電子政務(wù)業(yè)務(wù)流程動(dòng)態(tài)建模的理論體系

蔣元濤

（上海海事大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，上海 200135）

電子政務(wù)業(yè)務(wù)流程動(dòng)態(tài)建模的理論體系

蔣元濤

（上海海事大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，上海 200135）

針對電子政務(wù)業(yè)務(wù)流程特點(diǎn)提出一種動(dòng)態(tài)建模的理論體系。在對電子政務(wù)業(yè)務(wù)流程及其動(dòng)態(tài)建模的形式化描述基礎(chǔ)上，利用業(yè)務(wù)活動(dòng)之間的功能依賴關(guān)系，建立了電子政務(wù)業(yè)務(wù)流程動(dòng)態(tài)建模的算法。通過活動(dòng)功能的相似性分析，詳細(xì)研究構(gòu)造元流程的思路，最后給出一個(gè)政府采購業(yè)務(wù)流程的動(dòng)態(tài)建模案例。

電子政務(wù)；業(yè)務(wù)流程；動(dòng)態(tài)建模；元流程

1 引言

自從上世紀(jì)80年代我國政府提出“辦公自動(dòng)化工程”以來，相繼開展了“三金工程”、“政府上網(wǎng)工程”。“十一五”、“十二五”規(guī)劃進(jìn)一步明確了電子政務(wù)的發(fā)展目標(biāo)[1]?？梢钥闯?，政府已經(jīng)把電子政務(wù)作為推動(dòng)行政改革和促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要手段[2]。電子政務(wù)系統(tǒng)幫助政府部門實(shí)現(xiàn)政務(wù)工作的自動(dòng)流轉(zhuǎn)和信息共享，能夠解決政務(wù)工作各個(gè)業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)人為割裂的問題。通過銜接政務(wù)流程的所有環(huán)節(jié)，推動(dòng)上一環(huán)節(jié)的業(yè)務(wù)信息自動(dòng)流轉(zhuǎn)到下一環(huán)節(jié)，從而大大提高政務(wù)信息資源的處理效率。

從具體操作層面上來看，政府是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，是由相互聯(lián)系、相互約束的各部門組成的一個(gè)整體。政務(wù)業(yè)務(wù)則是由一組相關(guān)的、結(jié)構(gòu)化的功能集合展開的，是前后聯(lián)系的一系列有價(jià)值活動(dòng)的鏈條，通過前后相互連接的業(yè)務(wù)流程活動(dòng)，政府可以有效地行使自己的職責(zé)。政務(wù)工作業(yè)務(wù)流程的特點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

（1）每項(xiàng)政務(wù)工作面向政府內(nèi)部或者外部，有既定的目標(biāo)或任務(wù)，各種政務(wù)工作業(yè)務(wù)流程構(gòu)成一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，把一系列邏輯相關(guān)的業(yè)務(wù)活動(dòng)集合起來，通過活動(dòng)之間的相互協(xié)作和配合實(shí)現(xiàn)政務(wù)工作的整體目標(biāo)。

（2）政務(wù)工作的業(yè)務(wù)流程以部門單位為節(jié)點(diǎn)，而每一個(gè)工作流程中又嵌套子工作流程，屬于多節(jié)點(diǎn)、多路徑信息傳遞與返回的同步/異步工作流程模式，政務(wù)工作業(yè)務(wù)流程之間的連接關(guān)系可分為并行、串行、選擇3種工作模式。

（3）目前應(yīng)用的政府辦公自動(dòng)化軟件把運(yùn)行程序和業(yè)務(wù)應(yīng)用集成編寫，固化成為可執(zhí)行的程序。雖然這在一定的時(shí)期內(nèi)可以提高政務(wù)工作的效率，但從長期來看，它會大大約束政務(wù)工作的變革空間，降低政府的生存適應(yīng)性，并慢慢促使政務(wù)工作失去變革活力。

隨著發(fā)達(dá)國家實(shí)施電子政務(wù)并進(jìn)入相對成熟的時(shí)期，我國電子政務(wù)建設(shè)逐漸經(jīng)歷基于數(shù)據(jù)管理、信息管理的發(fā)展期后，目前正在向基于知識管理型模式的新時(shí)期過渡，有關(guān)電子政務(wù)流程建模、知識建模的理論研究成為熱點(diǎn)。陳振暉等基于時(shí)間Petri網(wǎng)，分析了電子政務(wù)工作流的建模，并對工作流模型進(jìn)行優(yōu)化分析[3]。劉寶代等則綜合UML活動(dòng)圖和Petri網(wǎng)分析了電子政務(wù)工作流的建模方法[4]。洪偉達(dá)從電子政務(wù)信息資源整合的角度分析了政務(wù)信息的增值開發(fā)，并提出增值開發(fā)的策略[5]。蘇紅等從電子政務(wù)的知識形式、知識內(nèi)容、知識組織和知識利用等方面建立了電子政務(wù)知識管理的知識結(jié)構(gòu)模型[6]。

