（计算机科学与技术专业论文）规范化的bpmn设计方法与工具的研究.pdf

r e s e a r c ho ns t a n d a r d i z e db p m n d e s i g nm e t h o d sa n dt o o l s at h e s i ss u b m i t t e dt o d a l i a nm a r i t i m eu n i v e r s i t y i np a r t i a lf u l f i l l m e n to ft h er e q u i r e m e n t sf o r t h ed e g r e eo f m a s t e ro fe n g i n e e r i n g b y z h a o j i n g ( c o m p u t e rs c i e n c ea n dt e c h n o l o g y ) t h e s i ss u p e r v i s o r ：p r o f e s s o rc h e nm i n g s h e n g j u n e2 0 1 1 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竺趣菹化的曼巡遮盐左这皇王县的班究= = 。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，均已在文中以 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。 位论 文的 学位 描等 学位 文数 行和 学位论文作者签名： 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 中文摘要 摘要 为了能够标准化的进行业务流程管理，业务流程管理组织( b p m i ) 制定了一 些开发的规范，其中包括业务流程建模图符( b p m n ) 。b p m n 是业务流程管理系 统体系结构的核心部件之一。b p m n 的设计目标是简单易用，同时能够对复杂的 业务流程进行建模。业务流程执行语言( b p e l ) 是一种以x m l 来描述业务流程的语 言。通过使用b p e l 可以实现在不同平台上的业务流程的跨平台整合服务。 在b p m n 引擎中，从业务模型到执行模型的转换，通常情况下可以正常进行。 但是，还存在着无法从b p m n 向b p e l 映射的情况，例如循环结构，意味着在b p m n 引擎中无法顺利执行业务流程。这是由模型转换之间存在的语义失配问题造成的。 针对上述问题，本文基于b p m n 理论尝试性的提出了规范化的b p m n 设计方 法，并对现有的b p m n 设计工具进行了功能扩展。通过方法的实现，解决了从 b p m n 无法向b p e l 映射的问题，使业务模型到执行模型可以顺利的进行转换。 通过对业务流程进行仿真，验证了设计方法的合理性和有效性。设计工具的功能 扩展，节省了业务流程建模设计的时间，提高了b p m 设计与实施的效率。 关键词：规范化；b p m n ；b p e l ；映射 英文摘要 a b s t r a c t i i lo r d e rt os t a n d a r d i z et h eb u s i n e s sp r o c e s sm a n a g e m e n t , t h eb u s i n e s sp r o c e s s m a n a g e m e n ti n i t i a t i v e0 3 p m i ) d e v e l o p e dan u m b e ro fo p e ns t a n d a r d s ，i n c l u d i n g b u s i n e s sp r o c e s sm o d e l i n gn o t a t i o n ( b p m s ) b p m ni st h ec o r ec o m p o n e n t so f b u s i n e s sp r o c e s sm a n a g e m e n ts y s t e ma r c h i t e c t u r e b p m ni sd e s i g n e dt ob ee a s yt ou s e , w h i l ep 删d i i l gt h ea b i l i t yt om o d e lc o m p l e xb u s i n e s sp r o c e s s e 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 e ( b p e l ) i sa nx m l l a n g u a g et od e s c r i b