AOBPMR：一個面向Artifact業務流程模型管理庫

劉海濱

【摘 要】與傳統的以控制為中心的業務流程管理相似，為了更好的對面向Artifact業務流程模型進行流程檢索、流程挖掘、流程整合以及流程模型分析等操作，有效的管理和使用流程模型是一個具有挑戰性的任務。其中，流程的存儲模式以及查詢語言規范化是要解決的關鍵問題之一，鑒于Artifact的生命周期特性，本文構建了一個混合存儲模式的業務流程模型管理庫，詳細的闡述了該庫的系統架構和功能模塊，該庫不僅提供基本的流程模型存儲和檢索等功能，還具有流程挖掘，流程分析等高級功能。

【關鍵詞】業務流程管理；Artifact；面向Artifact業務流程模型；庫

0 引言

傳統的業務流程模型重點是對控制流建模[1-2]，對數據的設計處于輔助地位。最近提出的一些方法將數據設計提高到與控制流設計同樣重要的位置，其中面向Artifact[3-4]的業務流程是以數據為中心的業務流程的代表。目前，針對面向Artifact的業務流程管理已經展開了研究。然而，以Artifact為中心的業務流程模型管理的研究仍處于起步階段。為了更好的對面向Artifact業務流程模型進行流程檢索、流程挖掘、流程整合以及流程模型分析等操作，有效的管理和使用流程模型是一個具有挑戰性的任務。

構建一個流程模型管理庫能快速提高流程的設計、流程再造和流程分析等管理操作。文獻[5]將庫定義為企業使用或產出的關于業務數據相關信息的一個共享數據庫。模型管理庫不僅應具有傳統數據庫所提供的基本功能，比如模型的創建和修改、視圖管理等，還應該提供流程分析、流程再造等高級功能。業務流程手冊[6]是早期提供流程模型管理的流程庫，流程的存儲模式主要以文本形式存儲，不具備規范的查詢語言。文獻[7]構建了工作流系統的管理庫，并且提出了面向對象設計的存儲和查詢模式。RepoX[8]提供數據提取和查詢等基本功能，由于它是基于SQL的查詢語言，不能支持以過程為中心的查詢語義。ProcessGene[9]是一個提供查詢業務流程的系統，然而它僅局限于流程的內容查詢，并不能查詢流程執行的語義信息。Zhilei Ma等人[10]提出一種基于流程本體的語義業務流程庫，通過考慮流程的執行語義來進行流程的存儲和查詢。文獻[11]提出了一種基于XML存儲模式的流程模型庫，同時給出了一個基于XML的流程查詢語言IPM-PQL。Zhiqiang Yan等人[12]綜述了流程管理庫的整體架構和功能描述，提出業務流程庫管理模型由流程數據模型，流程功能模型和流程管理模型三部分組成。

綜上所述，已有的流程模型管理庫都是著重于以過程為中心的業務流程，鑒于面向Artifact的業務流程是以數據為中心以及其流程生命周期的復雜性，已有的管理庫不能很好的應用于面向Artifact的業務流程模型管理。因此，本文構建了一個面向Artifact業務流程模型管理庫，詳細的闡述了該庫的系統架構和功能模塊，該庫不僅提供基本的存儲和檢索等功能，還具有流程再造，流程分析等高

1 Artifact流程模型管理庫架構

Artifact流程模型庫共有四層構成：外部工具層、庫管理層、庫功能層和庫存儲層。外部工具層和庫管理層通過外部連接器進行交互，庫管理層和功能層之間是通過庫管理層/功能層API進行通信，內部連接器提供庫功能層和存儲層通信和交互的接口。

1.1 外部工具層

模型管理庫的外部工具層由流程庫GUI，建模工具、分析工具、服務匹配器、BPEL引擎、監控器和檢測器構成。流程庫GUI提供給用戶與管理庫交互的可視化界面，通過流程庫GUI，用戶可以方便的對模型庫執行流程的新建、刪除、更新和查詢等操作，并將執行操作后的結果可視化的展示給用戶。建模工具是圖形化流程生成工具，分析工具是對新建流程模型的正確性驗證和分析的功能接口，服務匹配器是根據新建流程中邏輯服務進行物理服務的匹配功能接口，BPEL執行引擎用于部署和實施業務流程，監控器密切監視引擎的執行動態，用于流程分析，異常處理等功能；檢測器是對流程執行結果進行校驗和評估的功能模塊，這幾個功能模塊都是由BPMS所提供。

