（计算机软件与理论专业论文）业务过程管理理论与若干关键技术研究.pdf

摘要 业务过程管理作为一种有效的调度、协调和管理复杂业务过程以及进行跨 部门、跨企业业务集成和服务组合的手段越来越受到企业经营者、客户以及研 究者的重视。目前业务过程管理领域中存在着过程模型理论研究滞后、缺乏标 准化的参考模型、缺乏建模方法论和模型评价标准、资源建模理论与技术匮乏 等问题。本文通过对这些问题的研究，初步建立了一个包括过程建模理论、过 程模型形式化描述、过程模型合理性验证、资源建模等内容，用于指导业务过 程管理系统设计与开发的理论框架。 在过程建模理论方面，本文通过对传统p e t r i 网变迁的发生规则进行扩展， 提出一种能够表达丰富的变迁发生语义的高级p e t r i 网l 网，论述了l 网的 发生权与发生结果，定义了l 网的发生方式、发生条件和发生规则矩阵。给出 了过程模型中常见的x o r 、o r 、a n d 等结构在l 网中的定义，研究了复杂变 迁规则( 如3 选5 ) 在l 网中的表达方式。针对业务过程模型的特点，在l 网 的基础上定义了一种既能表达丰富的控制语义，又具有直观的图形表示的特殊 的l 网业务过程网，研究了业务过程网的输入输出相关性，并通过与工作 流网的对比说明了业务过程网的优势。 b p m n 是业务过程建模的起点，在这个阶段赋予过程模型严格的形式化语 义以便进一步的分析和检验，可以在很大程度上将可能的错误排除在模型的概 要设计阶段。本文对b p m n 规范中与过程执行行为有关的元素用p i 演算进行了 描述，赋予了这些元素严格的p i 演算语义，论述了从b p m n 模型到p i 演算表 达式的转化方案，利用p i 演算对b p m n 构建的w e b 服务组合过程模型的交互 行为进行了模拟，给出了交互过程描述的例子。 在过程模型的合理性验证方面，本文以业务过程网为研究对象，提出了q 代数和基于q 代数的过程模型可达性检验的理论和方法，研究了q 代数的数学 特征，给出了常用的定理及其证明，定义了b p - n e t 的可达度，给出了b p - n e t 向q 代数的转化公式，以及根据变迁的发生规则矩阵对q 表达式演算求值的步 骤，出了针对不同类型b p - n e t 求解可达度的例子。 在资源建模理论方面，本文分析了关于过程管理的4 个观念上的问题，提 出了路由逻辑与管理逻辑分解的思想，划分了业务过程管理与资源管理的界限， 建立了一种资源管理的数学基础企业资源模型，给出了企业资源模型的形 式化描述，定义了企业资源模型的完备性规则，给出了完备性检验的一种实现 方案。企业资源模型将过程模型本身以及过程模型中的活动统一抽象为资源进 行管理，通过维护企业资源模型完备性来确保资源的引用的正确性。 本文最后提出了一种业务过程管理系统的参考模型，论述了参考模型的设 计原则，给出了这个模型的部件组成及交互关系，并在s y n c h r o f l o w 工作流 系统基础上，开发了一个b p m 预研系统s y n c h r o b p m 4 r m ，实现了这个参考模 型的主要功能。 关键词：业务过程管理，过程模型，工作流，模型检验，p e t r i 网 i i a b s t r a c t a sap r o s p e c t i v et e c h n o l o g yf o rd i s p a t c h i n g , c o o r d i n a t i n ga n dm a n a g i n g c 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 sm a n a g e m e n th a sg a i n e dm o r ea n d m o r ea t t e n t i o n sf r o me n t e r p r i s em a n a g e r s a 咖m e 体a n d 龇a r c h m a tp r e s e n tt h e b u s i n e s sp r o c e s sm a n a g e m e n td o m a i ns t i l lh a m p e r e db ym a n yp r o b l e m ss u c ha st h e l a go fp r o c e s sm o d e t h e o r yr e s e a r c h ，t h el a c ko fs t a n d a r d i z e dr e f e r e n c em o d e l ，t h e d e f i c i e n c yo fm o d e l i n gm e t h o d o l o g ya n dt h em o d e le v a l u a t i o nc r i t e r i a a n dt h e d e f i c i e n c yo fr e s o u r c e sm o d e l i n gt h e o r ya n dt e c h n o l o g y b yr e s e a r c h i n go nt h e s e p r o b l e m s ，at h