（计算机应用技术专业论文）个性化业务流程的执行模式研究.pdf

山东大学硕士学位论文 摘要 w e b 服务的出现提供了一种用户之间互相自动进行通讯的能力，使得网络应 用为人们提供帮助的能力大大增强，网络应用通过协调、组织、调用各个服务商 提供的w e b 服务，可以很容易的为用户提供更加强大的服务功能。很多情况下， 按照流程组织各种w e b 服务，可以更好的满足用户复杂的、个性化的需求。在 这样的背景下，出现了一种新型的流程应用模式一一个性化业务流程模式 ( c u s t o m i z e db u s i n e s sf l o w ，c b f ) 。 在传统的流程模式中，流程实现多由事先编写好的程序单元或者企业应用完 成，多数情况下，确定的应用完成指定的任务，服务于特定的流程。而个性化流 程模式中，流程是根据用户需求生成，流程通过协调、组织、调用各个服务商提 供的w e b 服务来实现。因此，本文依据个性化业务流程模式的特点，对个性化 业务流程的执行模式进行研究。并给出个性化流程的实现方法，对流程执行过程 管理控制进行了研究。 依据个性化流程执行模式，提出一种基于w e bs e r v i c e 的个性化业务流程实 现模型，从w e b 服务匹配、服务选取、服务绑定和流程数据创建等方面叙述流 程的生成。介绍了个性化业务流程的执行过程，流程在执行过程中节点的状态迁 移过程及流程监控方法。详细阐述了流程异常的分类情况并给出流程异常的处理 方法和异常处理规则库的创建。 设计虚拟旅行社平台( a ni n t e l l i g e n tp l a t f o r mo fv i r t u a lt r a v e la g e n c y ， i p v i t a ) 并给出i p v i t a 的实现方法，从而验证了个性化流程执行模式正确性。给 出了在旅游领域内个性化业务流程管理系统的一个具体实现方法，包括流程生 成、监控和异常处理：i p v i t a 的技术架构和个性化流程的执行过程。 基于w e bs e r v i c e 技术提出一种适合个性化流程的执行模式，体现了业务逻 辑和流程逻辑分离的业务流程管理思想。该流程执行模式能够适应个性化流程灵 活性特点，适应不断变化的流程，达到流程执行的自动化。本文的理论研究和实 现方法，对业务流程执行以及业务流程管理相关领域具有一定的参考意义。 关键词：业务流程管理；个性化：执行过程；异常处理 山东大学硕士学位论文 a b s t r a c t w e bs e r v i c e s p r o v i d e a b i l i t i e st oc o m m u n i c a t eb e t w e e nu s e r s n e t w o r k a p p l i c a t i o nt h r o u g hc o o r d i n a t i o n ，o r g a n i z a t i o n ，c a l l i n ge a c hs e r v i c ep r o v i d e r sw e b s e r v i c e ，c a ne a s i l yp r o v i d em o r ep o w e r f u lf u n c t i o n s i nm a n yc a s e s ，a c c o r d i n gt o o r g a n i z i n gw e bs e r v i c e sc a r lb e t t e rs a t i s f yu s e r sc o m p l e xa n dc u s t o m i z e dd e m a n d a l s oc a nb em o r ee f f e c t i v eo r g a n i z a t i o na n dp l a yt h eb i g g e s tr o l eo fw e bs e r v i c e i n t h i sb a c k g r o u n d ，a p p e a r e dan e w p r o c e s sm o d e - c u s t o m i z e db u s i n e s sf l o w ，c b e i nt h et r a d i t i o n a lp r o c e s sm o d e ，p r o c e s si si m p l e m e n t e db yw r i t t e np r o g r a mu n i t o re n t e r p r i s ea p p l i c a t i o n i nm o s tc a s e s ，t h eg i v e ns e r v i c ef i n i s h e st h et a s ka n ds e r v i c e i np a r t i c u l a rp r o c e s s i nc u s t o m i z e db u s i n e s sf l o wm o d e ，t h ep r o c e s si sp r o d u c e d a c c o r d i n gt ou s e rr e q u i r