AOBPMR：一個(gè)面向Artifact業(yè)務(wù)流程模型管理庫

劉海濱

【摘 要】與傳統(tǒng)的以控制為中心的業(yè)務(wù)流程管理相似，為了更好的對面向Artifact業(yè)務(wù)流程模型進(jìn)行流程檢索、流程挖掘、流程整合以及流程模型分析等操作，有效的管理和使用流程模型是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。其中，流程的存儲模式以及查詢語言規(guī)范化是要解決的關(guān)鍵問題之一，鑒于Artifact的生命周期特性，本文構(gòu)建了一個(gè)混合存儲模式的業(yè)務(wù)流程模型管理庫，詳細(xì)的闡述了該庫的系統(tǒng)架構(gòu)和功能模塊，該庫不僅提供基本的流程模型存儲和檢索等功能，還具有流程挖掘，流程分析等高級功能。

【關(guān)鍵詞】業(yè)務(wù)流程管理；Artifact；面向Artifact業(yè)務(wù)流程模型；庫

0 引言

傳統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程模型重點(diǎn)是對控制流建模[1-2]，對數(shù)據(jù)的設(shè)計(jì)處于輔助地位。最近提出的一些方法將數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)提高到與控制流設(shè)計(jì)同樣重要的位置，其中面向Artifact[3-4]的業(yè)務(wù)流程是以數(shù)據(jù)為中心的業(yè)務(wù)流程的代表。目前，針對面向Artifact的業(yè)務(wù)流程管理已經(jīng)展開了研究。然而，以Artifact為中心的業(yè)務(wù)流程模型管理的研究仍處于起步階段。為了更好的對面向Artifact業(yè)務(wù)流程模型進(jìn)行流程檢索、流程挖掘、流程整合以及流程模型分析等操作，有效的管理和使用流程模型是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。

構(gòu)建一個(gè)流程模型管理庫能快速提高流程的設(shè)計(jì)、流程再造和流程分析等管理操作。文獻(xiàn)[5]將庫定義為企業(yè)使用或產(chǎn)出的關(guān)于業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)相關(guān)信息的一個(gè)共享數(shù)據(jù)庫。模型管理庫不僅應(yīng)具有傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫所提供的基本功能，比如模型的創(chuàng)建和修改、視圖管理等，還應(yīng)該提供流程分析、流程再造等高級功能。業(yè)務(wù)流程手冊[6]是早期提供流程模型管理的流程庫，流程的存儲模式主要以文本形式存儲，不具備規(guī)范的查詢語言。文獻(xiàn)[7]構(gòu)建了工作流系統(tǒng)的管理庫，并且提出了面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的存儲和查詢模式。RepoX[8]提供數(shù)據(jù)提取和查詢等基本功能，由于它是基于SQL的查詢語言，不能支持以過程為中心的查詢語義。ProcessGene[9]是一個(gè)提供查詢業(yè)務(wù)流程的系統(tǒng)，然而它僅局限于流程的內(nèi)容查詢，并不能查詢流程執(zhí)行的語義信息。Zhilei Ma等人[10]提出一種基于流程本體的語義業(yè)務(wù)流程庫，通過考慮流程的執(zhí)行語義來進(jìn)行流程的存儲和查詢。文獻(xiàn)[11]提出了一種基于XML存儲模式的流程模型庫，同時(shí)給出了一個(gè)基于XML的流程查詢語言IPM-PQL。Zhiqiang Yan等人[12]綜述了流程管理庫的整體架構(gòu)和功能描述，提出業(yè)務(wù)流程庫管理模型由流程數(shù)據(jù)模型，流程功能模型和流程管理模型三部分組成。

綜上所述，已有的流程模型管理庫都是著重于以過程為中心的業(yè)務(wù)流程，鑒于面向Artifact的業(yè)務(wù)流程是以數(shù)據(jù)為中心以及其流程生命周期的復(fù)雜性，已有的管理庫不能很好的應(yīng)用于面向Artifact的業(yè)務(wù)流程模型管理。因此，本文構(gòu)建了一個(gè)面向Artifact業(yè)務(wù)流程模型管理庫，詳細(xì)的闡述了該庫的系統(tǒng)架構(gòu)和功能模塊，該庫不僅提供基本的存儲和檢索等功能，還具有流程再造，流程分析等高

