第二章-工作流建模

1、第2章 工作流建模為了實(shí)現(xiàn)組織目標(biāo)，有關(guān)業(yè)務(wù)活動依時(shí)序或 邏輯關(guān)系相互連接構(gòu)成業(yè)務(wù)流程。在業(yè)務(wù)開 展過程中，文檔、信息或任務(wù)，依據(jù)組織規(guī) 范在參與者之間傳遞、處理或執(zhí)行。業(yè)務(wù)流 程中，實(shí)現(xiàn)了基于計(jì)算機(jī)自動化的全部或部 分業(yè)務(wù)流程稱為工作流。3工作流是面向業(yè)務(wù)過程的技術(shù)，這與傳統(tǒng)的面向功能的管理技術(shù)不同工作流反映了業(yè)務(wù)過程的自動化，描述的是可由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)支持運(yùn)行的業(yè)務(wù)過程工作流根據(jù)業(yè)務(wù)規(guī)則將系統(tǒng)中的各種資源相互關(guān)聯(lián)，并協(xié)調(diào)完成整個(gè)業(yè)務(wù)過程4Relevance of workflow management systemsTrend:Processes: are becoming more impo

2、rtant OSOSOSOSDBMSappl.appl.DBMSDBMSWFMSappl.appl.UIMSUIMS1965-19751975-19851985-19951995-2005分解應(yīng)用數(shù)據(jù)庫管理用戶界面工作流管理 簡化企業(yè)級應(yīng)用軟件開發(fā) 方便業(yè)務(wù)管理 降低開發(fā)風(fēng)險(xiǎn) 業(yè)務(wù)流程集中統(tǒng)一 加快應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)56 工作流管理技術(shù)作為一種企業(yè)流程建模和流程管理的核心技術(shù)，極大地彌補(bǔ)了傳統(tǒng)企業(yè)信息系統(tǒng)的不足，為企業(yè)提高業(yè)務(wù)工作效率、提高客戶服務(wù)質(zhì)量、確保企業(yè)電子商務(wù)持續(xù)有效等，有著重要的意義。 案例 case任務(wù) task過程 process路由 routing啟動 enactment1 案例生

3、命周期有限：一定處于某種狀態(tài)2 狀態(tài) 包括三個(gè)元素 案例內(nèi)容 案例屬性 案例條件決定了案例的生命周期，沿著特定分支的路由決定哪些任務(wù)需要被執(zhí)行，采用四種基本結(jié)構(gòu)：順序執(zhí)行：一個(gè)接一個(gè)執(zhí)行，存在依賴關(guān)系；并行路由：如果兩個(gè)任務(wù)能被同時(shí)或以任意次序執(zhí)行，兩個(gè)任務(wù)都要被執(zhí)行，且互不影響，開始于AND-split節(jié)點(diǎn)，隨后重新同步于AND-join節(jié)點(diǎn)。選擇路由：當(dāng)在兩個(gè)或更多任務(wù)之間存在選擇時(shí)，稱之為選擇路由，該選擇可能依賴于案例相關(guān)屬性值所體現(xiàn)出的特定性質(zhì)，開始于OR-split節(jié)點(diǎn)，最后匯合于OR-join節(jié)點(diǎn)。循環(huán)路由：有時(shí)候需要多次執(zhí)行某個(gè)任務(wù)，直到滿足條件為止。u只有當(dāng)案例的狀態(tài)允許時(shí)，一

4、個(gè)工作項(xiàng)目才能被執(zhí)行，有三個(gè)觸發(fā)條件：u資源驅(qū)動u外部事件u時(shí)間信號 經(jīng)典的Petri網(wǎng)是簡單的過程模型，由兩種節(jié)點(diǎn)：庫所和變遷，有向弧，以及標(biāo)記組成的。（1）庫所（Place）圓形節(jié)點(diǎn) （2） 變遷（Transition）方形節(jié)點(diǎn) （3）有向?。–onnection）是庫所和變遷之間的有向弧 （4）標(biāo)記（Token）是庫所中的動態(tài)對象，可以從一個(gè)庫所移動到另一個(gè)庫所也被稱作“令牌”。有向弧是有方向的 兩個(gè)庫所或兩個(gè)變遷之間不允許有弧 庫所可以擁有任意數(shù)量的令牌 （標(biāo)記）如果一個(gè)變遷的每個(gè)輸入庫所（input place）都擁有標(biāo)記，該變遷即為被允許(enable)。一個(gè)變遷被允許時(shí)，變遷將發(fā)