e m e n t sa n di m p l e m e n t e dt h r o u g hc o o r d i n a t i o n ，o r g a n i z a t i o n ， c a l l i n ge a c hs e r v i c e t h e r e f o r e ，t h i sp a p e rs t u d i e sa ne x e c u t i o nm o d e sb a s e do n c u s t o m i z e db u s i n e s sf l o w g i v e nt h er e a l i z a t i o nm e t h o do fc u s t o m i z e db u s i n e s s f l o w , a n ds t u d i e dt h ep r o c e s se x e c u t i o np r o c e s sc o n t r o l t h i sp a p e rg i v e sa ni m p l e m e n t e dm o d eo fc u s t o m i z e db u s i n e s sf l o wb a s e do n w e bs e r v i c e f r o mw e bs e r v i c em a t c h i n g ，s e r v i c es e l e c t i o n ，s e r v i c eb i n d i n ga n d p r o c e s s d a t a c r e a t i n gn a r r a t i v e sp r o c e s si m p l e m e n t t h ep a p e ri n t r o d u c e s t h e c u s t o m i z e db u s i n e s sf l o we x e c u t i o np r o c e s si nt h ei m p l e m e n t a t i o np r o c e s sa n dt h e p r o c e s sm o n i t o r i n g m e t h o d g i v e e x c e p t i o n a n de x c e p t i o nh a n d l i n gi nt h e i m p l e m e n t a t i o np r o c e s so fc u s t o m i z e db u s i n e s sf l o w t h i sp a p e re x p o u n d st h e c l a s s i f i c a t i o no fp r o c e s sa n dg i v e se x c e p t i o nm e t h o da n de x c e p t i o nh a n d l i n gr u l e s t h i sp a p e ri n t r o d u c e sa ni n t e l l i g e n tp l a t f o r mo fv i r t u a lt r a v e la g e n c yb a s e do n c b f , p r o g r a m m i n go fw e bs e r v i c e sb a n d i n g ，a n dt h ee x e c u t i o no fp r o c e s sf i n a l l y t h i sp a p e rp r o p o s e s 锄i m p l e m e n tm o d ea d a p t i n gc u s t o m i z e db u s i n e s sf l o w 1 1 山东大学硕士学位论文 b a s e do nw e bs e r v i c ew h i c he m b o d i e ss e p a r a t i o no fp r o c e s sm a n a g e m e n tt h o u g h t so f t h eb u s i n e s sl o g i ca n db u s i n e s sp r o c e s sl o g i c t h ep r o c e s se x e c u t i o nm o d e sc a l la d a p t t ot h ec h a r a c t e r i s t i c so fc u s t o m i z e db u s i n e s sf l o wf l e x i b i l i t y , a d a p tt oc h a n g i n g p r o c e s so fe x e c u t i o np r o c e s sa u t o m a t i o n t h et h e o r e t i c a lr e s e a r c ha n dr e a l i z a t i o n m e t h o do fb u s i n e s sp r o c e s s e sh