业务过程软件之模式驱动开发科技研究

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1、业务过程软件之模式驱动开发科技研究第一章引言业务过程模型是人们对业务活动的具体特性进行多层次、多角度抽象分析，以数学公式、语言文字或图形符号等各种方式来进行表达描述的结果，广泛应用于企业的生产制造、物流销售、维修服务等各个环节。由于模型是改进和设计业务过程的基础，因此业务过程的建模技术一直是研究的热点[1]。从模型驱动体系结构[2]（ModelDrivenArchitecture，MDA）在2000年被提出以来，研究人员围绕模型驱动的软件开发技术开展了大量富有成效的研究[3-5]。本章首先简要介绍业务过程建模的基本技术，回顾模型分析技术的研究历程，然

2、后讨论模型驱动软件开发技术的基本思想，列举目前存在的问题，最后将业务过程模型和模型驱动软件开发的有机结合作为本论文的研究内容。1.1业务过程建模的基本技术和发展概况业务过程是指在人员和技术的协调下所进行的一组为实现共同业务目标而采取的活动。这些活动被一个特定的组织所执行，必要时可以与其它组织的业务过程进行交互[6]。典型的业务活动包括产品制造、货物买卖、提供服务等。业务过程涉及到人员、组织、应用系统、文档等信息，其最终目标是要获取一定的利润。业务过程管理（BusinessProcessManagement，BPM）[1]是专门研究可用于设计、制定、控

3、制和分析业务过程的方法、技术和软件的新方向，第一届业务过程管理国际学术会议于2003年在荷兰召开。1.1.1业务过程模型模型是对客观存在或主观想象的系统的一种描述。在创建模型时，这样的系统可以存在，也可以还不存在[4]。业务过程模型由一系列活动模型以及活动之间的执行约束所组成[6]，是人们对业务过程进行抽象分析所得的结果，以便可以对业务过程进行分析讨论。业务过程模型可以用简单的纸上草图、优美的计算机图形、复杂的文本文档、精巧的数学公式等方式来进行描述，只要这种描述能够提供充分的信息，可以利用它来回答所要研究的问题即可。可以采用自顶向下或自底向上的方式

4、进行分析，使用早期的流程图或者较新的统一建模语言（UnifiedModelingLanguage，UML）[7]等技术来进行建模，得出一系列过程细节信息逐步增加的模型。业务过程模型可用于过程的分析[8]、业务仿真[9]和流程改进[10]，已广泛应用于设计与制造[11]、生产管理[12]、物流供应链[13]等领域，因此围绕业务过程的建模技术、模型的分析方法和模型驱动的软件开发[14]就成为目前研究人员讨论的热点和重点。例如在第7届国际学术会议BPM2009的论文集中，总计有23篇论文，建模技术占6篇，形式化分析有3篇，过程和服务描述有3篇，过程挖掘有4

5、篇。1.1.2业务过程建模符号在业务过程建模领域，除了统一建模语言外，还涌现了一大批其它建模语言和方法，例如工作流网[15]、事件驱动链（Event-drivenProcessChain，EPC）[16]、YAC）于2002年发布过程定义XML语言（XMLProcessDefinitionanguage，XPDL）作为公用的文件格式标准，以使得不同建模工具能够相互交流。为配合2007年制订的BPMN1.1版本中的图形符号定义，工作流管理联盟于2008年制订了过程定义XML语言XPDL2.1标准[21]，以使建模概念与文件存储一致。由于XPDL规范很复

6、杂，所以有些建模工具使用业务过程建模符号BPMN作为图形符号，但存储的文件格式却不是标准的XPDL格式。为便于同一模型在不同的建模工具中使用，可选择采用XPDL格式的工具软件进行建模。第二章业务过程模型的Petri网形式化检查方法在业务过程领域，可以采用对象管理组织制订的BPMN[19]来表达业务模型，为便于同一模型在不同的建模工具中使用，建议使用工作流管理联盟制订的XPDL[21]作为BPMN模型的文件格式。在对业务过程完成建模工作之后，通常都需要对模型进行检查。检查分为实际运行和形式化验证两类。实际运行可以检查模型的响应时间、吞吐量等性能参数。文

7、献[44-52]提供了将BPMN模型映射到BPEL的方法，以支持模型的直接运行。形式化验证方法可以检查模型的正确性，如是否有死任务、任务结束是否完整等。由于模型的正确性涉及到语义检查等困难问题，所以BPMN标准中没有明确指定验证方法。研究表明Petri网是一种被广泛采用的形式化验证方法[67]。Petri网由德国CarlAdamPetri博士于1962年提出，具有良好的数学基础、统一的图形化表达方式、表达形式简洁以及形式化语义等优点[82,83]，和自动机理论、过程代数又都有相同之处，可以方便地对模型进行分析和仿真，所以是一种重要的建模理论和方法，在

8、业务过程建模中得到广泛应用。国内外目前已有研究人员开始采用Petri网来对BPMN模型进行形式化验证。Rem