本文以推動(dòng)電子政務(wù)系統(tǒng)的開發(fā)應(yīng)用為目標(biāo)，提出一種支持電子政務(wù)業(yè)務(wù)流程動(dòng)態(tài)建模的理論體系。該體系在完成電子政務(wù)業(yè)務(wù)流程及其動(dòng)態(tài)建模的形式化描述基礎(chǔ)上，利用業(yè)務(wù)活動(dòng)之間的功能依賴關(guān)系，建立了電子政務(wù)業(yè)務(wù)流程動(dòng)態(tài)建模的算法，進(jìn)一步對動(dòng)態(tài)建模的關(guān)鍵組件——元流程，從輸入輸出信息、參與主體、知識和資源約束以及方法等角度分析活動(dòng)功能的相似性，詳細(xì)給出了構(gòu)造元流程的思路。

2 動(dòng)態(tài)建模方法

電子政務(wù)的業(yè)務(wù)流程動(dòng)態(tài)建模是基于合適的描述方法從一個(gè)或者多個(gè)角度（數(shù)據(jù)、功能、組織或過程等）對政務(wù)工作的體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述，以產(chǎn)生一系列能代表政府部門實(shí)際狀況的業(yè)務(wù)模型，從而能夠動(dòng)態(tài)地對政務(wù)工作進(jìn)行分析、設(shè)計(jì)、優(yōu)化和重組等工作[7]。

針對電子政務(wù)的業(yè)務(wù)流程建模，常用的方法包括工作流、流程圖、活動(dòng)網(wǎng)絡(luò)圖、IDEF3以及角色行為圖（RAD）等，以上方法在過程描述和仿真方面各有優(yōu)缺點(diǎn)。雖然這些方法可以清楚地描述過程之間的時(shí)序關(guān)系，但大都是基于過程流圖的思想，主要以靜態(tài)的過程描述和部分的過程仿真為主，很難對過程的動(dòng)態(tài)再造形成有力的支持。目前，過程再造的最新進(jìn)展是面向Web和服務(wù)的業(yè)務(wù)過程管理技術(shù)（BPM），它是為了密切組織內(nèi)部和組織之間的流程協(xié)作，集成了企業(yè)的資源整合技術(shù)（ERP、CRM等）和企業(yè)間的交易協(xié)作技術(shù)（EDI、e-Business等），把過程擴(kuò)展到Web上的新平臺，從而彌補(bǔ)了工作流技術(shù)在業(yè)務(wù)管理和業(yè)務(wù)應(yīng)用上相分離的缺陷。以下的研究吸收了業(yè)務(wù)過程管理技術(shù)的集成思想，通過對元流程的層級構(gòu)造，把業(yè)務(wù)管理和業(yè)務(wù)應(yīng)用集成為一體進(jìn)行過程建模。

政府是由許多緊密聯(lián)系并相互支持的部門組成的具有不同層次結(jié)構(gòu)和功能特點(diǎn)的復(fù)合體，政府功能的發(fā)揮既需要同一部門內(nèi)部的合作，也需要不同部門的協(xié)調(diào)配合。政務(wù)工作的要素由參與主體、過程、輸入信息、輸出信息和目標(biāo)等5類元組構(gòu)成[8]，是政府為提供服務(wù)而構(gòu)造的整個(gè)過程集的邏輯集合。其中，參與主體指的是各部門、科室和人員；流程是一組為完成目標(biāo)而集成在一起的有序步驟；輸入信息是業(yè)務(wù)工作要加工的對象；輸出信息是業(yè)務(wù)工作的操作結(jié)果；目標(biāo)是業(yè)務(wù)工作的最終目的。電子政務(wù)業(yè)務(wù)過程的動(dòng)態(tài)建模就是根據(jù)環(huán)境和需求的變化，對政務(wù)工作的業(yè)務(wù)流程進(jìn)行動(dòng)態(tài)重組，以在各參與主體的活動(dòng)間形成新的邏輯關(guān)系，從而利用最少的資源和時(shí)間實(shí)現(xiàn)既定目標(biāo)。該政務(wù)工作的業(yè)務(wù)流程可以形式化地定義為以下的五元組空間：