a v ec e r t a i nr e f e r e n c es i g n i f i c a n c et ob u s i n e s sp r o c e s s m a n a g e m e n ta n dr e l a t e df i e l d s k e y w o r d s ：b u s i n e s sp r o c e s sm a n a g e m e n t ；c u s t o m i z e d ；i m p l e m e n tp r o c e s s ； e x c e p t i o nh a n d l i n g i i i 原创性声明和关于学位论文使用授权的说明 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独 立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不 包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研 究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明 的法律责任由本人承担。 论文作者签名：谜 日期： 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学 校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论 文被查阅和借阅；本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分 内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段 保存论文和汇编本学位论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名：邋导师签名：衄日期：。丝：丛 山东大学硕士学位论文 1 1 研究背景 第1 章绪论 随着网络技术的快速发展，出现了众多新的技术和应用，为人们的生活和工 作带来方便。但是，目前提供的貌似强大的各种工具并不能很好地解决用户实际 应用的需求，尤其是用户对流程应用方面的需求，因为越来越多的业务活动背后 都涉及到一些复杂的流程。因此，流程应用模式己成为互联网应用发展的瓶颈， 构建新型的流程应用模式及其之上的应用成为软件技术发展的关键。 传统的流程应用模式，如工作流管理技术，并没有从研究用户应用模式的角 度出发来解决问题。因此，面对日益复杂的用户需求和日新月异的软件技术，传 统的流程应用模式正面临着巨大的挑战。 首先，传统的流程应用模式由面向企业用户渐渐转为面向更广泛的普通用 户。企业中的流程相对比较成熟规范，需求比较明确，从而流程也相对稳定，事 先由专家定制一个适合业务需要的流程是较为合理的。但是，如果这种流程应用 模式直接面向普通用户的时候，情况就不同了，具体表现在：( 1 ) 普通用户的数 目众多、层次不一，常常提出个性化的需求。定制统一的流程已经无法满足众多 的个性化需求，而为每一个个性化需求单独定制流程也不现实。因此，根据用户 需求自动生成流程更加合理。( 2 ) 普通用户提出的需求非常不规范，需要一种自 动机制对其进行规范和分析，才能提取出用户需求中的流程相关信息，为其制定 合适的流程。( 3 ) 用户希望有一个更加友好的交互界面，用以提出对流程的需求。 所有这些都需要新型流程应用模式。 其次，流程执行过程中，各个任务的完成主体也发生了改变。传统的流程管 理技术，任务多由程序单元或者企业应用完成。然而，随着业务活动的全球化， 完成任务的主体己经扩展到了整个i n t e m e t 范围，出现了很多不同的特点g ( 1 ) i n t e m e t 应用的数量呈现爆炸式增长，这时需要更加灵活的、个性的流程模式 来为每个任务选择一个合适的i n t e m e t 应用。( 2 ) 随着w e b 服务技术出现，i n t e m e t 应用己经有了技术层面的统一标准，但是在业务层面很难形成标准，即使是完成 相同的业务的i n t e m e t 应用，也会由于服务商的不同而导致接口完全不同，这就 山东大学硕士学位论文 需要能够自动处理这些不一致。( 3 ) 用户需要的流程是各个任务对应的i n t e m e t 应 用互相配合，整体达到最优效果的流程，而非仅仅为每个任务选择最合适的应用。 针对流程管理出现的这些新特点，迫切需要一种更加灵活、更加智能、更加 敏捷的新型流程应用模式。用户希望提供一个更加好用易用的应用，能够根据自 己的需要，享受全套的自动化流程服务，不用再进行繁琐的中间过程，也无需进 行细致的规划，只需提出自己的要求，就可以自动得到一个周密的流程安排。只 要用户同意，随时可以执行这个流程，主动地与用户进行联系，让用户在不经意 间享受更加优质的服务，给用户以有机统一的服务体验。我们称这种新型的流程 应用模式为个性化业务流程应用模式。例如：目前的旅游网站已经提供了如订票 之类的服务，需要用户凭借自己的经验选择和组织这些服务来实现一个旅游流 程。但是越来越多的用户希望网站能够根据自己提出的需要自动地将这些服务组 织起来，实现一种个性化的流程应用模式。