e o r ys y s t e mi n c l u d i n gt h ep r o o y 3 sm o d e l i n gt h e o r y , t h ep r o c e s sm o d e l f o r m a ld e s c r i p t i o nt e c h n i q u e ，t h em e t h o d sf o rp r o c e s sm o d e lv e r i f i c a t i o na n dt h e t h e o r yf o rl - e g o u l 懒m o d e l i n gh a v eb e e ne s t a b l i s h e d ，w h i c hc a l lb eu s e df o rt h e d e s i g na n dd e v e l o p m e n to f t h eb 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 m an e wk i n do fh i g h l e v e lp e t r in e tn a m e dl - n e ti sp r o p o s e & w h i c hd i s t i n g u i s h i t s e l ff r o mt h et r a d i t i o n a lp e t r in e tb yo f f e r i n gu n d e t e r m i n e dt r a n s i t i o ne n a b l i n ga n d f i r i n gr u l e s t h ee n a b l i n ga n df i r i n gr u l ea n dt h ec o r r e s p o n d i n gr u i n gc o n s e q u e n c e o f t h el - n e ti sd i s c u s s e d ，w i t hi t sf i r i n gc o n d i t i o n sm a t r i x ，f l d n gm o d e sm a t r i xa n d f i r i n gr u l e sm a t r i xd e f i n e d t h es e m a n t i c sd e f i n i t i o no ft h ex o r , o ra n da n d s t r u c t u r e 5i nt h el n e ta r eg i v e n t h ee x p r e s s i o n so fc o m p l e xc o n t r o ls e m a n t i c si n t h el - n e ti ss t u d i e d f o rd e s c r i b i n gb u s i n e s sp r o c e s sm o d e las p e c i a ll - n e tn a m e d b u s i n e s sp r o c e s sn e ti sp r o p o s e d , w h i c he x p r e s s e sc o m p l e xp r o c e s sc o n t r o ll o g i c e a s i l yw h e r e a sr e m a i ni t sg r a p hs i m p l ea n di n t u i t i o n a l c o m p a r i s o no fb p - n e tw i t h w o r k f l o wn e ti n d i c a t e st h a tt h ef o r m e rs h o w sm a n ya d v a n t a g e so v e rt h el a t e r b p m ni st h eb e g i n n i n go fp r o c e s sm o d e l i n g m a n ye r r o r 5m a ye l i m i n a t e da t t h eb p m nc o n e e p t i a lm o d e l i n gs t a g ei ft h em o d e lc a nb ed e s c r i b e df o r m a l l ya n d v 谢f i e di nt h i ss t a g e i nt h i sd i s s e r a t i o nt h eg r a p he l e m e n ti nt h eb p m ns i x * w h i c h d oe f f e c ti nt h ep e r f o r m a n c eo ft h ep r o c e s si sd i s c r i b c di np i - c a l c u l u sf o r m a l l y , t h u s r i g o r o u ss e m a n t i c si sg i v e nt