其中，EAg表示參與主體的空間集，在這里指的是政府部門的科室、單個(gè)的參與者，也可能是可執(zhí)行的程序。Rp表示政務(wù)流程空間集，由參與主體、活動(dòng)和輸入、輸出集的相互關(guān)系R組成，而且滿足R= G∪ T，其中，G表示政務(wù)工作目標(biāo)，T表示活動(dòng)集。I表示政務(wù)工作業(yè)務(wù)流程中的輸入集，是各活動(dòng)中需要加工處理的客體對象。O表示政務(wù)流程中的輸出集，是各活動(dòng)處理完畢的結(jié)果。I和O的結(jié)合標(biāo)示了一個(gè)政務(wù)實(shí)例。GR（Ag，P）表示約束空間集，即政務(wù)流程執(zhí)行時(shí)的控制條件，也就是在實(shí)施政務(wù)過程中可利用的知識和資源。

3 動(dòng)態(tài)建模的形式化描述

政務(wù)工作的業(yè)務(wù)流程包含一系列相互依賴的活動(dòng)。參與主體可能負(fù)責(zé)一項(xiàng)活動(dòng)，也可能負(fù)責(zé)多項(xiàng)活動(dòng)，這由多種限制條件決定，例如資源、效率和監(jiān)督等。參與主體具有的功能（或者說擁有的權(quán)力和職責(zé)）是由它包含的活動(dòng)集來定義的，如果所包含的活動(dòng)集重要，則該主體在政務(wù)業(yè)務(wù)流程中的地位就比較高，反之則相反。

為了實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流程的動(dòng)態(tài)、快速構(gòu)造，需要對業(yè)務(wù)過程中功能相似的活動(dòng)進(jìn)行抽象集成。通過挖掘和綜合不同業(yè)務(wù)活動(dòng)的相似性，把業(yè)務(wù)過程中具有相似功能的活動(dòng)集合在一起，構(gòu)造為元流程。這樣不僅有助于對相似的業(yè)務(wù)活動(dòng)采用同一方法解決，簡化業(yè)務(wù)操作和過程實(shí)現(xiàn)，而且有利于政府各部門間的協(xié)調(diào)和配合，并達(dá)到知識共享的目的[9-10]。更重要的是元流程有利于活動(dòng)的復(fù)用和共享，從而達(dá)到快速按需定制業(yè)務(wù)過程的目的。

圖1是元流程的二維圖，符號“○”代表元流程中的活動(dòng)。其中縱向是層次維，橫向是業(yè)務(wù)維，層次維是指元流程從底部構(gòu)造的模式，業(yè)務(wù)維是基于要執(zhí)行的業(yè)務(wù)實(shí)例，從不同元流程中選擇活動(dòng)定義業(yè)務(wù)過程。圖1的橫向只列出了一個(gè)元流程，實(shí)際上業(yè)務(wù)維是有多個(gè)元流程排列的。圖2則展示了這種排列和活動(dòng)的關(guān)聯(lián)。

從圖1的縱向上看，根據(jù)粒度和共性的大小，各活動(dòng)共性的部分被抽象為最底層的一級元流程；然后在具有共性的一級元流程基礎(chǔ)上，拓展更高層次的共性，把具有更進(jìn)一步相同功能的活動(dòng)分在一個(gè)集合中，并繼承一級元流程抽象為二級元流程，這樣一直擴(kuò)展到包含許多活動(dòng)的最高級元流程。如此集成的元流程含有從底層逐步繼承而構(gòu)造的活動(dòng)，這些活動(dòng)具有完整和相似的功能。從橫向上看，一項(xiàng)業(yè)務(wù)過程實(shí)際上就是對元流程所含活動(dòng)的調(diào)用過程。對成熟的業(yè)務(wù)實(shí)例來說，在其實(shí)施之前，就已經(jīng)定義好了需要利用的活動(dòng)，可以很順利地從元流程中調(diào)用具有特定功能的活動(dòng)并順利執(zhí)行下去。但是，當(dāng)需求發(fā)生變化時(shí)，由于不能充分明確執(zhí)行流程的活動(dòng)，就會發(fā)生過程的阻塞。在這種情況下，為了快速定義新業(yè)務(wù)過程的執(zhí)行實(shí)例，必須從元流程中搜索需要的活動(dòng)以構(gòu)造新的業(yè)務(wù)過程。對業(yè)務(wù)過程的再造有3種類型：一是修改元流程所含活動(dòng)的功能或者在元流程中添加具有相似功能的活動(dòng)；二是重新分配參與主體承擔(dān)的活動(dòng)，以調(diào)整參與主體的承擔(dān)的責(zé)任和擁有的權(quán)力；三是改變活動(dòng)的時(shí)序關(guān)系以優(yōu)化過程的執(zhí)行。

