（计算机科学与技术专业论文）基于bpmn引擎的应用系统开发方法的研究.pdf

t h es t u d y i np a r t i a l t h e s i s 大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重声明：本论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果， 撰写成硕士学位论文基豇钮碰丑豸缸扫弘象匆乞吊妇鎏啦。除论文 中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文 中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公 开发表或未公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。 学位论文作者签名：名睢 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者及指导教师完全了解大连海事大学有关保留、使用研究生学 位论文的规定，即：大连海事大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论 文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连海事大学可以将本 学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫 描等复制手段保存和汇编学位论文。同意将本学位论文收录到中国优秀博硕士 学位论文全文数据库( 中国学术期刊( 光盘版) 电子杂志社) 、中国学位论 文全文数据库( 中国科学技术信息研究所) 等数据库中，并以电子出版物形式 出版发行和提供信息服务。保密的论文在解密后遵守此规定。 本学位论文属于：保密口在年解密后适用本授权书。 不保密( 请在以上方框内打“ ) 论文作者签名：耋多绣 导师签名： 7 孑7 勿 中文摘要 摘要 在当前复杂多变的市场环境中，很多企业对其应用系统中业务流程的管理方法和途 径上缺乏必要的改进和创新，企业的业务流程管理正迫切寻求一种具有更好的灵活性与 敏捷性的应用系统设计方式。业务流程管理( b p m ) 迎合了这种潮流并逐渐得到了广泛 接受和应用。传统的b p m 方法即首先利用业务流程建模标注( b p m n ) 建立可视 化业务流程模型，然后通过相应软件工具按照b p m n 映射规则将其映射为b p e l 执行语 言后导入b p e l 执行引擎中执行流程的方法在一定程度上提高了业务流程管理效率。然 而，两种语言天然上的不一致性在一定程度上对这种模型的转换带来了很大困难，很多 理想模型无法在完全意义上转换为可执行的b p e l 执行语言。伴随着b p m n 2 0 的问世， 企业的流程管理方法的有了一定的转变契机。很多软件厂商纷纷开始尝试并开发能够基 于b p m n 执行引擎的业务流程管理系统( b p m s ) i 拘支撑软件。 本文首先对当前企业应用系统流程管理存在的问题进行了分析阐述，然后结合当前 b p m 设计软件的发展方向，对基于b p m n 引擎下业务流程的设计实施过程中涉及到的 相关理论进行了总结和探究。 鉴于o r a c l eb p m 套件本身并没有强迫用户在b p e l 和b p m n 2 0 之间做出选择，而 是对两个规范都提供了流程引擎，并构建在一个公共共享服务上。本文接下来重点对以 b p m n 引擎为基准进行应用系统业务流程设计的一般性方法进行了总结与归纳，分析并 探讨了包括前期分析、业务建模、定义业务规则与人工任务等主要的设计过程的一般性 方法。本文在接下来以o r a c l eb p m 套件为应用工具，通过一个实际的业务报价申请流 程实例，综合分析了如何在o r a c l eb p m n 引擎下设计业务流程并尝试将业务规则、人工 任务等流程管理理念组成应用于实例当中。同时在对案例做了部署的基础上进行了测试 验证，达到预期效果。 本文最后对基于b p m n 引擎的系统设计及本文系统设计中诸多不足的地方做了概 括总结，并针对当前的b p m n 引擎市场现状及其应用前景做了一定的展望。 