ot h o s ee l e m e n t t h ec o n v e r s i o ns c h e m ef r o mb p m n 1 1 1 g r a p he l e m e n tt op ie x p r e s s i o ni se s t a b l i s h e d t h ep ic a l c u l u sd e s c r i p t i o no fw e b s e r v i c ec o m b i n a t i o np r o c e s sm o d e li sr a i s e d ，w i t ha ni n t e r a c t i o np r o c e s se x a m p l e g i v e n a sf o rt h es o u n d n e s sv e r i f i c a t i o no fp r o c e s sm o d e l ，a na l g e b r as y s t e mn a m e d q - a l g e b r ai sp r o p o s e d 、丽t l l i t sm a t h e m a t i c sc h a r a c t e rs t u d i e da n dt h e o r e m s p r o p o s e dt h e np r o v e d t h et h e o r ya n dm e t h o d o l o g yo ns t u d yo ft h er e a c h a b i l i t yo f t h eb p - n e ti se s t a b l i s h e d t h er e a c h a b i l i t y - d e g r e e ，ap a r a m e t e ri n d i c a t i n gt h e l e a c h a b i l i t yo ft h en o d e si nt h eb p - n e ti sd e f m e d t h et r a n s f o r m a t i o nf o r m u l a ef r o m b p - n e tt oq a l g e b r aa l eg i v e n t h es t e p sc a l c u l a t i n gr e a c h a b i l i t y d e g r e eb a s e do n t h ef i r i n gr u l e sm a t r i xi sp r e s e n t e d , w i t hd i f f e r e n tk i n d so f e x a m p l e sa n a l y z e d o nr e s e a r c ho ft h er e s o u r c em o d e l i n g , 4q u e s t i o n sa b o u tt h e m e a n i n go f b u s i n e s sp r o c e s sm a n a g e m e n ta r ed i s c u s s e d b a s e do nt h ed i s c u s s i o n , an e w v i e w p o i n to fs e p a r a t i n gt h ec o n t r o ll o g i c 觚盯i n t or o u t i n gl o g i ca n dm a n a g i n g l o g i ci sp r o p o s e d b e s i d e s ，f o rd e s c r i b i n gt h em a n a g i n gl o g i c ，a ne n t e r p r i s er e s o u r c 七 m o d e li sp r o p o s e dw i t l ii t sf o r m a ld e s c r i p t i o na n dc o m p l e t e n e s sr u l e sp r e s e n t e d t h e e n t e r p r i s er e s o b r c em o d e lt r e a t sp r o c e s s e s ，a e t i v i t i e 爆a n do t h e rr e s o u r c e si n d i f f e r e n t l y t h ec o i t c c t n a & qo ft h er c s o u r c er e f e r e n c 器i sg u a r a n t e e db ym a i n t e n a n c eo ft h e c o m p l e t e n e s so f t h ee n t e r p r i s er e s o u r c em o d e l a tt h ee n do f t h i sd i s s e r t a t i o n , ab 