用着色Petri网建模工作流模式

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1、用着色Petri网建模工作流模式摘要：工作流模式指在工作流过程模型中反复出现的过程基本构造，是衡量工作流建模语言在控制流方面的表达能力和适用性的重要标准。本文重点阐述了基于着色Petri网的工作流建模语言对当前流行的20种工作流模式的支持情况，结果表明，该语言不仅能很好的支持全部模式，而且具有建模简洁、准确的特点。同其它建模语言相比，用着色Petri网建模工作流模式具有较好的灵活性和扩展性。关键词：工作流；建模语言；模式；着色Petri网；控制流ModelingWorkflowPatternsUsingColoured

2、PetriNetsAbstract:Workflowpatternsrefertothebasicprocessconstructswhichoccurrepeatedlyinworkflowprocessmodels.Itisanimportantcriteriontoevaluatetheexpressivenessandsuitabilityofaworkflowmodelinglanguageincontrolflowperspective.Thispapergivesacomprehensiveanalysi

3、sontheadaptabilityoftheworkflowmodelinglanguagebasedonColouredPetriNetsinmodelingthe20popularworkflowpatterns.Theanalysisresultshowsthatwiththecharacteristicsofconcisionandpreciseness,thelanguagecansupportalltheworkflowpatternsverywell.Inaddition,comparedwithoth

4、ermodelinglanguages,ColouredPetriNets-basedmodelinglanguageismoreflexibleandextensibleinmodelingworkflowpatterns.Keywords:workflow;modelinglanguage;pattern;ColouredPetriNets;controlflow1.引言6近年来，工作流作为业务过程管理、业务过程协调及业务活动监控的核心技术，在企业信息化、政务电子化、教育数字化等领域得到越来越广泛的应用。目前，市场

5、上已有200多家工作流产品，其中工作流管理系统以Staffware、COSA、InConcert、FLOWer、MQSeries等比较有名。为进行工作流过程的设计和定义，工业界和学术界提出了许多种过程建模语言。其中一些语言基于现存的建模技术，如Petri网、状态图、任务网、活动图等；其它语言都是系统特定的。Petri网是一种适合于描述并发特性的系统模型。它既有严格的形式化定义，又有直观的图形表示，既提供丰富的系统描述手段和系统行为分析技术，又为计算机科学提供坚实的概念基础[1]。着色Petri网是在传统Petri网的基

6、础上扩展颜色得到的高级Petri网，它不仅继承了传统Petri网的所有优点，更通过Token颜色值、库所颜色集、弧表达式、警卫函数等增强了控制逻辑表达能力[2]。笔者所在的工作流小组就采用了着色Petri网作为工作流过程建模语言。工作流模式指在过程模型中反复出现的过程基本构造，与特定的工作流语言无关。在工作流模式方面的研究，以荷兰青年学者WilvanderAalst的工作最为突出。在工作流模式[3]一文中，为比较不同工作流建模语言在控制流方面的表达能力和适用性，通过抽象多个组织中的实际业务需求，总结提出了20种常用的工

7、作流模式，并切实调查比较了15种商业工作流产品的建模语言对这些模式的支持情况。比较结果表明，目前还没有任何产品支持全部20种模式。除5种基本控制流模式外，多数产品甚至只支持高级工作流模式（即模式6~20）的一个小的子集。在YAWL[4]一文中，作者指出Petri网适合建模基于状态的工作流模式，但对于一些高级模式（如多重实例模式、高级同步模式、取消模式等），传统Petri网乃至高级Petri网，都显得力不从心；即使能够采用建模技巧做到支持这些高级模式，也会给过程设计人员带来很大的工作负担。为此，作者提出基于Petri网的

8、新工作流建模语言YAWL，通过设计一组具有全新语义的建模元素，并组合使用这些建模元素来支持全部模式。DanielMoldt等人提出使用ReferenceNet进行基于模式的工作流设计[5]，ReferenceNet是面向对象的高级Petri网，利用ReferenceNet的独有特征（带有同步通道和柔性弧的网实例）可以很容易的实现对