面向目標(biāo)的遷移工作流建模方法研究.pdf

1、依照國(guó)際工作流聯(lián)盟(Workflow Management Collation，WfMC)的定義，工作流是業(yè)務(wù)過(guò)程的全部或部分自動(dòng)化過(guò)程，在此過(guò)程中，文檔、信息或者任務(wù)按照一定的過(guò)程規(guī)則在參與者之間流轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)組織成員間的協(xié)調(diào)工作以期達(dá)到業(yè)務(wù)的整體目標(biāo)。WfMC工作流管理模型包括工作流建模和工作流執(zhí)行兩個(gè)階段，前者的任務(wù)是完成業(yè)務(wù)過(guò)程的定義，后者的任務(wù)是實(shí)例化業(yè)務(wù)過(guò)程定義并通過(guò)工作流引擎驅(qū)動(dòng)業(yè)務(wù)過(guò)程執(zhí)行。
　　 遷移工作流是將移動(dòng)

2、agent計(jì)算模式應(yīng)用于工作流管理的一項(xiàng)新技術(shù)。按照曾廣周教授提出的遷移工作流管理系統(tǒng)框架，遷移實(shí)例、工作位置和遷移工作流管理引擎構(gòu)成遷移工作流管理系統(tǒng)的三要素，其中，遷移實(shí)例是以移動(dòng)agent為計(jì)算范型構(gòu)造的業(yè)務(wù)過(guò)程執(zhí)行agent，它可以在工作位置之間移動(dòng)并按照自身攜帶的工作流說(shuō)明，就地利用服務(wù)執(zhí)行一項(xiàng)或多項(xiàng)任務(wù)，多個(gè)遷移實(shí)例可以協(xié)作地完成一個(gè)業(yè)務(wù)過(guò)程；工作位置是工作流參與者的代理，它代表工作流參與機(jī)構(gòu)或個(gè)人為遷移實(shí)例提供運(yùn)行時(shí)服務(wù)和

3、工作流服務(wù)；遷移工作流管理引擎不僅支持工作流定義，而且支持遷移實(shí)例的創(chuàng)建、派遣和監(jiān)控。
　　 在遷移工作流模型中，遷移實(shí)例攜帶的工作流說(shuō)明，既可以面向業(yè)務(wù)過(guò)程定義，也可以面向業(yè)務(wù)目標(biāo)定義，并分別稱作面向過(guò)程的遷移工作流和面向目標(biāo)的遷移工作流。面向業(yè)務(wù)過(guò)程定義工作流說(shuō)明的優(yōu)點(diǎn)是任務(wù)及其流轉(zhuǎn)規(guī)則直觀，例如Wf-Net、Petri網(wǎng)等，缺點(diǎn)是預(yù)定義的流程路徑不僅缺乏柔性，而且要求遷移實(shí)例創(chuàng)建者具有完備的業(yè)務(wù)過(guò)程知識(shí)。對(duì)于跨機(jī)構(gòu)、大規(guī)模

4、的協(xié)同業(yè)務(wù)過(guò)程，掌握完備的業(yè)務(wù)過(guò)程知識(shí)是十分困難的。人類行為學(xué)研究表明，說(shuō)明目標(biāo)比說(shuō)明過(guò)程相對(duì)容易。因此，令遷移實(shí)例攜帶面向業(yè)務(wù)目標(biāo)的工作流說(shuō)明，不僅可以減輕遷移實(shí)例創(chuàng)建者的知識(shí)負(fù)擔(dān)，而且可以通過(guò)遷移實(shí)例對(duì)目標(biāo)服務(wù)的發(fā)現(xiàn)，或工作位置對(duì)目標(biāo)服務(wù)的推薦等機(jī)制，增加工作流路徑的柔性。本文以面向目標(biāo)的遷移工作流為對(duì)象，研究面向目標(biāo)的工作流說(shuō)明定義方法，稱作面向目標(biāo)的遷移工作流建模方法。本文的主要工作包括：
　　 1.基于時(shí)序約束和滿足依