eb u s i n e s sp r o c e s s e s i tc a n b ea c h i e v e dt h a tb u s i n e s sp r o c e s s e si nd i f f e r e n tp l a t f o r m sc r o s s - p l a t f o r mi n t e g r a t i o n s e r v i c e sb yu s i n gb p e l i nb p m ne n g i n e ，t h et r a n s f o r m a t i o nf r o mb u s i n e s sm o d e lt op e r f o r mm o d e l ， u s u a l l yc a nb ea c h i e v e d w h i l e ，t h e r ea r cn o tm a p p i n gf r o mb p m nt ob p e l , f o r e x a m p l el o o ps t r u c t u r e , w h i c hm e a n st h a tb u s i n e s sp r o c e s si nt h eb p m ne n g i n ec a nn o t b ee x e c u t es m o o t h l y t h i si sm u s e db ys e m a n t i cm i s m a t c hb e t w e e nt h ec o n v e r s i o n so f t h em o d e l s f o rt h i sp r o b l e m ，t h i sp a p e rt e n t a t i v e l y 胛o p o s e dat h e o r ys t a n d a r d i z e db p m n d e s i g nm e t h o db a s e do nb p m n ，a n de x p a n d e de x i s t i n gb p m nd e s i g nt o o lo nf u n c t i o n s t h r o u g ht h em e t h o d , i ta c h i e v e dt os o l v et h ei s s u et h a ti tc a n tm a k em a p p i n gf r o m b p m nt ob p e l , m a k e 也eb u s i n e s sm o d e lt ot h ee x e c u t i o nm o d e lc a nb ec o n v e r t e d s m o o t h l y t h r o u g hb u s i n e s sp r o c e s s s i m u l a t i o nt o v e r i f yt h ed e s i g nm e t h o di s r e a s o n a b l ea n de f f e c t i v e t h r o u g hf u n c i t i o ne x p a n s i o no fd e s i g nt o o l ，i ts a v e db u s i n e s s p r o c e s sm o d e l i n gd e s i g nt i m e ，i m p r o v e d t h e e f f i c i e n c y o ft h e d e s i g n a n d i m p l e m e n t a t i o no f b u s i n e s sp r o c e s sm a n a g e m e n t k e yw o r d s ：s t a n d a r d i z e ；b p m n ；b p e l ；m a p 目录 目录 第1 章绪论1 1 1 研究背景及意义1 1 2 国内外研究现状3 1 3 研究目标3 1 4 论文的主要工作和结构内容4 第2 章b p m n 到b p e l 映射存在的问题5 2 1b p m n 概述5 2 1 1b p m n 的适用范围6 2 1 2b p m n 的用途7 2 1 3b p m n 的特性7 2 2b p m n 体系8 2 2 1b p m n 中的b p d 8 2 2 2b p m n 元素9 2 3b p m n 到b p e l 映射存在的问题13 2 3 1b p m n 到b p e l 映射分析1 3 2 3 2 无法映射到b p e l 的b p m n 元素1 4 2 3 3 无法映射到b p e l 的b p m n 循环结构1 4 第3 章规范化的b p m n 组合模式1 6 3 1 规范化的b p m n 组合模式的应用目的1 6 3 2 规范化的b p m n 组合模式的分类17 3 2 1 流量控制的分类1 7 3 2 2 组合服务的分类1 8 3 3 各种分类模式的规范化图形1 9 3 3 1 流量控制中的基本控制l9 3 3 2 流量控制中的路径选择2 4 3 3 3 流量控制中的循环控制2 9 3 3 4 流量控制中的异常处理3 4 3 3 5 组合服务中的接收服务请求4 3 3 3 6 组合服务中的服务调用5 0 第4 章规范化的b p m n 设计工具的开发5 9 4 1b p m n 建模工具的对比。