基于Petri網(wǎng)的業(yè)務(wù)過程建模

黃苾 代飛 莫啟

摘要 建模業(yè)務(wù)過程是企業(yè)實(shí)施大規(guī)模編程的核心。分析了業(yè)務(wù)過程的組成元素，討論了使用Petri網(wǎng)如何表示業(yè)務(wù)過程中的開始、結(jié)束、任務(wù)和路由，并通過一個(gè)例子，說明了使用Petri網(wǎng)建模業(yè)務(wù)過程的直觀性和易溝通、理解性。

【關(guān)鍵詞】業(yè)務(wù)過程 任務(wù) 路由 Petri網(wǎng)

1 引言

從20世紀(jì)70年代末到20世紀(jì)90年代初，信息系統(tǒng)的關(guān)注焦點(diǎn)是數(shù)據(jù)的存取，因此，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)被認(rèn)為是最核心的基礎(chǔ)平臺(tái)。自20世紀(jì)90年代初開始，信息系統(tǒng)的關(guān)注焦點(diǎn)從數(shù)據(jù)逐步轉(zhuǎn)移到過程上來。作為這種轉(zhuǎn)變的結(jié)果，今天以業(yè)務(wù)過程驅(qū)動(dòng)為代表的大規(guī)模編程（Programming-in-the-large）在工作流管理、企業(yè)應(yīng)用集成、B2B電子商務(wù)、Web服務(wù)組合等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。因此，建模業(yè)務(wù)過程成為了企業(yè)實(shí)施大規(guī)模編程的核心。

為了解決上述問題，本文提出使用Petri網(wǎng)來建模業(yè)務(wù)過程。其好處在于：

（1） Petri網(wǎng)具有圖形化的表示，可直觀描述業(yè)務(wù)過程，便于溝通和理解;

（2） Petri網(wǎng)有堅(jiān)實(shí)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，建模人員可以對建模產(chǎn)生的業(yè)務(wù)過程模型進(jìn)行分析，以確保模型的正確性。

2 業(yè)務(wù)過程

業(yè)務(wù)過程是指相關(guān)的、結(jié)構(gòu)化的活動(dòng)或任務(wù)的集合，它們?yōu)榭蛻籼峁┨囟ǖ姆?wù)或產(chǎn)品。在日常的工作、學(xué)習(xí)和生活中，業(yè)務(wù)過程隨處可見。例如：辦事流程、坐飛機(jī)的安檢流程、訂單支付流程、物流流程等。

通常，業(yè)務(wù)過程都有自己的開始和結(jié)束;由許多要被執(zhí)行的任務(wù)（ task）和一系列決定任務(wù)執(zhí)行次序的條件構(gòu)成。進(jìn)一步，這些決定哪些任務(wù)需要被執(zhí)行以及以何種次序執(zhí)行，稱為路由。在業(yè)務(wù)過程中，路由具有四種下述四種形式：

2.1 順序路由

兩個(gè)任務(wù)間順序執(zhí)行。通常，這兩個(gè)任務(wù)間存在依賴關(guān)系，例如前一個(gè)任務(wù)的結(jié)果是后一個(gè)任務(wù)的輸入。

2.2 選擇路由

在兩個(gè)任務(wù)或多個(gè)多任務(wù)間選擇一個(gè)任務(wù)執(zhí)行。通常，選擇需要基于相關(guān)屬性值來做決定。

2.3 并發(fā)路由

兩個(gè)任務(wù)或多個(gè)任務(wù)能同時(shí)或以任意次序執(zhí)行。通常，這些任務(wù)都需要被執(zhí)行，且它們之間沒有任何依賴關(guān)系，互不影響。

2.4 循環(huán)路由

多次執(zhí)行某個(gè)任務(wù)。

下面用文字描述了一個(gè)投訴處理過程。首先，步驟1：剛收到的投訴需要被記錄下來。其次，步驟2：聯(lián)系投訴的顧客和被投訴的相關(guān)部門。之后，步驟3：搜集數(shù)據(jù)并做出決策。步驟4：根據(jù)決策，或者支付賠償或者發(fā)拒信。最后，步驟5：投訴被歸檔。

3 業(yè)務(wù)過程概念到Petr i網(wǎng)的映射

Petri網(wǎng)是1962年由德國科學(xué)家CarlAdam Petri博士在他的博士論文《用自動(dòng)機(jī)通信》中創(chuàng)立的一種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。本質(zhì)上，它是一個(gè)有向二分圖，由庫所和變遷組成。

定義1（Petri網(wǎng)）Petri網(wǎng)是一個(gè)四元組S=（P，T;F，M），其中：

（1）P ∪ T≠￠，習(xí)慣稱P為庫所集，T為變遷集;

（2）P ∩ T=￠;

（3） Fc （PxT）∪（TxP），稱F為流關(guān)系;

（4）映射M：P→{O，1，2，3…）稱為Petri網(wǎng)的一個(gè)標(biāo)識。通常用M0表示Petri網(wǎng)的初始標(biāo)識。

通常，庫所使用圓圈表示，變遷使用方框表示，流關(guān)系使用有向線段表示，托肯使用實(shí)心小黑點(diǎn)表示。

當(dāng)使用Petri網(wǎng)來建模業(yè)務(wù)過程時(shí)，用庫所表示條件，用變遷表示任務(wù)。因?yàn)椋冞w是Petri網(wǎng)中主動(dòng)元素;庫所是被動(dòng)元素。

進(jìn)一步，用一個(gè)沒有輸入弧的庫所來表示過程的開始，用一個(gè)沒有輸出弧的庫所來表示過程的結(jié)束。

針對路由，用圖1所示的順序塊表示順序路由;用圖2所示的選擇塊表示選擇路由;用圖3所示的并發(fā)塊表示并發(fā)路由;用圖4所示的循環(huán)塊表示循環(huán)路由。

使用Petri網(wǎng)建模第2節(jié)用文字描述的投訴處理過程，得到的Petri網(wǎng)如圖5所示。其中，庫所p0表示過程的開始;庫所p9表示過程的結(jié)束。變遷record表示步驟1;變遷contact-client和contact-department表示步驟2;變遷collect表示步驟3;變遷positive和negatlve表示步驟4;變遷file表示步驟5。

可以看出，圖5所示的投訴處理過程，比用文字描述的投訴處理過程，更加直觀，更便于溝通和理解。

4 總結(jié)

首先，討論了業(yè)務(wù)過程的組成元素：開始、結(jié)束、任務(wù)及路由;其次，提出如何用Petri網(wǎng)中的元素來表示業(yè)務(wù)過程的不同元素，最后，通過一個(gè)例子，充分說明了使用Petri網(wǎng)建模的業(yè)務(wù)過程比文字描述的業(yè)務(wù)過程更直觀，更便于溝通和理解。

參考文獻(xiàn)

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