圖1 元流程的兩維圖

圖2 活動(dòng)關(guān)聯(lián)示意圖

在定義新的業(yè)務(wù)流程時(shí)，根據(jù)實(shí)際需要，往往需要同時(shí)啟用以上3類再造方式，但也可能只是部分啟用。

根據(jù)以上所述，基于元流程的電子政務(wù)業(yè)務(wù)流程動(dòng)態(tài)建?？梢猿橄蟮囟x為一個(gè)六元組。

上面各元組可以由以下定義給出。

定義1 St表示狀態(tài)集合，即活動(dòng)的執(zhí)行態(tài)，如令B代表流程的開始，E代表流程的終結(jié)，則有St= Activity∪{ B, E}。也就是說，一項(xiàng)業(yè)務(wù)實(shí)例要么剛誕生，要么在執(zhí)行，要么已經(jīng)終結(jié)。

定義2 Act表示活動(dòng)集合，它能完成過程中的具體任務(wù)，具有事前定義好的功能，可看成是主體參與的抽象動(dòng)作，每項(xiàng)活動(dòng)應(yīng)該分解到基本的原子活動(dòng)以利于活動(dòng)的相似性分析。為了過程的動(dòng)態(tài)再造以及對活動(dòng)進(jìn)行相似性分析，活動(dòng)定義為一個(gè)五元組Entity, IAt, OAt, FT, B 。其中，Entity表示活動(dòng)所屬的參與主體，IAt表示活動(dòng)輸入的信息，OAt表示活動(dòng)輸出的信息，F(xiàn)T表示活動(dòng)具有的功能函數(shù)，B表示活動(dòng)的等級，即在流程中的重要性。

上面提到的對活動(dòng)功能的修改包括對活動(dòng)5個(gè)元組的修改。在業(yè)務(wù)過程的動(dòng)態(tài)建模中，當(dāng)元流程中舊的活動(dòng)需要繼續(xù)存在，而又需要具有新功能的活動(dòng)時(shí)，就必須添加活動(dòng)，它可以從具有相似功能的活動(dòng)中繼承而來。

定義3 Info表示信息集合，Info= IAt∪ OAt，信息是業(yè)務(wù)流程中各活動(dòng)之間傳遞的內(nèi)容，在一個(gè)業(yè)務(wù)流程內(nèi)部或者多個(gè)流程間共享，信息具有實(shí)在的意義，能夠在運(yùn)行時(shí)獲取和傳達(dá)一定的含義。對信息的操作有調(diào)用、存儲和修改3個(gè)動(dòng)作。一項(xiàng)信息可能由幾個(gè)部分組成，某個(gè)部分又可以是另一項(xiàng)信息，因而，信息可以遞歸定義成多維結(jié)構(gòu)，以表達(dá)真實(shí)的復(fù)雜數(shù)據(jù)類型。

定義4 Rt指的是業(yè)務(wù)實(shí)例路由器，它可以根據(jù)業(yè)務(wù)實(shí)例定義流程結(jié)構(gòu)。流程路由的基礎(chǔ)為功能依賴原理。功能依賴原理指的是當(dāng)前活動(dòng)的執(zhí)行取決于其所有前置活動(dòng)的信息輸出。根據(jù)活動(dòng)的輸入信息和輸出信息，Rt可以在提供所需功能的元流程中尋找合適的活動(dòng)，并在活動(dòng)之間建立關(guān)聯(lián)。根據(jù)功能依賴原理定義的業(yè)務(wù)過程還需要進(jìn)行驗(yàn)證以防止沖突、死鎖等異常情況，這可以用Petri網(wǎng)來進(jìn)行建模仿真[11-12]。

定義5 Cd表示條件集合，當(dāng)需要過程再造時(shí)，Cd可以判斷執(zhí)行何種類型的再造，以滿足新業(yè)務(wù)過程定義的需求。

定義6 MP代表元流程集合，定義為三元組（State, Activity, Connecter），其中：State指的是當(dāng)前元流程的狀態(tài)，它定義了該元流程的執(zhí)行情況。Activity指的是具有相似功能的活動(dòng)集合。需要指出的是，參與主體邏輯上包含的活動(dòng)可能分布在不同的元流程中，這是因?yàn)樵鞒淌菑墓δ苌线M(jìn)行的活動(dòng)集成，目的是為了復(fù)用、再造和路由的方便，而參與主體是根據(jù)政務(wù)需要確定活動(dòng)分配的。Connecter指的是連接器，它是元流程之間連接的統(tǒng)一接口，用于傳遞信息和數(shù)據(jù)。在Rt定義流程實(shí)例時(shí)，將會傳達(dá)指令給Connecter以建立連接，使政務(wù)工作順利進(jìn)行。

4 動(dòng)態(tài)建模算法

要完成業(yè)務(wù)過程定義的任務(wù)，就需要各種活動(dòng)的緊密配合。面對需求的變化，提交新的業(yè)務(wù)時(shí)，過程動(dòng)態(tài)再造的路由機(jī)制會從活動(dòng)集合的元流程中尋找滿足要求的活動(dòng)，并根據(jù)功能依賴關(guān)系依次尋找下一個(gè)關(guān)聯(lián)活動(dòng)，直到最終構(gòu)造完成包含關(guān)聯(lián)活動(dòng)的業(yè)務(wù)流程。上述路由機(jī)制如圖2所示。其中符號“○+”表示元流程中的連接器。

