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1、计算机应用研究 Journal of Application Research of Computers基于扩展元模型的智能动态工作流建模方法申利民1 王磊1 朱彩云1 牛晓云21(燕山大学 信息科学与工程学院，河北 秦皇岛 066004)2(铁道学院 计算机系 河北 石家庄 050034)摘要：摘要：为了提高工作流的智能性和动态性，对原有的工作流过程元模型进行扩展，提出一个基于该扩展元模型的智能动态工作流模型。该工作流模型引入控制规则来约束流程的实例化，并提出一种独立于工作流系统的规则协调器，工作流通过该协调器对流程规则解析实现流程的智能动态变化。建立在智能动态工作流模型上的工作流管理系统不
2、仅具有智能性和动态性，在通用性以及柔性方面也有很大的提高。关键词：关键词：元模型；智能动态工作流模型；规则；规则协调器The method on modeling intelligent dynamic workflow based on expand meta_model1SHEN Limin 1WANG Lei 1ZHU Caiyun 2Niu Xiaoyun1( College of Information Science and Engineering ,Yanshan University,Qinhuangdao,066004, China)2 (Computer departmen
3、t , Shijiazhuang Railway Institute，Shijiazhuang,050034 )Abstract: To improve the intelligence and dynamic of workflow, to expand original meta_model of workflow and a Intelligence and Dynamic Workflow Model (IDWFM) based on this meta_model was proposed.IDWFM Constraint Examples of processes using Ru
4、le,and Flow-Coordinate System (FCS) independent of the workflow was proposed.Workflow realized Intelligent dynamic change by explaining rule.Workflow mangment system based on IDWFM not only have a certain dynamic and to perfect it in flexibility and compatibility ,and at the same time enable Workflo
5、w Management System to be of Transportability.Key words: meta_model; Intelligence and Dynamic workflow model;Rul; Flow-Coordinate System0 引言引言工作流(workflow)是经营过程的全部或部分自动化1，工作流技术为企业更好地实现过程的组织管理与流程优化提供了先进的手段。随着企业环境的持续变化和企业目标的不断调整，提高工作流的柔性成为工作流研究领域的热点问题之一。但是，当前柔性工作流的研究主要偏重于柔性工作流的实现技术2，更多地体现在对变化的被动灵活反应，而
6、在动态变化竞争环境中，缺乏随机应变的能力,即柔性工作流的智能性、动态性有待提高。基于此，本文对原有的工作流过程元模型进行扩展，扩展元模型支持业务流程与规则的集成。在该扩展元模型的基础上提出了一种智能动态工作流模型(Intelligence and Dynamic Workflow Model,IDWFM)。该模型在工作流中引入控制规则实现对流程的动态控制，并提出一个独立于工作流系统的流程规则协调器(Flow-Coordinate System,FCS)，该协调器可以识别用户输入的信息，通过对信息以及规则的解析实现流程的智能选择，以及动态运行。在 FCS 的支持下，工作流管理系统的柔性和通用性也
7、获得了提高。最后，通过一个具体的实例说明 IDWFM 能够显著提高工作流的动态性、智能性。作者简介：作者简介：申利民、1962、男、教授/博士、主要研究柔性软件，协同技术；王磊、 1984、男、硕士、主要 研究工作流技术； 朱彩云、1982、女、硕士、主要研究空间数据库 ；牛哓云、1984、女、硕士项目基金：项目基金：河北省自然科学基金资助项目 项目编号(F2008000861)计算机应用研究21 工作流过程元模型的扩展工作流过程元模型的扩展工作流管理联盟( workflow management coalition,简称 WFMC)定义了一个工作流过程元模型，该模型通过活动、转换条件、角色、
8、工作流相关数据、被调应用 5 类元素描述工作流的组成及逻辑关系3。该模型适于描述具有标准、稳定的流程输入、输出的业务，以利于业务过程能够一致、准确、高效、可靠地执行。当前工作流专注于业务流程的表示，工作流元模型不支持流程动态生成以及智能流转的描述。为此，对原有的工作流元模型进行扩展，并做相应的变化，使得工作流中动态因素在元模型中更好的描述。图 1 为扩展后的工作流过程元模型。Workfflow definitionactivityTransition conditionsWorkflow revant dateInvoked applicationRoleextent RuleRule eng