1 Artifact流程模型管理庫架構(gòu)

Artifact流程模型庫共有四層構(gòu)成：外部工具層、庫管理層、庫功能層和庫存儲層。外部工具層和庫管理層通過外部連接器進(jìn)行交互，庫管理層和功能層之間是通過庫管理層/功能層API進(jìn)行通信，內(nèi)部連接器提供庫功能層和存儲層通信和交互的接口。

1.1 外部工具層

模型管理庫的外部工具層由流程庫GUI，建模工具、分析工具、服務(wù)匹配器、BPEL引擎、監(jiān)控器和檢測器構(gòu)成。流程庫GUI提供給用戶與管理庫交互的可視化界面，通過流程庫GUI，用戶可以方便的對模型庫執(zhí)行流程的新建、刪除、更新和查詢等操作，并將執(zhí)行操作后的結(jié)果可視化的展示給用戶。建模工具是圖形化流程生成工具，分析工具是對新建流程模型的正確性驗(yàn)證和分析的功能接口，服務(wù)匹配器是根據(jù)新建流程中邏輯服務(wù)進(jìn)行物理服務(wù)的匹配功能接口，BPEL執(zhí)行引擎用于部署和實(shí)施業(yè)務(wù)流程，監(jiān)控器密切監(jiān)視引擎的執(zhí)行動態(tài)，用于流程分析，異常處理等功能；檢測器是對流程執(zhí)行結(jié)果進(jìn)行校驗(yàn)和評估的功能模塊，這幾個(gè)功能模塊都是由BPMS所提供。

1.2 存儲層

存儲層存儲的是流程模型和其整個(gè)Artifact業(yè)務(wù)流程生命周期過程中的相關(guān)數(shù)據(jù)和信息，包括流程的概念模型，流程的物理模型、Web服務(wù)相關(guān)信息、業(yè)務(wù)流程的數(shù)據(jù)實(shí)體、流程實(shí)例的數(shù)據(jù)信息和流程執(zhí)行過程信息。流程庫的存儲層通過傳統(tǒng)的DBMS實(shí)現(xiàn)，為了便于模型數(shù)據(jù)的存儲和查詢，采用內(nèi)部/外部兩級存儲模式，內(nèi)部存儲采用XML格式存儲，外部存儲采用面向?qū)ο竽Ｊ酱鎯?，兩級存儲模式之間通過一個(gè)翻譯轉(zhuǎn)化器的中間件來實(shí)現(xiàn)格式之間的轉(zhuǎn)換。

1.3 管理層

流程模型管理庫的管理層主要有流程概念模型管理、物理模型管理、Web服務(wù)管理、快照管理、流程實(shí)例管理和日志管理。流程概念模型管理主要負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)流程建模階段模型相關(guān)信息的管理，包括對流程模型完整性，一致性和正確性的檢查；物理模型管理主要負(fù)責(zé)經(jīng)過轉(zhuǎn)化后流程模型的管理和部署；Web服務(wù)管理主要負(fù)責(zé)物理服務(wù)的本地存儲、邏輯服務(wù)和物理服務(wù)的匹配，調(diào)度以及與流程實(shí)例之間映射關(guān)系的管理；快照管理主要負(fù)責(zé)流程執(zhí)行過程中數(shù)據(jù)實(shí)體的狀態(tài)變化的管理，反應(yīng)一個(gè)流程實(shí)例的執(zhí)行狀態(tài)；流程實(shí)例管理是針對具體執(zhí)行的業(yè)務(wù)流程的數(shù)據(jù)和信息的管理；日志管理是對流程執(zhí)行后產(chǎn)生的相關(guān)執(zhí)行信息的管理。