5 9 4 1 1o r a c l eb p ms t u d i o 介绍5 9 4 1 2i b p m 5 介绍6 0 目录 4 1 3t i b c ob u s i n e s ss t u d i o 介绍6 1 4 2 在t i b c ob u s i n e s ss t u d i o 中实现规范化的b p m n 图形工具的开发6 2 4 2 1 流量控制类b p m n 图形6 3 4 2 2 组合服务类b p m n 图形6 5 第5 章规范化的b p m n 的功能验证。6 7 5 1 业务流程设计6 7 5 1 1 业务流程功能概述6 7 5 1 2 规范化的b p m n 在业务流程中的应用6 7 5 2 规范化的b p m n 功能的验证6 8 5 2 1 业务流程建模6 8 5 2 2 业务流程仿真准备工作6 9 5 2 3 业务流程仿真7 2 第6 章总结与展望7 6 6 1 总结7 6 6 2 展望7 6 参考文献7 7 致谢8 0 规范化的b p m n 设计方法与工具的研究 第1 章绪论 1 1 研究背景及意义 b p m ( b u s i n e s sp r o c e s sm a n a g e m e n t ) ，即业务流程管理，是一套达成企业各 种业务环节整合的全面管理模式。随着不断升温的企业应用需求热度，b p m 出现 在了人们的视线当中，其日益成为了广泛讨论的热议话题。企业信息化( e n t e r p r i s e s i n f o r m a t i z a t i o n ) 实质上是将企业的生产过程、物料移动、事务处理、现金流动、 客户交互等业务过程数字化，通过各种信息系统网络加工生成新的信息资源，提 供给各层次的人们洞悉、观察各类动态业务中的一切信息，以做出有利于生产要 素组合优化的决策，使企业资源合理配置，以使企业能适应瞬息万变的市场经济 竞争环境，求得最大的经济效益【l 】。当企业面对纷繁复杂的业务流程却无法在有效 的时间内得以管控的时候；当企业在面对战略目标与员工执行不到位的时候；当 企业并购加剧，面临解决不同企业信息平台异构问题的时候等等，出现上述的问 题困扰着企业管理者时，急需一个有效的解决办法将企业的流程理清逻辑，使其 可视化、可控化并实现流程与业务的可持续优化，让企业的业务执行传承企业的 战略目标要求，并且能够跟随市场的变化随需应变【2 】。通过构建一个共同的流程平 台，将异构的信息平台进行有效的整合并实现一体化的b p m 便是这样一个最佳的 实践帮手。从具体实施的层面看，b p m 还可分为流程分析、流程定义与重定义、 资源分配、时间安排、流程管理、流程质量与效率测评、流程优化等【3 】。近年来， b p m 在企业应用程序整合( e a i ，e n t e r p r i s ea p p l i c a t i o ni n t e g r a t i o n ) 以及s o a ( 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 ，面向服务的体系结构) 中的广泛应用，随之衍生 出了相关的定义标准，以此来规范地描述和优化管理业务流程【4 1 。 b p m n ( b u s i n e s sp r o c e s sm o d e l i n gn o t a t i o n ) 业务流程建模符号是由b p m i ( t h e 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 ) 开发的一套标准。经过b p m i 工作组超过2 年的努力之下，b p m i 于2 0 0 4 年5 月对外发布了b p m n1 0 规范。b p m n 的主要 目标是提供一些被所有业务用户容易理解的符号，从创建流程轮廓的业务分析到 这些流程的实现，包括最终用户的管理监控【5 】。b p m n 也支持提供一个内部的模型 可以生成可执行的b p e l 。因此，b p m n 的出现，弥补了从业务流程设计到流程开 发的间隙【6 】。 第1 章绪论 b p e l ( b u s i n e s sp r o c e s se x e c u t i o nl a n g u a g e ) 即业务流程执行语言。