用例2.0技術(shù)驅(qū)動(dòng)業(yè)務(wù)過程建模方法

沈曉奕 楊德仁 董富江

摘要：為了避免結(jié)構(gòu)化業(yè)務(wù)過程中引入非結(jié)構(gòu)化業(yè)務(wù)帶來的復(fù)雜性，提出一種用例2.0技術(shù)驅(qū)動(dòng)業(yè)務(wù)過程建模方法?；舅枷胧鞘褂糜美?.0在結(jié)構(gòu)化業(yè)務(wù)過程中靈活更改或調(diào)整影響業(yè)務(wù)過程的擴(kuò)展部分，并保留不受變化影響的基本部分，通過擴(kuò)展用例2.0覆蓋非結(jié)構(gòu)化業(yè)務(wù)過程需求。結(jié)構(gòu)化業(yè)務(wù)過程與非結(jié)構(gòu)化業(yè)務(wù)過程相互補(bǔ)充，給出一個(gè)具體的醫(yī)院業(yè)務(wù)過程模型案例。該方法能夠在結(jié)構(gòu)化業(yè)務(wù)過程基礎(chǔ)上使用用例2.0和UML活動(dòng)圖建模。

關(guān)鍵詞：醫(yī)院；SBP；UBP；用例2.0；UML活動(dòng)圖

DOIDOI：10.11907/rjdk.181649

中圖分類號：TP301

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-7800（2018）010-0051-04

英文摘要Abstract：In order to avoid complexity caused by introducing unstructured business process into structured business process， this paper puts forward a use case 2.0 technology-driven business process modeling method.The basic idea of this method is to use case 2.0 in flexible business process to change or adjust the influence of some parts of the business process and retain those who are not affected by changes in the basic part， and by extending the use case 2.0 the demand of the unstructured is covered. Structured and unstructured business process business processes complement each other， and a specific hospital business process instance is given. The method can be used to use case 2.0 and UML activity diagram for modeling on the basis of the structured business process.

英文關(guān)鍵詞Key Words：hospital；SBP；UBP；Use Case 2.0；UML activity diagrams

0 引言

業(yè)務(wù)過程建模是組織建模的一個(gè)關(guān)鍵要素，由組織內(nèi)部和外部不同團(tuán)隊(duì)協(xié)作參與完成。統(tǒng)一建模語言（Unified Modeling Language，UML）屬于結(jié)構(gòu)化業(yè)務(wù)過程，可用于多方協(xié)作業(yè)務(wù)過程建模，并提供一組豐富的結(jié)構(gòu)和行為視圖可視化表示[1]。UML 活動(dòng)圖（UML Activity Diagrams）是UML中用于描述業(yè)務(wù)過程最重要的工具，提供一系列圖形符號支持對業(yè)務(wù)過程建模，定義參與到活動(dòng)中的對象及角色、狀態(tài)和屬性變化。但是，在面對異常的不可預(yù)見性業(yè)務(wù)過程中，UML活動(dòng)圖在設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)過程模型時(shí)難以靈活更改或調(diào)整業(yè)務(wù)模型。