1.4 功能層

模型管理庫的基本管理功能包括：訪問管理、完整性管理、事物管理、簽入/簽出管理、調(diào)度管理、通知管理和上下文管理。訪問管理功能確保只有被授權(quán)者才能訪問模型庫中的流程；完整性管理功能確保模型庫不會進(jìn)入不一致的狀態(tài)；事物管理功能確保庫的頻繁更新是以事務(wù)的方式進(jìn)行；簽入/簽出管理允許用戶從模型庫中簽出一個(gè)模型對象，為了防止其他用戶在同一時(shí)刻訪問和修改該模型對象，簽入/簽出管理對該模型對象進(jìn)行加鎖機(jī)制，待用戶訪問該對象結(jié)束后，執(zhí)行簽入操作并執(zhí)行解鎖機(jī)制；調(diào)度管理用來維持BPMS中各個(gè)功能模塊和外部工具的執(zhí)行順序；通知管理確保庫中某一流程對象發(fā)生改變時(shí)及時(shí)發(fā)出更改消息通知和日志信息；上下文管理確保庫中流程對象集合的創(chuàng)建和操作，永久性存儲。

除了上述的管理功能外，模型管理庫還提供的基本功能包括存儲功能、檢索功能、檢查功能、流程優(yōu)化功能。

模型管理庫存儲功能提供四個(gè)基本的功能，包括流程的插入、流程的提取、流程的刪除和流程的更新。流程的插入功能是根據(jù)流程模型庫的內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲新的流程；流程的刪除功能即從模型庫中刪除已有的流程；流程更新功能是允許流程設(shè)計(jì)者根據(jù)業(yè)務(wù)需求變更進(jìn)而更新流程的過程；流程的提取功能是允許查閱和瀏覽流程的定義信息和詳細(xì)的執(zhí)行信息。

為了有效的利用模型庫中已有的流程模型，確?？蛻裟芸焖俚钠ヅ涞侥繕?biāo)流程，模型庫應(yīng)提供流程檢索功能。流程的檢索功能分為精確檢索和相似檢索，流程的檢索可以從流程的內(nèi)容、流程的結(jié)構(gòu)和流程的行為三個(gè)方面進(jìn)行。精確檢索功能可以通過精確的流程查詢語言來實(shí)現(xiàn)，相似檢索可以根據(jù)匹配流程的相似度來計(jì)算。

以Artifact為中心的業(yè)務(wù)流程操作模型應(yīng)該滿足Artifact生命周期可達(dá)性、持久性和唯一存在性。Artifact生命周期可達(dá)性是指Artifact從產(chǎn)生開始，能夠經(jīng)過若干服務(wù)后被歸檔完成其生命周期過程；持久性指Artifact在業(yè)務(wù)流程模型描述的業(yè)務(wù)流程執(zhí)行中從產(chǎn)生到最后歸檔的過程中都一直存在，并且永遠(yuǎn)都不會消失；唯一存在性指Artifact在同一時(shí)刻只能出現(xiàn)在唯一的地方，或是在服務(wù)或是在倉庫中。Artifact模型檢查問題包括模型語義和語法兩方面的內(nèi)容，Artifact模型庫主要討論模型語義方面的檢查，內(nèi)容包括Artifact生命周期可達(dá)性驗(yàn)證、持久性檢查和唯一存在性檢查。

在Artifact模型正確的情況下，為了降低后期流程系統(tǒng)實(shí)施過程中的代價(jià)和提高流程運(yùn)行的效率，在流程模型管理中必須要考慮到對流程模型的優(yōu)化問題，以便獲得最優(yōu)的Artifact業(yè)務(wù)流程模型。模型優(yōu)化過程體現(xiàn)為兩個(gè)方面：優(yōu)化分析與設(shè)計(jì)改進(jìn)。Artifact模型管理庫提供兩種流程模型優(yōu)化策略：一種是通過流程本身的服務(wù)事件鏈進(jìn)行優(yōu)化；另一種是通過模型庫中相似模型作為參考流程模型，通過兩個(gè)模型的最大公共子圖及Artifact生命周期可滿足性，減少原流程模型的冗余服務(wù)，達(dá)到流程優(yōu)化效果。

2 總結(jié)與展望

本文構(gòu)建了一個(gè)面向Artifact業(yè)務(wù)流程模型管理庫，詳細(xì)的闡述了該庫的系統(tǒng)架構(gòu)和功能模塊，該庫不僅提供基本的存儲和檢索等功能，還具有流程再造，流程分析等高級功能。下一步的工作重點(diǎn)就是模型庫的功能實(shí)現(xiàn)。

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[責(zé)任編輯：丁艷]