关键词：b p m n ；0 r a e i o ；引擎；流程；业务规则；人工任务 英文摘要 a b s t r a c t t h e r ea r es om a n ye n t e r p r i s e sl a c ko ft h en e c e s s a r yi n n o v a t i o na n di m p r o v e m e n to n t h e i rw a y sf o rb u s i n e s sp r o c e s s e sm a n a g e m e n t t h e ya r eu r g e n tt op u r s u ea ni n f o r m a t i o n s y s t e md e s i g na p p r o a c hw h i c h i sm o r ef l e x i b i l i t ya n da g i l i t y 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 ) c a t e r st ot h i st r e n da n dh a sb e e na c c e p t e dw i d e l y t h et r a d i t i o n a lm e t h o do nb p m i s t h a te s t a b l i s hav i s u a lb u s i n e s sp r o c e s sm o d e la c c o r d i n gt ob p m n ，a n dt h e nm a p p i n gi t t o b p e le x e c u t el a n g u a g et h r o u g ht h ec o r r e s p o n d i n gs o f t w a r et o o l s t h eb p e ll a n g u a g ew o u l d f i n a l l yi m p o r tt h eb p e lp r o c e s se x e c u t i o ne n g i n e t oe x e c u t ei t w h i l et h em e t h o dh a s i m p r o v e dt h ee f f i c i e n c yo fb u s i n e s sp r o c e s sm a n a g e m e n ti na c e r t a i ne x t e n t ，t h e r ei sac e r t a i n d i f f i c u l t yo nt h ec o n v e r s i o no ft h i sm o d e lf o rt h ei n c o n s i s t e n c i e sb e t w e e nt h et w ol a n g u a g e s m a n yi d e a l i z em o d e lc a nn o tc o n v e r t e dt oe x e c u t a b l eb p e le x e c u t i o nl a n g u a g ec o m p l e t e l y a st h ea d v e n to fb p m n 2 0 ，i tp r o v i d e sa no p p o r t u n i t yt oc h a n g e m a n ys o f t w a r ev e n d o r s h a v es t a r t e dt od e v e l o pt h ee x e c u t i o ne n g i n ei nt h e i rb p m sw h i c ha r eb a s e do nb p m n 2 0 t h i sa r t i c l ef i r s td i s c u s s e dp r o b l e m sa b o u tt h ec u r r e n tb u s i n e s sp r o c e s sm a n a g e m e n t ，a n d t h e ns u m m a r i z i n gt h ei m p l e m e n t a t i o no fp r o c e s sa n dt h em e t h o d sb a s e do nb p m n b u s i n e s s e n g i n ec o m b i n e dw i t ht h ed i r e c t i o no fd e v e l o p m e n t o nb p md e s i g ns o f t w a r e f o ro r a c l eb p ms u i t e sd o e s n tc o m p e lu s e r st od oac h o i c eb e t w e e nb p e la n d b p m n 2 0 ，b u tp r o v i d e sap r o c e s se n g i n ef o rb o t h ，a n db u i l t o nac o m m o ns h a r e ds e r v i c e t h i sa r t i c l ei st h e nd o i n gas u m m a r i z i n gt ot h ec o m m o nm