这样用户能够在家中或是其他任何地 方通过各种方式连接i n t e m e t ，提出自己对旅游的要求，然后由个性化流程安排 好一切与旅游有关的事项，并主动与游客进行交流和联系，使游客可以舒心地享 受一次美妙的旅游。 个性化业务流程应用模式的特点： ( 1 ) 在个性化业务流程应用模式中，不再像传统的工作流模式中流程是由领 域专家或用户事先定制，而是根据用户需求自动生成； ( 2 ) 流程的完成者不再是指定的应用提供商，而是根据用户需求自动选择； ( 3 ) 一个流程不再为众多用户服务，而是服务于指定的用户，从而体现了个 性化； ( 4 ) 一个流程模型中不再有多个流程实例同时运行，而是有少量甚至只有一 个流程实例； ( 5 ) 流程模型不再长久有效，执行完毕后就被抛弃； ( 6 ) 流程模型不再是面面俱到的复杂模型，相对更加简洁的简单模型。 由此可见，个性化业务流程应用模式跟传统的流程应用模式在流程的设计上 有着根本的不同。传统的设计模式更多追求的是“严格的设计，永久的使用”， 试图设计一种能够适合各种情况的业务流程并保证其正确性和有效性，常常导致 设计的业务过程过于复杂，反而造成其性能不尽人意。而个性化业务流程应用模 2 山东大学硕士学位论文 式中的建模方法是一种新的更加灵活的业务流程建模方法，该方法根据用户的需 求，动态生成业务流程，支持用户的个性化要求，支持快速的随需应变，更加适 合i n t e m e t 环境下的复杂情况。在个性化业务流程应用模式中，流程自动生成方 法是最大创新。流程自动生成的方法是根据用户需求动态的生成虚拟流程，此时 流程中的每个节点并没有绑定到具体的服务，而只是对这个服务功能以及操作属 性的描述，所以说这是一个虚拟流程。然后再采用合适的策略，为每个活动选择 合适的w 曲服务。最终建立满足客户个性化需求的业务流程，实现个性化流程 执行。 1 2 研究现状 网络已经改变了人们的世界，并且正在产生更大的改变。随着计算机技术的 不断发展，互联网能提供的优质服务已远远超出了先前的想象，人们越来越喜欢 从网络获取各种帮助，协助完成自己的任务。 随着在i n t e m e t 中w 如s e r v i c e 的出现和兴起，通过w r e b 服务达到最终目标的研 究也逐渐成为计算机软件技术研究的热点。过去企业通过开发集成应用软件系统 实现流程执行，随着w e bs e r v i c e 技术的出现和面向服务的体系架构 ( s e r v i c e o r i e n t e da r c h i t e c t u r e ，s o a ) t 卜2 1 的提出，许多企业开始将业务流程与w e b 服务技术相结合，解决企业内部跨业务部门的横向业务集成。业务流程与w 曲 s e r v i c e 技术的结合也成为当前业务流程的主流技术。 w 曲服务组合是随着面向服务的体系架构( s o a ) 的提出而逐渐成为研究热 门的。广义的w e b 服务组合其研究目的是组合各种w 曲服务的功能，借以完成某 种业务逻辑3 1 。a l o n s o 等在文献 4 1 中提出，服务组合就是生成复合服务的过程， 而复合服务是由基本服务和复合服务递归组成的【5 1 。文献【4 】描述了六个不同角度 的服务组合模型一组件模型、协作模型、数据存取模型、服务选择模型、事务模 型和异常处理模型，当前关于w 曲服务组合的研究也基本就是从这几个方面进行 的探索。 w 曲服务的组合和协作是服务组合研究的两个重要方面。前者的研究重点是 动态的、自动的将服务组合成用户需要的目标服务，其基本思路是将服务和用户 需求使用统一的数学模型描述，将找出最佳的服务组合序列看为一种寻求最优解 3 山东大学硕士学位论文 的优化问题，通过各种优化算法得到组合序列，比较常见的方法有：将服务、用 户的输入和目标描述成规则，使用基于规则的推理算法得到组合序列【6 。9 1 ；使用 演算或是情景演算得到最优组合【1 0 】；使用其他标准如概率和评估的组合【1 l 】等 等。而后者研究的重点是研究一种协作机制，用以预先定义w 如服务之间的协作 关系，使之能够合作完成用户交予的任务，这方面的研究与工作流研究结合的较 为紧密。使用工作流技术协作w e b 服务 1 2 - 1 6 1 可以看作工作流研究的自然延伸，这 方面的研究也非常常见。另外，基于w r e b 服务的流程协作语言也是另一个研究的 重点，各大软件公司和研究机构都参与其中，出现了如b p e l 4 w s 等服务协作语 言。关于w _ e b 服务协作机制的研究，大都倾向于人为的预先定制业务流程，这也 是工作流系统的通用做法。上面提到的各种研究有很多可以借鉴的内容，但是又 与本文的研究有很明显的不同。在本文当中，在面向最终用户的、布满w 曲服务 的i n t e m e t 环境中，个性化流程模式更加强调业务流程模型的自动化和个性化，这 就要求业务流程生成的自动性，适应用户的个性化特点，这也是个性化流程模式 的本质特点所在。 与此同时，业界针对业务流程和w r e bs e r v i c e 的研究比较著名的原型系统有 e f l o w 、s h o p 2 、o n t om a t s e r v i c e 、m e t e o r s 等。