基于擴展BPMN的“家園互動”式兒童健康管理系統(tǒng)架構(gòu)

王新康，倪 楓，劉 姜，楊 帆，郭 悅

（1 上海理工大學(xué) 管理學(xué)院，上海 200093；2 上海市金山區(qū)陽光城幼兒園，上海 200540；3 河南理工大學(xué) 財經(jīng)學(xué)院，河南 焦作 454000）

0 引言

近年來，信息化發(fā)展逐漸成為國內(nèi)企業(yè)的一個發(fā)展方向。相應(yīng)地，業(yè)務(wù)流程管理（Business Process Management，BPM）和面向服務(wù)的架構(gòu)（Service-Oriented Architecture，SOA）等信息系統(tǒng)也隨著計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展不斷由概念、理論的研究而陸續(xù)經(jīng)由項目研發(fā)、并最終轉(zhuǎn)化為實用系統(tǒng)。眾所周知，目前的市場環(huán)境變化迅速，企業(yè)之間的競爭日益激烈，企業(yè)為了確保自身生存就必然要提升工作效率，所以在不久的將來，數(shù)字系統(tǒng)也將成為各家企業(yè)生存發(fā)展中不可或缺的重要組成部分。

模型驅(qū)動架構(gòu)（Model Driven Architecture，MDA）在2001年7月由OMG發(fā)布，其核心思想在于先構(gòu)建計算無關(guān)模型（Computation Independent Model，CIM），隨后形成了平臺無關(guān)模型（Platform Independent Model，PIM），再設(shè)計平臺相關(guān)模型（Platform Specific Model，PSM）。其中，元對象設(shè)施（Meta Object Facility，MOF）是MDA的核心技術(shù)之一。MOF是OMG為幫助銷售商、開發(fā)者和用戶更好地使用元模型和元數(shù)據(jù)技術(shù)而制定推出的技術(shù)規(guī)范，并已于2005年成為ISO標準。

目前，國內(nèi)外的眾多學(xué)者都在致力研究如何拓展BPMN使其更有利于企業(yè)的后期使用。代飛等人使用Petri網(wǎng)定義BPMN2.0編排的語義，并以此分析BPMN2.0的編排結(jié)構(gòu)和控制流錯誤。陳蕾等人融合if-else語句以及IDEF建模方法與BPMN模型建立元模型映射，實現(xiàn)各描述模型之間語義、粒度的對齊。Valderas等人通過定義一種允許在BPMN模型中創(chuàng)造微服務(wù)組合的方法，最終實現(xiàn)組合的整體圖和拆分圖共存。Zafar等人提出了一種支持通過BPMN對交換和轉(zhuǎn)換過程進行建模的框架，將BPMN模型轉(zhuǎn)換為SoaML模型后生成可執(zhí)行Java Web服務(wù)，實現(xiàn)從BPMN模型自動生成可執(zhí)行Web服務(wù)。

隨著SOA技術(shù)的日臻成熟，有效運用SOA也逐漸成為了一個重要的研究方向。陳娜等人針對傳統(tǒng)SOA效率低下的不足，將Petri網(wǎng)應(yīng)用于SOA服務(wù)識別中。王暢針對傳統(tǒng)的工作流管理系統(tǒng)設(shè)計了一種基于SOA的工作流管理系統(tǒng)的5層框架。Kumar等人提出一種基于Petri網(wǎng)的表示依賴關(guān)系規(guī)范的SOA的依賴分析，并在概念層次上對依賴關(guān)系進行建模。

同樣地，MDA的模型間也有多種轉(zhuǎn)換，當下的研究主要集中在PIM至PSM的轉(zhuǎn)換與PIM至PIM的轉(zhuǎn)換方面，而CIM至PIM轉(zhuǎn)換的相關(guān)研究較少。曹曉夏等人通過將CIM特征分層得到層次特征需求模型，并將模式分為不同層級形成分層體系結(jié)構(gòu)，通過識別特征是在哪個層級發(fā)生變化，從而實現(xiàn)PIM的相應(yīng)變化。Li等人通過擴展Petri網(wǎng)模型元素作為橋梁連接CIM模型和PIM模型。Betari等人提出一種使用UML的核心建模概念將CIM轉(zhuǎn)化為PIM的方式。還有一些學(xué)者借助于MDA架構(gòu)在不同模型間形成映射。Wang等人采用MDA方式實現(xiàn)模型轉(zhuǎn)化，將UML模型映射到基于Web Service模型中。

