支持業(yè)務流程管理的工作流建模和分析理論研究.pdf

1、業(yè)務流程管理（BPM）是從工作流管理拓展而成的一個新的研究領域，其目的是通過使用若干新方法、技術和工作流軟件來對涉及人、組織、企業(yè)應用、業(yè)務對象和其它信息資源的企業(yè)實際運作流程的設計、執(zhí)行、控制、分析等諸多環(huán)節(jié)進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)信息化建設過程中出現(xiàn)的種種問題，如組織壁壘、信息孤島、市場響應緩慢、非增值活動時間過長等最終需要通過高效的流程管理才能解決。針對企業(yè)對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國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、定義了BPM的相關概念和使能技術后，對BPM的理論框架、建模和性能分析等幾個方面進行了較為深入的研究和探討。 首先，對BPM的方法論進行研究，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視為一個包括流程設計、定義、運行、挖掘和優(yōu)化等多個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、用戶對流程的不同關注點出發(fā)，將BPM視為一個包含目標視圖、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；第三維將BPM視為一個只有在正確策略規(guī)則的指導下和先進支撐技術的支持下才能成功實施的應用系統(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)務流程即復雜工作流的過程建模理論。分析了復雜工作流的現(xiàn)實需求，借鑒產(chǎn)品配置理論而提出了工作流配置的思想，即將定義時建立的非精確的模型族通過任務版本配置而得

4、到運行時需要的精確的工作流模型。為了準確地表達復雜的任務狀態(tài)依賴并進行結構驗證，本文將層次著色Petri網(wǎng)引入到復雜工作流的建模中來，設計出任務概念模型，利用著色Petri網(wǎng)來分別描述概念模型中的任務接口、控制依賴、工作流模式和復合任務版本，并采用庫所精化機制而引出層次任務狀態(tài)網(wǎng)。作為復雜工作流建模的應用示例，本文討論了工程變更工作流。 接著，研究了業(yè)務流程的組織建模和訪問控制建模。建立了一種面向對象的組織元模型，它支持對功能型

5、和項目型組織結構的描述。為確保組織的合法性，本文利用對象約束語言對組織元模型中存在的組織約束進行形式化描述，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，總結出四條基本的訪問控制原則，并提出基于活動和環(huán)境約束的動態(tài)訪問控制模型，各種權限約束通過七類謂詞構成的規(guī)則進行了形式化描述。 然后，從時間管理、性能計算和仿真運行三個方面對跨越BPM多個生命周期階段的業(yè)務流程性能分析問題進行深入研究和探討。在時間

6、管理方面，本文在對時間約束進行詳細分類的基礎上，利用時間約束Petri網(wǎng)來描述這些約束，并給出了驗證時序一致性的靜態(tài)和動態(tài)驗證算法。在性能計算方面，本文利用馬爾可夫鏈、排隊論和隨機Petri網(wǎng)等理論來研究廣義隨機工作流網(wǎng)的時間和資源性能指標的定量計算，得到了流程平均執(zhí)行時間的計算公式。針對直接計算方法計算量太大的弱點，本文借鑒了Petri網(wǎng)的一些化簡理論，探討了廣義隨機工作流網(wǎng)的時間等效化簡方法。資源分配策略的研究集中在兩個方面：其一，

7、為滿足某些時間約束條件，必須給每個任務分配足夠數(shù)量的資源，本文對幾種情況下的最少資源數(shù)求解方法進行了探討；其二，針對新資源如何最優(yōu)分配的問題，本文提出了基于關鍵活動的新資源分配方法，并給出了實現(xiàn)算法和應用實例。在仿真分析方面，本文在仿真平臺ExSpect環(huán)境下構建業(yè)務流程仿真模型，研究仿真技術，并進行資源無限假設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算方法計算過程復雜、限制條件苛刻的問題。 隨后從幾個方面介