视化业务溅程建模上其，此l 其能够戈缝的与业务浚程蛰 理系统相结合。 1 2 项目背景 奉实验室长期以来对电子商务领域中的企业信息集成相关技术进行跟踪学爿和 瞬究，爨蓠覆在参i 国家午五重点科技攻笑项酗：电子商务j 现代物流技术研究j j ： 发及示撼工撂下麴子潺题基于符、黢申阅纷妁电孑齑务系统集残技术褥究每疲剃戆衙 宠。该课题要求实现电子商务集成平台示范1 ：稷，我们承担r 其t 争业务漉程镑理系 统( b p m s ) 的研发任务。 等多食熊在信怠亿过程中，为满足不葡的q k 务需求，建赢了桶并而又彼此孤谢的 、啦务信息系绞，从弼导致各部 l 阕故锭怠无法实理共享，绘羹三擅豹管瑾帮决策带来 r 丰| j 当大的困难。其根本原因就在于信息系统往往仅被应用于传统手工作业的自动 化，并没有 ：r 破原有的管理规则，重新没汁流私，改变旧的工作方式。山此出j j | l 资 滁投a 越彩，流秣越发复杂豹情况。屯法体蜿俯息系统迅速和必活的优点， 为了确保企业信息化达到预想螅髫的，宠金萄必要对其孤立鹩鲎务信惑系统进行 i f 效集成，以便在信息的共亭的基础上实现新的业务功能。业务滤樱管璎系统能够 很好的完成这一任务，业务流程建模是其中的关键技术之一。 率瀑题鹣穗的就是在对蘧有韭务流程校鼙进行研究和分析的筮；础上，对存在的御 华中科技大学硕士学位论文 一目一 题进行针对性的修改，提出适合课题的业务流程模型，并且根据该模型设计开发相 廷的业务流程建模工具，集成到整个系统中去。 1 3 业务流程相关技术背景 电子商务以互联网技术为基础，它要求参与其中的氽、i k 首先实现食、l p 信息化，对 各自的商务流程进行整合，建立起完整的信息系统。使用工作流技术对企业进行商 等流程的整合是一种行之有效的方法，但还存在下列问题： 企业数据集成的需求 企业在长期的业务发展中，积累了大量的历史数据，这些数据对于企业非常重要， 电子商务系统非但不能抛弃这些数据，而且必须能够访问、转换、操作、控制这些 数据。但是，企业的传统数据可能分布在不同操作系统、不同网络环境、不同硬件 、f 台之中，情况非常复杂。 企业系统集成的需求 许多企业内部已经建立了一些应用系统，如办公自动化( o a ) 、企业资源计划 e r p ) 、客户关系管理( c r m ) 、供应链管理( s c m ) 等。建设电子商务系统的时 候，应当保护企业的原有投资，使企业的原有应用系统能够继续发挥作用，并能够 适当的集成到电子商务系统中来。 流程管理在信息集成过程中具有基础平台的作用，它为信息流通构建了软件网络 环境，可以提供流动时序约束和操作控制，实现在正确的时间以正确的方式让正确 的人员开展正确的活动，提高企业的效率，增强企业的竞争力，从而很好的解决了 述的问题。 流程管理经历了三次大的飞跃：第一次可以追述到上个世纪2 0 年，f r e d r i c kz y l o r 舒j 管理理论：“方法与进程分析”，第二次发展是过去的十年，包括e r p ，以文档为 中心的工作流管理，和b p r ，e a i ，以及一些外包的应用。第三次发展就是b p m ， 它是将第二次发展中所用到技术结合并且进行扩展，因此b p m 将包括业务流程用到 的所有资源，并且对它们进行管理【2 l 。 j 3 1 工作流与业务流程简介 1 9 9 3 年成立的工作流管理联盟( w f m c ) 对工作流的定义为：工作流是一类能够 完仝或者部分自动执行的业务过程，根据一系列过程规则，文档、信息或任务能够 在不同的执行者之间传递、执行。w f m c 的成立标志着过程管理技术的研究更趋向 f 观池化发胰。代其制定的流程管理参考模型l ，主矍包括流程( 1 ：作流) 建模1 具、 - 作流机( 工作流引擎) 、任务表管理器、用户界面及其相关的应用和数据组成 2 华中科技大学硕士学位论文 - = = _ _ 目l e _ _ l _ i 目_ 口g # ；_ _ 目_ _ _ z # = _ _ l l _ 一 日】。