5、生(fire)，輸入庫所(input place)的標(biāo)記被消耗，同時(shí)為輸出庫所(output place)產(chǎn)生標(biāo)記。 變遷的發(fā)生是原子的，也就是說，沒有一個(gè)變遷只發(fā)生了一半的可能性。 兩個(gè)或多個(gè)變遷都被允許的可能，但是一次只能發(fā)生一個(gè)變遷。這種情況下變遷發(fā)生的順序沒有定義。 Petri網(wǎng)絡(luò)是靜態(tài)的，也就是說，不存在發(fā)生了一個(gè)變遷之后忽然冒出另一個(gè)變遷或者庫所，從而改變Petri網(wǎng)結(jié)構(gòu)的可能。 Petri網(wǎng)的狀態(tài)由標(biāo)記在庫所的分布決定。也就是說，變遷發(fā)生完畢、下一個(gè)變遷等待發(fā)生的時(shí)候才有確定的狀態(tài)，正在發(fā)生變遷的時(shí)候是沒有一個(gè)確定的狀態(tài)的。 兩個(gè)變遷爭奪一個(gè)標(biāo)記的情形被稱之為沖突。出于某種考慮，

6、我們希望限制under_consideration庫所中的標(biāo)記，保證某一時(shí)刻，該庫所中只有一個(gè)標(biāo)記，如何修改這一網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)呢？claimrecordUnderconsiderationreadypaySend letteryrrggyredyellowgreen28當(dāng)兩套交通燈都處于紅燈閃亮狀態(tài)時(shí)，庫所x就有了一個(gè)標(biāo)記。一旦某套交通燈A變到綠燈閃亮狀態(tài)，標(biāo)記就從X消失，另一套交通燈B就被鎖住。只有當(dāng)A回到紅燈閃亮狀態(tài)時(shí)，B才可能變到綠燈閃亮狀態(tài)。u傳統(tǒng)petri網(wǎng)功能有限，無法對復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行建模，為此進(jìn)行功能擴(kuò)充，得到高級petri網(wǎng)。u顏色擴(kuò)展u時(shí)間擴(kuò)展u層次擴(kuò)展 三種可能：1故障解決；2需要

7、進(jìn)一步修理；3故障部件需要更換。這個(gè)過程如下圖所示：faultcategorizeSolvedrepairnttestReplacenr希望對一個(gè)過程的預(yù)期性進(jìn)行判斷時(shí)，就通過時(shí)間擴(kuò)展的Petri網(wǎng)建模。采用時(shí)間擴(kuò)展，標(biāo)記將時(shí)間戳作為一個(gè)值。該時(shí)間戳指明標(biāo)記自何時(shí)可用，一個(gè)時(shí)間戳為14的標(biāo)記只有在時(shí)刻14之后才能被變遷消耗。1yr1rg1gy1red1yellow1green1yr2rg2gy2red2green2 X0303052525500001 工作流中的5個(gè)基本概念是什么？2 什么是任務(wù)？特點(diǎn)是什么？任務(wù)是一個(gè)工作的邏輯單元，它不可分割且必須完整執(zhí)行。3 路由采用的四種基本結(jié)構(gòu)？ 順序

8、執(zhí)行，并行路由，選擇路由，循環(huán)路由4 啟動的三個(gè)觸發(fā)條件？ 資源驅(qū)動 外部事件 時(shí)間信號高級petri網(wǎng)的三種擴(kuò)展？ 顏色擴(kuò)展，時(shí)間擴(kuò)展，層次擴(kuò)展顏色擴(kuò)展對變遷需指出三個(gè)因素？ 1是否有前置條件，如果有，則必須確定 2每次實(shí)施往每個(gè)輸出庫所送出的標(biāo)記個(gè)數(shù)。該值可能依賴于被消耗的標(biāo)記的值。 3生產(chǎn)出來的標(biāo)記的值，可能也依賴于被消耗掉的標(biāo)記的值。44一個(gè)由政府發(fā)起的項(xiàng)目X，包含六個(gè)任務(wù)：A、B、C、D、E、F。下圖指明了任務(wù)需要被執(zhí)行的先后順序ABCDEF1、用傳統(tǒng)Petri網(wǎng)對這個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行建模；2、怎樣使E成為可選的？3、怎樣建模使D、E可連續(xù)執(zhí)行，即B、C不出現(xiàn)在D和E之間？為了使E可選擇，需