e t h o do fa p p l i c a t i o ns y s t e m b u s i n e s sp r o c e s sd e s i g n i n gw h i c hi sb a s eo nb p m ne n g i n e t h e n ，ap r a c t i c a lp r o c e d u r e e x a m p l ei sg i v e nf o ra n a l y s i so fh o w t oa c h i e v et h eg o a lt oc r e a t eb u s i n e s sr u l e sa n dc o m p l e x h u m a nt a s k sb a s e do nb p m ne n g i n e t h ec a s eh a sb e e nd e p l o y e da n da c h i e v e dt h ed e s i r e d e f f e c t f i n a l l y ，t h ea r t i c l em a d e as u m m a r i z ef o rs y s t e md e s i g na n dt h ed e f i c i e n c i e si n v o l v e di n t h er e l e v a n td e s i g nw h i c ha r eb a s e do nb p m ne n g i n e ，a n dm a d eac e r t a i np r o s p e c to nt h e c u r r e n tm a r k e ts i t u a t i o no fb p m ne n g i n ea n di t sa p p l yp e r s p e c t i v e k e yw o r d s ：b p m n ；o r a c l e ：e n g i n e ：b u s i n e s sr u l e s ；h u m a n t a s k s 目录 目录 第1 章绪论1 1 1 研究背景及意义1 1 2 研究现状4 1 3 论文的内容安排4 第2 章b p m n 引擎相关技术分析6 2 1b p m n 体系介绍6 2 1 1b p m n 2 0 概j 签6 2 1 2b p m n 核心元素7 2 1 3 规范化b p m n 图形组合设计1 0 2 2b p m n 引擎。1 3 2 2 1b p m n 执行引擎1 3 2 2 2b p m n 引擎的应用优势1 5 2 2 3o r a c l eb p m 引擎介绍1 6 第3 章基于b p m n 引擎的应用系统开发方法1 8 3 1 业务流程的分析设计1 8 3 2b p m n 流程实现分析。2 0 3 2 1 创建b p m n 业务对象与数据对象2 1 3 2 2 设计流程交互任务2 2 3 2 3 为条件流配置数据关联2 3 3 3 业务规则的定义2 3 3 3 1 业务规则概述2 3 3 3 2 业务规则定义方式2 4 3 3 3 在b p m 中使用业务规则2 6 3 4 人工任务的定义2 8 3 4 1 人工任务概述2 8 3 4 2 从b p m 中应用人工任务2 8 3 4 3 人工任务的参与模式与定义类型2 9 3 4 4 人工任务完成的输出3 l 第4 章o r a c l eb p m 环境下报价审批流程的开发3 2 4 1o r a c l eb p m l l g 简介3 2 4 1 1o r a c l eb p mll g 套件3 2 目录 4 1 2 以用户为中心的设计工具b p ms t u d i o 3 4 4 2 报价审批业务流程3 5 4 2 1 流程功能总体概述3 5 4 2 2 业务流程建模设计3 6 4 2 3 业务流程的实施3 8 4 2 4 添加业务规则4 3 4 2 5 添加人工任务4 7 4 3 报价审批业务流程的部署与执行5 2 4 3 1 部署流程5 2 4 3 2 执行流程5 5 4 3 3 监控流程完成情况6 1 第5 章总结与展望6 3 5 1 总结6 3 5 2 展望6 4 参考文献6 5 附录全文部分相关专有名词解释6 8 致谢7 0 研究生履历。7 1 基于b p m n 引擎的应用系统开发方法的研究 第1 章绪论 1 1 研究背景及意义 在世界信息化浪潮的不断推进以及变幻莫测的企业市场环境背景下，不同企业对自 身业务流程处理表达上的灵活性和应用集成性都提出了更高要求【1 1 。为不断提高企业经 营效率及满足企业内外业务规则的不断变化，i t 人员也陆续提出了诸多不同的企业信息 系统开发方式，从结构化方法，面向过程的设计方法到面向数据、面向对象的开发方法 等。这类方法基本都遵循了一个通用的开发模式：需求分析、系统设计、编码、系统测 试、实施等1 2 】。