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 mr e f e r e n c e m o d e li sp r o p o s e d t h ec o m p o n e n t so f t h er e f e r e n c em o d e la n dt h ec o m m u n i c a t i o n s b e t w e e nt h e ma r cg i v e n t ov e r i f yn e wt h e o r ya n dn e wt e c h n i q u e s ，ab 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 mn a m e ds y n c h r o b p m 4 r m i sd e v e l o p e d , w h i c hb a s e do n t h es y n c o r o f l o ww o r k f l o ws y s t e ma n dr e a l i z e dt h em a i nf u n c t i o n so f t h er e f e r e n c e m o d e l 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 , p r o c e s sm o d e l ，w o r k f l o w , m o d e l c h e c k i n g , p e t r in e t i v 西北大学学位论文知识产权声明书 本人完全了解学校有关保护知识产权的规定，即：研究生在校攻 读学位期间论文工作的知识产权单位属于西北大学。学校有权保留并 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版。本人允许论文被 查阅和借阅。学校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【e 】、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学 位论文。同时，本人保证，毕业后结合学位论文研究课题再撰写的文 章一律注明作者单位为西北大学。 保密论文待解密后适用本声明。 学位论文作者签名：圭囱鸯指导教师签名： 跏0 7 年，月z 夕日多，7 年乡月汨 西北大学学位论文独创性声明 本人声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地 方外，本论文不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含 为获得西北大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我 一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的 说明并表示谢意。 学位论文作者签名：毒伽鸯 寻1 年岁月乙4 日 第一章绪论 1 1 研究背景 近年来( 2 0 0 2 - ) ，业务过程管理( 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 ) 领 域的研究取得了显著进展。新的理论、技术与规范不断提出，新的产品不断涌 现。随着b p m 技术研究的广泛和深入开展，以及计算机网络技术，分布式计算 等相关领域的迅速发展，作为一种有效的调度、协调和管理复杂业务过程以及 实现跨部门、跨企业业务集成和服务组合的手段，b p m 越来越为企业经营者、 客户以及研究者所重视。 b m p 的起源与另外一个概念一一业务过程再造( b u s i n e s sp r o c e s s r e - e n g i n e e r i n g , b p r ) 密切相关。1 9 9 0 年麻省理工学院的h a m m e r 、c h a m p y ， 哈佛大学的d a v e n p o r t 等人，相继在学术刊物提出和阐述了业务过程再造哺只1 0 l 的概念。1 9 9 3 年h a m m e r 与c h a m p y 发表企业再造i 1 一书，强调b p r 对 于企业战略性调整的重要性，以及r r 技术在b p r 过程扮演的角色。1 9 9 7 年 h a m m e r 又发表企业再造之后【1 1 l ，宣告了过程化组织的必然性与重要性， 并且预言b p m b p r 将改变企业的运行方式和人的工作方式。 2 0 0 3 年，s m i t h 与f i n g a r 发表业务过程管理：第三波0 2 1 ，预言今后5 0 年b p m 将是企业经营的重要方针，也指出2 1 世纪b p m 的形态与新特征，罗 列了几十个企业推行b p m 的实际案例与经验，使b p m 的蓝图更加具体，使本 书成为当年企业管理领域的畅销书，让更多的人将目光投向了b p m 。 b p m 的概念最初诞生自管理领域而非技术领域。b p m 首先提出的是一系 列期望或者需求，而后再去寻找可用于满足这些需求的技术。