9、要為該變遷增加一個(gè)旁路引入庫所c8來確保如果變遷D開始，B和C不能夠被執(zhí)行，因?yàn)樗鼈円残枰猚8中的一個(gè)標(biāo)記。當(dāng)變遷E結(jié)束時(shí)，為c8產(chǎn)生一個(gè)標(biāo)記來使新的變遷成為可能1-3新學(xué)員首先向駕駛學(xué)校登記，每個(gè)學(xué)員選修一門或多門課程，每門課程結(jié)束需要進(jìn)行考核。每門駕駛課程都有一個(gè)開始和結(jié)束，教練教授駕駛課程。駕駛學(xué)校共有5名教練，每門課程后緊接另一門課程或是考核。考核有一個(gè)開始和結(jié)束，并由考官監(jiān)考。共有10名考官，考試結(jié)果有以下三種可能：【1】學(xué)員通過考核并離開學(xué)校；【2】學(xué)員未通過考核并選修課程以再次考核；【3】學(xué)員未通過考核并放棄學(xué)習(xí)。請用用petri網(wǎng)建模。學(xué)員在每次考核前要學(xué)10門課程，如果三次考

10、核不過即放棄。庫所begin、c1、c2、c3、c4、c5、c6、end中的每個(gè)標(biāo)記現(xiàn)在都有一個(gè)值。例如：一個(gè)名字是J.Walker、18歲的人，沒有上任何課，也沒有考試過，表示如下：標(biāo)識：X07；名字：J.Waker；年齡：18；性別：男；課數(shù)：0；考試數(shù)：0變遷定義如下：register：nof_lessons:=0 nof_exams:=0end_lesson：nof_lessons:=nof_lessons+1end_exams：nof_exams:=nof_exams+1到more和ready的變遷可以融合為具有如下行為的一個(gè)變遷more? 如果nof_lessons10 那么為c1

11、產(chǎn)生一個(gè)標(biāo)記 否則為c4產(chǎn)生一個(gè)標(biāo)記again有一個(gè)前條件：nof_exams3設(shè)置屬性nof_lessons:=0每門課程需要1小時(shí)一次考核需要30分鐘上面兩個(gè)變遷加入正的延時(shí)；所有其它延遲都等于0542.3.1 過程 過程定義了哪些任務(wù)需要被執(zhí)行，在工作流中使用過程來說明某些類型的案例采用何種方式處理。除了將被執(zhí)行的任務(wù)的信息外，過程還包括條件信息。這樣就定義了任務(wù)需要被執(zhí)行的次序。也可以在一個(gè)大過程中使用已定義的過程。許多子過程也是過程的一部分。以投訴處理過程為例，剛收到的投訴首先被記錄下來，聯(lián)系投訴顧客和投訴相關(guān)部門。之后做出決策，或支付賠償或發(fā)拒絕信。最后投訴被歸檔。55record

12、collectc3Contact_clientc5endfilepaySend_letterc8c7c6positivenegativec4Contact_departmentc2startc11 positive與negative事實(shí)上可以使用一個(gè)變遷來實(shí)現(xiàn)，因?yàn)樗膯邮峭粋€(gè)2 一個(gè)案例可能由一個(gè)或者多個(gè)標(biāo)記表示比如變遷record執(zhí)行后，c1和c2會同時(shí)出現(xiàn)標(biāo)記表示同一案例。因此在案例的“過程”中，標(biāo)記的個(gè)數(shù)可能會變化，標(biāo)記的個(gè)數(shù)等于已被滿足的條件的個(gè)數(shù)。在start中案例對應(yīng)的標(biāo)記是唯一的3 一旦end中出現(xiàn)標(biāo)記，表示一個(gè)案例執(zhí)行結(jié)束（1）end中有標(biāo)記的時(shí)候，其他庫所中的標(biāo)記都應(yīng)消

13、失（2）一個(gè)案例通過執(zhí)行都能達(dá)到end的狀態(tài)這是一個(gè)工作流過程處理的最低要求57recordcollectc3Contact_clientc5filepaySend_letterc8c7c6positivenegativec4Contact_departmentc2c1 案例的狀態(tài)不僅由已經(jīng)滿足的條件唯一決定還可以有一個(gè)或多個(gè)屬性，既顏色擴(kuò)展。startendcase5case2case1case3case459順序路由并行路由選擇路由循環(huán)路由60如果任務(wù)一個(gè)接一個(gè)地執(zhí)行，稱為順序執(zhí)行。 如果兩個(gè)任務(wù)需要被順序執(zhí)行，它們之間通常有明確的依賴關(guān)系。如下面一個(gè)例子：變遷task2對應(yīng)的任務(wù)只有在變

