基于Petri网的工作流建模和分析方法研究

论文摘要

工作流技术作为计算机支持的协同工作(Computer Supported Cooperative Work, CSCW)领域的一项重要应用,在企业过程管理中发挥了重大作用。工作流管理系统(Workflow Management System, WfMS)是用来定义和创建工作流,并对工作流的执行过程进行监督和管理。工作流模型(过程定义)是工作流管理系统的一个核心问题,其质量直接影响了整个工作流管理系统的应用范围和对变化的适应能力。工作流管理联盟(Workflow Management Coalition,WfMC)提出了一种基于XML的工作流过程定义语言(XML Process Define Language,XPDL),已经成为事实上的工作流过程描述语言。它使得映射过程可以独立于不同的建模方法。工作流需要形式化的模型方法,形式化方法有利于对模型进行清晰、易懂、无二义性的定义和形式化的分析。Petri网作为研究离散、并发系统的有利工具,是对工作流进行建模和分析的最主要的形式化方法。工作流的建模和分析技术是工作流管理系统的设计和实现的基础。结合XPDL和Petri网在建模方面的优点,本文给出了XPDL的图形化表示方法,并在此基础上提出了从XPDL到Petri网的映射方法。由于XPDL的通用性和Petri网成熟分析技术,使得这种模型的转化方法具有普遍性和实用性。工作流模型分析方法包括模型的合理性分析、化简分析和出现序列分析。本文提出了一种通俗易懂的工作流模型的化简分析方法,给出了其化简规则、化简算法并证明了该化简规则的正确性,通过具体实例说明该方法的优越性。其次,本文分析了工作流模型的合理性,介绍了2种特殊的工作流网:状态机和标识图工作流网,并给出了其合理性的证明。最后介绍工作流模型的出现序列分析方法,结合具体实例来说明工作流模型的验证和证实过程。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的研究背景
• 1.2 工作流模型的研究现状
• 1.2.1 工作流的基本概念
• 1.2.2 典型工作流模型介绍
• 1.2.3 工作流建模方法
• 1.2.4 工作流模型的分类
• 1.3 论文的研究内容
• 1.4 论文的章节安排
• 第二章 PETRI网基础
• 2.1 PETRI网的基本概念
• 2.2 PETRI的性质
• 2.3 PETRI的分析方法
• 2.4 工作流网
• 2.4.1 工作流网的定义
• 2.4.2 工作流网的基本路径
• 2.5 本章小结
• 第三章 工作流模型的转化方法
• 3.1 图形化的业务过程建模语言
• 3.1.1 XPDL语言介绍
• 3.1.2 XPDL图形化表示
• 3.2 XPDL向PETRI的转化算法
• 3.3 原型系统设计与实现
• 3.3.1 总体设计
• 3.3.2 XPDL中活动的转化
• 3.3.3 XPDL中转移弧的转化
• 3.3.4 XPDL映射至工作流网
• 3.3.5 工作流网中图元图形
• 3.4 本章小结
• 第四章 工作流模型的分析
• 4.1 工作流模型的合理性
• 4.1.1 状态机工作流网
• 4.1.2 标识图工作流网
• 4.2 工作流模型的出现序列分析方法
• 4.2.1 出现序列和变迁序列
• 4.2.2 基于出现序列的工作流模型验证
• 4.2.3 基于出现序列的模型证实
• 4.3 工作流模型的化简分析方法
• 4.3.1 化简规则
• 4.3.2 化简算法
• 4.3.3 化简例子
• 4.4 本章小结
• 结语
• 参考文献
• 附录
• 致谢