由于这类解决方案的提出者一般都是i t 领域的专业人员，他们通过编程 的方式将业务的相关功能转换成若干数据模型、程序模块等来实现系统功能。他们通常 对企业本身的特点并不十分清晰，并容易造成商业与i t 系统的分离，使之不能达到期 望的效果【3 1 。此外，在业务需求快速变化的时代，企业信息系统需要具备良好的适应能 力来满足瞬息变幻的市场环境。通过上述传统的获取、分析、编码、测试、发布等一系 列漫长的开发阶段后，一旦用户需求发生变化，企业应用信息系统很难在短时间内做出 改变，影响运营效率【4 1 。同时，当前的很多企业应用系统在对其业务流程的控制管理以 及执行方面缺乏一定的标准规范，导致了很多企业付出巨资构建的系统并不能完全满足 自己的需求。经过不断的探索尝试，人们逐渐开始认识到传统的应用系统开发方法并不 能充分将业务人员更好的加入进来，特别是涉及到业务人员的参与需求时更是如此。同 时，传统的应用系统在处理企业业务时在下述方面存在诸多不足【4 j1 5 】【6 】： ( 1 ) 在应用系统开发过程中，根据需求分析设计出来的业务知识进行过程代码的转 换时，通常无法在实现语义上达到完全的匹配； ( 2 ) 当应用信息系统借助业务编码实现其过程功能后，两者之间会形成紧密的依赖 性，带来的后果是业务过程中的知识元素无法独立发挥作用，包括业务规则在内的业务 建模、维护和管理趋向复杂化； ( 3 ) 由于通过编码设计的信息系统通常由专业人员参与完成，业务人员很难理解其 精确语义，当系统交付使用后，业务人员很难根据需求变化做出适当的业务调整。 第1 章绪论 基于以上认识及业务需求发展的需要，相对传统以数据为核心的应用信息系统开发 方法，以面向流程为核心的设计思想会更适合在企业的业务需求，它能更方便的将b p m 的特色运用到系统中，更好的让业务人员通过抽象建模等参与到实际的应用设计中。业 务流程管t 里( b p m ) 作为当代流行的管理理念得到了空前的发展。 表1 1 各种应用信息系统开发方法的比较 t a b 1 1t h ec o m p a r ea m o n gd i f f e r e n tw a y so fa p p l i c a t i o ni n f o r m a t i o ns y s t e md e v e l o p m e n t 基本特征原理关注点优缺点 视系统为过程的集合体。 注重对过程的描述，利h j 数据 松耦合、高内聚。但开发周 结构化方法 流图及实体联系图模型理解 过程 期长，难以适应环境变化，开发 分析问题。 过程相对繁琐。 注重模块化思想。自上往 下步步求精，偏重系统功能的 简单易用，但程序正确性不 面向过程方法 需求，程序员完成程序执行的 过程 易保证，稳定性差，开发困难， 控制。 不易维护。 强调以数据为中心，侧重 数据结构的设计表述，把问题 处理大量数据情况下简单高 面向数据方法 的数据结构映射转换为程序 数据 效，但在数据量小及处理s e o 时 结构。 显得过于繁琐。 视信息系统为一起工作 来完成相关任务的相互作用 缩短了开发周期，重用性与 面向对象方法 的对象集合。利用封装、继承、 对象事 继承性好。但缺乏整体系统划分， 多态等特征及对象问的消息 物 不利于从科学管理角度管理维 传递机制构筑系统。 护。 认为流程是基本实体。以满足不断变换的逻辑环境， 活动和消息为语义核心，通过 业务流 提高业务流程的敏捷性。综合和 面向流程方法 提供动态企业应用模型显示 程 扩充了业务流程与企业集成，提 表达商业逻辑和动态行为。高了信息系统的灵活性。 2 基于b p m n 引擎的应用系统开发方法的研究 以流程为中心的应用信息系统设计方法以一种新的基础将商业管理实践引入到系 统中，并借助相关的业务流程管理系统，实现业务流程的管理实践。一直以来企业b p m 设计的主要方法是先通过业务分析人员对流程进行业务分析并采用b p m n 标准进行抽 象建模，然后由技术人员通过一定的编排规则将b p m n 抽象模型进行编排组合，使之 转换成一种可执行的业务流程进行实施【刀。其中由微软、i b m 、b e a 等国际大公司合作 开发的b p e l 业务流程执行语言作为一种事实上的执行标准，得到普遍的应用和推广， 并陆续出现了很多相关的b p e l 执行引擎。利用这种方法在一定程度上实现了从建模阶 段利用b p m n 将各种流程元素用图形化的方式统一定义出来，方便业务分析设计人员 的理解，到执行阶段通过将b p m n 转化为b p e l ，实现流程从业务建模到业务执行的无 缝链接【8 1 。