近年來，已有為數(shù)可觀的國內(nèi)外學(xué)者相繼開始探尋BPM和SOA相融合的方式。鄧子云等人運用SOA和BPM結(jié)合架構(gòu)了第三方物流信息系統(tǒng)集成平臺。尹裴等人提出以提升信息系統(tǒng)柔性為方向，采用BPM和SOA相結(jié)合的方式來實現(xiàn)。倪楓提出基于TOGAF的外層和內(nèi)層迭代建模方法，并在內(nèi)層進一步探討了BPM＋SOA建模方法。李潤曄等人借助于模型間映射將BPM和SOA相結(jié)合來進行建模架構(gòu)。Hachicha等人提出一種面向服務(wù)架構(gòu)中協(xié)同業(yè)務(wù)流程的分析和評估方法，以保持企業(yè)在競爭市場中的競爭力。

基于前人對于BPMN和SOA的技術(shù)成果，本文擬使用MDA建模架構(gòu)和MOF元模型規(guī)范對BPMN與SoaML之間互相映射的方式和規(guī)范展開研究。

1 業(yè)務(wù)流程主流建模方法

1.1 業(yè)務(wù)流程建模與標注

業(yè)務(wù)流程建模與標注（Business Process Model and Notation，BPMN）提供了一套易于被所有業(yè)務(wù)用戶理解的符號，在業(yè)務(wù)流程設(shè)計和流程實施間構(gòu)建了標準化橋梁。BPMN基于業(yè)務(wù)流程圖，通過規(guī)定和定義一些標準化圖形元素，并將其進行組合可以得到一個標準的BPMN流程。BPMN2.0包含5類元素，分別是：流程對象（Flow Objects）、連接對象（Connecting Objects）、泳道（Swim Lanes）、工件（Artifacts）、數(shù)據(jù)（Data）。

1.2 SOA架構(gòu)

1.2.1 面向服務(wù)架構(gòu)

研究可知，隨著XML和Web Service等技術(shù)的快速發(fā)展，SOA已然從概念逐漸轉(zhuǎn)向于現(xiàn)實應(yīng)用，并日漸成為軟件工程的實踐方法之一。服務(wù)注冊庫、服務(wù)請求者和服務(wù)提供者是SOA包含的主要3個角色，三者之間的關(guān)系如圖1所示。SOA為企業(yè)的軟件系統(tǒng)提供了一種通過對服務(wù)流程化來構(gòu)建分布式系統(tǒng)的標準和方法，能夠大幅度減少信息業(yè)務(wù)的冗余。SOA具有松耦合性、粗粒度性、標準化接口等優(yōu)勢。

圖1 SOA基本組成Fig.1 Basic composition of SOA

1.2.2 面向服務(wù)架構(gòu)建模語言

面向服務(wù)架構(gòu)建模語言（Service-Oriented Architecture Modeling Language，SoaML）是對UML2的拓展，集成了建模功能，以支持在不同級別和不同方法上使用SOA。SoaML主要在6個主要領(lǐng)域拓展UML，分別是：參與者、服務(wù)接口、服務(wù)合約、服務(wù)架構(gòu)、服務(wù)數(shù)據(jù)、能力。

2 BPMN模型與SoaML模型映射

2.1 BPM和SOA關(guān)系

BPM是一種業(yè)務(wù)流程協(xié)調(diào)的管理模式，偏向于管理方面，而SOA則是面向服務(wù)的一種架構(gòu)，更偏向于是一種建模體系和思想，兩者看似毫不相關(guān)，但各自卻在經(jīng)過數(shù)年發(fā)展和演變后，迄今為止已經(jīng)具備了良好的整合契機。BPM和SOA的關(guān)系如圖2所示。

