工作流建模与基于真值表验证的研究

论文摘要

随着业务需求不断变化,对业务流程的设计和改造成为企业重要的竞争力。作为“企业的操作系统”,工作流技术已经成为未来企业自动化和业务重组所必须的技术,具有广阔的应用前景。工作流管理系统是一个包括建模工具、引擎、工作列表、监控工具等的系统软件,其中建模工具是整个工作流管理系统的起点,工作流模型的正确性验证又是工作流建模工具的一个核心功能。只有解决好工作流建模和验证的问题才能更好的应用工作流技术。本文首先分析了几种主要的工作流建模方法以及他们的优势和不足,接着分析了UML在工作流建模中的优势,并从不同角度介绍了工作流的UML模型。然后,结合上述理论,本文设计并实现了一个工作流建模工具XWfdt,XWfdt的特点是能够以UML活动图的方式显示工作流模型,以XPDL的格式保存工作流模型,从而既方便用户进行业务建模,也便于工作流模型在异构的工作流管理平台上实施。此外,XWfdt还可以对工作流模型进行语法验证和结构验证以及部分语义验证。对工作流模型按某种正确性原则进行检查称为工作流验证。本文描述了4种典型的结构正确性方面的异常,分别是死锁、多实例、缺少后继或前驱节点以及死循环,采用了工作流的逻辑表示方法,提出了工作流真值表的概念,并给出4种结构异常和工作流真值表的对应关系。之后提出了基于真值表的验证算法,该算法将工作流模型表示为逻辑表达式的集合,按照流程执行的顺序给活动赋真值,从而构造工作流真值表,并且依据一定的规则从工作流真值表中发现结构冲突以及判定流程的正确性。算法可以在多项式时间内完成,所用空间正比于XOR-Split节点的数量。在本文的最后,介绍了XWfdt在酒店预订中的具体应用,展示了过程定义,并应用基于真值表的验证方法解决了结构正确性问题。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 相关工作
• 1.3 论文主要工作与创新
• 2 工作流及其建模技术
• 2.1 工作流技术
• 2.1.1 工作流的发展过程及趋势
• 2.1.2 工作流相关概念
• 2.1.3 工作流管理系统
• 2.1.4 工作流建模方式
• 2.2 UML技术
• 2.2.1 UML概述
• 2.2.2 UML在工作流建模中的优势
• 2.3 基于UML的工作流建模
• 2.3.1 XPDL的类图模型
• 2.3.2 WfMC参考模型的顺序图模型
• 2.3.3 工作流过程的动态模型
• 3 工作流的逻辑表示及工作流真值表
• 3.1 工作流及其正确性
• 3.1.1 工作流的定义
• 3.1.2 控制节点的语义
• 3.1.3 结构正确性
• 3.2 工作流的逻辑表示
• 3.3 工作流真值表
• 3.4 结构冲突检测
• 3.4.1 死锁
• 3.4.2 多实例
• 3.4.3 缺少后继节点或前驱节点
• 3.4.4 死循环
• 4 利用工作流真值表的验证
• 4.1 工作流验证的概述
• 4.2 基于真值表的验证方法的正确性
• 4.3 验证算法
• 4.3.1 算法描述
• 4.3.2 复杂度分析
• 4.3.3 相关算法比较
• 4.4 循环结构和Overlapping结构的处理
• 5 基于真值表的验证在流程定义工具（XWfdt）中的应用
• 5.1 流程定义工具（XWfdt）的设计
• 5.1.1 系统设计目标
• 5.1.2 系统框架
• 5.1.3 可视化建模界面
• 5.1.4 流程数据处理
• 5.2 基于真值表验证方法在酒店预订中的具体应用
• 5.2.1 酒店预订过程定义
• 5.2.2 基于真值表验证的应用
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