基于服务模板的自适应工作流建模及动态执行研究

论文摘要

工作流管理系统可以帮助企业提高工作效率,优化并合理利用资源。不过,大多数工作流管理系统采用静态架构,应对异常状况的自适应机制并不完善。为了能够动态地处理工作流结构或内容变更等状况,提高企业运营的灵活性,构建具有应变能力的自适应工作流系统模型成为当前工作流技术领域的重要课题。工作流管理系统的自适应性要求其对运行过程中发生的各种情况自动地做出反应和处理,即在发生意外的情况下,无须人的干预就能发现差错并自动修复,并兼顾预测和避免的功能。这种系统有助于解决企业柔性不足的问题,是工作流管理系统发展的方向。本文针对当前工作流管理系统难以应对企业流程变更的问题,基于服务模板技术,建立自适应工作流模型框架,并完成整个业务流程的定义和服务的绑定。以服务模板形式建立的动态自适应工作流模型主要着眼点在于研究其在建立及运行两个阶段的自适应性,即整个工作流模型对活动结点对应服务的动态选择与绑定,以及对工作流运行过程中服务异常的动态发现和处理。本文的研究内容主要包括以下几方面:(1)采用服务模板技术构建自适应工作流模型。整个工作流模型框架包括工作流模板操作、服务绑定、工作流接口及交换模式等多个模块。工作流模板操作模块包括对服务模板的新建、选定、修改、删除等一系列操作,而服务绑定模块包括对各组织服务的发现、匹配以及在组织服务变更情况下对服务的替换。这些对工作流模板的操作以及相关活动结点服务的绑定都运行在工作流引擎上。(2)利用语义匹配方式实现工作流活动结点对服务的动态选择与载入。自适应工作流中各组织单元需要将自身的业务流程封装成响应的服务,通过整个工作流管理系统的调用来完成相应的部分流程。各活动结点对电子服务的请求需要通过语义的方式来实现,同时通过对知识库中组织数据处理效率及成本等多重因素的综合考虑,根据一定的规则定义匹配最优服务。(3)提出服务更新策略及算法实现工作流运行过程中针对服务异常的自适应更新机制。自适应工作流管理系统需要对服务异常情况做出判断,这种对异常的判断主要基于两方面:数据在某一组织单元工作流程内流转的时间超出预期范围,以及该组织结点输出的数据结果异常。在工作流执行阶段,某一活动结点绑定服务由于原有服务的异常发生变更后,整个工作流的运行需要自动进行更新,即对未产生数据实例的各活动结点重新进行服务匹配,同时考虑异常情况后规则库的动态更新,包括通过对各服务结点负载、容错能力的统计以改进现有流程。本文采用服务异常发现、动态选择和自适应变更策略设计并实现了一个基于服务模板的自适应工作流管理系统,并结合一个具体的由服务异常所引发的工作流变更实例对自适应更新机制进行验证。验证结果表明,本文提出的自适应工作流模型可以有效实现服务异常状况下工作流管理系统的恢复和更新,保证了企业业务流程动态变更的柔性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 工作流执行过程研究
• 1.2.2 服务装载与调度
• 1.2.3 自适应工作流模型化描述
• 1.3 研究内容和意义
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 研究意义
• 1.4 本文的组织结构
• 2 相关技术概述
• 2.1 自适应工作流
• 2.2 基于语义匹配的服务选择与装载
• 2.3 基于 ECA 规则的工作流异常处理策略
• 2.4 本章小结
• 3 基于服务模板的自适应工作流模型
• 3.1 基于服务模板的自适应工作流模型框架
• 3.2 工作流模板操作模块设计
• 3.2.1 工作流模板建模
• 3.2.2 工作流模板继承
• 3.2.3 工作流模板多态
• 3.2.4 工作流模板重载
• 3.3 服务绑定模块设计
• 3.4 本章小结
• 4 工作流自适应更新设计
• 4.1 服务异常动态发现
• 4.2 绑定服务更新
• 4.2.1 层次结构模型设计
• 4.2.2 构造判断矩阵
• 4.2.3 计算权重向量
• 4.2.4 一致性检验
• 4.2.5 层次总排序与检验
• 4.2.6 服务性能分析
• 4.2.7 服务选择模型优化
• 4.3 服务变更算法分析
• 4.4 本章小结
• 5 原型系统实现
• 5.1 项目背景及功能
• 5.2 系统设计与实现
• 5.2.1 原型系统架构
• 5.2.2 关键模块设计
• 5.2.3 系统界面展示
• 5.3 系统验证及结果分析
• 5.4 本章小结
• 6 总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录