圖2 BPM與SOA關(guān)系Fig.2 Relationship between BPM and SOA

從圖2中可以看出在業(yè)務(wù)流程中，每項任務(wù)和流程都對應(yīng)著具體的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，SOA作為中間的橋梁可使BPM能夠更為高效、便捷地使用各業(yè)務(wù)系統(tǒng)，而BPM則讓SOA可以更清晰地對各業(yè)務(wù)系統(tǒng)進行有機整合。BPMN和SoaML分別作為BPM和SOA的一種建模語言同樣具有這些特點，BPMN使用各種圖形化符號體現(xiàn)業(yè)務(wù)流程，能夠較為宏觀地展現(xiàn)不同參與者之間的信息傳遞和工作與任務(wù)等相關(guān)業(yè)務(wù)的交互，SoaML通過把業(yè)務(wù)活動中任務(wù)和信息流傳遞打包封裝成具有描述功能的作用的服務(wù)，從而展現(xiàn)不同服務(wù)之間關(guān)系和數(shù)據(jù)流，因此本文的研究關(guān)鍵就在于探索BPMN與SoaML之間相互映射和聯(lián)系。

2.2 元模型建立及集合定義

MDA四層元模型層次架構(gòu)為元模型的擴展提供體系結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。MDA四層次架構(gòu)的聯(lián)系和關(guān)聯(lián)如圖3所示。圖3中，層為元元模型層，是元模型體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，用于定義元模型，包含關(guān)聯(lián)、類、屬性等元素。層為元模型層，是層的實例，用于描述元模型。層為模型層，是層的實例，用于描述數(shù)據(jù)和對象，包含各類模型。層為實例層，一般是對象和數(shù)據(jù)，主要體現(xiàn)了現(xiàn)實世界中的事物對象。

圖3 MDA層次架構(gòu)Fig.3 MDA levels architecture

本文的系統(tǒng)架構(gòu)以具體對象或數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)建立的元模型，這些元模型自身一般具有不同的語義，因此首先要在語義層將BPMN和SoaML元模型映射至同一個元模型中。系統(tǒng)架構(gòu)中所使用的2種建模語言均遵循一定的語法，故稍后在語法層定義映射規(guī)則并以該映射規(guī)則根據(jù)語義層的映射結(jié)果在語法層實現(xiàn)模型間映射。在映射前，先根據(jù)一定的標準對元模型進行定義，本文構(gòu)建的元模型包含有元素、屬性以及關(guān)系，其中屬性一般是元素在建模過程中所賦予的功能和在建模中的表現(xiàn)方式，而關(guān)系包含元素與元素和元素與屬性之間的關(guān)系。

2.2.1 本體元模型建立及集合定義

為了將系統(tǒng)架構(gòu)所使用的2種建模語言建立起宏觀聯(lián)系，首先在語義層對整個系統(tǒng)構(gòu)建本體元模型?？紤]到本文主要研究BPMN和SoaML之間的映射關(guān)系，所以根據(jù)整個系統(tǒng)需求和運行流程以及2種模型的特點選擇合適的本體元素。其次，根據(jù)各元素在建模過程中所需要的功能和表現(xiàn)方式賦予相應(yīng)屬性，有助于定義映射規(guī)則使2種建模語言向標記元模型進行映射。最后，基于定制的語義明確2種不同建模語言之間的關(guān)系，得到本體元模型如圖4所示。

圖4 系統(tǒng)架構(gòu)的本體元模型Fig.4 Ontology meta-model of system architecture

從圖4中可以看出，本文的本體元模型是基于BPMN的業(yè)務(wù)視圖和基于SoaML的服務(wù)視圖所建立的。圖4中，圓角矩形框內(nèi)的本體元素和矩形框內(nèi)分隔上半部分為本體元素；屬性包含矩形框內(nèi)分隔下半部分的功能屬性；“屬于”、“組成”以及矩形框內(nèi)的分隔體現(xiàn)了本體元素和本體元素間以及本體元素與屬性之間關(guān)系。

2.2.2 標記元模型建立及集合定義

構(gòu)建模型使用的建模語言的語法可以視為許多標記的語義所組成的集合，因此可以參照本體元模型的建模步驟對標記元模型進行建模。根據(jù)BPMN2.0包含的至關(guān)重要的5類元素，在明確其在建模過程中的具體功能屬性后，即可推得BPMN元模型，如圖5所示。