然而针对复杂的业务流程，利用b p e l 执行引擎的也存在着一些难以回避的 局限性： ( 1 ) b p e l 是一种执行语言，如果用于供业务分析人员来捕获或设计业务流程则显得 过于琐碎和专业化； ( 2 ) 尽管通过b p m n 到b p e l 转换在一定程度上消除了业务人员对业务流程理解上 的困难，但b p m n 是面向图形的，而b p e l 主要是严格嵌套的块结构语言，且b p e l 强加在系统的语法结构比b p m n 严格的多，两者的不兼容导致了在循环结构和并行结 构等工作流形式上转化的困难，并容易导致不期望的语义出现【9 l ； ( 3 ) b p e l 块结构语法限制了它对一些特定流程模型的处理能力，比如复杂人工交互 盘蟹 奇； ( 4 ) 对b p m n 转换成的b p e l 代码可读性较差； ( 5 ) 对b 2 b 协作缺少必要的支持。 随着b p m 市场的成熟，很多软件厂商开始针对传统业务流程引擎的各种缺陷，进 行研究开发更加适应企业需求的应用引擎。其中一个关键目标是如何在业务流程开发执 行中跨越b p m n 到b p e l 的映射，实现图形化模型的直接执行，达到业务流程设计的“所 见即所执行 的结果。幸运的是，b p m n 2 0 的提出与扩展，给业务流程的这种实现愿 望提供了机遇，并且一些流程套件已经开始支持b p m n 2 0 ，这对业务增强的实现是一 个绝好契机。 3 第1 章绪论 相对b p m n l x 版本，b p m n 2 0 版本在编排和会话图解上的诸多改进支持了精确语 义的定义1 1 0 】。应用b p m n 2 0 执行引擎已经变得现实，目前新版本的支持者包括了i b m 、 o r a c l e 、r e dh a t 等二十多家知名公司。新的标准将有助于多角色的企业类建模、跨流程 的编排，相信会得到更多使用者的欢迎。不同厂商已经提出了独立的b p m n 执行引擎 并已经开始了有意义的尝试。 1 2 研究现状 目前，b p m 市场已经成为发展速度撮快的中间件市场之一，过硬的技术、稳定的 供应商以及快速增长的用户群已然成为当前主流软件的特剧1 1 】。像o r a c l eb p m 融合中 问件、i b m 的w e b s p h e r eb u s i n e s si n t e g r a t i o n 系列产品、b e aa q u a l o g i cb p ms u i t e 以 及i d s 公司的a r i s 等都发布并拥有了一套核心技术产品和相对丰富的实施经验，并为 客户提供了优良的b p m 实施平台和业务流程咨询服务【1 2 1 【1 3 1 【1 4 l 。 目前关于b p m 的相关解决方案层出不穷，但针对b p m n 2 0 特点提供b p m n 执行 引擎的b p m 应用厂商还不是很多，但已经有很多厂商瞄准了这个市场机遇。i b m 、 o r a c l e 、s a p 等公司都已经对b p m n 2 0 做出了提交和支持【1 5 】。像o r a c l eb p m 套件是第 一个基于b p m n 2 0 的b p m 套件，i b m 从w e b s p h e r eb u s i n e s sm o d e l e r7 0 开始对 b p m n 2 0 提供支持。此外，r e dh a t 的j b p m 从4 3 版本开始通过引入新的a p i 、新的 工具，也明确了对b p m n 2 0 的支持，在最近的j b p m 5 中更是将其创新重点放在了可执 行b p m n 2 0 上。此外，a l f r e s c o 软件新近开发的基于a c t i v i t i 业务流程管理的开源项目 基于了a p a c h e2 许可的b p m n 2 0 引擎，现在正在进行o m g 的标准审划1 6 l 。相信随着 时间的推移，将会有更多在b p m n 2 0 引擎应用上获得更多的选择和满足。 1 3 论文的内容安排 本文共分为五章。 第1 章，绪论。主要介绍了论文的研究背景及其意义，并分析了目前b p m 执行引 擎的相关研究现状。 4 基于b p m n 引擎的应用系统开发方法的研究 第2 章，b p m n 相关理论与技术。对b p m n 的核心元素、规范化组合等基本定义 做了分析，并对支持b p m n 2 0 执行的流程引擎进行了分析，概括了利用b p m n 2 0 执行 引擎设计执行业务流程相比传统业务流程执行方式的优越之处。 第3 章，基于b p m n 执行引擎的开发方法。本章主要在设计理念方面对业务流程 从业务需求建模到最终流程实施的一般性方法进行了详细阐述，其中涉及了业务规则的 定义、各种类型人工任务的定义与介绍等。 第4 章，o r a c l eb p m 环境下的报价审批流程设计。首先介绍了o r a c l eb p ml l g 的 运行架构及设计环境。然后从实践的角度，以o r a c l eb p ms u i t e s1 l g 为应用工具，设计 了一个实际的报价审批业务流程，对流程从分析到设计再到执行部署的过程做了详细的 介绍，并在实际流程中加入了复杂人工任务与业务规则等。 第5 章，总结与展望。对全文的工作进行了总结并对一些不足之处做了指明，提出 了今后的可能研究方向。 