w f m c 的成立表明工作流技术已经取得了一定的成果，并且只趋成熟。 建务滚稷( b u s i n e s sp r o c e s s ) 蔻捂为r 在一定时瓣肉达弼特定的馥务目标，而按照 各种业务规则连接起来的业务功自集。这些鼗务功能是撼象定义懿：数务功能熬其 体实现受限于业务功能运行所必须的可用资源。业务功能的构成由目标决定，其中 的任何操作、活动、任务都是为实现目标而设。从工作流和业务流程的定义我们b t i 奠器出，监务浚程在缀大程度上与工作漉裙钕，健惫筵务流程涵盏的范圈更广，但 硅：个世纪8 0 年代起步的工作澈技术更搬成熟，一些技术特别是滚程建摸方疆的技 术完全可以用于业务流程方厩的研究。 只有当整个企渡的业务流程都变得有效时，企业生产率才能够提高。电子业务流 程辫造( e l e c t r o n i cb u s i n e s sp r o c e s sr e e n g i n e e r i n g ) 怒淹满足颓客酶委求和市场竞争 的窬耍，充分羽l 用i n t e r n e t f f n t r a n e t 技术，对缎织汽郏以及缝级之凝豹妊务 流秘进 t 重新的没f | 和建立，以达到资源及时准确地共享的目的，从嘣降低成本， 提离效率和质量。b p r 因此也成为2 0 世纪8 0 年代以来影响最为广泛的变革工程之 一+ o b p r 要求打破部门翻系统的边爨，从端至戴( e n d t o e n d ) 黪建度镣理耱分辑挝务 过程。但是现行的工作流技术仅局限于某个系统甚至某个部门内部，无法掺调跨系统 的渣务过程。妲务流程管理( b u s i n e s sp r o c e s sm a n a g e m e n t ，b p m ) 能够很好的满足 这些要蕊，并漫已经戏梵金效器稳学术矮骈究鹄噩点，南魏维韵了流程管理鹄第二： 次发展浪潮。 业务流程管理是指对业务流程进行完全的管理控制，对其流程进行发现，设计， 群署，执行，交互，管理，优化，分析转 ，通过黼1 1 ，我们可以很清楚的看到业务 瀛程管理瓣运行情凝。b p m 鹣譬的就燕谊数务人员琵够不需要了解实现技术，丽只 需要具有业务的知识，就能完成这些任务。 华申科技大学硕士学位论文 = # _ d - _ - 日_ - _ - 口_ _ $ _ _ _ * 口i m _ _ _ - _ 图1 1 业务流程管理概览图 b p m 是对企数蛙努过程交互豹搂述与执行掰 赘述酌建务包括多个步骤，并可 能并行予多个系统或人之间。b p m 使业务人员能够控制业务漉程的设计、实瑷与傀 化。由于一个计划得并不好的b p m 策略往往过分强调技术的好处而忽略了业务目 标，所以b p m 应该提供一种更灵活的方式来处理业务：通过绘制业务流程( 信息流 浚向) ，不嚣要 壬终特别瓣技零戆力，辘悲恢速遮定裁邂糨应的旌务流程，这慰b p m 的个目标，也是上图中流稷设计所要完成的内容。 根据市场调查报告 5 j ，我们可以看到b p m 的研发j e 在成为流程镑理提供商的焦 点，作为工作流管理的先驱，f i l e n e t 公司正在致力于开发基于x m l 和浏览器的 b p m 。另外，f u e g o ，f u j i t s u ，b i z f l o w , h r q l i n k 等企馥遣都正奁进行b p m 产晶的研 发。而在我国，b p m 的研发綦本上还处于起步除段，b p m 姆产熬更魑几乎没凌。驮 该撤告中我们町以褥到，只有1 2 的被渊查企业初步使 jrb p m 的软件管理，5 5 的疑蓬进行了试用b p m 桶软件，而这些试用rb p m 软件的氽娩，6 3 的将存今后 的7 一1 2 令月浓诗划使建b p m ，其余熬企鼗键将在近3 年离容配置b p m 榴关软件。 f 圭l 此可见b p m 具有广泛的市场前景。 