而这些需求往往 是概念性的，换句话说是抽象的并且本身就是多目标的。这就与以往一种需求 对应一种方案的问题解决模式有着本质的差别。这使得b p m 技术不是表现为一 种单一的技术，而是一系列相关技术的组合。正是这个特点导致了b p m 成长过 程中的一系列争论。 作为一个新的热点，从最初的鼓噪与雄心勃勃【l 】，到自各方的怀疑与争论 1 2 2 1 ，再到逐渐明确自身的定位并得到广泛认可，b p m 的成长可谓一波三折。 b p m 一经提出首先遭到了它的前辈工作流管理( w o r k f l o wm a n a g e m e n t ) 的抵制，继而经历来自和它同时代的e a i 的质疑，后又遇到同样雄心勃勃的后 起之秀一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 ，s o a ) 1 4 , 5 的排挤。这些争论既 有学术观点的争论，也有商业利益上的竞争，同时还有标准规范对于领域的争 夺。这种状况一方面说明b p m 作为一个新兴的领域得到了各方普遍的关注，有 着广阔的前景，另一方面也说明b p m 及其相关领域仍然处于快速成长期，其理 论、方法、规范与技术远未成熟。 在网络上随便搜索一下，很容易就可以找到成百上千关于b p m 的论文、专 著、白皮书等资料。然而人们问的最多的问题仍然是：什么是b p m ? b p m 到 底一种思维，还是一种技术，抑或是一种管理规范? 同样，这个问题的答案也 是五花八门，不同的人有不同的理解，b p m 这个概念的含义通常因为应用场合 的不同有不同的含义。那么到底什么是b p m 呢? 以下给出几个b p m 研究组织 的比较有代表性的定义。 。 “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 ) i san a t u r a la n dh o l i s t i cm a n a g e m e n t a p p r o a c ht oo p e r a t i n gb u s i n e s st h a tp r 0 0 u e e sah i g h l ye f f i c i e n t ，a g i l e ，i n n o v a t i v e ， a n da d a p t i v e o r g a n i z a t i o nt h a tf a rf f x e e e d st h a ta c h i e v a b l et h r o u g ht r a d i t i o n a l m a n a g e m e n ta p p r o a c h e s ”( b p m g l 6 j ) b p m g 的定义侧重于企业战略和管理，从能力的角度指出了b p m 与传统 管理手段相比能给企业带来什么。 “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 ) i st h ed e f i n i t i o n , m o d e l i n g ，e x e c u t i o n , a u t o m a t i o na n dm a n a g e m e n to fb u s i n e s sp r o c e s s e s o r g a n i z a t i o n sw o r l d w i d eu s e b p mt oc o o r d i n a t ew o r kb e t w e e np e o p l ea n ds y s t e m s ，w i t ht h eu l t i m a t eg o a lo f i m p r o v i n go r g a n i z a t i o n a le m c i e l l c y ，r e s p o n s i v e n e s sa n dr e l i a b i l i t y ( b p m i n s t i t u t e i n ) b p m i n s t i t u t e 的定义更多的是从技术的角度阐述b p m 的能力，特别强调了 b p m 广域( w o r l d w i d e ) 范围的协作( c o o r d i n a t e ) 。 b u s i 嬲sp r o c e s sm a n a g e m e n t ( b p m ) i sad i s c i p l i n e da p p r o a c ht oi d e n t i f y , d e s i g n , e x e c u t e ，d o c u m e n t ，m o m t o r c o n t r o l ，a n dm e a s u r eb o t ha u t o m a t e da n d n o n - a u t o m a t e db u s i n e s sp r o c e s s e st oa c h i e v ec o n s i s t e n t ，t a r g e t e dr e s u l t sc o n s i s t e n t 2 w i t l la no r g a n i z a t i o n ss t r a t e g i cg o a l s b p mi n v o l v e st h ed e l i b e r a t e 。