e n o w 平台1 1 7 - 1 9 1 是由唧公 司开发的服务集成平台，用以定义、执行和监视e s e r v i c e s 的组合运行，e - s e r v i c e s 跟w 曲服务有异曲同工之效。e f l o w 通过一个集中的活动日程完成e s e r v i c e s 的合 成，它通过分析用户需求，获取用户输入参数，选择合适的e s e r v i c e s ，是一个 动态的服务组合平台。s h o p 2 2 0 】是一个支持语义的，使用智能规划策略的自动 w e b 服务集成平台。s h o p 2 是一个领域无关的知n 规划系统可以自动创建任务分 解规划，他可以将一个任务分解成很小的任务单元，由符合要求的w 曲服务完成。 o n t om a t s e r v i c e 2 1 l 可以无缝的浏览w 曲服务的x h t m l 广告，然后自动或手动的 调用这些w | e b 服务。它的服务组合从w s d l 开始，提供了一个w r e b 服务计划模型， 借助语义计算逻辑上可能的服务流模型，完成服务组合，它使用的知识包括前置 和后置条件、服务目标等等。m e t e o r - s 2 2 2 5 是一个使用本体半自动的标记w e b 服务描述的框架，它更看重与现有w 曲服务技术的结合，例如可以实现根据 w s d l 的自动标注，利用这种技术，w 曲服务可以更方便的注册和查找，进而方 便的进行服务组合。由于本文提出的个性化流程模式跟普通的基于工作流模式的 w 曲服务组合有明显的区别，因此本文中个性化流程模型，保留了一般的w 曲服 4 山东大学硕士学位论文 务组合平台必须的服务选择功能，增强和扩充了服务协作能力以及语义描述功 能，增加了用户需求交互功能，重点研究流程执行和异常处理功能。 1 3 研究工作 本论文按照作者承担的研究和开发工作来安排的，针对目前业务流程管理领 域的需求，在研究了最新的软件架构和执行模式的基础上，对本课题组提出的业 务流程模式个性化业务流程的实现方法和执行过程控制进行了研究，给出了 其实现机制。本文研究的重点是个性化业务流程执行过程研究。根据用户需求动 态的生成虚拟流程，采用合适的策略，为流程选择合适的w r e bs e r v i c e ，最终生 成流程，并在此基础上研究流程执行过程和异常处理方法。 首先给出了个性化业务流程模型的定义，通过九个定义完整的表述了个性化 流程模型，分别对模型的各个定义作了详细说明。结合新模型的特点，给出该流 程的执行模式，以及该执行模式的特点和满足原则。设计了个性化流程模型的三 层实现架构，详细说明该架构每一层的构成和作用及与架构层次之间的关系。 然后依据个性化流程实现模型，从流程建模、w e b 服务匹配、服务选取、服 务绑定和流程数据创建等方面说明流程的生成，给出了w 曲服务查找和流程数 据创建方法。研究个性化业务流程的执行过程，流程在执行过程中节点的状态迁 移过程及流程监控。主要研究了个性化流程在执行过程中产生的异常及异常处 理，详细阐述了流程异常的分类情况，并给出异常处理规则库的创建和流程异常 的处理方法。 最后设计和实现虚拟旅行社平台( i p v i t a ) 。给出了在旅游领域内个性化业务 流程管理系统的一个具体实现方法，验证了个性化流程执行模式的正确性。介绍 了流程生成、监控和异常处理的实现方法、i p v i t a 的技术架构和个性化流程的执 行过程实验、在该平台中w e bs e r v i c e 的绑定的编程实现方法。 1 4 论文组织 本文共分6 章。 第1 章绪论 简要介绍了论文研究背景以及研究目的和意义，给出了论文安排。 山东大学硕士学位论文 第2 章业务流程管理技术综述 对业务流程管理中用到的主要技术进行了简单介绍，主要有：业务 流程管理技术，本体技术，w e bs e r v i c e 技术。 第3 章个性化业务流程的执行模式 提出了一种新的业务流程模型，给出了模型各要素的定义及其本体 描述，说明个性化业务流程的执行模式和实现模型。 第4 章个性化业务流程执行的研究 详细阐述根据用户需求生成个性化业务流程的方法，该流程的执行 过程，并解决流程在执行过程中的异常及其处理。 第5 章口t a 流程模式的执行实验 给出了在旅游领域内个性化业务流程管理系统的一个具体实现方 法、i p v i t a 的技术架构和个性化流程的执行实验过程、流程生成、 监控和异常处理的实现方法、在该平台中w e bs e r v i c e 的绑定如何通 过编程实现。 第6 章总结和展望 对本文的主要研究成果及创新进行总结，并指出工作上进一步研究 的内容和方向。 6 山东大学硕士学位论文 第2 章关键技术和理论 为丰富流程的语义表示，借助本体技术描述业务流程模型。流程采用调用 w e bs e r v i c e 的方式实现具体业务。本章简单介绍了个性化流程生成可以借鉴的 业务流程管理技术、本体技术和w e bs e r v i c e 技术。 2 1 业务流程管理技术 业务流程管理( 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 ) 【2 6 】是从相关的业务流 程变革领域，如业务流程改进( b u s i n e s sp r o c e s si m p r o v e m e n t ，b p i ) 、业务流程 重组( b 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 ，b p r ) 、业务流程革新中发展起来的。