1 業(yè)務(wù)過程建模方法研究現(xiàn)狀

已有業(yè)務(wù)過程文獻(xiàn)提出了大量業(yè)務(wù)過程建模方法，針對不同業(yè)務(wù)過程類型，可以分為命令式過程建模方法和聲明式過程建模方法[2-4]。命令式過程建模方法是指基于圖形表示的過程建模語言對業(yè)務(wù)過程基本結(jié)構(gòu)中活動(dòng)和控制流依賴關(guān)系的精確定義[5-6]。基于圖形表示的命令式過程建模方法已經(jīng)被提出[7]，包括UML[8]、BPMN[9]、Petri 網(wǎng)[10]、EPC s[11]。聲明式過程建模方法通過模型指定最小業(yè)務(wù)關(guān)注點(diǎn)，即管理業(yè)務(wù)過程的策略和規(guī)則，如CMMN[12-13]。結(jié)構(gòu)化業(yè)務(wù)過程（Structured Business Pro cesses ，SBP）屬于命令式過程建模方法，非結(jié)構(gòu)化業(yè)務(wù)過程（Unstructured Business Processes ，UBP）屬于聲明式過程建模方法[14-16]。結(jié)構(gòu)化業(yè)務(wù)過程模型與非結(jié)構(gòu)化業(yè)務(wù)過程模型相比，明確規(guī)定了執(zhí)行業(yè)務(wù)過程路徑的規(guī)范，有益于提高模型的可理解性和過程執(zhí)行效率，但是可能會限制業(yè)務(wù)過程的靈活性。在非結(jié)構(gòu)化業(yè)務(wù)過程中，允許涉眾擁有更大自由決定執(zhí)行哪一項(xiàng)任務(wù)應(yīng)對不可預(yù)見的需求[17]，可以在原結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上直接添加額外的新任務(wù)，而不需要重新設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)過程，業(yè)務(wù)過程的適應(yīng)性和靈活性很高[2]。文獻(xiàn)[12]和文獻(xiàn)[17]提到了醫(yī)療過程具有很強(qiáng)的靈活性，并使用非結(jié)構(gòu)化語言CMMN敏捷地應(yīng)對醫(yī)療過程建模的需求。文獻(xiàn)[18]提出了新的建模語言，稱為業(yè)務(wù)過程和案例管理符號（BPCMN），以一種結(jié)構(gòu)化的方式在BPMN中表示，并且以一種非結(jié)構(gòu)化的方式使用CMMN，通過BPMN和CMMN集成更好地建立業(yè)務(wù)過程模型。文獻(xiàn)[19]提出了一種將UBP轉(zhuǎn)換為SBP的方法，使用強(qiáng)制語言進(jìn)行建模。文獻(xiàn)[20]指出結(jié)構(gòu)化業(yè)務(wù)過程通常由非結(jié)構(gòu)化業(yè)務(wù)過程組成，需要探索一種全面的建模方法，能夠滿足結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化業(yè)務(wù)過程建模需要，無需在結(jié)構(gòu)化業(yè)務(wù)過程中引入非結(jié)構(gòu)化業(yè)務(wù)過程，卻存在以下不足：對非結(jié)構(gòu)化業(yè)務(wù)過程CMMN，沒有任何符號定義過程模型中的用戶角色。目前，結(jié)構(gòu)化業(yè)務(wù)過程和非結(jié)構(gòu)化業(yè)務(wù)過程的研究僅僅涉及BPMN、CMMN、Petri 網(wǎng)、EPC s等圖形表示，而使用UML建模語言對結(jié)構(gòu)化業(yè)務(wù)過程的研究仍是空白。

本文將UML建模語言用例2.0與活動(dòng)圖相結(jié)合，對結(jié)構(gòu)化業(yè)務(wù)過程進(jìn)行建模，用例2.0建模替代非結(jié)構(gòu)化業(yè)務(wù)過程的需求，并將該方法應(yīng)用于具體的醫(yī)院業(yè)務(wù)過程模型案例。結(jié)果表明，用例2.0能夠滿足非結(jié)構(gòu)化的需求，避免了結(jié)構(gòu)化業(yè)務(wù)過程引入非結(jié)構(gòu)化需求帶來的復(fù)雜性。

2 用例2.0理論基礎(chǔ)與基本概念

用例2.0是呈現(xiàn)、運(yùn)用、管理用例有效的新方式，被用于不同企業(yè)新業(yè)務(wù)開發(fā)和實(shí)踐過程，以增量方式體現(xiàn)用戶業(yè)務(wù)過程需求[21]。用例2.0的核心是用例、講故事和用例切片。用例捕獲業(yè)務(wù)目標(biāo)，以一種簡單而全面的方式識別和捕獲所有不同但相關(guān)的故事。講故事是使涉眾關(guān)注業(yè)務(wù)目標(biāo)、交流業(yè)務(wù)需求并探索用例的一種方法，也是連接涉眾、用例和用例切片之間鴻溝的橋梁。用例切片是用例本身的一部分，用例切成薄片即用例切片，用例切片組成增量版本。