c o l l a b o r a t i v ea n d i n c r e a s i n g l yt e c h n o l o g y a i d e d d e f i n i t i o n , i m p r o v e m e n t ， i n n o v a t i o n , a n d m a n a g e m e n to fe n d t o - e n db u s i n e s sp r o c e s s e st h a td r i v eb u s i n e s sr e s u l t s ，c r e a t e v a l u e a n de n a b l ea l lo r g a n i z a t i o nt om e e ti t sb u s i n e s so b j e c t i v e s 诵t l lm o r ea g i l i t y ” ( a b p m p 1 司、 a b p m p 的定义兼顾了b p m 在管理和实现技术两个层面的特征，阐述了作 为管理规范和手段的b p m 在管理企业过程时的关键活动、所需技能以及现代计 算机技术对实现b p m 目标所起的作用。此定义同时从一个以客户为中心的视点 上提到了过程之间端到端协作从而创造价值的重要意义，也就是将跨组织过程 协作作为了b p m 的核心特征。 参考众多对b p m 的定义和描述，我们从技术的角度总结出了b p m 的几个 核心特征； ( 1 ) 过程管理是b p m 的基础 过程管理技术特别是以工作流为代表的过程管理技术仍将是业务过程管理 最基础也是最重要的技术。过程管理技术是中立的，它根据不同应用领域的需 求而有不同的运用方式。在办公室自动化、公文系统、研发专案管理、供应链 管理、品质保障系统、客户服务系统等，都可以找到过程技术扮演的重要角色。 即便是在1 1 r ，w e bs e r v i c e s 领域被当成新兴技术议题讨论的w e bs e r v i c e s o r c h e s t r a t i o n f l 4 1 、c h o r e o g r a p h y l l 棚与业务过程执行语言( 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 ) ，只要详细分析其技术本质，仍不脱工作流技术既 有的范畴。这些花俏的技术名词一旦抽离底层的过程技术，就无法独立存在。 ( 2 ) b p m 的业务过程是跨组织、跨企业分布执行的 随着国际间合作与贸易的广泛开展以及b 2 b 电子商务的迅速普及，大量业 务过程都是由多个参与者共同完成的，参与者可能来自不同企业，不同的地域 区域，过程的执行需要在不同组织不同企业的应用程序间交互，因此，b p m 系 统必须能够提供跨组织跨企业环境的分布式应用系统支持，以及网络环境下的 安全性，事务性支持。 ( 3 ) b p m 的业务过程是协作的 ” 与以往集中式的过程管理不同，跨组织企业的业务过程不存在一个顶级的 管理机构或管理系统，过程的执行是协作完成的。以往集中式过程管理系统中 经常采用的指派、命令、随机选取等手段，在分布式协作环境中必须被协商、 消息、选举等代替。过程的结构更为复杂，交互更为频繁，失效、超时等不确 定性风险增加。大多数业务过程并不只是运行单一业务功能，而是多个业务功 能甚至跨组织的业务功能互相协作后的成果，因此，原本独立支持某项业务运 作的应用系统，也必须与提供其他业务功能的应用系统相互集成。 ( 4 ) b p m 过程是与组织结构无关的 集中式的过程管理系统强调业务过程的可执行性，这也是企业实现业务过 程自动化的关键。因此系统往往提供一个组织机构模型，用于定义参与者信息 如组织单元、角色、人等。该模型通常由工作流引擎负责管理。而在跨组织的 分布式环境下，同样不存在或无法实现在一个顶级的管理机构中管理所有组织 信息。b p m 业务过程弱化业务功能的参与者，采用服务的形式对业务功能进行 调用。 ( 5 ) b p m 系统是动态的 业务过程中的各项业务功能经常动态改变。业务功能串连的方式会随着时 间、环境的改变而改变；人员角色扮演会发生变动，业务功能的运行地点也会 改变。因此，b p m 环境中的业务功能模块，必须是能够快速适应变化的动态系 统，可以轻易通过设置或配置改变自身的行为模式，甚至调整运行地点，以适 应业务过程的变化。 ( 6 ) b p m 系统是易于配置的 b p m 系统构成元素种类繁多而复杂，系统内包含分布于各模块的企业逻辑 与规则、各种不同安装与监管模式的应用模块，以及众多模块之间的连接与依 赖关系设置。因此，b p m 环境中的软件模块，必须易于被b p m 配置机制管理。 这些模块的启用停用、健康状态汇报，以及系统安全政策，都应有一致的管理 方式与技术标准。如此，整个复杂的b p m 系统才可以健康运作而不致失控。 ( 7 ) 面向服务架构( 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 ) 成为b p m 的实 现技术 尽管不是必须的，但以w e b 服务为代表的面向服务架构技术无疑是b p m 的最佳实现技术。因此我们将采用面向服务架构作为b p m 的最后一个核心特 征。s o a 与b p m 可谓天生的一对s o a 总存在美妙的解决方案来满足b p m 变化多端的需求；b p m 变化多端的需求可以让s o a 的能力得以最大程度的发 挥。借助s o a ，b p m 可以获得诸如安全性、事务支持、防火墙穿透、服务组合 与编排、跨组织机构执行等能力。 随着对b p m 理解的不断深入，以及b p m 应用的日益广泛，b p m 及其相 关技术的研究也不断向更深层次进行。b p m 的研究方向主要分为与业务过程模 型有关的研究和与b p m 应用系统有关的研究。与业务过程模型有关的研究包括 过程建模的理论与方法、过程模型的形式化描述、模型验证、模型仿真、性能 分析等。这部分工作与工作流领域的研究是基本重合的，研究成果也可以互相 借鉴和印证。与b p m 应用系统有关的研究包括业务过程管理系统( 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 ) 的设计与构建、b p m s 的性能与可靠性、 b p m 应用领域扩展、业务过程的事务支持、分布式业务过程管理系统等。 尽管近年来众多研究机构、标准化组织和厂商不断的努力，加上相关的工 作流领域将近2 0 年的研究成果，b p m 技术在理论，实现等方面均取得一定进 展，但b p m 毕竟是一个新兴的研究领域，理论研究与应用推广的成果远未达到 人们对它的期望。从标准化的角度来看，b p m 领域至今仍然处于概念不清、标 准林立、互不兼容的状况。究其原因可以归结为以下几个方面： ( 1 ) 过程模型理论研究滞后 虽然经过工作流模型研究学者多年的探索，提出了基于p e t r i 网的工作流模 型【1 9 , 2 0 , 2 1 , 2 3 1 、基于事件驱动的过程链模型( e v e n td r i v e np r o c e s sc h a i n ，e p c ) 2 4 1 、 基于有向无环图( d i r e c t e d a c y c l i cg r a p h , d a g ) 阎的工作流模型等形式化模型， 但仍缺乏一套既能方便的进行过程建模，又具有对模型进行形式化分析与验证 的模型理论体系。特别是过程模型的形式化描述与验证方面，模型的多样化和 彼此不兼容导致很难有一种统一的验证方法可以适用于所有类型的工作流模 型。由于b p m 业务过程引入了事件、消息等新的过程元素，即使现有的工作流 过程描述与验证方法也已经不能适应这些变化。 ( 2 ) 缺乏标准化的参考模型 在过去十几年中，工作流管理系统取得了巨大的成功，分析其成功的原因， w t m c 的工作流参考模型( t h e w o r k f l o w r e f e r e n c e m o d e l ) 【1 习起了非常大的推 动作用1 25 1 。工作流参考模型在工作流的概念和技术推广的初期，降低了人们对 工作流管理系统这个新生事物认知的门槛，它可以使对工作流毫无概念的人在 很短的时间内得到一个工作流管理系统感性的认识。参考模型给出了一个工作 流管理系统组成部件的功能性的描述，以及它们之间的交互方式，这是工作流 技术得以迅速推广的最为关键的原因。此外参考模型定义了一个通用的用于描 述业务过程及其各个方面特征的术语表，这使得研究人员或开发人员间对于工 作流技术的交流和深入探讨成为可能。而业务过程管理至今仍缺乏一个标准化 的参考模型来帮助人们了解这项技术，或指导系统开发。所以时至今日仍然有 不少对b p m 感兴趣并下了一番功夫去了解的人一头雾水的问：业务过程管理， 需要存在一个业务过程管理系统吗? ( 3 ) 缺乏建模方法论和模型评价标准 为什么完成同样的功能，不同的开发人员会设计出风格迥异的业务过程? 如何评价这些业务过程的优劣? 有没有一套原则指导开发人员开发出既对( 模 型是正确的，s o u n d n e s s ) 又好( 模型是优秀的，g o o d n e s s ) 的过程模型? 我们把 这个问题称为模型评价( m o d e le v a l u a t i o n ) 。模型评价与模型分析( m o d e l a n a l y s e s ) 是位于不同层次的两个概念。过程模型分析是对过程模型进行定性 和定量分析，从而发现模型中存在的问题，或得到模型的性能指标，为业务过 程模型的改进或优化提供指导。而过程模型评价对业务过程模型设计的优劣进 行评估，从而为业务过程模型的结构优化提供指导。模型评价是建立在比模型 分析更高一层的要求之上的，模型分析认为正确的模型，模型评价的结论不一 定是好的。模型评价的必要性在工作流技术中的重要性并不十分突出，原因是 由于工作流过程模型基本是平面结构的，工作流过程与活动是截然不同的概念， 只有在引入子过程以后才成为层次结构，而在工作流过程定义中子过程又是与 活动不同的概念。这种情况下过程设计方法论只要考虑将易重用的业务功能设 计成子过程进行复用就可以了。