5 第2 章b p m n 引擎相关技术分析 第2 章b p m n 引擎相关技术分析 通过对前述各种信息系统开发方法的比较分析及考虑到b p e l 执行引擎所带来的局 限性，可以明确基于b p m n 引擎的信息系统设计的理念将更为理想和灵活敏捷。业界 也已陆续对其进行了相关的开发，并已经得到切实应用。本章将围绕b p m n 引擎，介 绍其相关的理论支持，包括b p m n 各类标注的表现形式与意义，并对b p m n 引擎的基 本结构和优势做了分析，同时概括了o r a c l eb p m 套件的统一执行引擎。 2 1b p m n 体系介绍 b p m n 作为针对业务流程的专门的建模优化标准，自从问世以来，由于其在业务流 程设计方面体现出来的优越性被广泛接受。正如u m l 是实现和设计软件的建模标准， b p m n 在业务流程的设计建模方面，特别是随着去年b p m n 2 0 的发布推广，为业务流 程管理开拓了新的领域和设计方式。 2 1 1b p m n 2 0 概述 b p m n 的全称为业务流程建模标记, _ l k 务流程建模标注( b u s i n e s sp r o c e s sm o d e l i n g n o t a t i o n ) ，是由对象管理组织( o m g ) 管理的一种公共的建模标准。它通常被解释为一种 供业务流程分析人员和流程使用者应用的业务友好型流程图符标注。b p m n 提供了流程 交互、异常处理和语义补偿等诸多功能，并具有的很好的适应能力，可以从高度抽象的 业务流程轮廓里捕捉到所需的所有要素并将其分解为更细致的业务流，进而对设计好的 流程进行实施【1 7 】。b p m n 除了作为一个图解标准以外，其另一个主要价值就是它所提供 的图符背后的精确语义图符的形状、符号、边界、图符中图示元素的布局以及它们 的属性都有着很明确的定义。它们会在相关的流程工具的支持下用一种统一的规定来解 释。目前，它已经广泛被商业和开源b p m s 工具的供应商所接受【1 8 】。 今天b p m n 版本已经发展到了2 0 标准。尽管b p m n l x 版本也对业务流程建模标 注提供了完全的支持，但它存在着包括对格式转换( 图符的交换) 0 0 无能为力使对支持实 现b p m n 的软件供应商不得不采取不同的标准( 如b p e l ，x p d l 以及其它专门的格式) 来存储b p m n 流程模型等很多不足。这就导致了b p m n 模型在不同工具间可移植应用 6 上的缺失，同时也使得b p m n 模型在不同的利益相关者之间的交流变得异常困难【1 9 1 。 而b p m n 2 0 对标注、元模型以及流程交汇等都有着唯一的规范。另外，b p m n 2 0 已经 被扩展为将业务流程编排包含在过程模型当中【2 0 1 。 以下列举了b p m n 2 0 相比其它建模语言的突出优势： ( 1 ) 包含了对u m l 格式或x m l 格式的图形交互与模型交互的支持。使得不同软件 供应商支持下的b p m n 模型具备了相互的可移植性； ( 2 ) 为b p m n 所有元素提供了标准的执行语义。b p m n 2 0 不仅可以用来获得业务 模型，还能够作为一种执行模型来应用。通过i t 技术可以简明的将流程实施细节建立 在业务流程模型之上，使得业务1 t 协作更加高效。在过去，业务流程的丌发是由业务 人员来完成，他们通常与实施和执行那些流程的业务代表严格的分离开来，进而需要手 动的将最初的流程模型转化为执行模型。而这种转化会存在错误和阻抗不匹配等问题， 这就给实现业务模型和执行模型之间的同步性带来了很大困难1 2 1 】。支持b p m n 建模的 软件供应商也只能使用诸如b p e l 和x p d l 等标准来保存和执行b p m n 业务模型。在 b p m n 2 0 下，一个模型就是一个实现，而无需涉及从b p m n 模型到其他模型的转换问 题； ( 3 ) 为业务模型的延伸和图解扩展定义了一个扩展机制； ( 4 ) 重新定义了事件的组合和关联性； ( 5 ) 对基于b p m n 规则的人工交互与b p e l 4 p e o p l e 的定义进行了延伸，最后在w e b 服务的服务模型中进行应用【2 2 1 。 2 1 2b p m n 核心元素 对于b p m n 本身而言，它存在并发展的主要驱动力就是它为业务流程建模提供了 简单易懂的建模机制的同时，也解决了业务流程本身固有的复杂性【2 3 1 。而b p m n 在解 决这两个矛盾要求所利用的方法，就是将b p m n 标注图符根据其表现的不同方面组织 成各种特定的种类。这样就提供了若干组图符类别使得应用b p m n 的人员可以轻松识 别基本类型的元素并理解其图解含义。