盡管用例2.0提出了用例的新版本，但它并不是指統(tǒng)一建模語言的更新，而是指軟件開發(fā)人員和業(yè)務(wù)分析人員應(yīng)用用例的方式更加有效。用例2.0技術(shù)有三大支柱：用例敘述結(jié)構(gòu)；用例、用例切片與增量；講故事。

2.1 用例敘述結(jié)構(gòu)

用例通常用文本形式表現(xiàn)，通過編寫用例敘述的結(jié)構(gòu)，展示一個(gè)完整的用例故事。用例關(guān)注組織的特定目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的最簡單方法是由基礎(chǔ)流程描述的，其它則被作為擴(kuò)展流程呈現(xiàn)?；A(chǔ)流程的每一步都可能出現(xiàn)不可預(yù)見的狀況，將異常狀況作為擴(kuò)展流程捕獲，可以在需要時(shí)添加到基本流程中。在此過程中，可以確定最重要的用例，同時(shí)也可以很容易過濾掉對用戶沒有實(shí)際價(jià)值的用例。例如圖1，在病人取藥的基礎(chǔ)流程中，出現(xiàn)醫(yī)院藥品短缺等異常流程，為保證病人用藥，醫(yī)院及時(shí)聯(lián)系醫(yī)藥供應(yīng)商供給。

2.2 用例、用例切片與增量

圖2 顯示了醫(yī)院內(nèi)部協(xié)作段4個(gè)版本的增量開發(fā)。第一個(gè)增量版本包含兩個(gè)來源于用例1問診的用例切片，分別為用例切片1.1掛號和用例切片1.2診病。第二個(gè)增量版本中添加用例切片1.3拿藥方和用例切片2.1取藥。然后，添加更多切片創(chuàng)建第三和第四個(gè)增量版本。其中，第四個(gè)增量版本是現(xiàn)階段最完整的版本。

2.3 講故事

一個(gè)故事是用例敘述的一部分，找到有效故事的關(guān)鍵是理解用例敘述結(jié)構(gòu)。在此基礎(chǔ)上，提出基于路徑擴(kuò)展的模型建模，是指以用例2.0為核心技術(shù)，基于基本路徑，以可選路徑為擴(kuò)展點(diǎn)建模。對路徑擴(kuò)展業(yè)務(wù)模型建模有兩個(gè)階段：①基本路徑階段，業(yè)務(wù)分析人員明確業(yè)務(wù)關(guān)注點(diǎn)，即關(guān)注的用例，將可預(yù)測的業(yè)務(wù)范圍考慮在內(nèi)；②路徑擴(kuò)展階段，基本路徑不作任何變更，額外擴(kuò)展未預(yù)先設(shè)計(jì)的異常路徑，必要時(shí)將異常路徑添加到基本路徑中（見圖3）。該方法以醫(yī)院業(yè)務(wù)相關(guān)人員為執(zhí)行者，可以將每個(gè)用例看作動(dòng)作的一個(gè)映射，執(zhí)行動(dòng)作的基本路徑和擴(kuò)展路徑，展現(xiàn)病人到醫(yī)院問診的整個(gè)業(yè)務(wù)過程。

圖3左邊敘述的是基礎(chǔ)流程，而擴(kuò)展流程則被顯示為與基礎(chǔ)用例中一系列步驟的分離?；A(chǔ)流程自頂向下，從用例開始到用例結(jié)束終止用例，是完整、有價(jià)值的用例版本?；A(chǔ)流程的線性步驟有4步：第一步掛號，第二步問診，第三步離院，第四步評價(jià)。在基礎(chǔ)流程中可能出現(xiàn)異常事件，即擴(kuò)展用例開藥、檢查、住院、治療。在基礎(chǔ)流程和擴(kuò)展流程相互補(bǔ)充的過程中，完善業(yè)務(wù)過程模型。

