基于着色Petri网的事务工作流模型的研究与应用

基于着色Petri网的事务工作流模型的研究与应用

齐俊艳[1]2006年在《基于着色Petri网的事务工作流模型的研究与应用》文中研究表明工作流技术是实现企业业务过程建模、仿真分析、优化管理的核心技术。它将业务过程逻辑从应用系统中分离出来,达到了对过程建模、重组和重用的目的。随着工作流技术的发展,用户对工作流管理系统的可靠性和正确性要求越来越关注。支持事务处理的工作流是将数据库管理系统中的事务概念应用在工作流管理系统中,来处理错误恢复和并发控制,以保证运行结果的一致性和执行正确性。目前的工作流系统没有支持事务或者对事务支持的不充分,系统的正确性和可靠性成为成败的关键,缺乏事务支持严重阻碍了工作流管理系统更加深入和广泛的使用。 本文对工作流管理系统中的事务和事务处理进行了深入的研究,分析比较了工作流管理系统中事务概念与传统事务、高级事务的不同,并讨论了工作流中的错误类别及处理方式。在此分析的基础之上,提出了一个基于着色Petri网的事务工作流模型。为了保证关键业务活动的正确、可靠执行,该模型不仅引入活动的事务处理级别,并且提出了事务范围的概念,并从应用语义的角度对它进行扩展。此外,还提出了一组事务恢复执行模式,其目的是为了保证事务范围具有放松了的原子性,恢复执行模式能根据模型中的事务语义灵活有效的进行失败恢复。该模型允许用户在工作流执行前临时加入任务执行的状态依赖,并通过这个任务状态依赖表达复杂业务规则的面向事务和面向应用的需求,为现有的工作流系统提供一种合理的基础理论以扩展工作流的事务支持。 在上述研究的基础上,开发了工作流管理系统FlexWork介绍了其总体功能结构,重点讨论了过程定义子系统的事务语义表达,运行服务子系统的分析与设计,以及重要功能部分的体系结构。本文旨在为工作流技术中事务处理方面的研究进行既有学术价值又有实用价值的积极探索。

刘峰[2]2008年在《基于着色Petri网的工作流建模与分析研究》文中研究表明目前,工作流技术虽然已经得到了很大的发展,但尚还没有一种工作流产品或原型系统能够在过程执行的可靠性和一致性方面达到与关系数据库管理系统同水平的功能,究其原因主要是相应的工作流模型在理论和实践上存在模拟分析能力不足等问题,在建模复杂性和性能提高上还有很大的空间。针对现存的问题,本文以着色Petri网为建模工具对工作流模型进行了一些研究。工作流建模主要有两大目的:一是对系统进行模拟和分析,二是对系统进行成本和预算分析。在模拟和分析方面现有的模型都存在过程建模与过程执行过度耦合的问题,即在某个组织机构模型上建立的过程必须在同一个组织机构模型上才能执行。造成这种耦合的原因在于,当前的业务过程管理技术和标准没有区分控制逻辑内部的差别。实际上业务过程中的控制逻辑有两种:一种是路由逻辑,另外一类是资源管理逻辑。资源建模正是基于以上目的提出来的。针对工作流中涉及到的资源问题,本文分析了资源的重要属性和分类,重点研究了稀缺资源的分配和管理,提出了资源池的概念,并采用着色Petri网方法建立了工作流资源管理器,实现工作流的资源管理和分配。基于着色Petri网的资源管理器模型为工作流系统进行定性和定量分析提供了一个形式化的基础,同时也为提高工作流过程模型的健壮性提供了一个有效的方法。而相应地在成本和预算分析方面,基于Petri网的这方面的工作流模型研究还处于起步阶段,且众多学者提出的模型也多是基于简单Petri网的,这些模型是工作流建模在成本和预算分析方面的初步的有益探索,但是这些模型摆脱不了Petri网对于复杂的业务流程和具有多案例的网结构的描述能力不足的弱点。基于实际应用中业务流程的复杂性,本文提出扩展了价格信息的着色Petri网,讨论了该模型的变迁规则,并针对状态空间爆炸问题提出了最小成本可达算法。通过模型在业务流程管理中的应用和仿真实验的分析可以看出,将扩展了价格信息的着色Petri网运用于工作流建模是可行的、有效的。