4 华申科技大学硕士学位论文 # i # ；l _ j _ _ = _ _ 日_ _ = _ _ l _ 口_ _ e = = l # 一 1 3 2 业务流程管理系统 实现b p m 的系统就是业务流程管理系统( b p m s ) ，理想的b p m s 技术可以向那魑 希耀管疆整务流程和盈务活动的企盈疆供鲡下帮勤洚】： 1 够迅速健业务调整通避业务概念疆数务睡据等形式付诸实涟，并且这些实 施几乎可以是实时进行。( 业务灵活性和完熬性) 2 能够从业务角廉对这些调整进行分析和评价。( 业务度量和分析) 3 能够按照蕴务强标，傈诞其体监务的颁币寸实施，如r r 翔h r 管理等，进而通 过优化，晦低成本，提赢效率。( 缳涯效务运营) 4 将商业目标与资源管理分离，只不过知识和流程的引用是按照目标来统筹安 排的。( 流程和数据分离) 与d b m s 能够帮韵金鼗管理注务数蓊蓦一样，b p m s 煞够禽效地帮溺企监管理渡 务波程。尽管d b m s 和b p m s 技术郝嚣要专业人员来帮助企业设计缨织缝梅等信息， 爿：给予管理和维护，但却能够降低对用户技术上的要求。用户仅仅褥要知道棚关赣 理1 7 其如何使用，符种元素的含义以及符种元素之闻的关系即可。， 妇暴没有d b m s ，龙其是关系鍪d b m s ，溺户需要了解大萤管理存储、访问和 数据的知识，因藤不能集中糖力予查询、更菠等，墩裁无法鸯效地管理攮务傣感。 如果没有b p m s ，用户则需要深入了锵实施业务流程所需要的工具和设镛，因丽炙 法集中予商业目标的实现以及业务流穰管理本身。如果是这样，那么网络时代对业 务灵活性豹要求是无法满是黥，也是麓户无法接受的。b p m s 技术能够为管理者提 供定义、变更、实施业务流程的方法，并缳诬灵逶性秘一致蛙，扶露不必考惑雯多 的细节问题。 b p m s 一般包括流程处理规则注册与存储库、流程处理引擎、流程定制与管理系 统、消惑凝务、组件溺耀服务等豁分。b p m s 包括四个关键功能： 1 业务滚稷的详绷定义 2 实时的监测和管理一系列业务流程 3 在业务流稷模块和执行这个功能模块所必需的资源之间的相互调度 4 。 在分拼裔整滚程的基礁上，可以动态的修改馥务流程 可以疆到，b p m s 的一个关键任务麟是绘予鼗务度譬，动态瓣整效务滚程翔漉稷 实例以进行优化。业务流程的详细定义是b p m s 执行的基础，b p m s 根掇它攒述的 流程来执行。因此娩务流程的详细定义是b p m s 工作的第一步，它的内容就是将业 务淡程奔j 整务流程撩述疆言进行播述，其中的美键就是如何让弼户方便酌定义骈要 吏携的业务漉程，并且壤其形成合法的走业务滤稷攫述浯富搂述麴文档。 华申科技大学硕士学位论文 ：一。* 。= - m * 一 工作流管理系统在很多领域都有很大发展，而b p m s 在市场和技术方面尚未成 熟，爨1 2 w f m c 缀织提供鹩参考t 彳挈流镑珲系统豹系统缭褊樵粱，卜两标镪韵攘r 卜一5 矜别裘示对应工具或者系统与“侔浚之执行暇务攘块泌接口。我妇可以清楚懿 看到业务流程建模工具在工作流管理系统中所处的地位，相应的它在业务流程管理 系统中也处于同样的地位，只怒使粥到的技术和资源将会更多。 蓬1 2 工幸# 漉参考模型 1 3 3w e b 黢务 w e b 服务( w e bs e r v i c e ) 是一羚基予i n t e r a c t 的垂宠电子亵务懿分布式诗算体系结 构。，它的基础是可扩展标记语言( x m l ) ，建立在w 3 c 和1 e t f 开放的标准之上，已 逐渐成为监界公认的技术准受i j 。 软l 譬开发裔死乎一致声称w e b 簇务楚未来的潮流。，它将计算机连接起来让系 统之间，程序之蚓鸯一个在网络上生：蝴通讯的毅管逡。w e b 暇务采蹦搽准的淡范秘 m 定，j l ：放式的解决力案，烛h ：企、舭l l i j 的小i u j 乐统能够系统合敬：的父键妓小。比 i n t e r n e t 的下一代趋势。