本文的標記元模型基于BPMN模型建立，圖5中圓角矩形框內(nèi)的標記元素和矩形框內(nèi)分隔上半部分是標記元素；屬性包含了矩形框內(nèi)分隔下半部分的功能屬性；“屬于”、“組成”以及矩形框內(nèi)的分隔則表明了標記元素之間和標記元素與屬性之間的關(guān)系。

圖5 BPMN元模型Fig.5 BPMN meta-model

2.2.3 服務(wù)元模型建立及集合定義

類似于標記元模型，服務(wù)元模型的建模步驟也可以類比本體元模型的建模步驟。研究可知SoaML主要在6個領(lǐng)域拓展了UML2，所以根據(jù)這6個主要領(lǐng)域提取適合的服務(wù)元素，當明確各服務(wù)元素在建模過程中的具體功能屬性后，即可得到SoaML元模型如圖6所示。

本文的服務(wù)模型基于SoaML模型建立。圖6中，圓角矩形框內(nèi)的服務(wù)元素和矩形框內(nèi)分隔上半部分為服務(wù)元素；屬性包含矩形框內(nèi)分隔下半部分的功能屬性；“屬于”、“組成”以及矩形框內(nèi)的分隔則表明了服務(wù)元素之間和服務(wù)元素與屬性之間的關(guān)系。

圖6 SoaML元模型Fig.6 SoaML meta-model

2.3 模型間映射

BPMN的標記元模型和SoaML的服務(wù)元模型之間的映射思路如圖7所示。本文將模型間映射分為2部分。首先在語義層根據(jù)元模型的語義定義映射規(guī)則，將標記元模型和服務(wù)元模型中具有相同或類似的屬性的標記元素和服務(wù)元素映射到本體元模型中具有同樣屬性的本體元素。接下來，基于前一步的映射標記元素、服務(wù)元素、本體元素都有相同功能屬性，以本體元素及其功能屬性作為映射依據(jù)，在語法層定義映射規(guī)則，使標記元素和服務(wù)元素之間在語法層中形成映射。

圖7 元模型映射Fig.7 Mapping of meta-model

2.3.1 語義層定義及映射規(guī)則

語義為建模語言表達的概念和建模語言的符號之間架起了連接的橋梁，具體表示了表達式的含義。語義主要包含2種：靜態(tài)語義和動態(tài)語義。其中，靜態(tài)語義是在模型構(gòu)建、系統(tǒng)運行之前就已經(jīng)確定的語義，即模型的符號本身就可以表達識別相應(yīng)的語義；動態(tài)語義是在系統(tǒng)運行期間才能夠識別認定的語義，包括一致性和合法性等。在大部分建模語言中，類型相關(guān)的信息屬于靜態(tài)語義，并通常與一些語義規(guī)則的約束條件相對應(yīng)，用于規(guī)定一段語句或一個模型是否符合定義，而動態(tài)語義一般來說約束上相對較弱，在編譯代碼或構(gòu)建模型時不受動態(tài)語義規(guī)則限制，因此在建模時無法判斷是否合法，只有在模型運行時才會知道是否出現(xiàn)錯誤。本文研究建立的系統(tǒng)架構(gòu)中的元模型都采用靜態(tài)語義，且使用的建模語言都具有明確的定義和功能，因此在建立模型時就能夠知曉模型是否符合建模規(guī)范和語義規(guī)則，而在正確建立模型后也可確保系統(tǒng)正常運行。

參照前文所提及的模型映射步驟，首先對整個系統(tǒng)架構(gòu)在語義層進行映射。元模型之間的映射中都需要遵守一定語義規(guī)則，以確保模型映射后仍然符合一定語義且具有合法性，本文針對提出的模型和系統(tǒng)架構(gòu)定義如下語義映射規(guī)則：

（1）服務(wù)元模型和標記元模型的映射對象必須是元素。

（2）映射的服務(wù)元素或標記元素和被映射的本體元素必須具有屬性。

（3）映射的服務(wù)元素或標記元素的屬性和被映射的本體元素的屬性必須相同或相似。

基于上文定義的語義映射規(guī)則，首先按照不同功能屬性將本體元模型中業(yè)務(wù)視圖和服務(wù)視圖中具有相同屬性的本體元素分類，再根據(jù)語義規(guī)則將標記元模型和服務(wù)元模型中的元素映射到本體元模型中，映射后模型如圖8所示。