b p m n 2 0 中，有五种基本元素： ( 1 ) 流对象( f l o wo b j e c t s ) ：定义业务流程行为的主要图符元素，主要包括事件 ( e v e n t s ) 、活动( a c t i v i t i e s ) 以及网关( g a t e w a y s ) ； 7 第2 章b p m n 引擎相关技术分析 ( 2 ) 数据( d a t a ) ：主要由数据对象( d a t ao b j e c t s ) 、数据输入与输出( d a t ai n p u t d a t a o u t p u t ) 以及数据存储( d a t as t o r e s ) 四个元素来表示； ( 3 ) 连接对象( c o n n e c t i o no b j e c t s ) ：主要由顺序流( s e q u e n c ef l o w ) 、消息流( m e s s a g e f l o w ) 矛l 关联( a s s o c i a t e ) 圣 h 成： ( 4 ) 泳道( s w i ml a n e s ) ：主要分为两个组成元素，即池( p o o l s ) 和道( l a n e s ) ； ( 5 ) 人工产品( a r t i f a c t s ) ：主要用于对流程提供附加信息，目前b p m n 模型及其建模 工具可以自由支持增加很多人工产品，其中主要有两种组( g r o u p ) 矛l 文本注释( t e x t a n n o t a t i o n ) 。 以下b p m n 图符的基本建模元素及其描述列表： 表2 1 b p m n 流对象基本元素 t a b 2 1t h eb a s ee l e m e n t sa b o u tf l o wo b j e c t si nb p m n 元素描述图形化描述 活动是业务流程里的基本单元。可 f t a s k e1 以是一个任务( 人工任务、服务任务、 发送和接收任务、脚本任务等) 也可以 活动 是一个流程( 包括内嵌的子流程) 。任 任务 务一般就指的是单一的业务活动，内嵌 【b n - p 篙r o e c 一 子流程可以进行展开或者合并的操作， 并能够访问流程数据。 子流程 由流程本身触发或者外部流程接收 o o 到的事件。一般是有t r i g g e r 和r e s u l t 两 事件 种形式，t r i g g e r 代表了某一事件发生而 触发事件，r e s u l t 代指了会产生的某些结 果。事件可以发生在流程的开始、中间 或者结束。 控制流程和业务编排中顺序流的分 离和聚合。确定路径的分支、合并和连 网关 接。分为x o r ( 有且只有一个路径可以 通过) 、o r ( 一个或多个路径可通过) 、 a n d ( 指示平行的路径) 三种网关类型。 8 基于b p m n 引擎的应用系统开发方法的研究 表2 2b p m n 连接对象基本元素 t a b 2 2t h eb a s ee l e m e n t sa b o u tc o n n e c t i o no b j e c t si nb p m n 元素描述符号示例 表示了一个业务过程中相关流程的执行顺序。条件流 条f t qj l 页序流 顺序流 附带了流程中的相关条件限制，米判定此流是否可以激活 、 执行。默认流通常存在于一个网关的多个分流条件下，当 r 。 所有都不为真时，默认流被激活。此外还有异常流等。 默认顺序流 川米表示两个参与者准备发送和接收的信息的流，在0 - - _ 消息流b p m n 中，协作图中两个不同的池( p 0 0 1 ) 代表了两个不同 消息流 的参与者。 利用b p m n 图形元素连接信息和人工产品。文本注释和 关联其它人j = 产品可以和图形元素关联起来。关联图形的箭头 表示了流程的流向。对一个业务的输入输出的描述信息可 4 , 1 6i , 0 44 d ” 以通过关联附加在业务流程上。 关联 表2 3b p m n 泳道与数据对象基本元素 t a b 2 3t h eb a s ee l e m e n t sa b o u ts w i ml a n ea n dd a t ao b j e c t si nb p m n 元素描述符号示例 用丁包含其它图形元素，并把这些元素 池 与其他参与者区分开来。在流程中用于显示 盘 e 在业务交互过程中的不同参与者之间的互 霉 池z 动。每个泳池的活动通常都有自己的流程。 通过池来重新划分出来的就是若干垂 0 直或平行的道。用来对活动进行组织和分i 道 0z 道 类。泳道通常根据角色进行划分，一个泳池 = ：。 里的流程活动可以跨过泳道进行传递，顺序 z0 i 道 流可以跨泳道，但消息流不可以。 z 数据对象提供了关于活动要求执行什 曲 么及它们产生了什么。数据对象可以表示一 数据对象 个单独对象也可以表示对象的集合。数据输 入和数据输出为流程提供了相同的信息。 9 第2 章b p m n 引擎相关技术分析 表2 4b p m n 人工任务基本元素 t a b 2 4t h eb a s ee l e m e n t sa b o u ta r t i f a c t si nb p m n 元素描述符号示例 相同目录下的图形元素的分组。