9、ineHasUsesUseshasMay refer toMay refer toexplainexplainMay havecontain图 1 扩展工作流过程元模型由图 1 可以看出对原有的工作流元模型进行了扩展，图中阴影部分为新引入的元素，分别为：可扩展规则和规则引擎，其它元素的含义与WFMC 给出的元模型元素一致。可扩展规则(extent Rule)，是指流程运行过程中动态变化以及智能更改所必须遵守的约束条件，它主要包括：路由规则、活动属性更改规则、自定义规则三种约束规则。其中，路由规则主要负责控制流程的走向；活动属性更改规则负责控制流程运行过程中工作流活动属性变化；自定义规则主要是指
10、流程运行中活动参与者自己定义的规则，通过它系统可以实现部分环节的自动运行、智能流转。自定义规则包括两种：一种是上级定义规则，一种是用户自定义规则，上级定义规则优先级高于自定义规则。通过引入可扩展规则，模型可以更好的描述工作流中动态变化的因素，从而更好的实现工作流的动态性以及智能性。规则引擎(Rule engine )，主要负责对扩展规则以及转移条件进行解析，并把解析的结果传送给工作流引擎。规则引擎可以根据需要调用流程规则并且对规则进行解析，根据解析的结果实现流程的动态变化、智能流转。 扩展后的元模型可以很好的描述流程中的动态因素，给业务流程的建立提供了更好的扩展性。基于该扩展后元模型建立的工作
11、流管理系统具有更强的动态性以及智能性。2 基于扩展元模型的智能动态工基于扩展元模型的智能动态工作流模型作流模型2.1 智能动态工作流模型形式化描述智能动态工作流模型形式化描述智能动态工作流模型的形式化如下：定义定义 1： IDWFM =Ver,D,A,E。其中，Ver为工作流的惟一版本号；D 为动态工作流的一般信息，如对流程的基本描述、流程的创建日期等，D 可表示为一个多元组：D=；A 为流程中的活动集合；E 是工作流的可扩展规则集合，它可以表示为一个二元组 E=TAPi,TCRi，其中，TAPi为在流程运行中动态变化的活动组成的集合，TAPi =a1,a2, ,ai，它可以在流程实例运行过程
12、中被动态的选择。TCRi为活动属性动态变化自主计算实体规则集合，TCRi =RulR, RulA, RulP 。其中，RulR为路由规则；RulA为活动属性更改规则；RulP为自定义规则。定义定义 2:工作流活动 ai=ID,Name,Typei,Ruli,Ex_A。其中，ID 为活动的唯一编号；Name 为活动的名称；Type 为活动的类型,Typei Start,End, General Activity, Routing Activity,Auto Activity，当 Typei = general Activity 时，Ruli为空，当 Typei = Routing Activit
13、y 时 Rule 表示路由规则，当Typei = Routing Activity 时 Rule 表示自定义规则；Ex_A=N_Ai,V_Ai|i=1,2,n 为活动可扩展的属性集合，其中 N_A 为属性的名称，V_A 为属性的值。通过定义活动的可扩展属性，就可以对活动的属性进行描述，如生产过程中工人工作时间、温度控制、等，这些属性是动态可扩展的属性值是动态可变化的。定义定义 3:3: 弧 e 用于传递业务过程中两个业务活动之间的数据信息和控制信息，是连接弧集合E 的一个元素。 e=ID,WFID,Name,Type,AF,AE，是一个六元组。其中，ID 为连接弧的标识；WFID为连接弧所属流
14、程 ID；Name 为连接弧的名称；计算机应用研究3Type 为连接弧的类型，TypeStatic,Dynamic，Type= Static 表示连接弧在建模时建立；Type= Dynamic 表示连接弧在流程运行时建立的是一个临时连接弧。AF 为连接弧的源活动；AE 为连接弧的目标活动。2.2 智能动态工作流模型体系结构智能动态工作流模型体系结构智能动态工作流模型结构如图 2：规 则 协 调 器 工作流 引擎建模工具工作流控 制数据任务表组织角 色工作流相 关数据任务管理器应用生 成解 释维 护生 成引用引用生成使用应用引用数据库过程定义图 2 IDWFM 体系结构该模型右半部分即 WfMC
15、 提出的工作流参考模型，左半部分即 FCS。IDWFM 工作流模型与传统工作流模型的不同主要体现在以下几个方面：任务表管理器不仅管理和维护任务表，还引用 FCS ，提供用户界面让用户选择意见，并且可以自定义规则。用户执行提交操作时，它将检查用户有没有完成必要的任务，有没有签署必要的意见。通过引用 FCS 接口判断本结点是否具有解析规则，如果有，则把签署意见送入 FCS 系统，由路由规则引擎负责解析规则，并把解析的结果送回到工作流引擎。如果超过时限，则调用自定义规则，系统服务将根据设定的规则进行流程的流转。工作流引擎通过 FCS 系统的数据接口与其路由规则引擎进行交互，工作流中的一部分功能将由路
16、由规则引擎负责，比如：规则解析、活动属性的更改、以及流程动态更改。这将大大地减少工作流引擎的负担，使工作流引擎专注于任务的分配。工作流引擎接受到任务后将根据条件对任务进行分配，如果当前结点需要进行规则的解析，则工作流将把工作分配给路由规则引擎，并把意见传送到 FCS 系统，由 FCS 中的路由规则进行解析，解析完成后把结果送回工作流引擎，工作流引擎根据结果进行任务的分配。这样实现流程的智能流转。从图 2 所给的模型可以看出，FCS 系统与工作流参考模型是相互独立的，他们之间通过数据接口进行交互，因此当同一个流程应用于其他的部门时，只需要通过 FCS 提供的设计器对意见字典和规则库进行更新，而不需要通过工作流系统进行更改，这样就可以非常迅速方便地实现工作流管理系统的移植，从而提高了工作流管理系统的可移植性、通用性。3 FCS 系统系统传统的工作流产品提供一定的意见路由支持功能。但是它们存在着以下不足：无法识别动态意见，无法根据流程中的信息项实现流程的动态变化、智能流转。并且这些