作为面向 w e b 服务的业务流程执行语言，b p e l 是一种使用w e b 服务定义和执行业务流程 的语言【7 】。在b p e l 中的流程统一使用x m l 文档来写入，这样使得建立在不同的 符合b p e l 规范的平台或产品上的流程，都能够做到像网络服务一样跨平台交互。 b p e l 的前身是i b m 的w s f l 和微软的x l a n g t 8 1 。w s f l 即w e bs e r v i c ef l o w l a n g u a g e ，是由i b m 所设计的一种基于有向图概念的流程模型，具有直观性和灵 活性的特点；x l a n g 是以过程代数为基础的工作流程描述语言，在结构化构造方 面具有优势【9 1 。随着w e b 服务标准的广泛流行，应用程序将以粗粒度的功能为单 位，用w e b 服务规范封装，对外提供一致的服务。这时，迫切需要一种开放的标 准，能够对现存的以及新创建的服务以某种规则进行调度与协调，最终形成具有 某种商业价值的业务流程。b p e l 标准就是在这种需求下应运而生。b p e l 组合了 以上提到的这两种语言，融合了这两种标准的长处，继承了图模型的直观性和灵 活性，同时又对异常处理进行了很好的支持，并提供了丰富的词汇来描述业务流 程【l o 】。b p e l 通过组合、编排和协调w e b 服务自上而下地实现面向服务的体系结 构，b p e l 提供了一种相对简单易懂的方法，可将多个w e b 服务组合到一个新的 复合服务( 称作业务流程) 中。b p e l 标准的早期版本称为b p e l 4 w s ( b u s i n e s s p r o c e s se x e c u t i o nl a n g u a g ef o rw e bs e r v i c e ) ，后改名为w s b p e l ( w e bs e r v i c e b u s i n e s sp r o c e s se x e c u t i o nl a n g u a g e ) ，可简称为b p e l 1 l 】。b p e l 的第一个版本诞 生于2 0 0 2 年8 月。此后，随着许多主要供应商( 包括o r a c l e ) 的纷纷加入了，催 生了多项修改和改进，并于2 0 0 3 年3 月推出了1 1 版。2 0 0 3 年4 月，b p e l 提 交结构化信息标准促进组织( o a s i s ) 以实现标准化，并组建了w e b 服务业务流 程执行语言技术委员会( w s b p e lt o ) 。该努力使b p e l 在业界获得更广范围的 认可。 在企业内部，b p e l 用于标准化企业应用程序集成以及将此集成扩展到先前孤 立的系统。在企业之间，b p e l 使与业务合作伙伴的集成变得更容易、更高效。 b p e l 激发企业进一步定义它们的业务流程，从而导致业务流程的优化、重新设计 以及选择最合适的流程，进而实现了组织的进一步优化【1 2 】。b p e l 中描述的业务 流程定义并不影响现有系统，因此对升级产生了促进作用。在已经或将要通过w e b 服务公开功能的环境中，b p e l 是一项重要的技术。随着w e b 服务的不断普及， 规范化的b p m n 设计方法与：j ：具的研究 b p e l 的重要性也随之提高。 1 2 国内外研究现状 目前，已经存在的支持b p e l 的引擎有二十几个，有一些是由i b m 、o r a c l e 和微软这些大公司所开发的，例如微软丌发的b i z t a l ks e r v e r2 0 0 6 ，它提供两大核 心功能：消息通信能力以及业务流程的编排和驱动能力，以及w e b 服务发红向导， 并支持b p e l 的导入和导出。还有一些是丌源的项目，例如a c t i v e b p e l 引擎的最 新版本3 0 ，完全支持w s b p e l 2 0 规范。其包含引擎和定制工具以及控制台，虽 然定制工具并非开源，但经过对比，此引擎也是目前开源b p e l 引擎中相当不错 的一个。 然而，b p e l 引擎负责b p e l 定义的解析和执行，为b p e l 流程提供运行环境。 将b p m n 转化或说是映射成b p e l 的工作，并不包括在内。目前，国内外对于从 b p m n 到b p e l 映射的主要的研究，有i b m 公司的s t e p h e n a w h i t e 1 3 1 在一篇名为 ( ( u s i n gb p m n t om o d e lab p e lp r o c e s s ) ) 文章中提到了旅行预订的这样一个例子， 并详细描述了从b p m n 的形式映射到了b p e l ，创建起了b p e l 流程的过程。