基于协调理论的工作流建模方法

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1、范玉顺，吴澄,《计算机集成制造系统》,Vol.7,No.4,2001,pp.1－6*基于协调理论的工作流建模方法范玉顺，吴澄清华大学自动化系，北京100084摘要：针对目前工作流管理系统在描述能力和柔性上存在的严重不足，本文提出了一种基于协调理论和反馈机制的工作流建模方法。该方法扩展了传统活动网络模型，提出了新建模机制，增加了请求、服务、协调、多实例化等新的建模元素。同时还给出了一个招标与评标过程的工作流模型实例，研究结果表明，与传统的活动网络模型相比，本文提出的建模方法在提高模型描述能力、降低模型复杂性、提高系统柔性及适应性方面有明显优点，对于设计

2、开发高可靠性、柔性和适应性的工作流管理系统具有重要的应用价值。关键词：工作流模型、工作流管理系统、协调理论、柔性1．引言企业经营过程重组（BPR）要求企业将传统的以职能为基础的组织机构和运作机制转变为以过程为中心的管理模式，对企业的业务流程进行彻底的重新设计，进而实现显著提高企业业务能力和经营效益的目标。在这个大趋势下，工作流技术也受到了广泛的重视，工[1]作流技术及其产品的发展速度非常迅速，市场上出现了上百种不同的工作流产品。工作流模型是对业务过程的抽象表示。在信息管理自动化的环境下，这种模型就更加必不可少。它不仅仅要让人读懂，更要让计算机理解所定

3、义的工作流过程。但是相对工作流产品的实现技术和发展速度而言，工作流建模理论的研究相对滞后，在建模方法上，还没有形[2]成比较系统化的理论体系。目前已有的建模方法主要有：基于活动网络的建模方法、基于[3][4][5]Petri网的建模方法、基于语言行为理论的建模方法、基于活动与状态图的建模方法和[6]基于扩展事务模型的建模方法等。目前工作流模型存在的主要问题是：1)模型语义不够丰富，表示复杂问题的能力不足；2)模型的柔性不好，不容易处理在执行过程中出现的不确定性问题。本文在协调理论和反馈控制思想指导下，通过引入反馈机制、市场机制、协调机制，提出了一种可

4、以显著提高工作流模型描述能力和系统执行柔性的建模方法。2．基于协调理论的建模机制[7]协调理论是MIT协调科学中心的Malone提出的一种管理一组协同工作的活动及其相关性的科学。协同过程的组成元素包括共同的目标、完成目标需要执行的活动、活动的执行者、以及活动之间的相关性。协同理论的主要研究内容是如何管理活动之间的相关性。在此基础上，Malone等提出了四种协调的策略：1)层次（上下级）：协调活动的参加者中有一个知道如何管理活动间的相关性，并且他具有权威，能够使其他人接受他提出的解决方法；2)市场：协调活动的参加者中有一个知道如何管理活动间的相关性，他

5、将解决方法公布给其他参与者，如果大家同意，就采用这个解决方法。这个协调方法称为市场，即一个参与者提出方案，其他人选择是否接受。3)对等伙伴：参与者之间通过协商找到解决问题的方法；4)代理：所有的参与者同意由一个代理来决定最后的解决方法，这通常是在对等伙伴经过*863/CIMS主题资助项目,项目编号:863-511-944-0021范玉顺，吴澄,《计算机集成制造系统》,Vol.7,No.4,2001,pp.1－6多次协调不能达成一致意见的情况下，由代理来完成方案的选择。以上四种协调策略可以比较全面地反映实际企业业务运作过程中不同业务单元以及活动之间的关

6、系。它可以作为我们建立工作流模型的理论基础。导致目前工作流模型描述能力不足和缺乏柔性的根本原因是描述机制没有反映实际应用情况，具体表现在以下三个方面：1)缺乏反馈与协调机制：目前工作流模型中活动之间通常采用对应着上述协调策略中的层次关系，即上下级关系。这种上下级关系是建立在前一个活动提交的命令是后续活动一定能够而且必须完成的指令性任务这样一种假设的基础上的，前一个活动在完成任务提交后就结束了其执行使命，至于后续活动能否完成它提交的任务，或者执行的结果是否满足要求都需要工作流过程建模人员自己去定义检验活动和相应的处理方法。这种机制无法描述复杂的具有市场

7、、对等伙伴协调策略的活动逻辑。由于缺乏反馈机制，它也难以描述比较典型的服务逻辑。2)算盘型活动：在过程实例的一次执行过程中，每个活动的一次触发只能完成一个活动实例的执行，不允许多个实例同时执行。这样的逻辑就难以实现诸如根据临时确定投票人来表决某个决议这样的过程。3)傻瓜型逻辑：一个活动在其完成后，根据其完成的结果，后续活动的执行逻辑，包括执行的活动个数必须首先定义好（如果存在并发活动，需要明确定义被并发的活动的个数）。4)可重用性差：每个活动的启动条件（包括或分支的选择条件）在建模或者实例化阶段必须给定，过程实例执行过程中不允许动态设定启动与选择条件

8、。因此，即使是非常类似的过程，如果活动的执行条件略有变化，也必须重新建立过程模型。除普通活动网络建模方法中的