5、賴關(guān)系的與/或目標(biāo)圖方法研究。
　　 目標(biāo)規(guī)劃的基本方法是將目標(biāo)分解為一棵與/或樹。目標(biāo)與/或樹可以清晰地表示目標(biāo)一子目標(biāo)之間的“part of”關(guān)系及子目標(biāo)之間的“與/或”執(zhí)行約束，但不能表示其間的時(shí)間約束，也不能表示其間的可滿足性依賴關(guān)系，因此，目標(biāo)描述能力不足。
　　 本文對(duì)目標(biāo)與/或樹進(jìn)行了兩種改進(jìn)工作：(1)引進(jìn)目標(biāo)之間的時(shí)序關(guān)系，變目標(biāo)樹結(jié)構(gòu)為目標(biāo)圖結(jié)構(gòu)，建立了一種具有時(shí)序約束的與/或目標(biāo)圖方法。(2)在時(shí)序

6、與/或目標(biāo)圖的基礎(chǔ)上，引進(jìn)目標(biāo)之間的滿足支持/滿足抑制關(guān)系，建立了一種具有時(shí)序約束和滿足依賴關(guān)系的與/或目標(biāo)圖方法，給出了其中的目標(biāo)可滿足性傳遞算法。分析和應(yīng)用表明，具有時(shí)序約束和滿足依賴關(guān)系的與/或目標(biāo)圖，具有良好的工作流語(yǔ)義、目標(biāo)描述能力和目標(biāo)可滿足性推理能力。
　　 2.目標(biāo)描述邏輯方法研究。
　　 在智能agent研究領(lǐng)域，目標(biāo)被區(qū)分為宣稱型(Declarative)目標(biāo)和過(guò)程型(Procedural)目標(biāo)兩種類

7、型，前者表示agent期望達(dá)到的全局狀態(tài)(Goal tobe)，具有整體性和穩(wěn)定性：后者表示agent對(duì)動(dòng)作結(jié)果的期望(Goal to do)，具有局部性和動(dòng)態(tài)性?，F(xiàn)有的目標(biāo)描述方法，例如3APL、GOAL等，或側(cè)重于宣稱型目標(biāo)，或側(cè)重于過(guò)程型目標(biāo)，缺乏綜合描述能力。
　　 本文在描述邏輯(Description Logics，DLs)的基礎(chǔ)上，通過(guò)引入目標(biāo)包含、目標(biāo)等價(jià)等算子和目標(biāo)規(guī)劃規(guī)則，構(gòu)建了一種覆蓋宣稱型和過(guò)程型兩類目標(biāo)

8、的目標(biāo)描述邏輯(Goal Description Logics，GDLs)，建立了目標(biāo)一致性和目標(biāo)可滿足性判定方法，給出了目標(biāo)規(guī)劃執(zhí)行異常處理機(jī)制。分析和應(yīng)用表明，GDLs能夠有效地描述工作流目標(biāo)及目標(biāo)規(guī)劃的實(shí)現(xiàn)過(guò)程，具有良好的目標(biāo)一致性判定、目標(biāo)可滿足性判定和目標(biāo)規(guī)劃執(zhí)行異常處理等能力。
　　 3.基于目標(biāo)規(guī)劃組合的多目標(biāo)模型優(yōu)化方法研究。
　　 在面向目標(biāo)的遷移工作流應(yīng)用中，遷移實(shí)例一次運(yùn)行可能會(huì)同時(shí)攜帶多個(gè)業(yè)務(wù)目標(biāo)

9、說(shuō)明，而這些目標(biāo)說(shuō)明之間又可能存在一些相同的目標(biāo)規(guī)劃步驟(行為)。因此，在遷移工作流建模階段，研究多目標(biāo)模型(說(shuō)明)優(yōu)化方法，對(duì)提高多目標(biāo)遷移實(shí)例的工作效率具有十分重要的指導(dǎo)意義。
　　 本文基于GDLs形式化框架，在區(qū)分確定結(jié)果(Definite Effects)和可能結(jié)果(Possible Effects)的基礎(chǔ)上，采用“相同步驟(行為)一次執(zhí)行”的優(yōu)化策略，通過(guò)目標(biāo)規(guī)劃組合，建立了DD型、DP型和PP型三種情況下的多目標(biāo)模