1.2 存儲層

存儲層存儲的是流程模型和其整個Artifact業務流程生命周期過程中的相關數據和信息，包括流程的概念模型，流程的物理模型、Web服務相關信息、業務流程的數據實體、流程實例的數據信息和流程執行過程信息。流程庫的存儲層通過傳統的DBMS實現，為了便于模型數據的存儲和查詢，采用內部/外部兩級存儲模式，內部存儲采用XML格式存儲，外部存儲采用面向對象模式存儲，兩級存儲模式之間通過一個翻譯轉化器的中間件來實現格式之間的轉換。

1.3 管理層

流程模型管理庫的管理層主要有流程概念模型管理、物理模型管理、Web服務管理、快照管理、流程實例管理和日志管理。流程概念模型管理主要負責業務流程建模階段模型相關信息的管理，包括對流程模型完整性，一致性和正確性的檢查；物理模型管理主要負責經過轉化后流程模型的管理和部署；Web服務管理主要負責物理服務的本地存儲、邏輯服務和物理服務的匹配，調度以及與流程實例之間映射關系的管理；快照管理主要負責流程執行過程中數據實體的狀態變化的管理，反應一個流程實例的執行狀態；流程實例管理是針對具體執行的業務流程的數據和信息的管理；日志管理是對流程執行后產生的相關執行信息的管理。

1.4 功能層

模型管理庫的基本管理功能包括：訪問管理、完整性管理、事物管理、簽入/簽出管理、調度管理、通知管理和上下文管理。訪問管理功能確保只有被授權者才能訪問模型庫中的流程；完整性管理功能確保模型庫不會進入不一致的狀態；事物管理功能確保庫的頻繁更新是以事務的方式進行；簽入/簽出管理允許用戶從模型庫中簽出一個模型對象，為了防止其他用戶在同一時刻訪問和修改該模型對象，簽入/簽出管理對該模型對象進行加鎖機制，待用戶訪問該對象結束后，執行簽入操作并執行解鎖機制；調度管理用來維持BPMS中各個功能模塊和外部工具的執行順序；通知管理確保庫中某一流程對象發生改變時及時發出更改消息通知和日志信息；上下文管理確保庫中流程對象集合的創建和操作，永久性存儲。

除了上述的管理功能外，模型管理庫還提供的基本功能包括存儲功能、檢索功能、檢查功能、流程優化功能。

模型管理庫存儲功能提供四個基本的功能，包括流程的插入、流程的提取、流程的刪除和流程的更新。流程的插入功能是根據流程模型庫的內部數據結構存儲新的流程；流程的刪除功能即從模型庫中刪除已有的流程；流程更新功能是允許流程設計者根據業務需求變更進而更新流程的過程；流程的提取功能是允許查閱和瀏覽流程的定義信息和詳細的執行信息。

為了有效的利用模型庫中已有的流程模型，確保客戶能快速的匹配到目標流程，模型庫應提供流程檢索功能。流程的檢索功能分為精確檢索和相似檢索，流程的檢索可以從流程的內容、流程的結構和流程的行為三個方面進行。精確檢索功能可以通過精確的流程查詢語言來實現，相似檢索可以根據匹配流程的相似度來計算。

以Artifact為中心的業務流程操作模型應該滿足Artifact生命周期可達性、持久性和唯一存在性。Artifact生命周期可達性是指Artifact從產生開始，能夠經過若干服務后被歸檔完成其生命周期過程；持久性指Artifact在業務流程模型描述的業務流程執行中從產生到最后歸檔的過程中都一直存在，并且永遠都不會消失；唯一存在性指Artifact在同一時刻只能出現在唯一的地方，或是在服務或是在倉庫中。Artifact模型檢查問題包括模型語義和語法兩方面的內容，Artifact模型庫主要討論模型語義方面的檢查，內容包括Artifact生命周期可達性驗證、持久性檢查和唯一存在性檢查。

在Artifact模型正確的情況下，為了降低后期流程系統實施過程中的代價和提高流程運行的效率，在流程模型管理中必須要考慮到對流程模型的優化問題，以便獲得最優的Artifact業務流程模型。模型優化過程體現為兩個方面：優化分析與設計改進。Artifact模型管理庫提供兩種流程模型優化策略：一種是通過流程本身的服務事件鏈進行優化；另一種是通過模型庫中相似模型作為參考流程模型，通過兩個模型的最大公共子圖及Artifact生命周期可滿足性，減少原流程模型的冗余服務，達到流程優化效果。

2 總結與展望

本文構建了一個面向Artifact業務流程模型管理庫，詳細的闡述了該庫的系統架構和功能模塊，該庫不僅提供基本的存儲和檢索等功能，還具有流程再造，流程分析等高級功能。下一步的工作重點就是模型庫的功能實現。

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[責任編輯：丁艷]