流 程管理技术也是从早期的工作流管理、e a i 、流程自动化、流程集成、流程建模、 流程优化等技术中发展起来的。c r a l - t n e ri n c 给出的b p m 的定义【”1 是：b p m 是 一个描述一组服务和工具的一般名词，这些服务和工具为显式的流程管理( 如流 程的分析、定义、执行、监视和管理1 提供支持。 业务流程管理基于计算机网络技术以及工作流、企业应用集成、x m l 等技 术，从业务过程的角度对企业进行全方位的管理，并支持业务过程的持续改进， 其核心思想是为企业内及企业间的各种业务过程提供一个统一的建模、执行和监 控的环境【2 引。当将不同平台中的业务应用挂接到业务过程中，就已经含有了b p m 的雏形。b p m 是指在业务设计、而不是技术实现层面上发现、设计、部署、执 行、交互、操作、优化和分析端到端流程的能力。因此，业务流程管理系统( b u s i n e s s p r o c e s sm a n a g e m e n ts y s t e m ，b p m s ) 应具有以下功能模块：流程仓库、流程设 计、流程配置、流程引擎、流程维护、流程入口、流程优化、流程分析等1 2 9 。 b p m i 的主要发起者i n t a l i o 公司基于b p m i 的系列标准提出了b p m 框架【3 0 】， 流程部署模块可通过u d d i 协议将流程发布为w 曲服务。在流程执行模块中，流 程可以被其他的高级语言包装成不同的形式，或者直接提供给工作流系统执行。 对于跨企业流程，流程的公共部分还可以被封装为w | e b 服务，或者遵照电子商务 协议与其他企业的流程进行交互。 c b p m 是m m 提出的b p m 框架【3 1 1 ，该框架的特点是很好地整合了h o l o s o f x 7 山东大学硕士学位论文 b p ms u i t e s e i i b mm qs e r i e s t 作流软件，具有很强的实用性。文献3 2 1 基于a r i s 的框架研究b p m 的模型，并对建模与实施的结合做了讨论；文献【3 3 】从组织的组 成元素的角度对b p m 的组成模块及生命周期做了研究，但是未涉及b p m 思想与 信息系统的集成；文献 3 4 】从b p r 和t q m 相结合的角度出发建立b p m 的框架。 文献3 5 1 从三个典型场景来考察b p m 的应用。文献3 6 1 是有关b p m 的综述，其出 发点是b p m 可以看作是工作流技术的扩展，以此为基础对比了一些相关概念， 还讨论了b p m 领域的相关标准问题。 目前业务流程管理的概念、模型、框架、体系结构等均未有一个标准的定义， 在学术界仍处于探讨研究的阶段。 2 2 本体技术 本体是共享概念模型的明确的形式化规范说明，其目标是捕获相关领域的知 识，提供对该领域知识的共同理解，确定该领域内共同认可的词汇，并从不同层 次的形式化模式上给出这些词汇和词汇之间相互关系的明确定义。其主要包含了 四层含义： 概念模型：通过抽象出客观世界中一些现象的相关概念而得到的模型，其表 示的含义独立于具体的环境状态。 明确：所使用的概念及使用这些概念的约束都有明确的定义。 形式化：本体是计算机可读的。 共享：本体中体现的是共同认可的知识，反映的是相关领域中公认的概念集， 它所针对的是团体而不是个体。 p e r e z 等人用分类法组织了本体，归纳出本体的5 个基本建模元语： 类或概念：指任何事务，如工作描述、功能、行为、策略和推理过程。从语 义上讲，它表示的是对象的集合，其定义一般采用框架结构，包括概念的名称， 与其他概念之间的关系的集合，以及用自然语言对概念的描述。 关系：在领域中概念之间的交互作用，形式上定义为n 维笛卡儿积的子集： r ：c 1 c 2 c n 。如子类关系( s u b c l a s s - o f ) 。在语义上关系对应于对象元 组的集合。 函数：一类特殊的关系。该关系的前n 一1 个元素可以唯一决定第n 个元素。 8 山东大学硕士学位论文 形式化的定义为f ：c 1xc 2x xc n - 1 - * c n 。如m o t h e r - o f 就是一个函数， m o t h e r - o f ( x ，y ) 表示y 是x 的母亲。 公理：代表永真断言，如概念乙属于概念甲的范围。 实例：代表元素。从语义上讲实例表示的就是对象。 根据业务流程管理的特点，本体技术在业务流程描述上有着先天性的优势： ( 1 ) 本体为业务流程模型提供一致的语义表示存储方法。业务流程模型中的 各类信息分布于不同的地方( 如不同的部门，不同的应用系统) ，这种信息的分 散和异构性对流程管理增加了难度，采用本体，可以统一语义的方式存储处理业 务流程模型的各类信息，使得模型中的信息得到更加充分的应用。 ( 2 ) 本体为业务流程模型的逻辑分析推理提供了基础。把业务流程模型中的 各个要素通过本体存储后，可以利用本体的基于逻辑的显式形式化语义及强大的 逻辑处理机制为业务流程模型要素之间的逻辑推理提供有力支持。 