c h u n o u y a n g l l 4 1 ，m a r i o nd u m a s 1 4 1 ，w i lm p v a i ld e ra a l s t 1 4 1 ，a n da r t h u rh m t e r h o g t i e 1 4 1 在文章( f r o mb u s i n e s sp r o c e s sm o d e l st op r o c e s s o r i e n t e ds o f t w a r e s y s t e m s ：t h eb p m nt ob p e lw a y ) ) 中则是较为系统的介绍了如何将b p m n 映射成 b p e l 的一种方法。此方法通过抽象化b p m n 的语法以及语义，利用b p m n 的一 个子集来完成对b p e l 的映射，这个子集是从b p m n 提炼出的。主要通过对p e t r i 网的提炼，在强大的理论基础之上，实现了一个从b p m n 映射到b p e l 的工具。 1 3 研究目标 从b p m n 到b p e l 的映射，大多数情况是可以实现的。这是比较简单的映射， 有着较为简单的b p m n 循环结构，并且b p m n 循环结构符合b p e l 的循环标准， 只要将b p m n 的元素对应地，一一地映射成b p e l 的元素即可完成。也有部分情 况是无法从b p m n 形式映射到b p e l 的，这是因为b p m n 与b p e l 是存在着一定 的区别的。 首先体现在各自的语法上的不同，b p e l 加在系统上的语法限制要远远超过 b p m n 的。再者，b p m n 是使用直观的图形来描述流程，而b p e l 则是使用块结 第1 章绪论 构的语言来描述流程，从根本上说，b p m n 与b p e l 并不属于同一层面。b p m n 支 持任意方向的循环，而b p e l 主要支持结构化的循环，换句话说，即b p e l 的循 环只有一个入口点和一个出口点。 综上可知，从b p m n 到b p e l 的映射，出现的问题集中在，如何将b p m n 无 序的流程形式转换为b p e l 有序的流程形式。 针对上面的问题的出现，本文提出了规范化的b p m n 的设计方法和工具的思 想。通过将单一b p m n 元素进行组合，形成一种规范化的设计。在建模工具上， 追加规范化的b p m n 作为图库，依此来实现规范化的b p m n 图形工具的开发。利 用规范化的b p m n 建立业务流程模型，在此基础上，将规范化的b p m n 应用在具 体的业务流程中进行仿真，以此对规范化的b p m n 进行功能上的验证。 1 4 论文的主要工作和结构内容 全文分为六个部分： 第一章，绪论。主要阐述了研究背景及意义，国内外研究现状，本文的研究 目标和论文的主要工作以及组织结构； 第二章b p m n 到b p e l 映射存在的问题。简要介绍了b p m n 图符与b p e l 语 言，并指出了从b p m n 到b p e l 映射存在的问题。 第三章规范化的b p m n 组合模式。通过归纳分类，提出了规范化的b p m n 组合模式，并对其进行了详细的阐述。 第四章规范化的b p m n 设计工具的开发。通过在建模工具上的图库的添加， 实现了规范化的b p m n 设计工具的开发。 第五章规范化的b p m n 的功能验证。通过仿真业务流程，实现规范化的 b p m n 模式的功能验证。 第六章总结与展望。总结本文的工作，创新点以及不足之处，并提出了对下 一步工作的展望。 最后是参考文献和致谢。 规范化的b p m n 设计方法与工具的研究 第2 章b p m n 到b p e l 映射存在的问题 b p i v i n ，业务流程建模符号是由b p m i ( t h eb u s i n e s sp r o c e s sm a n a g e m e n t i n i t i a t i v e ) 丌发的一套标准。经过b p m i 工作组超过两年的努力之下，b p m i 于2 0 0 4 年5 月对外发布了b p m n l 0 规范。b p m n 的主要目标是提供一些被所有业务用户 容易理解的符号，从创建流程轮廓的业务分析到这些流程的实现，包括最终用户 的管理监控。b p m n 也支持提供一个内部的模型可以生成可执行的b p e l 。因此， b p m n 的出现，弥补了从业务流程设计到流程开发的间隙【3 】。为业务流程设计与业 务流程实现之间搭建了一条标准化的桥梁。 在b p m n 出现之前，关于流程设计的符号并没有统一的标准，各大流程模型 设计公司都拥有自己的流程定义符号。这给大家在理解和沟通上就造成了极大的 不便利。因此，b p m i 工作组历经两年多的时间，推出了b p m n 这个标准来统一 业务流程描述符号。