这种分组类别不 组( 包含 会影响到组中的顺序流。目录名称会在图符上显示出 ，一 f 着同类别来，目录名称就是组的标签。目录可以被用来做文档 l 对象的方或者用于分析。组里的对象目录可以直观的在图解中 i l j 框) 显示出来。 组别 文本注释文本标签是一种建模机制，可以为b p m n 图解的 ( 附件在使用者提供附加的文本信息，增加流程的可读性。它 嘲微陬t 关联上)必须与关联一起应用。 文本注释 2 1 3 规范化b p m n 图形组合设计 对于o m g 使用和推广b p m n 的初衷而言，其一是设计一种业务分析人员和技术分 析人员均可使用的通用符号标注。还有一个重要原因，就是希望应用这种能够转换为可 执行语言( 如b p e l ) 的符号机制，尽可能的让这种转换达到最佳的转换效果。业务分 析人员可以很轻松地掌握b p m n ，市场上也有很多软件可以将b p m n 转换为b p e l 。可 见这两个目标在实现上都很成功。但是在将b p m n 流程转换为b p e l 时由于存在着各种 问题，比如b p m n 支持任意循环，而b p e l 只支持个入口和一个出口( w h i l e ) 的结 构化循环；b p m n 图表中的流和循环越多，在对应b p e l 中的差异就越多等【2 4 】。模型 的形状各异导致开发人员和企业之间的交流变得更加困难，也加深了解决问题、添加特 性和改进业务流程的难度。而以块的形式和不同的抽象级别组织流程可以显著减少 b p m n 和b p e l 之间的差异。对此，业界曾经提出了规范化的b p m n 图形组合设计的 思想，即通过对b p m n 的系列单一图符进行整合组装，将其变为若干的流程模型块。 这些流程模块需要保证在经过测试后能够完全无损的转换为b p e l 执行语言。 通过这种规范化的流程标注组合定义，主要有以下几点考虑目的： 1 0 基于b p m n 引擎的应用系统开发方法的研究 ( 1 ) 以组合的方式设计出能映射成b p e l 的b p m n 模型可以提高业务模型的创建执 行效率。当设计某业务流程模型时，特别是需要涉及到b p m n 到b p e l 的模型转换的情 况下，除了要理解掌握b p m n 图符的标记规则外，还需要掌握b p e l 映射规则。b p m n 的各个元素都有相互对应的b p e l 执行语句。根据用法的不同，使用者需要掌握每个元 素的转换语义，目前业内也已经定义了b p m n 到b p e l 的映射规范。这通常需要相关人 员花费更多时间精力来理解掌握这种从单一元素出发的元素语义对应关系。而通过对 b p m n 的规范化处理，将设计业务流程时常用的、得到普遍认可的块模型进行统一归纳 总结后，设计者就无需从原子的角度理解掌握元素间的对应关系，而可以直接把握每个 b p m n 组合，组合建立模型。这是规范化的b p m n 组合最重要的应用目的。 ( 2 ) 使业务流程具备统一规范化的b p m n 表示。每个业务流程设计者可能对相同业 务活动根据自己的着眼点设计出不同的图符化表示结构。同样，相同的b p e l 可能会匹 配不同的b p m n 模型表示形式。为此，可以通过这种方式促进这些等价的建模模块记 载的统一化。 ( 3 ) 可以将其作为学习b p m n 与b p e l 的补充文本。对于了解b p m n 的人而言，能 够更好的理解规范化的组合形式模型，而对于想了解b p e l 概要的人来说，可以通过这 种组合形式更容易、更直观的理解b p e l 编排的架构和其功能的实现范围。 关于规范化的b p m n 组合可以分为两大类：流量控制与组合服务。其中流量控制 可以包括基本控制( 如顺序执行、并行执行等) 、路径选择( 如排他、包含等) 、循环控制 和异常处理等。其中的基本控制表示了b p m n 图形元素的基本活动模式。例如，在顺 序执行中，前一个活动结束后就会启动后续的任意活动，它表示了一种静态的执行顺序 模式。活动或者活动的重复次数，则是由动态活动模式决定的；路径选择是指一个以上 的流量控制模式，是通过条件来确定路径的流量和流向的控制模式；循环控制是指关于 任务、子进程、重复的行为和含有预定的控制回路的控制模式。下表所示为流程控制中 部分典型的规范化组合： 第2 章b p m n 引擎相关技术分析 表2 5 简单规范化b p m n 组合举例 t a b 2 5s i m p l es t a n d a r d i z e db p m nc o m b i n a t i o n 类别目的规范化图形表示 顺序执根据前边的活动命令，开 行始下列活动直至结束，用于表 t 诎t a c kbt a z kc 示一系列的活动 代表并发的行为活动。任 并行执 务b 、c 、d 作为并行的任务， 行 都执行完毕后执行任务e ll 尽