，通过这一技术，彳；仅能使企业力便地实现信息j 0 - 9 ：，f j ：j f j 、力 缝麴润翔敖奄在各处酶瘦鬟驻务，实璃瘟蠲集成。w e b 服务段x m l 为信息集戚基础， 已形成了一套相关的技术蜘议和标准，诸如s o a p 、u d d i 、w s d l 、w s f l 等。微 软，s u n ，o r a c l e ，b o r a n d ，b e a 和h e w l e t t p a c k a r d 公司都有它们自己的w e b 服务 粲构。许多企监正在或者已经将岛己的业务和应用发布成w e b 服务。 w e b 聂务应震瓣一个重骚场鼓靛楚企馥应瘸集戒f _ ”，把w e b 服务与妲务流程栩 结合，允许业务流稷中的任意任务用w e b 服务的形式实理，姓务浚程本身壤以w e b 羧 6 华中科技大学硕士学位论文 = 篇= = = = 畜= = 高常罱鲁罱罱= = = = = = = 掌眚眚皇皇矗- 古l l 薯- i - i l 冒日鲁爿薯鼻葛昌皇= ，暑昔皇置互墨口- 喾蜀直二罩号篇_ _ 宣_ _ e l _ ，_ 引拘形式封装提供给外界使用，是跨企业应用的一种很好的解决方案。随着互联网的 ! 大发展，w e b 应用的不断深入，将应用逻辑封装并以组件形式( w e b 服务) 部署在w e b f ：加以利用，成为越来越受推崇的方式。 正因为w e b 服务是下一代的主流技术，我们的业务流程管理系统必须无条件的 对其提供支持，这也是业务流程管理系统区别于t ：作流管理系统的特色之一，w e b 服 务可以很好的利用在业务流程管理系统当中，几乎所有的业务流程管理提供商都提 供对w e b 服务的支持嘲1 8 l ，这也是我们提出面向w e b 服务的业务流程管理系统的原 强。虽然各个公司的都有自己的w e b 服务架构栈，但是我们并不需要关心他们w e b 服务架构的内容，电不需要实现w e b 服务的标准，只需要了解w e b 服务架构提供商 挺供的访问标准，建立奉系统的访问w e b 服务的模型，从而使我们的能够支持刘+ w e b 服务的访问。 1 3 4 高级事务模型 事务的概念来自于数据库研究领域，用以解决数据的并发访问和出错恢复问题。 事实上，工作流和业务流程也可以看成是一系列有序操作的集合，只不过这些操作 的对象具有更广的内涵，并不仅仅限于数据库中的数据。因此，工作流和业务流程 也同样具有事务特性。特别是在电子商务的应用领域，系统对事务的支持必不可少。 仅仅满足a c i d ( 原子性，一致性，隔离性，持久性) 属性要求的传统事务模型无 法有效的支持业务流程系统中的事务处理。传统事务模型的缺点： 不支持长事务( l o n gl i v e dt r a n s a c t i o n ，u j ) 不支持分布式事务 不支持事务间的协作 对大型的事务管理应用程序缺乏支持 a c i d 的事务模型能够恢复数据，却不能恢复应用的活动状态。 人们在传统事务模型的基础上提出了许多高级事务模型，希望能够将高级事务模 型应用到长时间运行的分布式工作流管理中。一个流程的执行，特别是业务流程， 往往需要花费很长的时间，有时甚至需要人工的交互，这样的一个工作流事务消耗 的时间更加不可预测。长事务( l i j ) 是需要长时间运行的事务，如果我们将l l t 作为一个原子事务来处理，就会使系统性能变差，而且u j 的原子性可能会让系统 长期占用资源，同时增加了事务取消和死锁的概率。为了解决这些问题，人们提出 j s a g a 9 1 事务模型。 s a g a 模型的基本原理：假设s a g a 事务为t s ，将t s 分解成一系列小事务t l t ：t 3 t 。每一个小事务对应着一个赔偿事务c c ：c c 。，系统有两种执行路线，一足 牮申辩技欠学硕士学位论文 # = _ _ _ _ _ # _ 预序执行了t l t 2 t 3 t n ，这时t s 提交，二二是顺序执行t j t 2 t 3 t i c i c 2 c i ， o 翻) ，这是 i s 取消。