b p m n 为大家提供的是一种标准的、易读的用来定义和分析 公开的和隐私的业务流程的方法。同时，b p m n 也为管理人员、分析人员和程序 开发人员提供了一种简单易懂的标注符号标准，从而消除公司或企业内部各个部 门以及公司与公司之间的沟通障碍，为大家建立起一道沟通的桥梁。此外，b p m n 还通过对各个业务流程的运行而设计的x m l 文档加上了普通的符号，使得文档更 加的直观易读。 早期的b p m n 的1 1 虽然已经能够全面的表述流程建模符号，失败之处却在 于未能解决转换格式的问题，导致了供应商采取了不同的标准例如b p e l ，x p d l 和 其他的专有格式来存储b p m n 流程模型。这样，不仅给供应商可能拥有的跨工具 便携性造成了损失，同时也使得各个利益相关者之间难以获得沟通。创建b p m n 的目标，就是要建立一个单一的规范，这个规范包含统一的符号、元模型以及交 换。b p m n 2 0 的范围已经扩展到业务流程和流程模型的编排。 2 1b p m n 概述 b p m n 以图形符号的形式，为企业提供了便于理解在其内部业务流程处理的 能力，并且以一种标准的处理程序的方式，为企业提供了沟通的能力。目前，已 经出现了一些较为出色的业务建模工具和方法。由于个人可以从一个公司流动到 第2 章b p m n 到b p e l 映射存在的问题 另一个公司，而一些公司又将会合并和分散，很大可能大多数的业务分析人员需 要理解多重的业务流程的表征，而这些表征多是表述相同的流程，包括表述流程 的生命周期中的开发、实施、执行、监控以及分析各部分【1 3 1 。因此，一个标准的 图形符号将有利于对企业问和企业内部的合作和商业交易的理解，这将确保企业 能够理解他们的业务本身和参与者的业务，并且能让企业快速的适应新的内部情 况和b 2 b 业务情况。b p m n 遵循的传统，是流程图符号的可读性和灵活性。此外， b p m n 的执行语义是完全规范化的。该o m g ( o b j e c t m a n a g e m e n t g r o u p ) 对象管 理组织，使用的业务流程图符，结合了之前的b p m n 的经验，并创建了下一代的 具备可读性、灵活性和可扩展性的图符。b p m n 同样将会提高传统的业务流程图 符的处理b w b 业务流程概念的能力，例如，公共和私人的业务和编排，以及先进 的建模，例如异常处理、事务处理和补偿的概念【1 4 】。 2 1 1b p m n 的适用范围 b p m n 规范为业务流程和交换模式提供了一种图符和模型，可用于在不同工 具之间的b p m n 流程定义的交换( 包括域模型和图表布局) 。b p m n 规范的目标， 是为了使流程定义具备可移植性，这样用户就能够在一个供应商的环境下创建流 程定义，并能够在其他供应商的环境下使用【1 5 】。 b p m n 2 0 ，对b p m n l 2 在范围和能力的以下几个方面进行了扩展： ( 1 ) 正式确定了b p m n 所有元素的执行语义； ( 2 ) 定义了关于业务模型扩展和图形扩展的扩展机制； ( 3 ) 提炼了事件的组成和相关； ( 4 ) 扩展了人员交互的定义； ( 5 ) 定义了一种编排模式。 b p m n 2 0 还解决已知的1 2 版本的b p m n 规范的矛盾和含糊之处。 b p m n 限制只用于支持适用于业务流程的建模的概念，这意味着该组织完成 的其他种类的用于商业目的的建模工具，不在b p m n 的适用范围之内。以下，是 b p m n 规范的范围之外的几个方面： ( 1 ) 关于组织模式和资源的定义； ( 2 ) 功能性故障的建模； 规范化的b p m n 设计方法与工具的研究 ( 3 ) 数据和信息模型； ( 4 ) 策略的建模； ( 5 ) 业务规则模型。 由于高级别建模直接或问接地影响到业务流程，因此b p m n 和其他高级别的 业务建模之间的关系，可以被正式地定义为b p m n 与更为先进的规范的关系。 虽然b p m n 显示了数据流( 消息) ，以及关于活动的数据人工对象的关联，但 是它不是数据流语言。除此之外，业务操作模拟、业务监测和业务流程的部署， 同样不包括在本规范的范围之内。 2 0 版本的b p m n 规范，可以被映射为多个平台的流程建模语言，例如w s b p e l 的2 0 版本。这个文件，包括从b p m n 的一个子集到w s b p e l2 0 版本的 映射。同样，还有其他新兴的映射标准。该b p m n 规范还利用其他的标准定义数 据类型、表达式和服务业务，这些标准分别是x m l 架构，x p a t h 和w s d l 。 2 1 2b p m n 的用途 业务流程建模，是用来为各类型的用户提供各种信息来进行沟通。b p m n 的 设计覆盖了多个类型的建模，并且允许创建终端到终端的业务流程。