圖8 語義層映射Fig.8 Mapping in semantic layer

本體元模型的本體元素中，“節(jié)點”、“活動”、“信息”、“規(guī)則”的屬性在標記元模型和服務(wù)元模型中都有相應(yīng)的元素具有該功能屬性。

2.3.2 語法層定義及映射規(guī)則

語法是指建模語言具有精確定義的形式，語法同樣可以分為2類：抽象語法和具體語法。其中，抽象語法是對建模語言本質(zhì)性的描述，目的在于描述模型元素、元素之間的關(guān)系和聯(lián)系以及模型合法性約束，通常關(guān)注的是建模語言概念和元素的抽象表達，并不關(guān)注具體將如何呈現(xiàn)給用戶。以前述提出的標記元模型為例，模型中的標記元素僅僅是抽象表達，未能賦予相應(yīng)的圖形符號表達，而研究中可以通過功能屬性對建模語言定義規(guī)則用于判斷模型在抽象語法方面是否合法，以此控制非法模型出現(xiàn)。

通過抽象語法，僅僅可以知道模型的一些抽象概念和約束條件，無法進行實際建模，此時需要借助具體語法進行建模。具體語法包含2種形式。一種是基于文字和數(shù)學(xué)符號的文本語法，另一種是基于圖形化符號的圖形化語法。前者使用通俗易懂的符號，較容易理解；后者使用圖形展示，模型元素之間的關(guān)系、事件或任務(wù)之間的聯(lián)系和事件順序可以較為直觀地做出展示。兩者各有利弊，由于本文選取BPMN和SoaML兩種已經(jīng)普遍使用的建模語言，因此本文主要討論這2種語言中主要使用的圖形化語法。表達語法的圖形多種多樣，大多使用的是方框、圓、實線箭頭、虛線箭頭等標準圖形以及如信封等可以直接代表某一種元素的特殊圖形，而且還可以根據(jù)不同的具體功能對圖形進行一定修改，部分模型元素和圖形化語法見表1。

表1 模型元素及其圖形化語法Tab.1 Model elements and graphical syntax

研究至此，還需要基于語法層定義一個映射規(guī)則，可以將模型之間的映射具體化，明確模型具體的映射方法和映射規(guī)范。這里給出了一個定義為六元組的模型映射規(guī)則，重點展示了將BPMN元模型映射到SoaML模型的規(guī)則，記為：

其中，表示BPMN模型的標記元素；表示SoaML模型的服務(wù)元素；表示映射條件；表示標記元素的屬性；表示服務(wù)元素的屬性；為函數(shù)，表示模型間的映射關(guān)系。

在本文的模型中，函數(shù)表示如下的映射關(guān)系：：→，表明BPMN模型中的標記元素在滿足一定條件時，轉(zhuǎn)換成SoaML模型中的服務(wù)元素。例如f：→。其中，映射條件是該標記元素的功能屬性和服務(wù)元素的功能屬性相同或類似且可以在本體元模型中找到具有相同或類似功能屬性的本體元素，主要表示BPMN模型中的標記元素和的功能屬性在滿足條件時，可以映射成SoaML模型中的服務(wù)元素和的功能屬性。

根據(jù)上文定義的映射規(guī)則，BPMN中部分標記元素可以與SoaML中部分服務(wù)元素相互映射，相互映射關(guān)系見表2。

表2 BPMN與SoaML映射關(guān)系Tab.2 Mapping relationship between BPMN and SoaML

從以上的建模過程和映射規(guī)則中不難看出，可以相互映射的2種不同建模語言中參與映射的元素一定存在相同或類似的功能屬性，而且在本體元模型中也能夠找到具有相同功能屬性的元素。因為本文基于BPMN和SoaML兩種建模語言結(jié)合建立本體元模型，保證了語義一致性。而BPMN和SoaML兩種建模語言已經(jīng)具有較完善的語法，提出的映射規(guī)則是基于這些語法的，所以語法的一致性也得到保證。

2.4 建模過程

由于整個系統(tǒng)建模架構(gòu)在DoDAF的框架基礎(chǔ)上，因此參考DoDAF的多個視圖并根據(jù)前文元模型的映射方法來構(gòu)建整個系統(tǒng)模型。本文研究建立的系統(tǒng)架構(gòu)主要使用了用例圖、BPMN、SoaML，對應(yīng)DoDAF八大視圖中SV、OV、SvcV，再根據(jù)具體需求使用其它視圖。