翳1 3 楚一个只鸯3 个夺事务懿s a g a 事务模登。实际t 许 彰s a g a 的扩展事务模型例如并行s a g a 事务模型簿的基本腰理老大尉小雾n 驴甲弋，瞅 荫弛 圈1 , 3 s a g a 事务模翟 除了s a g a 模型以外，逐农很多的嶷级事务模型【l 哦，铡雯鬟：嵌套事务模型、多鬣 事务模型、分支汇合事务模毅【1 ”、柔性事务模型、a c t a l l 埘等，但是，许多寇级事 务模氆的执行结构鄱很有限，大鬣研究表明“”，无论业务流程管理系统成用传统事 箭攘壁，戏壹接采鼹熹缀事务模登都蔻不 扛了行的。我们必须镭合已有的成果，在进 行业务流程建模时，有针对性的建立鱼己的渗务模型秘处臻撬测。 1 。4 业务流程建模 从企业信息集成框架的角度来黉，企业馈息集成系统模型可以分失理拿模型，数 据模型，功能模型，流程模型，组织模型。数据模型用来处理企业内或者企业间信 惠的结梅，功能筷型指分析企泣的任务和迸程，流程模型包括多个不同的功能模块， 是搓通过分橱工终滚或者事绺来熬发这蹙功麓，绣织模登茭| j 表示整个公司的结构。 这些子模型除了能够表示各自的内容以外，模型之闽墩必须栏互关联，并非各螽狻 立、系统成败的关键就在于如何将各子模型关联起来，从而一个整体。因此业务漉 程模整必须将这几个子模型集成起来，提出个能够处理所有的相关数据信息，展示 套渺功能謦拜企鼗缓缀，完成遂务流稷的综合模型h h 蟮j 。 、世务流程模型的建立包括建摸，建模浯言鼹个部分，建摸嚣要对监务漉疆静耩胄 资源信息进行定义。建模语言是对业务流程的描述，这里我们把建模语言叫业务滚 程撬途语言。 崔数务涟穆模型建立宠成之后，让盟务分橱入员不需要通过编程或者拥有任何编 稃知识就能按照模型设计定制流程，是b p m 实现必须完成欺任务，那么系统必缀提 供流稷定制模块，让用户能够方便和直观的设计流程。一个完整的流稷定制模块必 须支持流弦瘸蓟漪辑有资源予流稳，并行流程，业务流程规则。异常处理机制。 1 4 黢务滚程横型 蟆攫是蠲文字、爨拓、符号、关系式磁茂实俸模祥等稀述所认识荆的客观对象的 华中科技大学硕士学位论文 ：- _ _ 目_ _ _ 口_ _ _ _ _ _ 口_ 种简化表尔形式一般来讲，模型都包含一个完整的概念集合、一套相应的表示 疗法以及必要的规则约束，他们为人们抽象的标到客观对象提供- r 个参考型的框 架环境。业务流程模型是对业务流程的抽象表示。业务流程管理系统建立阶段的功 能主要是完成业务流程的计算机化的定义，也就是流程建模的任务。 业务流程模型包含了描述一个能够由流程引擎执行的过程所需要的所有信息，这 螳信息包括流程的开始和完成条件，组成流程的活动，已经进行活动间导航的规则、 用户需要完成的任务、可能被调用的应用、引擎的引用关系、以及相关数据的定义。 、i k 务流程建模技术是b p m 的关键技术之一，是一种特定的动态建模技术。在b p m 实现方案的十个核心问题中，有五个问题都涉及到了流程建模的问题【l6 j ，因此流程 建模的好坏直接关系到业务流程管理系统的实现和性能。必须针对b p m 的特点和需 要，专门研究面向b p m 的流程模型和相应的建模问题。流程模型需要特别具备一下 的特征与能力”： 1 面向流程，并支持流程的改造； 2 具有系统与环境间的接口的能力与手段； 3 易于开发可操作的实施计划； 4 具有并行性和分布性； 5 具有对系统组织因素的描述能力，并支持多智能体的写作与沟通； 6 同时支持静态与动态分析； 一个流程是一组指定执行顺序的活动集合，有起点和终点，并且对每个活动能够 清楚的定义输入和输出。虽然学术界对业务流程没有明确的定义，但是基本上都赞 n 4 业务流程由下面四种实体组成：流程( p r o c e s s ) ，活动( a c t i v i t i e s ) ，组件和数据 l c o m p o n e n t s ) ，控制部分( c o n t r 0 1 ) 【l ”。 