b p m n 的结 构元素，允许用户很容易的区分b p m n 图中的不同部分的区别1 7 1 。在一个终端到 终端的b p m n 模型中，有三种基本类型的子模型： ( 1 ) 流程：包括私有非可执行的( 内部的) 业务流程，私有可执行的( 内部 的) 业务流程和公共流程； ( 2 ) 编排； ( 3 ) 合作。 2 1 3b p m n 的特性 作为b p m 中建模设计最好的解决方案，b p m n 具有如下特性： ( 1 ) 简单可读。以往工作流模型过于复杂，不便于在不同人员间交流和沟通。 而b p m n 图形直观形象，流程整个生命周期所涉及的不同人员都能够轻易理解， 因此其成了贯穿b p m 始终的依据； ( 2 ) 语义丰富。提供更完整、更适合于描述业务流程的基本元素，如流对象中 的事件类，并且支持更多的流程模式，如多实例化和条件设定等，更有利于复杂逻 第2 章b p i n 到b p e l 映射存在的问题 辑的描述； ( 3 ) 灵活可扩展。提供如异常处理、事务性和补偿等高级建模概念，还可以给 基本类别的元素附加上变化信息以支持复杂流程，通过对工件( a r t i f a c t s ) 自定义扩 展允许建模人员灵活地扩展基本符号以提供附加的上下文环境，从而支持特殊情 境下的建模； ( 4 ) 支持到b p e l 的标准映射。规范中包含详细的b p m n 图表到b p e l 可执 行语言的映射关系，具备了设计到实现的柔性，为支持模型驱动体系结构( m d a ) 和业务驱动的开发提供了基础【蚓。 7 2 2b p m n 体系 2 2 1b p m n 中的b p d 开发b p m n 的动力就是为了在创建业务流程模型时提供一个简单的机制，同 时又能够处理来自业务流程的复杂性。要处理这两个矛盾的需求的方法就是将标 记的图形化，组织分类为特定的类别。 b p m n 定义了业务流程图，b p d ( b u s i n e s sp r o c e s sd i a g r a m ) ，该b p d 创建在 与u m l 的活动图非常相似的流程图法( f l o w c h a r t i n g ) 基础上【1 7 1 。该b p d 被设计 用于创建业务流程操作的图形化模型。而一个业务流程模型，指的是一个由图形 对象( g r a p h i c a lo b j e c t s ) 组成的网状图，图形对象包括活动( a c t i c i t i e s ) ；f 1 用于定义 这些活动操作执行顺序的流程控制器( f l o wc o n t r o l s ) 。业务流程图由一系列的图形 化元素组成，这些图形化元素与大多数建模器中的图形元素相类似，能够很容易 的应用在业务流程图的开发上，对于大部分的业务分析人员来说都非常熟悉且容 易掌握。 b p d 中的这些图形化元素有着不同的形状，用以区分彼此之间。例如，菱形 表示网关，而活动则由圆角矩形来表示。b p m n 将这些图形化元素进行了分类， 得到了细小的图形化元素的分类集。方便业务开发人员、业务分析人员以及阅读 业务流程的人员更容易的意识到所看到的图形化元素的基本分类，更准确易懂地 理解业务流程图。 在b p m n 中，通过加入额外的一些信息，使得复杂的业务流程图也得到了简 洁明了的b p d 的支持。简单的标注符号，同时有着丰富的表现力，这也正是b p m n 规范化的b p 、i s 设计方法与工具的研究 的魅力所在【18 1 。 2 2 2b p m n 元素 应当强调，发展b p m n 的动力之一就是建立一种简单易懂的机制，用于建立 业务流程模型，同时又能够处理业务流程固有的复杂性【19 1 。采取以处理这两种冲 突的方针，是将图形符号划分为特定的类别。这为b p m n 的读者提供了小的图集， 以便能够容易地理解基本类型的元素和理解图表。在基本类别元素中，可以添加 变化和信息来支持要求的复杂性，有四种基本类型的元素： ( 1 ) 流对象。流对象是用于定义业务流程行为的主要的图形元素。包括三种： 事件，活动和网关； ( 2 ) 连接对象。连接对象是将流对象与其他流对象或其他信息连接的方式。 包括四种：序列流，消息流，关联和数据关联； ( 3 ) 泳道。泳道用于组合主要的建模元素。包括两种：池和道； ( 4 ) 人工构件。人工构件用来提供关于流程的附加的信息。人工构件包括两 种：组和文本注释。 b p m n 元素如表2 1 所示。 表2 1b p m n 元素 t a b2 1b p m ne l e m e n t s 元素相关描述图符表示 开始事件开始爵件表不流栏将在何处启动。 o 中间时间中间事件发生在开始事件和结束事件之间， 会影响流程流，但是并不可以启动或( 直接) 终止进程。 o 结束事件 结束事件表示进程将在何处终止。 