圖9是基于上文的建模過程。由圖9可知，第一步，根據(jù)系統(tǒng)的用戶和需求建立系統(tǒng)用例圖、即系統(tǒng)視圖；第二步，建立以BPMN為主要建模語言的業(yè)務(wù)視圖；第三步，將BPMN的標記元素按照一定的映射依據(jù)和映射規(guī)則分別在語義層和語法層進行映射，建立以SoaML為主要建模語言的服務(wù)視圖；第四步，根據(jù)系統(tǒng)和用戶的其它需求構(gòu)建相應(yīng)的其它視圖；第五步，后續(xù)系統(tǒng)功能或其中的用戶發(fā)生改變，以系統(tǒng)用例圖為基礎(chǔ)重復(fù)上述步驟進行迭代，完善其余視圖和整個系統(tǒng)架構(gòu)，直至達到使用者要求。

圖9 建模過程Fig.9 Modeling process

3 兒童健康管理系統(tǒng)建模案例

根據(jù)研究提出的系統(tǒng)架構(gòu)建模和模型間映射關(guān)系，對家園互動方式的兒童健康管理系統(tǒng)進行建模。系統(tǒng)主要采用BPMN和SoaML兩種建模語言對系統(tǒng)進行建模架構(gòu)。對此可做分析闡述如下。

3.1 用例圖建模

兒童健康管理系統(tǒng)主要包含查看兒童實時健康數(shù)據(jù)和突發(fā)情況應(yīng)對兩個功能。其中，查看兒童實時健康數(shù)據(jù)功能滿足了家長或幼兒園教師在兒童不在身邊時能隨時了解兒童的實時健康狀況。突發(fā)情況應(yīng)對功能確保兒童在身體狀況出現(xiàn)變化的時候能夠獲得及時的關(guān)注并第一時間告知幼兒園教師和家長。參與用戶主要包括2種角色：家長或幼兒園教師和幼兒園負責人員。將兒童健康管理系統(tǒng)建模分析后用例圖詳見如下。

（1）用例名稱：兒童健康管理系統(tǒng)。

（2）系統(tǒng)角色：家長或幼兒園教師、幼兒園負責人員。

（3）簡要說明：家長或幼兒園教師是系統(tǒng)主要用戶，具有查看兒童實時健康數(shù)據(jù)和接收突發(fā)消息的權(quán)限。幼兒園負責人具有維護兒童信息和處理應(yīng)急情況的權(quán)限。

（4）前置條件：

①家長、幼兒園教師和幼兒園負責人員都進行了注冊和審核，有權(quán)訪問兒童健康管理系統(tǒng)。

②手環(huán)獲取的身體數(shù)據(jù)直接導(dǎo)入兒童健康管理系統(tǒng)中。

（5）后置條件：可以判斷身體數(shù)據(jù)是否異常，及時做出反應(yīng)。

兒童健康管理系統(tǒng)用例圖的簡單描述見圖10。由圖10中可以看出，幼兒園負責人員主要起著維護兒童信息和處理應(yīng)急情況的作用，而家長或幼兒園教師可以通過登錄進入兒童健康管理系統(tǒng)查看兒童當前健康情況，并當幼兒遇到應(yīng)急情況時就會接收到相關(guān)信息。

圖10 兒童健康管理系統(tǒng)用例圖Fig.10 Use case diagram of child health management system

3.2 BPMN模型建模

整個系統(tǒng)基于具有實時監(jiān)控健康數(shù)據(jù)的智能手環(huán)進行建模，主要涉及用戶端、手環(huán)端和幼兒園端等，BPMN模型如圖11所示，展現(xiàn)整個系統(tǒng)運行流程。用戶主要是幼兒園教師和兒童家長，在需要時可通過登錄系統(tǒng)并輸入兒童的相關(guān)信息查看兒童實時健康情況，如果兒童遇到突發(fā)情況時，也會通過短信或微信消息及時通知家長和幼兒園教師。同時，一旦手環(huán)端監(jiān)測到兒童健康數(shù)據(jù)有異常就會迅速響應(yīng)，通知幼兒園相關(guān)人員第一時間做出反應(yīng)，幼兒園方將根據(jù)當日入園情況判斷兒童是否在園。如果兒童在園，園方相關(guān)人員就會立刻通知幼兒園相關(guān)醫(yī)務(wù)人員前去照看并迅速通知幼兒園當班教師，在了解具體情況后告知家長相關(guān)異常情況；如果兒童并不在園，幼兒園相關(guān)人員就會通知家長并與其取得聯(lián)系，在得知具體情況后通知幼兒園教師。