在元流程之間，活動(dòng)連接關(guān)系的建立可以采用功能依賴鄰接矩陣，再結(jié)合資源約束方法來完成[13]。假設(shè)用A表示活動(dòng)的功能依賴鄰接矩陣，則矩陣元素aij的確定方法如下：

根據(jù)上式可以獲得業(yè)務(wù)流程的功能依賴鄰接矩陣，定義矩陣中沒有“+”符號的行所對應(yīng)的活動(dòng)稱為流程匯點(diǎn)，業(yè)務(wù)工作在這里結(jié)束；定義矩陣中沒有“-”符號的列所對應(yīng)的活動(dòng)稱為流程起點(diǎn)，代表業(yè)務(wù)工作的開始。根據(jù)功能鄰接矩陣及活動(dòng)的資源占用與參與主體情況，即可建立活動(dòng)的關(guān)聯(lián)關(guān)系，動(dòng)態(tài)構(gòu)造業(yè)務(wù)流程。下面是需求發(fā)生變化時(shí)動(dòng)態(tài)構(gòu)造業(yè)務(wù)流程的算法。

第一步，分析政務(wù)工作，根據(jù)輸入信息尋找處理該類型信息的一個(gè)或多個(gè)元流程，并在這些元流程中尋找能完成該信息處理的活動(dòng)。如果元流程中存在需要的活動(dòng)，則可以定義一個(gè)或多個(gè)起始活動(dòng)；如果元流程中不存在相吻合的活動(dòng)，則可以根據(jù)繼承性，修改或添加需要的活動(dòng)。

第二步，根據(jù)該活動(dòng)的輸出信息，判斷是否為最終處理結(jié)果，如果是則轉(zhuǎn)第四步，否則轉(zhuǎn)第三步。

第三步，去尋找以第二步的輸出信息為輸入信息的下級元流程，并從這些元流程中尋找合適的活動(dòng)。如果不存在吻合的活動(dòng)，可進(jìn)行活動(dòng)的修改或添加，并把所選的活動(dòng)作為當(dāng)前活動(dòng)的后繼活動(dòng)，轉(zhuǎn)第二步。

第四步，根據(jù)上述分析以及公式（1）建立活動(dòng)的功能依賴鄰接矩陣，并設(shè)有一活動(dòng)源集合S，置S為空集。

第五步，分析功能依賴鄰接矩陣，把作為流程起點(diǎn)的活動(dòng)加入到活動(dòng)源集合S中，刪除鄰接矩陣中這些活動(dòng)所在的行和列。如果集合S中元素的個(gè)數(shù)為零，則轉(zhuǎn)第七步。

第六步，在活動(dòng)源集合中，根據(jù)完成活動(dòng)所需的主體、資源、信息和等級選擇一個(gè)或者多個(gè)并發(fā)活動(dòng)，并安排其他活動(dòng)的執(zhí)行順序。同時(shí)，在活動(dòng)源集合中刪除這些活動(dòng)，轉(zhuǎn)第五步。

第七步，業(yè)務(wù)流程定義完畢。

上述分析中的活動(dòng)源集合中的活動(dòng)是指在當(dāng)前時(shí)刻（不考慮資源和優(yōu)先級情況下）可以執(zhí)行的流程。它們所有的前置活動(dòng)都已經(jīng)完成信息處理和數(shù)據(jù)輸出任務(wù)，不再需要數(shù)據(jù)輸入。活動(dòng)源集合中活動(dòng)的排列順序應(yīng)該保證業(yè)務(wù)執(zhí)行的效率最高，可以從以下兩個(gè)方面綜合考慮：一是最大限度地利用政府部門的有限資源；二是盡可能并行完成活動(dòng)。

5 業(yè)務(wù)流程的元流程構(gòu)造

圖1顯示了元流程構(gòu)造中的層次關(guān)系，其中的活動(dòng)是從根部逐層繼承而來的。經(jīng)過層級的構(gòu)造，元流程最終成為包含具有相似功能的活動(dòng)集合，元流程的活動(dòng)之間不一定具有功能依賴關(guān)系，但它們可以被其他活動(dòng)調(diào)用以滿足業(yè)務(wù)需求。從元流程的構(gòu)造過程可以看到，建立具有相似功能的活動(dòng)集合是元流程構(gòu)造的基礎(chǔ)工作，這需要對活動(dòng)的元組FT進(jìn)行分析。