圖3右邊是由醫(yī)院內(nèi)部協(xié)作段擴(kuò)展至醫(yī)院外部代理與委托段的業(yè)務(wù)過程。醫(yī)院外部代理與委托段基礎(chǔ)流程分別是供應(yīng)商供應(yīng)、專家評估、社會評價(jià)、政府監(jiān)督，其中專家評估出現(xiàn)異常事件評估治療方案，病人評價(jià)出現(xiàn)異常事件投訴醫(yī)院。每個(gè)擴(kuò)展用例在業(yè)務(wù)過程建模中自底向上不斷擴(kuò)展完善，清楚敘述整個(gè)用例，并且每個(gè)擴(kuò)展流程都在基礎(chǔ)流用例開始時(shí)開始，在基礎(chǔ)流用例結(jié)束時(shí)結(jié)束。

用例敘述結(jié)構(gòu)引導(dǎo)人們識別任何缺失的故事，并確保所有故事都是格式良好和可補(bǔ)充的，即使用用例2.0以彈性的方式應(yīng)對未知業(yè)務(wù)需求，并在此基礎(chǔ)上繼續(xù)擴(kuò)展業(yè)務(wù)用例。將用例2.0技術(shù)的用例與UML活動(dòng)圖執(zhí)行者的動(dòng)作相互映射，映射規(guī)則是將用例2.0基礎(chǔ)、擴(kuò)展流程與活動(dòng)圖的核心段、內(nèi)部協(xié)作段、外部代理及委托段一一對應(yīng)，用例2.0的用例與活動(dòng)圖動(dòng)作一一映射。通過該組映射規(guī)則提供兩者之間的映射，允許在用例2.0中捕獲UML活動(dòng)圖的動(dòng)作，然后將其應(yīng)用到某醫(yī)院業(yè)務(wù)過程模型的案例研究中。

3 UML活動(dòng)圖建模案例

隨著信息系統(tǒng)的發(fā)展，業(yè)務(wù)過程建模廣泛應(yīng)用于醫(yī)療各業(yè)務(wù)領(lǐng)域。本文通過某醫(yī)院業(yè)務(wù)流程模型建模分析，采用UML建模語言中的活動(dòng)圖對醫(yī)院內(nèi)部核心段、內(nèi)部協(xié)作段、外部代理與委托段等結(jié)構(gòu)化業(yè)務(wù)過程進(jìn)行動(dòng)態(tài)建模，并依次逐段細(xì)化?；顒?dòng)圖反映醫(yī)院核心段的核心功能主要有掛號、問診、離院、評價(jià)。醫(yī)院內(nèi)部協(xié)作段功能主要有開藥、檢查、住院、治療。醫(yī)院業(yè)務(wù)過程并不是獨(dú)立運(yùn)行，建模過程中需要涉及多個(gè)參與者，主要包括外部代理與委托段的醫(yī)藥器材供應(yīng)商、院外專家、社會公眾、政府人員，這些協(xié)作者也通過活動(dòng)圖反映。

3.1 業(yè)務(wù)過程模型：核心段

在核心段病人看病活動(dòng)中，兩個(gè)主執(zhí)行者分別是病人和醫(yī)生，對病人和醫(yī)生兩個(gè)執(zhí)行者的每一個(gè)動(dòng)作進(jìn)行說明，具體如圖4所示。

當(dāng)主執(zhí)行者為病人時(shí)，包括掛號、問診、離院、評價(jià)4個(gè)動(dòng)作。病人通過線上預(yù)約或者線下窗口兩種方式掛號，選擇科室和專家姓名后，醫(yī)院系統(tǒng)自動(dòng)生成掛號單，病人領(lǐng)取掛號單完成掛號。病人到指定科室問診，被醫(yī)生診斷為健康，可直接離院。病人出院后，對醫(yī)院的醫(yī)療行為進(jìn)行評價(jià)并生成評價(jià)報(bào)告。當(dāng)主執(zhí)行者為醫(yī)生時(shí)，其主要業(yè)務(wù)動(dòng)作為診斷，醫(yī)生接診后詢問病人病情，聽取病人主訴，進(jìn)行一般身體檢查即初次診斷。醫(yī)生診斷病人為健康，病人可以直接出院。