圖11 兒童健康管理系統(tǒng)BPMN模型Fig.11 BPMN model of child health management system

3.3 SoaML模型建模

根據(jù)第2節(jié)提出的BPMN和SoaML映射方法和規(guī)則，首先定義各個服務(wù)合約中的接口和角色，如圖12所示。每個服務(wù)接口代表一個操作，一般至少有一個提供者和一個使用者，而提供者和使用者由簡單接口定義，信息和數(shù)據(jù)則通過接口在提供者和使用者之間傳遞。

圖12 兒童健康管理系統(tǒng)服務(wù)接口Fig.12 Service interface of child health management system

緊接著，創(chuàng)建服務(wù)合約，如圖13所示。服務(wù)合約中除了由BPMN模型中泳道映射得來的3個角色，還增加定義了服務(wù)提供者和服務(wù)使用者，使得服務(wù)合約能鮮明展現(xiàn)服務(wù)提供者和服務(wù)使用者之間如何提供和使用服務(wù)以及信息流傳遞的方向。服務(wù)合約則由BPMN模型中任務(wù)映射而來。

圖13 兒童健康管理系統(tǒng)服務(wù)合約Fig.13 Service contract of child health management system

以“查看兒童實時健康數(shù)據(jù)”服務(wù)為例，服務(wù)提供者“手環(huán)”鏈接至服務(wù)接口圖中相應(yīng)的簡單接口“手環(huán)”；服務(wù)使用者“家長／幼兒園教師”鏈接至服務(wù)接口圖中相應(yīng)的簡單接口“家長／幼兒園教師”。

最后，根據(jù)上文繪制出的服務(wù)接口圖和服務(wù)合約圖，使用服務(wù)結(jié)構(gòu)圖展現(xiàn)兒童健康管理系統(tǒng)，如圖14所示，用于描述兒童健康管理系統(tǒng)的多個服務(wù)以及服務(wù)之間的關(guān)系和聯(lián)系。

圖14 兒童健康管理系統(tǒng)服務(wù)架構(gòu)Fig.14 Service architecture of child health management system

在此過程中，3個參與者分別對應(yīng)BPMN模型中泳道“用戶端”、“手環(huán)端”、“幼兒園端”。以服務(wù)合約“查看兒童實時健康數(shù)據(jù)”為例，即通過BPMN模型中的任務(wù)“輸入兒童信息”、“匹配兒童信息”、“獲取兒童實時健康數(shù)據(jù)”、“查看兒童實時健康數(shù)據(jù)”打包映射得到。

4 結(jié)束語

本文運用MDA四層次架構(gòu)和MOF元模型規(guī)范，搭建出一個具有4個層次的架構(gòu)，定義并形成以整個系統(tǒng)為基礎(chǔ)的本體元模型、以BPMN為基礎(chǔ)的標記元模型、以SoaML為基礎(chǔ)的服務(wù)元模型。此后，定義映射規(guī)則明確映射規(guī)范，將BPMN的元素和SoaML的元素之間進行映射，形成完善的BPM＋SOA系統(tǒng)架構(gòu)，達到建模的目的。

本文對于BPMN和SoaML兩種建模語言以及相互之間映射做了初步研究，但本文所給出的系統(tǒng)架構(gòu)和映射方法仍存在一定缺陷：輸入輸出操作和傳遞的信息流的數(shù)據(jù)類型需要進一步明確、本文并沒有形成可操作的界面供用戶使用、元模型的定義以及語義和語法的定義可以更加完善準確、映射規(guī)則的定義也需要進一步完善。未來還需要進一步深入研究，從而研發(fā)出可供企業(yè)使用的技術(shù)系統(tǒng)。