功能函數(shù)FT實(shí)際上是從輸入信息到輸出信息的轉(zhuǎn)換函數(shù)，函數(shù)內(nèi)部的運(yùn)作機(jī)制將會涉及輸入信息、輸出信息、參與主體、所用方法以及資源約束等。

在功能分析方法中，一般有3個(gè)層次的模型：面向戰(zhàn)略、面向總體功能、面向單元層。典型的功能分析方法則有功能樹圖、IDEF0圖、價(jià)值鏈圖和功能輪圖等。以上方法在不同程度上描述了功能之間的相關(guān)性，但并沒有深刻揭示功能的運(yùn)作機(jī)理。鑒于本文要研究的活動(dòng)功能是比較底層的操作單元，而上述的功能分析方法只能識別出活動(dòng)具有的功能是什么，還無法回答為什么具有這種功能的問題，因此，也就不能完整地識別出活動(dòng)之間的相似性。業(yè)務(wù)工作中，活動(dòng)的元組FT是在一定的資源約束下由參與主體以輸出信息為目標(biāo)利用既定的方法對輸入信息進(jìn)行處理和加工來體現(xiàn)的。下面的工作以FT的方法為研究中心，綜合輸入輸出信息、參與主體、知識和資源約束以及方法等角度來分析活動(dòng)的功能相似性。

5.1 信息和知識的相似性分析

FT的輸入和輸出信息、知識可以用文字表述出來，歸為語義一類，可以利用文本相似性度量技術(shù)進(jìn)行分析。文本相似性分析在軟件同源性度量上具有廣泛應(yīng)用。利用文本相似性分析的子串匹配分析方法可以方便地識別出信息和知識的相似性。

設(shè)有活動(dòng)A和活動(dòng)B的關(guān)于信息的文本內(nèi)容NoteA和NoteB。從兩個(gè)文本中選取足夠的關(guān)鍵字符串，稱為“指紋”（f ngerprint）。另F(A)代表活動(dòng)A已選的指紋集，F(xiàn)(B)表示活動(dòng)B已選的指紋集，則活動(dòng)A和活動(dòng)B的信息相似度S(A, B)表示為：

活動(dòng)A和活動(dòng)B的知識相似度計(jì)算同理。

5.2 參與主體和資源約束的相似性分析

參與主體和資源約束具有特定的屬性，可以用一組屬性來描述它們的特性，歸為屬性一類，根據(jù)參與主體和資源約束的屬性可以判斷相似性。

假設(shè)活動(dòng)的參與主體（資源約束同理）可以由n類屬性描述：AT1, AT2,…, ATn。對活動(dòng)A和活動(dòng)B參與主體的屬性進(jìn)行分析，如果相同的屬性個(gè)數(shù)為m，且m≤ n，則活動(dòng)A和活動(dòng)B的參與主體的相似度為：

活動(dòng)A和活動(dòng)B的資源相似度同上計(jì)算。

5.3 基于方法的活動(dòng)相似性分析

方法分析是活動(dòng)功能相似性分析最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，因?yàn)榉椒ㄊ枪δ艿闹苯芋w現(xiàn)。對兩個(gè)活動(dòng)進(jìn)行整體的比較分析很難發(fā)現(xiàn)它們的相似之處，即便輸入信息和輸出信息相同的兩個(gè)活動(dòng)，由于方法運(yùn)作機(jī)理的差別也不一定具有功能相似性。方法代表了FT的具體功能，是FT的信息處理中心，從內(nèi)部運(yùn)作機(jī)理來看，方法的每一步動(dòng)作都會有信息轉(zhuǎn)換，并且離不開知識和資源的支持，需要主體的參與。由于元流程是從活動(dòng)功能的共性部分逐級構(gòu)建的，因此，為了分析活動(dòng)之間的相似性以構(gòu)造元流程，根據(jù)活動(dòng)的執(zhí)行順利，對方法進(jìn)行截面分析。截面代表一步動(dòng)作，能夠完成活動(dòng)功能的一部分。

假設(shè)活動(dòng)A的方法被分為n個(gè)截面：SA1,SA2,…,SAn，如圖3所示?；顒?dòng)B的執(zhí)行截面分為SB1, SB2,…,SBm，則SA1與SB1,SB2,…,SBm分別比較，得到輸入信息相似度為：為SA1相對于活動(dòng)B的輸入信息相似分向量，同樣可以計(jì)算得到分向量S2A→B,…, SnA→B，則活動(dòng)A相對于活動(dòng)B的輸入信息相似矩陣向量為：

根據(jù)上式，計(jì)算活動(dòng)A相對于活動(dòng)B的相似熵值。

定義7 活動(dòng)A相對活動(dòng)B的輸入信息相似熵值為：

死體可燃物含水率(Y)與氣溫(X2)、相對濕度(X3)、連旱天數(shù)(X4)、風(fēng)速(X5)、蒸發(fā)量(X6)之間的數(shù)學(xué)模型為：

