支持業(yè)務(wù)流程管理的工作流建模和分析理論研究.pdf

1、業(yè)務(wù)流程管理（BPM）是從工作流管理拓展而成的一個(gè)新的研究領(lǐng)域，其目的是通過使用若干新方法、技術(shù)和工作流軟件來對(duì)涉及人、組織、企業(yè)應(yīng)用、業(yè)務(wù)對(duì)象和其它信息資源的企業(yè)實(shí)際運(yùn)作流程的設(shè)計(jì)、執(zhí)行、控制、分析等諸多環(huán)節(jié)進(jìn)行全面的支持和管理。它以流程為中心，突出地將流程管理提升到比信息管理更高的層次上。目前企業(yè)信息化建設(shè)過程中出現(xiàn)的種種問題，如組織壁壘、信息孤島、市場(chǎng)響應(yīng)緩慢、非增值活動(dòng)時(shí)間過長(zhǎng)等最終需要通過高效的流程管理才能解決。針對(duì)企業(yè)對(duì)BP

2、M的迫切需求和在BPM的建模和分析理論研究中的不足，本文在綜述了BPM國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀、定義了BPM的相關(guān)概念和使能技術(shù)后，對(duì)BPM的理論框架、建模和性能分析等幾個(gè)方面進(jìn)行了較為深入的研究和探討。 首先，對(duì)BPM的方法論進(jìn)行研究，提出了基于全生命周期和多視圖的三維框架模型。第一維將BPM視為一個(gè)包括流程設(shè)計(jì)、定義、運(yùn)行、挖掘和優(yōu)化等多個(gè)階段的完整生命周期過程循環(huán)，不同的階段需要完成不同的任務(wù)并產(chǎn)生不同的輸出；第二維從企業(yè)不同層次的

3、用戶對(duì)流程的不同關(guān)注點(diǎn)出發(fā)，將BPM視為一個(gè)包含目標(biāo)視圖、過程視圖和組織視圖的多視圖系統(tǒng)，其中過程視圖和組織視圖相互影響，相互增長(zhǎng)；第三維將BPM視為一個(gè)只有在正確策略規(guī)則的指導(dǎo)下和先進(jìn)支撐技術(shù)的支持下才能成功實(shí)施的應(yīng)用系統(tǒng)。 其次，深入研究了一類多層次、多依賴、高柔性的企業(yè)業(yè)務(wù)流程即復(fù)雜工作流的過程建模理論。分析了復(fù)雜工作流的現(xiàn)實(shí)需求，借鑒產(chǎn)品配置理論而提出了工作流配置的思想，即將定義時(shí)建立的非精確的模型族通過任務(wù)版本配置而得

4、到運(yùn)行時(shí)需要的精確的工作流模型。為了準(zhǔn)確地表達(dá)復(fù)雜的任務(wù)狀態(tài)依賴并進(jìn)行結(jié)構(gòu)驗(yàn)證，本文將層次著色Petri網(wǎng)引入到復(fù)雜工作流的建模中來，設(shè)計(jì)出任務(wù)概念模型，利用著色Petri網(wǎng)來分別描述概念模型中的任務(wù)接口、控制依賴、工作流模式和復(fù)合任務(wù)版本，并采用庫(kù)所精化機(jī)制而引出層次任務(wù)狀態(tài)網(wǎng)。作為復(fù)雜工作流建模的應(yīng)用示例，本文討論了工程變更工作流。 接著，研究了業(yè)務(wù)流程的組織建模和訪問控制建模。建立了一種面向?qū)ο蟮慕M織元模型，它支持對(duì)功能型

5、和項(xiàng)目型組織結(jié)構(gòu)的描述。為確保組織的合法性，本文利用對(duì)象約束語言對(duì)組織元模型中存在的組織約束進(jìn)行形式化描述，并討論了組織元模型與過程模型之間的集成思路。分析了BPM系統(tǒng)的訪問控制環(huán)境，總結(jié)出四條基本的訪問控制原則，并提出基于活動(dòng)和環(huán)境約束的動(dòng)態(tài)訪問控制模型，各種權(quán)限約束通過七類謂詞構(gòu)成的規(guī)則進(jìn)行了形式化描述。 然后，從時(shí)間管理、性能計(jì)算和仿真運(yùn)行三個(gè)方面對(duì)跨越BPM多個(gè)生命周期階段的業(yè)務(wù)流程性能分析問題進(jìn)行深入研究和探討。在時(shí)間

6、管理方面，本文在對(duì)時(shí)間約束進(jìn)行詳細(xì)分類的基礎(chǔ)上，利用時(shí)間約束Petri網(wǎng)來描述這些約束，并給出了驗(yàn)證時(shí)序一致性的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)驗(yàn)證算法。在性能計(jì)算方面，本文利用馬爾可夫鏈、排隊(duì)論和隨機(jī)Petri網(wǎng)等理論來研究廣義隨機(jī)工作流網(wǎng)的時(shí)間和資源性能指標(biāo)的定量計(jì)算，得到了流程平均執(zhí)行時(shí)間的計(jì)算公式。針對(duì)直接計(jì)算方法計(jì)算量太大的弱點(diǎn)，本文借鑒了Petri網(wǎng)的一些化簡(jiǎn)理論，探討了廣義隨機(jī)工作流網(wǎng)的時(shí)間等效化簡(jiǎn)方法。資源分配策略的研究集中在兩個(gè)方面：其一，

7、為滿足某些時(shí)間約束條件，必須給每個(gè)任務(wù)分配足夠數(shù)量的資源，本文對(duì)幾種情況下的最少資源數(shù)求解方法進(jìn)行了探討；其二，針對(duì)新資源如何最優(yōu)分配的問題，本文提出了基于關(guān)鍵活動(dòng)的新資源分配方法，并給出了實(shí)現(xiàn)算法和應(yīng)用實(shí)例。在仿真分析方面，本文在仿真平臺(tái)ExSpect環(huán)境下構(gòu)建業(yè)務(wù)流程仿真模型，研究仿真技術(shù)，并進(jìn)行資源無限假設(shè)下的仿真分析和資源有限約束下的仿真分析，該方法能有效地解決計(jì)算方法計(jì)算過程復(fù)雜、限制條件苛刻的問題。 隨后從幾個(gè)方面介