在已有研究中，已经有利用本体技术对流程进行描述的例子。o w l s 【3 7 】中 流程被认为可以是原子流程，复合流程和简单流程，其具体的业务流程本体模型 如图2 1 所示。 图2 - 1o w l s 中的流程本体模型 2 3w e bs e r v ic e 技术 w e b 服务技术的产生源于它蕴涵的商业价值及可能带来的巨大商业利益，同 时也代表着互联网技术的重大发展，它定义了应用程序如何在互联网上实现互操 9 山东大学硕士学位论文 作，极大地拓展了应用程序的功能，并实现了软件的动态提供【3 8 。4 2 1 。 对于w e b 服务的定义，目前有很多标准，i b m 4 3 】认为“w e b j 艮务是自包含的、 模块化的应用程序，为商业组织或个人提供一系列功能，可以通过w e b 使用标准 的语言格式访问”。这个定义有两个重点：一是w e b 服务可以由其它应用通过w e b 来调用，二是w e b j l 艮务是开放的，意味着服务要发布通过标准消息传递调用的接 口。w 3 c 进一步的给出t w e b 服务的概念m 1 ：“一个w e b t 艮务是通过u r i 标志的软件 系统，其公共接口用x m l 文档定义，该定义供其它软件系统使用，这些系统可使 用基于x m l 的消息机制通过互联网的传输协议与此w e b 服务进行交互 。w 3 c 的定 义强调了w e b j 艮务的定义、描述和发现，从而相应的阐明了w e b 服务如何被调用。 从外部使用者的角度而言，w e b ) 报务【4 5 。4 7 1 是一种部署在w e b 上的对象组件， 它具备完好的封装性、松散耦合、使用标准协议规范、高度可集成能力等特点。 w e b 服务的目标是通过使用w e b 标准实现应用程序间的通用的互操作性。w e b j 艮务 使用松散藕合的集成模型以支持各种领域中的各种系统的灵活集成。一些支持 w e b 服务的基本规范也随之出现，s o a p 4 6 】为基本服务的互操作性定义了x m l 消息传 递协议，w s d l 4 7 1 采用了用于描述服务的公共语法，u d d i 4 5 1 为系统地发布和发现 服务提供了所需的基础结构。 基于w e b 服务技术，对于企业原有应用，在不需要对原有系统进行修改，不 影响原有系统功能的情况下，只要在原有系统的基础上加上一个s o a p 接口，就 可以将现有的、用不同技术实现的系统互联起来，提供相互的数据交流和访问操 作，进而各种不同的系统可以互相协作，形成个更为强大的大系统。企业后台 的各种应用资源通过s o a p 封装，以w e b 服务的形式部署在企业w e b 服务器上。 不同客户端的s o a p 请求，将会被嵌入在一个h t t p p o s t 请求中，发送到w e b 服务 器，w e b 服务器再把这些请求转发给w e b 服务请求处理器。请求处理器的作用在 于解析收到的s o a p 请求，调用w e b 服务，然后再生成相应的s o a p 应答。w e b 服 务器得到s o a p 应答后，再通过h t t p 应答的方式把它送回到客户端。w e b 服务实 现了对企业应用的封装。为了使企业能将自身提供的w e b 服务注册，以使别的企 业能够发现和访问这些服务，企业还必须将这些服务在u d d i 中心进行注册。 w e b 服务不但用于企业应用的集成，还为企业间的业务流程管理提供了一个 新的实现方式，通过w e b 服务的组合来形成业务流程，进而完成更为复杂的业务 1 0 山东大学硕士学位论文 协作。 2 4 本章小结 本章简要介绍了业务流程管理技术、本体理论、w e bs e r v i c e 等技术以及这 些技术在业务流程管理领域中的应用。 山东大学硕士学位论文 第3 章个性化业务流程模型 个性化业务流程，是根据客户需求获得其服务目标，由一系列能达到某个目 标的相对独立场景依照某种关系组成。本文的研究课题依据一个虚拟旅行社平台 ( p t a ) 作为原型系统，各种旅游客户可以通过网络登录该平台，提出自己的 旅游需求：客户要到某地旅游，需要相应的服务，平台根据自己的知识库里的知 识储备( 包括可提供服务的目标、达到目标的服务场景、行为等) ，通过客户与 平台的交互，系统平台对客户的需求进行分析，得到其目标以及实现这些目标的 场景及行为，最终生成符合其个性化需求的旅行服务流程。在客户整个旅行过程 中，该流程通过调用w e bs e r v i c e 为其服务。该平台可对注册的客户进行旅游咨询、 旅游线路设计和最终的旅游服务流程的生成，在客户整个的旅行过程中，该流程 一直为其服务。 在整个软件架构里，流程模型是业务流程的基础，本章首先给出个性化流程 模型定义，说明模型中各个元素之间的关系，并根据流程模型提出其执行模式， 并给出流程模型的一种实现方法。 3 1 个性化业务流程的模型定义 在整个软件架构里，流程模型的定义是最为关键的，它直接影响到了将采用 的需求分析方法以及后期的软件实现等工作。面向流程的软件，其流程模型的最 显著特点是灵活性，表现为某种程度的随意性和机动性。因此，在我们的研究中， 流程是由一系列能达到某个目标的相对独立的场景依照某种关系组成。场景内 部，则包含有许多行为，这些行为，依照能导致它们的事件之间的依赖关系组织 而成。