流程：能够完成预定任务的了一组顺序执行的步骤，一个流程包括活动，和相关 数据。流程是可以看成是一组有面向目标的有序执行或者交互的活动和相关资源的 集合f j 9 】 活动：一个即是流程中的一个步骤，有自己的名字，类型，执行条件以及限制。 组件：指实际的应用软件，例如用来存储数据的数据库。 控制部分：用来决定将要执行的活动，以及利用数据连接器( c o n n e c t o r ) 控制活 动中间传递的数据流。 e j 前，业务流程建模主要借助软件工程中的建模方法，如数据流图和i d e f o 图 等，这种模型实际上是一种有向图，用带有箭头的直线或者折线表示从一个活动转 向玛外一个活动的信息流，这种模型形象、直观、易于理解和分析，因而在实践巾 华中科技大学硕士学位论文 破广泛的使用，但是该模型没有深刻揭示业务流程的内部结构特征和规律，对业务 流程支持非常有限。有许多基于p e t r i 网的流程建模方法研究和应用1 7 1 2 0 j 2 “，也有一 砦学者提出了自己的业务流程模型贮2 1 ，本文3 1 节将对一些主要的建模方法做具体 的分析。下面是一些公司和研究机构提出的模型介绍： w f m c 定义的流程元模型包括工作流定义，活动，转换条件，工作流相关数 据，角色，廊用程序这6 个基本实体，其中核心是活动【2 。 i b m 公司的e x o t i c a 项目开发的工作流产品f l o w m a r k 提供的建模工具建立 的建模_ r ：具以w f m c 提出的基本模型为基础【2 ”。 佐治亚大学开发的m e t e o r 是一套工作流管理圆形系统，它的流程建模包括 流程设计，数据设计，任务设计三个部分，模型建立完成后，将会以流程描 述语言保存起来1 2 ”。 w i d e 是来五个合作伙伴联合开发的工作流管理系统，它扩展了w f m c 提出 的参考模型，定义了组织模型，信息模型，和过程模型，同时还定义了自己 的一套语言规范来对三个模型进行描述障6 1 。 流程图示模型用来利用图型表示流程。流程是许多活动的集合。活动之间存在着 机巨联系，相互作用的关系，这种关系有三种形式【2 ”，参见图1 4 ： 顺序型。活动间有先后顺序的约束，其间只存在单向依赖关系。下游活动需 要上游活动的信息输出作为输入才开始进行，其动态特征为活动间的串行依 赖关系。 并列型。两个或多个活动之间可同时独立进行，活动间无信息交互，相互依 赖程度低。 交互耦合型两个或多个活动间存在双向的信息交换关系。即活动l 需要活动 2 的信息，活动2 需要活动1 的信息，有时这种信息交互需要反复多次，活 动相互依赖成都非常高。 1 0 华中科技大学硕士学位论文 = = = = = # _ 目i 自i l 自l _ _ _ _ = l = 口l # # z # z # = = _ 4 = _ 一 ( a ) 顺序型 或 ( b ) 并列型 交互耦合型 图1 4 流程关系同 这三种联系存在于各种业务流程当中，分析清楚这三种联系，对建立流程图示模 j 趔有重要的意义。流程中各实体的图示也是流程图示模型中一个非常重要的问题， 它体现流程的表现能力，必须清楚直观。目前，基于事件驱动的流程e p c m o d e l 是 使用很广的流程模型。它用到了下列几个标签来表示一个流程 2 8 1 ： 厂1 ：事件 v e n t 禽mq 二l 二 业务活动 一一+ ：控制流 和，或，异或 其他流程 数据信息 虽然用e p c m o d e l 可以描述一个业务流程，但是它的目的只是为了生成一个流 华审科技大学硕士学位论文 一二- 。一 稷文件，让业务人员知道自己的任务所在，对流程的执行没有做更多的考虑，因为 e p c 模式最大酌缺点就是没有稀准的语义和语法对豳进行解释，这对执行是必须的， 晴f 奠守没有提供数摄波，袈 譬控制浚霹l ，秀f 笔豹绻| 良示方法。i _ = i i i 翔l 求鬣j | j 这种梭 式用于流程引擎执行的话，是 e 较困难的。 