第2 章b p m n 到b p e l 映射存在的问题 续表2 1b p m n 元素 t a b2 1b p m ne l e m e n t s 开始事件和一些中间事件有触发器，有多种 方式可以触发事件。结束事件可以定义一个 “结果”，即序列流路径结束的结果。开始 事件只能对触发作出反映( “捕获”触发) ， 事件类型 结束事件只能创建结果( “抛出”结果) 。中 o 问事件可以捕获或抛出触发。对于事件捕获 触发，标记为空，对于抛出触发和结果，在 圆圈添加标记。 活动是指在业务流程中所执行到的工作类 型。活动可以分为原子型和非原子型，活动 活动的类型主要有：子进程( s u b p r o c e s s ) 和 任务( t a s k ) ，以圆角矩形表示。活动可以 用于标准的流程和编排中。 任务是包含在流程当中的原子型的活动。当 任务流程中的工作不需要分解到更为精细的水 ( 原子型)平时，会使用到任务。 t a s k 崩溃于迸崔的细：1 了征图表中小u j 见。在图符 的中心下方，标记1 个“+ ”加号，标志着 o - q 子进程此项活动是1 个子进程，并且有着更多的细臼 ：肖。蚰一幽曲砖 网关用来控制流程中的和编排中的序列流 的分流和合并。因此，网关决定着路径的分 网关支、岔路、合并和新的加入。网关以菱形表 示。 1 0 规范化的b p i 钿n 设计方法与工具的研究 续表2 1b p m n 元素 t a b2 1b p m ne l e m e n t s 网关图符中间的图标，指示流控制行为的类 或是 型。控制的类型包括： 排他网关，“x ”标记可添加可不添加。 基于事件的网关和并行的基于事件的网关， v 网关控制可以启动进程中的一个新的实例。 类型包含和合并网关。 v 并行网关，每种控制类型都会影响输入流和 输出流。 一般流，是指序列流的路径，此类序列流不 一般流是从附着于中间事件活动的边界的中间事 l r 件启动的。 有条件流，是指在运行时通过条件表达式的 有条件流计算来决定是否使用此序列流。如果有条件 流是1 个活动的输出，则在连接线的开端添 加1 个小的菱形，见右图。 对于基于事件的排他网关或是包含网关，其 流的一种类型是默认的有条件流。只有在允 默认流 许时，其他所有的条件流都不为“真”时， 才会使用默认流。默认流，在连接线的开端 添加1 条小的斜线，见右图。 消息流消息流，用来显示2 个参与者( 发送和接受 p 一一一一一一今 消息) 之间的消息的流动。 第2 章b p m n 到b p e l 映射存在的问题 续表2 1b p m n 元素 1 a b2 1b p m ne l e m e n t s 活动循环任务和子进程的属性，将会决定它们是否重 复或再执行1 次。循环标志，显示在活动图 符的中心下方，右图为标准循环。 o 多实例在并行的多实例活动图符的中心下方，标记 1 _ 循环3 条竖直线作为标志，参见右图。 潮 组是在同一类别下的图形元素分组。这种类 型的分组，不会影响该组内的顺序流。图中 组 的类别名称作为组的标签。组可以直观的显 示对象类别。 关联，用来显示与b p m n 图形元素相关的连 接信息和人工构件。文本注释和其他的人工 关联构件可以与图形元素相关联。 在适当的时候，关联上的箭头显示出流( 例 如，数据) 的方向。 文本注释文本注释，通常附着于关联。文本注释是为 - p 裟碱 ( 附着于b p m n 图表的阅读者提供附加的文本信息的 关联) 一种建模机制。 池是- 任合作中的参与看的图形表不，池可以 有内部的细节，池也可以不含有内部的细 塞 池 节，也就是说，池可以被认为是一个“黑盒 主 子”。 道，是流程中的子分区，有时也作为池的子 分区。道可以垂直地和水平地扩大该进程的 e 。主 道 整体长度，道用于组织和分类活动 磊 z 萋 1 2 规范化的b p k n 设计方法与t 具的研究 2 3b p m n 到b p e l 映射存在的问题 2 3 1b p m n 到b p e l 映射分析 以往的一些可视化业务流程建模语言所表示的可视化业务流程图大多无法直 接映射到基于x m l 的业务流程执行语言，从而增大了从业务表示到技术实现的难 度【2 0 1 。 为此，致力于标准化b p m 技术的业务流程管理倡议组织b p m i ( 目前已与o m 合并) 于2 0 0 3 年发布了一个工作草案规范b p m n1 0 ，即业务流程建模符号，给出 了一种有力的可视化业务流程描述方法和建模符号，现如今已经发展到b p m n 2 0 。 业务分析员按照b p m n 规范建立业务流程图后，以按照b p m n 的映射规则自动生 成对应的业务流程执行语言b p e l ，进而可以实现由流程执行引擎直接执行流程。 b p e l ( b u s i n e s sp r o c e s se x e c u t i o nl a n g u a g e ) 即业务流程执行语言，b p e l 的 前身是i b m 的w s f l 和m i c