3.2 業(yè)務(wù)過程模型：內(nèi)部協(xié)作段

醫(yī)院內(nèi)部協(xié)作的業(yè)務(wù)過程，由核心段擴(kuò)展到藥劑師發(fā)藥、檢驗(yàn)/影像技師檢查、護(hù)士安排住院等內(nèi)部協(xié)作，3個(gè)主要執(zhí)行者分別是藥劑師、影像/檢驗(yàn)技師和護(hù)士。

圖5詳細(xì)描述了內(nèi)部協(xié)作段的醫(yī)院內(nèi)部活動(dòng)。當(dāng)主執(zhí)行者為藥劑師時(shí)，其主要業(yè)務(wù)動(dòng)作為發(fā)藥，即藥劑師根據(jù)醫(yī)生開的藥方抓藥、配藥并把藥品分配給病人；其次是檢查各科室及全院的藥品數(shù)量，當(dāng)藥品庫存達(dá)到最低限度時(shí)，及時(shí)上報(bào)給相關(guān)部門請求補(bǔ)充藥物。當(dāng)主執(zhí)行者為檢驗(yàn)/影像技師時(shí)，其使用診療設(shè)備為病人拍片檢查，根據(jù)檢查結(jié)果給出結(jié)論并提供檢查報(bào)告。當(dāng)主執(zhí)行者為護(hù)士時(shí)，護(hù)士根據(jù)病人病歷、檢查報(bào)告和住院通知單，安排病人到住院部治療。

3.3 業(yè)務(wù)過程模型： 外部代理與委托段

醫(yī)院外部代理與委托段業(yè)務(wù)過程建模，由醫(yī)院內(nèi)部協(xié)作段進(jìn)而擴(kuò)展至外部代理與委托段的供應(yīng)商供應(yīng)、專家評估、社會評價(jià)、政府監(jiān)督等，如圖6—圖9所示。

當(dāng)醫(yī)院內(nèi)部發(fā)生異常業(yè)務(wù)事件時(shí)，通常要求進(jìn)行案例管理。藥劑師檢查各科室及全院的藥品數(shù)量，發(fā)現(xiàn)藥品庫存達(dá)到最低限度時(shí)，及時(shí)上報(bào)醫(yī)院有關(guān)部門采購，連接到第一個(gè)接口A，A為供應(yīng)商供應(yīng)接入端口。醫(yī)生根據(jù)檢查報(bào)告為病人制定治療方案，院外專家評估病人質(zhì)疑和診療方案合理性，連接到第二個(gè)接口B，B為專家評估接入端口。病人將醫(yī)院治療方案、藥品價(jià)格、服務(wù)質(zhì)量等評價(jià)信息上傳網(wǎng)絡(luò)，醫(yī)院接受社會公開評價(jià)，連接到第3個(gè)接口C，C為社會評價(jià)接入端口。最后，由政府對藥品價(jià)格 、服務(wù)質(zhì)量、病人投訴進(jìn)行監(jiān)督，連接到第4個(gè)接口D，D為社會監(jiān)督的接入端口。

4 結(jié)語

本文研究發(fā)現(xiàn)，在結(jié)構(gòu)化業(yè)務(wù)過程中UML活動(dòng)圖不能有效捕獲所有業(yè)務(wù)流程，為了應(yīng)對未知的異常業(yè)務(wù)過程需求，提出一種用例2.0技術(shù)驅(qū)動(dòng)的業(yè)務(wù)過程建模方法，基于用例2.0技術(shù)，使用路徑擴(kuò)展模型建模解決該問題。該方法能夠滿足結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化業(yè)務(wù)過程建模的需要，無需在結(jié)構(gòu)化業(yè)務(wù)過程中引入非結(jié)構(gòu)化業(yè)務(wù)過程，避免了業(yè)務(wù)過程的復(fù)雜性。在未來工作中，需進(jìn)一步對業(yè)務(wù)過程建模方法在醫(yī)院醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行分析，對醫(yī)院醫(yī)療領(lǐng)域業(yè)務(wù)流程進(jìn)行建模與優(yōu)化。

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（責(zé)任編輯：何 麗）