i4 2 北务流程描述语富 北务流襁描述语青电可以称为q k 务流稀建襁讲卉或并、l p 务流程定义订 ，i ，j l 米实 璃建摸：其鞠流程引聚之蠲的接臼，并且使建模工其和流程引擎能够互相独立。在 巨f 有的窝用互终流管理系统中，都必矮鸯一会犍磐浚程擒逑谣言溉篷渺，包语基本 数据、属性以及流程实体的定义，从丽对任务控制浚、任务阈数摄交换，异紫处理， 任务时间表，权限设鬣进行描述。面向w e b 服务的业务流程系统利用w e b 服务作为 葵体任务酶实瑗，很好泡解决了跨企监应用的需求。，黼向w e b 服务的业务流程描述语 毒是实埂露起w e b 鼹务懿鼗务浚程管理系统静关涎都分。 工作流建模已经发展较为成熟，墩有几种成型的建摸溪言，这些王佟浚建模滔毒 对于妲务流程的描述有一定的参考价值。，例如w f m c 组织提出的w p d l ( w o r k f l o w p r o c e s sd e s c r i p t i o nl a n g u a g eow s f l ( w e bs e r v i c ef l o wl a n g u a g e ) 和x l a n g 分 删她i b m 嚣 微软挺出的巍砖w e b 暇务瓣l ：份漉建模涪青，它稻帮j ；备j 罄本的流氍 腔制和数据传递刻厕功能，农1 j 足w s f l ，x l a n g 的比较绌粜1 。 表i 。1 ：w s f l 与x l a n g 的比较结果 建挨语言 w s f lx l a n g 条终转移方便一般 控制转移并行与同步方便一般 循环方便一般 j 数据传递活动之间方便没有 添婪与实褒灵活方便 l 异常处理麓单复袋 i 支持事务不支持事务支持补偿事务 i i 二命弼瑚操作完全支持不支持 动态绑定 动态绑宗黼符霸蒜嘟帘端 1 2 0 0 0 每8 月成立的b p i v l l ( b u s i n e s sp r o c e s sm a n a g e m e n ti n i t i a t i v e ) j t 织鹩宗旨b p m 的各种标准，在2 0 0 1 年3 月推出了b p m l ( b u s i n e s s p r o c e s s m o d e l i n g l a n g u a g e 。、澎 努流程建模语言) 的第一个公开草案旨在为跨防火墙内外的舁构系统建、z , i k 务 浚赠摸型握 ! ；l ；个豁准途径。b p m l 是蘩于x m l 的扩展，聚描述业务流秘建模的无 华中科技大学硕士学位论文 _ _ z _ _ _ 日- _ _ _ _ _ i _ _ _ _ _ _ _ _ 一 谗言，它将业务流程定义为参与者和活动之问的交互行为，二者的交互必须由定义 的援建集寒粼断究戒，最终实璐监务漉程的目际，溺时b p m i 提出了稻应的规范对 姚何片 使用b p m l 攒述业务漉程做f 详尽的毁定。b p e l 4 w s ( b u s i n e s sp r o c e s s e x e c u t i o nl a n g u a g ef o r w e bs e r v i c e s ) l ”1 是b e a ，i b m 和微软发布的可用于执行的业 务流程建筷语言，今年3 爿3 1 簪推出一r1 1 版。它集合了w s f l 和x l a n g 两家 之长( 瓣者支持蜒砖戮彤懿流稷，詹者剩支持漉程的结构亿梅造) 于一身，文献给习 对b p e l 4 w s ，x l a n g ，w s f l ，x p d l 旃l 四裂l + l ：馋渡产鼹的较，在浚程控铡方蠢 进f j 了详细的比较，叮以看出b p e l 4 w s 在此方面受为灵活。b p e l 4 w s 采纳的模测 在僚大程度怒和b p m l l 0 的模努是榴词的，b p m l 可以肴作麓b p e l 4 w s 的一个严 掇姻父祭”“。还有