10、型優(yōu)化方法。分析和應(yīng)用表明，基于目標(biāo)規(guī)劃組合優(yōu)化多目標(biāo)模型，可以指導(dǎo)遷移實(shí)例有效減少遷移次數(shù)，提高其工作效率。
　　 4.基于目標(biāo)描述邏輯的遷移工作流建模應(yīng)用研究。
　　 本文針對(duì)GDLs應(yīng)用需求，擴(kuò)展了曾廣周教授提出的遷移工作流系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并以旅游服務(wù)預(yù)訂為例，闡釋了旅游目標(biāo)描述、目標(biāo)可滿足性判定、多目標(biāo)模型優(yōu)化等建模過(guò)程。應(yīng)用示例表明，GDLs為面向目標(biāo)的遷移工作流建模提供了良好的形式化基礎(chǔ)，具有很好的實(shí)用價(jià)值。

11、>　　 本文的研究創(chuàng)新主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
　　 1.提出了一種具有時(shí)序約束和滿足依賴關(guān)系的與/或目標(biāo)圖方法。
　　 時(shí)序約束定義了子目標(biāo)之間的實(shí)現(xiàn)順序，滿足依賴關(guān)系蘊(yùn)含子目標(biāo)之間的可滿足性傳遞。與目標(biāo)與/或樹相比，具有時(shí)序約束和滿足依賴關(guān)系的與/或目標(biāo)圖，不僅豐富了目標(biāo)描述的語(yǔ)義，而且支持基于滿足性傳遞鏈的目標(biāo)推理，有很強(qiáng)的目標(biāo)描述能力和工作流建模適應(yīng)性。
　　 2.提出了一種覆蓋宣稱型目標(biāo)和過(guò)程型目標(biāo)的

12、目標(biāo)描述邏輯方法。
　　 在面向目標(biāo)的遷移工作流應(yīng)用中，宣稱型目標(biāo)表示工作流管理者期望的全局性最終狀態(tài)，過(guò)程型目標(biāo)表示工作流管理者期望遷移實(shí)例就地利用位置服務(wù)后達(dá)到的階段性局部狀態(tài)，因此，那些只側(cè)重某個(gè)目標(biāo)類型的描述邏輯方法，不支持面向目標(biāo)的遷移工作流建模應(yīng)用，換句話說(shuō)，本文建立的覆蓋宣稱型目標(biāo)和過(guò)程型目標(biāo)的目標(biāo)描述邏輯方法，具有一定的創(chuàng)新意義。
　　 3.提出了一種基于目標(biāo)規(guī)劃組合的多目標(biāo)模型優(yōu)化方法。
　　

13、在基于目標(biāo)描述邏輯的工作流說(shuō)明中，目標(biāo)規(guī)劃用于指導(dǎo)遷移實(shí)例的遷移行為和服務(wù)利用行為。當(dāng)遷移實(shí)例需要一次派遣實(shí)現(xiàn)多個(gè)業(yè)務(wù)目標(biāo)時(shí)，多個(gè)目標(biāo)說(shuō)明之間可能存在某些相同的目標(biāo)規(guī)劃步驟，因此，基于目標(biāo)規(guī)劃組合實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)模型優(yōu)化，可以消除遷移實(shí)例的遷移冗余性，有利于提高其工作效率。
　　 本文進(jìn)一步的工作包括：在理論上將目標(biāo)描述邏輯與資源邏輯結(jié)合起來(lái)建立消耗性資源、可重用資源等在內(nèi)的邏輯描述系統(tǒng)，以提高面向目標(biāo)工作流系統(tǒng)的可靠性和健壯性；在應(yīng)