14、遷task1對應(yīng)的任務(wù)完成后，才能被執(zhí)行。task1c2task2c1c361如果多個(gè)任務(wù)可以同時(shí)執(zhí)行或以任意次序執(zhí)行，稱之為并行路由。AND_split任務(wù)使多個(gè)任務(wù)被同時(shí)處理AND_join任務(wù)為同步兩個(gè)或多個(gè)并行流而添加的任務(wù)c1t1c2task1c4c3task2c5t2c6AND_splitAND_join1 執(zhí)行三種可能：task1- task2 task2-task1 task1同時(shí)task22 實(shí)現(xiàn)“并行”時(shí)向過程中加入了兩個(gè)變遷t1和t2對應(yīng)了工作流中的兩個(gè)task，但實(shí)際上這兩個(gè)task是不存在的，我們稱之為“人為”添加的管理任務(wù)，因?yàn)樗麄儾粚?yīng)任何具體的工作，其作用僅為了

15、實(shí)現(xiàn)并行。3 案例完全手工完成的過程中，由于物理的限制（文檔在一個(gè)時(shí)刻只能出現(xiàn)在一個(gè)地方），因此不存在并行 ，而工作流系統(tǒng)的引入消除了這種限制，大大節(jié)省了時(shí)間。并行路由的設(shè)計(jì)對工作流系統(tǒng)的意義重大。63一個(gè)過程決定了某特定類型案例的路由。然而，相互獨(dú)立的案例之間的路由也可以不同。在兩個(gè)或多個(gè)任務(wù)中進(jìn)行選擇，稱為選擇路由。使用兩個(gè)小網(wǎng)“顯示”為選擇路由建模c1t11c2task1c4c3task2c5t22c6OR_splitOR_joint21t1264選擇路由（2）“隱式”選擇路由建模：選擇由時(shí)間決定OR_splitOR_ jointask1task2C1C665選擇路由（3）顏色擴(kuò)展：C2

16、和C3標(biāo)記數(shù)目不同c1t1c2task1c6c3task2OR_splitOR_joinDecision rule66選擇路由（4）c1t11c2test1c3test2c6OR_splitOR_joint12preconditions70循環(huán)路由是指某個(gè)任務(wù)的反復(fù)執(zhí)行。Repeatuntil結(jié)構(gòu)：至少執(zhí)行一次task1c2task2c1c3tc4task3c571Whiledo結(jié)構(gòu)：執(zhí)行前要進(jìn)行條件判別task1c2task2c1c3tc4task3c572過程是任務(wù)，條件，子過程以及它們之間關(guān)系的集合。工作項(xiàng)是案例和準(zhǔn)備被執(zhí)行的任務(wù)的組合?；顒邮侵敢粋€(gè)工作項(xiàng)的實(shí)際執(zhí)行。一旦某工作項(xiàng)被實(shí)際執(zhí)行，它就轉(zhuǎn)換成活動。和任務(wù)不同的是，工作項(xiàng)和活動都被鏈接到一個(gè)特定的案例。一個(gè)任務(wù)可能對應(yīng)一個(gè)或多個(gè)變遷，一個(gè)工作項(xiàng)對應(yīng)一個(gè)就緒的變遷，一個(gè)活動對應(yīng)一個(gè)變遷的實(shí)施。Petri網(wǎng)中的變遷總是“饑餓”的，一旦輸入庫所有標(biāo)記就立即實(shí)施，但工作流的任務(wù)不是這樣73資源主導(dǎo)外部事件時(shí)間信號不需要資源介入并且總是必須被立即被執(zhí)行的工作項(xiàng)，不需要觸發(fā)。741 “觸發(fā)”是由環(huán)境來決定的，而不是工作流系統(tǒng)，系統(tǒng)不能強(qiáng)迫顧客提交表單，也不能強(qiáng)迫雇員完成工作項(xiàng)2 觸發(fā)機(jī)制對于Or_split至關(guān)重要。76第一個(gè)原則：減少or_join一般情況下使用庫所+條件避免