其中

圖3 活動(dòng)A的截面圖

從而得到活動(dòng)A相對于活動(dòng)B的輸入信息相似系數(shù)為：

其中

依照上述方法，可以得到活動(dòng)A相對于B的輸出信息、知識、參與主體和資源約束的相似系數(shù)。

設(shè)輸入信息、輸出信息、知識、參與主體和資源約束在活動(dòng)A中的權(quán)重為β1,β2,…,β5，則可以得到活動(dòng)A相對于活動(dòng)B的綜合相似系數(shù)SMA。同理，可以得到活動(dòng)B相對于活動(dòng)A的綜合相似系數(shù)SMB。則活動(dòng)A和活動(dòng)B的平均相似系數(shù)為：

經(jīng)過以上分析，可以得到業(yè)務(wù)流程中所有活動(dòng)的相似系數(shù)，并能得到任何兩個(gè)活動(dòng)的平均相似系數(shù)。以活動(dòng)的相似系數(shù)為矩陣元素，構(gòu)造出描述活動(dòng)相似性的對稱矩陣。對矩陣進(jìn)行分析，把相似系數(shù)高的活動(dòng)集成在一起，形成元流程。為了從根部實(shí)現(xiàn)元流程的逐級構(gòu)造，需要對元流程所含的活動(dòng)重新進(jìn)行方法的截面分析。把各活動(dòng)共性的截面作為一級元流程進(jìn)行設(shè)計(jì)；其他截面需要根據(jù)共性大小分類，把具有最大程度共性的截面分為一類，并根據(jù)共性部分設(shè)計(jì)二級元流程；這樣根據(jù)共性大小逐級分類繼承，直到設(shè)計(jì)出具有完整功能的活動(dòng)?；顒?dòng)是從共同的父類逐步繼承構(gòu)造的，避免了交叉繼承。如果截面分解得不夠小，還可以根據(jù)需要分解到足夠細(xì)的程度。

6 動(dòng)態(tài)建模案例

現(xiàn)以政府采購工作的業(yè)務(wù)流程為例，探討動(dòng)態(tài)建模的體系。

政府部門中有大量的業(yè)務(wù)工作是需要部門內(nèi)、部門之間以及政府外的多部門、多工作崗位、多工作人員協(xié)同工作來完成的，表現(xiàn)為工作流狀態(tài)和事務(wù)性狀態(tài)。其中政府采購是由政府內(nèi)部啟動(dòng)的復(fù)雜工程，需要政府機(jī)關(guān)、企業(yè)、銀行以及有關(guān)專家的協(xié)同配合，而且能夠在多種類型的參加者之間反復(fù)互動(dòng)，既有同步也有異步。本文分析的政府采購流程有兩個(gè)節(jié)點(diǎn)，分別是政府機(jī)關(guān)和采購中心。通過行使自己的職能，完成各自的業(yè)務(wù)，分別為業(yè)務(wù)B和業(yè)務(wù)D。這兩項(xiàng)業(yè)務(wù)的流程如圖4所示。

圖4 政府采購業(yè)務(wù)流程

我們把業(yè)務(wù)B 和業(yè)務(wù)D 的工作流程細(xì)分為可操作的元流程，兩項(xiàng)業(yè)務(wù)的元流程時(shí)序關(guān)系如圖5 所示。其中，兩項(xiàng)業(yè)務(wù)工作流程和元流程代表的含義及其所需資源見表1。

6.2 采購元流程的類構(gòu)造

分析元流程完成任務(wù)的方式，對于可編程完成的任務(wù)，根據(jù)元流程的功能，抽象出其元流程類，并對相同、重復(fù)的類進(jìn)行整合，創(chuàng)建具有共有屬性的一般類。我們根據(jù)政府采購需要完成的業(yè)務(wù)及元流程，設(shè)計(jì)了界面類、后臺類和輔助類3種類，每種類有數(shù)據(jù)輸入和輸出，并具有一定的方法功能。其中，界面類可以生成與用戶交互的窗口對象，以完成數(shù)據(jù)錄入和數(shù)據(jù)顯示任務(wù)；后臺類可以生成Servlets或者EJB的會話Beans和實(shí)體Beans，以完成對業(yè)務(wù)流程的訪問和數(shù)據(jù)的邏輯處理；輔助類生成的對象可以完成信息檢索和修改任務(wù)，并管理整個(gè)采購過程。在此基礎(chǔ)上，我們還可以生成其他政務(wù)元流程類，例如稅收界面子類、教育后臺子類等。