而b p m 的业务过程天然是层次结构的，没有子 过程与活动区别，所谓的子过程只不过是一个可以展开的过程节点，而活动也 仅仅是不可展开的原子过程。加之过程节点在s o a 构架上是面向服务的，对与 一个特定的业务功能究竟应该设计为几个层次? 每个层次应该包含那些特定功 能? 那些过程应该用过程实现? 哪些过程应该用服务实现? 这些问题都将导致 6 过程模型设计的自由度增大，因此确定一套模型设计与评价的指导原则变得非 常迫切。 ( 4 ) 资源建模理论和技术的缺乏 业务过程在执行过程中需要引入很多资源，包括人、机器、应用程序、表 单等。这些资源在企业中处于时常变化的状态，比如人员的调整、机器位置的 变化、机器的更新、应用程序的修改、表单的增删改等。这些资源的变化往往 会导致业务过程的执行发生错误。企业资源不会因为业务过程的存在而停止变 化，因此b p m 必须能够感知适应这种变化，做出相应的调整。在传统的工作流 管理系统中通常提供一个组织机构模型，负责过程运行期间将活动指派给预先 定义好的参与者。现有工作流管理系统产品普遍存在的组织机构建模能力有限， 与过程及应用集成紧密，只支持事先定义好的有限资源类型，无法适应企业的 变化，模型的通用性不强等口6 刀，2 明缺点。 1 2 业务过程管理标准与相关技术分析 1 2 1 对业务过程管理领域的标准组织与标准的分析 如今，业务过程管理领域仍然处于标准组织林立，规范层出不穷的战国时 代，并且从长远看这些标准组织没有一家能够取得绝对的垄断地位。最有可能 的一种结果是这些组织通过竞争达成某种形式的妥协或者和解。也就是说，选 择这些标准组织中各自有优势的某些标准构成一个最终的标准体系，如今这种 趋势变得越来越明显。我们首先通过分析这些标准组织及其制定的规范来对 b p m 技术的现状进行了解。 表1 - 1 业务过程管理相关标准 组织名称与b p m 相关标准说明 o m g ( o b j e c t u m 儿 其中的a c t i v i t yd i a g r a m 可用来描述业务过程。 m a n a g e m e n tg r o u p )b p m n0 3 u s i n e s s 业务过程建模标记，一种用于b p m 过程概念模型设 h t t p ：w w w o m g o r g p r o c e s sm o d e l i n g 计的专用图形标记。 n o t a a o n ) b p r i ( b u s i n e s s 业务过程运行时接口，定义b p m s 的运行时接口 p r o c e s sr u n t i m e 大致相当于w f m c 工作流参考模型的接口2 ，3 ，4 ， i n t e r f a c e s ) 1 3 2 1 5 。 7 b p d m ( b u s i n e s s 业务过程定义元模本! ，它作为过程定义的一个中间 p r o c e s sd e f i n i t i o n 模型，接受不同标准的过程定义概念模型( 如 b p m n ) 然后转换成具体的过程执行模型( 如 m e t a - m o d e l ) 1 3 0 1 b p e l ) 。 b s b rm u s i n e s s 业务规则语义规范，该规范可以帮助业务人员以一 s e m a n t i c so f b u s i n e s sr u l e s ) 3 ” 种清楚的无歧义的方式表达业务规则。 o s m ( o r g a n i z a t i o n 组织机构元模型，规定了组织、职务、角色，人员、 s t r u c t u r e 权限和职责之间的相互关系 m e t a - m o d e l ) 1 3 3 1 工作流管理系统体系结构和应用程序接口的参考模 型，规定了4 类接口其中接口l 过程定义接口用 w o r k f l o w 于在建模工具与工作流引擎间交换过程定义；接口2 客户端应用程序接口和接口3 调用程序接口又称 r e f e r e n c em o d e l w a i l ，用于工作流系统与外部应用程序之间的交 互；接口4 互操作接口用于与其他工作流系统问的 w i m c ( w o r k f l o w 交互；接口5 审计接口用于管理和监控过程运行。 m a n a g e m e n t x p d l c o a l i t i o n ) m l - p r o c e s s x m l 过程定义语言，即接口1 x p d l 如今定位为一 h t t p 1 w w w w f m c o r 1 ) e f m i t i o n种存储过程模型结构的交互语言。 g ， l a n g u a g e ) 1 3 4 1 w b x m l 工作流x m l ，接口4 的x m l 版本，能够通过h r r p 协议、电子邮件协议、直接t c p i p 连接及消息中问 ( w o r k f l o wx m l ) 3 5 1件来与其他b p m 系统进行交互。 w a p ! ( w o r k f l o w 工作流应用程序接口即接口2 & 3 用于工作流系统 a p i 矿蚓与外部应用程序之间的交互。 o a s i s 电子商务x m 。，e b x m l 建