行为，是由实时事件引发的，同时行为又可引发其他事件。流程，是由某 些启动事件引发，在一个个的场景、场景内一个个行为的实现过程中逐渐走到最 终出现结束事件为止的。 事件：事件是某事发生时的某一时间点。事件是状态转换的一个标志。例如， 把货物从仓库分发到顾客可以通过客户订单( 请求事件) 触发。还有客户登记， 订购机票，取消预定的酒店等等其他例子。 定义3 - 1e v e n t = - 山东大学硕士学位论文 e 是一个特别的类型标示符，它指明了此事件所属的领域及自身编_typeld 号。n a m e 是一个事件的名称，比如请求，鼠标按下，登录等等。t i m e 指明了 事件开始的时间。r e l a t i o n l d 描述了关系空间，这个空间包括了某一个领域内 所有事件相互之间的关系；关系空间可以通过与或图a n - - 进制树描述：值得注 意的是，一个事件有可以是独立的，如果这个事件与其他事件本身就是隔离的。 r a n k 描述了事件在流程内的重要性。图3 1 为一个相互依赖的事件树。 图3 1 事件树 行为：一个行为是在一定的资源和约束范围内，能满足一定角色需求，并且 能达到特定目标的，具有适合粒度的活动。行为通过代理( 可能是人或者软件) 执行，它能通过输入事件，产生输出事件。行为具有u s u a l ，a l t e m a t i v eo ro p t i o n 三种属性，同时具有多种状态，就绪、挂起、运行等。 定义3 2b e h a v i o r = e v e n t l i s t 描述了触发行为的事件。g o a l ，c o n s t r a i n t s 和r o l e 的定义参考定义3 4 ， 3 - 7 ，3 - 9 。i n p u t 和o u t p u t 说明了行为的输入、输出参数。r e s o u r c e l i s t 指的是行 为所必须或者消耗的资源。a t t r i b u t e $ 旨行为的属性，它只能等于u s u a l ，a l t e m a t i v e ， o p t i o n 之一。 场景：一个场景由几个行为组成，它能达到特定的目标。 定义3 3 s c e n a r i o = 场景具有唯一的类型符( s _ t y p e i d ) ，一个行为列表，一个目标指示符 ( g 且p e l d ) ，还有一些约束和属性。其中i s s t a r t s c e n a r i o 和i s e n d s c e n a r i o 属性描 1 3 山东大学硕士学位论文 述了场景是否为初始场景和结束场景，其值为b o o l e a n ，只能为t r u e 或者f a l s e 。 同时，两个场间还具有以下关系： h a s n e x t s c e n a r i o 和h a s p r e s c e n a r i o ：前提关系 s ih a s n e x t s c e n a r i os j ：前提关系意味着一个场景必须在另一个场景开始前 结束。这里，场景s i 必须在场景s j 开始前结束。同时对于s j 来说，如果s i h a s n e x t s c e n a r i os j ，则有s jh a s p r e s c e n a r i os i h a s p a r p r e s c e n a r i o ：平行一前提关系 s ih a s p a r p r e s c e n a r i os j ：平行一前提关系意味着两个场景可以平行进行，但 是一个场景必须在另一个场景结束前结束。这里，s i 必须在s j 结束前结束。例 如：预定演唱会门票场景可以与一个旅行者开始旅行同时进行，但是，仅当旅 行者到达目的地并且出发场景结束之后，预定演唱会门票场景才能结束。 h a s p a r l n s c e n a r i o ：平行一依赖关系 s ih a s p a r i n s c e n a r i os j ：平行一依赖关系意味着两个场景可以同时执行，但 是每一个场景的结果必须依赖于另一个场景的执行。这里，场景s i 年 i s j 相互平行 依赖。在这种关系下，必须有一种协商机制，以避免出现死锁的情况。例如： 预定出行的票场景必须和预定酒店场景就是这种关系，即，旅行者出行必须预 定好目的地酒店，而预定酒店又必须以出行的目的地为前提，这是显而易见的。 h a s e x c l u s i v e s c e n a r i o ：重叠关系 s ih a s e x c l u s i v e s c e n a r i os j ：代表s i ，s j 两者不能同时发生。具体哪一个场景 发生则依赖于所发生的事件。 图3 2 目标树 1 4 山东大学硕士学位论文 目标：目标可以通过一个流程，场景或者行为达到。目标可能是一个目标树 或者是一个原子目标。图3 2 是一个目标树的例子。 定义3 - 4g o a l = w e i g h t 指明了这个目标的重要性。达到一定的目标必须消耗一定的资源， c o n s t r a i n t l i s t 是实现此目标必须满足的约束条件：每一个目标都有其特征值， c o n t r i b u t i o n l i s t 此目标完成后对其他目