表1 政務(wù)采購的流程和原流程表

圖5 政府采購業(yè)務(wù)元流程時(shí)序圖

6.3 采購流程的動(dòng)態(tài)構(gòu)造

上述的政府采購中，政府機(jī)關(guān)的業(yè)務(wù)有11個(gè)元流程，采購中心的業(yè)務(wù)工作有15個(gè)元流程。根據(jù)政府采購的操作實(shí)際，建立元流程鄰接矩陣。根據(jù)建立的元流程鄰接矩陣和占用資源情況分析政府采購元流程時(shí)序關(guān)系的優(yōu)化，具體步驟如下。

第一，根據(jù)鄰接矩陣確定數(shù)據(jù)源點(diǎn)，其對應(yīng)的元流程為b1和b4，建立數(shù)據(jù)源集合{b1, b4}，由于集合中的元素沒有資源沖突和優(yōu)先級，所以選擇兩者為政府采購業(yè)務(wù)的初始元流程。

第二，在數(shù)據(jù)源集合中刪除兩元流程b1和b4，而且在鄰接矩陣中刪除b1和b4所在的行和列，在新鄰接矩陣中確定數(shù)據(jù)源點(diǎn)對應(yīng)的元流程為b2，并把它加到數(shù)據(jù)源集合中，為{b2}，把b2作為b1元流程的后置元流程。

第三，重復(fù)執(zhí)行步驟2的任務(wù)，直到鄰接矩陣只有一行一列元素，其對應(yīng)元流程為b11。它是最后一個(gè)元流程。

最終的政府采購流程結(jié)構(gòu)如圖6所示。

7 結(jié)論

政務(wù)工作是由眾多相互交叉、相互影響和相互配合的業(yè)務(wù)流程組成的，政務(wù)流程動(dòng)態(tài)建模是建設(shè)電子政務(wù)系統(tǒng)的前提，為了能夠快速定義具體的業(yè)務(wù)實(shí)例，本文主要做了以下研究。

第一，政務(wù)工作的業(yè)務(wù)流程需要隨著環(huán)境、資源和需求的改變而變化，本文詳細(xì)分析了政務(wù)流程及其動(dòng)態(tài)建模的形式化表示方法，為電子政務(wù)業(yè)務(wù)流程的動(dòng)態(tài)建模和元流程構(gòu)造奠定基礎(chǔ)。

第二，分析了基于元流程的政務(wù)流程動(dòng)態(tài)建模方法，提出了基于功能依賴原理的業(yè)務(wù)過程動(dòng)態(tài)建模算法，結(jié)合業(yè)務(wù)工作和元流程的活動(dòng)分析，以鄰接矩陣為工具，研究了動(dòng)態(tài)建模中的路由機(jī)制，從而解決了活動(dòng)之間動(dòng)態(tài)建立連接的問題。

圖6 政府采購流程結(jié)構(gòu)圖

第三，根據(jù)業(yè)務(wù)流程活動(dòng)元組（輸入信息、輸出信息、參與主體、所用方法、知識以及資源約束）的特性，以方法的截面分析為切入點(diǎn)，提出了基于活動(dòng)截面的相似性分析體系。該體系不僅可以把具有相似功能的活動(dòng)集成在一起，而且可以通過相似性分析的反向搜索，構(gòu)造具有共性截面的不同等級的元流程。

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Dynam ic M odeling Theoretical System of Business Process for e-Government

Jiang Yuantao
(School of Information Management & Engineering, Shanghai Maritime University, Shanghai 201306)

W ith the dram atic transform ation of society and the increasingly rich of governm ent in form ation resources, business processes of e-government need to be dynam ically adjusted to adapt to the changing needs. The dynam ic modeling of the e-government business processes become the basis for the implementation of e-government system. One kind of theoretical system that supports dynam ic modeling of business processes is proposed. W ith the characteristics of the business process in the adm inistrative work, based on the form al description of the e-government business processes and their dynam ic modeling, depending on functional relationship between business activities, e-governm ent business processes modeling algorithm is established. In the further, the key components-processes in the dynam ic modeling, through sim ilarity analysis of the active function, the thought of building the meta-process is given in detail. Finally, a case about dynam ic modeling of government procurement business process is analyzed.

e-government, business process, dynam ic modeling, meta-process

TP393

：ADOI：10.3772/j.issn.1674-1544.2013.02.017

蔣元濤（1975- ），男，上海海事大學(xué)碩士生導(dǎo)師，博士，研究方向：電子政務(wù)、信息系統(tǒng)和投資評價(jià)等。

上海市教委科研創(chuàng)新項(xiàng)目“基于供需預(yù)測的造船行業(yè)市場風(fēng)險(xiǎn)評估、預(yù)警及支持系統(tǒng)開發(fā)”（12YZ117）；上海海事大學(xué)管理科學(xué)與工程重點(diǎn)學(xué)科建設(shè)資助項(xiàng)目（XR0101）。

2012年10月31日。