谷青范[3]2006年在《网格环境下的服务调度机制研究》文中研究说明目前,借助于面向服务体系结构,以“实现资源的跨组织协调共享和提供虚拟组织问题解决环境”为特征的网格计算技术与企业计算在目标、理念和实现等方面正逐步走向融合,形成了面向服务的以信息集成为主要特点的新一代网格――服务网格。服务网格的一个根本特征就是向用户屏蔽资源共享和协同的复杂性,实现按需提供服务。为此需要存在一种调度机制来解决网格服务的自动组合、动态发现与匹配问题,并且要求能够实现实时服务绑定以适应网格资源动态变化的特点。网格环境的动态、异构、自治的特点决定了网格调度需要比传统的本地资源调度考虑更多方面的问题,如跨管理域的资源协作、分布式安全等。同样,服务网格与计算网格环境中的调度实现机制也存在差异:服务网格环境下调度的对象不仅仅是以批处理为主要特征的面向科学计算任务的“裸”的硬件资源,更多地是具有交互特征的以服务形式存在的各种资源,调度的评价标准不单独是计算速度、吞吐率等传统的指标,而是类似“服务等级协议”、“服务质量”、“体验质量”等一套用户满意度和服务质量评价标准。目前对于网格调度的研究主要包括以下叁个方面:网格资源组织模型、网格应用模型和网格调度算法的研究,本文着重从服务网格中资源组织模型、调度模型、调度算法以及调度实现机制等几个方面入手,分别对目前的有关研究进行了分析比较,明确了实现服务调度的关键问题,以Petri网为形式化工具,结合工作流思想,对服务调度过程进行了建模,提出了多QoS约束下的服务调度算法,并基于网格中间件实现了一个服务调度系统G-Sched,其中的主要工作和研究成果如下:(1)提出了支持动态服务调度的语义服务描述和组织模型结合本体服务,对开放网格服务体系结构(Open Grid Service Architecture)进行了语义支持方面的扩展;讨论了OGSA的核心规范WSRF(Web Service Resource Framework)关于服务资源的建模方法,通过对Web服务资源(WS-Resource)的描述语言(WSDL)元数据模型的扩展,实现了其对服务语义的支持,并在此基础上,提出了基于语义的Web服务资源组织模型。(2)提出和实现了动态服务调度模型讨论了服务网格中调度实现的关键问题,在借鉴工作流、动态Web服务组合的技术基础上,结合Web服务资源的语义描述模型,提出了基于着色Petri网的服务调度模型,并对模型进行了分析和验证。在调度模型的建立方面,以Web服务资源作为调度的基本单位,考虑了异常处理、数据传输以及QoS约束等多个方面,这相对目前存在的批处理作业调度机制,其调度粒度较细,在约束条件上也更苛刻。(3)提出了两种多QoS约束的服务调度算法从调度算法的角度来研究调度方案的优化问题,在分析现有网格应用模型及其调度算法的基础上,将网格环境中的服务调度问题转化为按照服务调度方案查找和匹配相应的服务组件的过程,从而提出了两种算法(遗传算法和基于效用函数的路径选择算法)来解决在多目标约束条件下如何保持服务组件之间QoS一致性的问题,从实现和仿真两个方面验证了算法的有效性。(4)实现了网格服务调度组件在分析网格服务动态调度执行过程及涉及的关键问题的基础上,系统地讨论了网格服务动态调度系统的组成、系统架构及实现技术,初步设计和实现能够完成服务网格中调度需求的服务调度组件-G-Sched,并以模拟网络化虚拟制造作为应用示例来验证我们所提出方法的有效性。本论文的工作受到国家“863”课题“面向电子商务的新型网络服务体系及集成软件环境”(2003AA413320)和江苏省博士后创新基金“基于网格的分布式产品数据管理系统”(KR20003)的资助。

李晓林[4]2012年在《基于着色时间Petri网的工作流建模方法研究与应用》文中指出作为实现业务过程建模、仿真分析、优化管理与集成的核心技术,工作流目前已被广泛运用于项目管理、办公自动化以及业务流程重组等领域。建立工作流模型是实现工作流技术的关键环节,模型质量的优劣直接关系到后续工作流管理系统的性能和效率高低。目前,大多数的工作流建模技术,对于复杂信息系统的建模能力不足,缺乏行之有效的模型结构合理性和性能分析手段。本文在分析研究现有工作流建模方法的基础上,基于着色时间Petri网建立某单位公文处理工作流模型,并分析该模型的结构合理性和时间性能,最后基于该模型设计并实现公文处理系统。全文主要工作是:1、利用经典Petri网在工作流建模方面的巨大优势,将其进行颜色和时间扩展,研究基于着色时间Petri网的工作流建模技术。分析某单位公文处理的实际流程,并运用着色时间Petri网建立其工作流模型。2、针对可达树方法在分析复杂工作流模型结构合理性方面的不足,提出了基于工作流网可替换性的结构合理性验证法。通过合理且安全的构造块,分步构造模型,最终完成对公文处理工作流模型的合理性验证。3、研究基于着色时间Petri网工作流模型的时间性能分析方法。根据变迁时延,推理得出着色时间工作流网四种基本组件的时间等效变换规则,利用这些规则计算出公文处理工作流模型的时间性能,确保模型的时间性能满足实际要求。4、基于上述研究结论,根据某单位办公的实际,分析公文处理系统的功能需求,设计了系统的总体框架结构,并对关键模块进行了详细设计。最后运用工作流开发框架WF,结合EXT技术,搭建系统开发和测试环境,实现并测试公文处理系统。

徐峻[5]2002年在《基于工作流的流程管理系统之研究与实现》文中研究指明现代的机构(企业)的结构有从面向功能的金字塔型组织结构转向面向过程的网络化的组织结构的趋势,这一趋势对机构(企业)的管理手段提出了更高的要求,机构(企业)的各个功能模块之间的协调变得越来越重要,也越来越复杂。在这种背景下,工作流管理成为了一种迅速发展的技术,它在许多领域都得到了大量的应用。 根据WfMC(工作流管理联盟)的观点,工作流是一类能够完全或者部分自动执行的经营过程,它根据一系列过程规则、文档、信息或任务能够在不同的执行者之间进行传递与执行。而工作流管理系统则是一个软件系统,它完成工作流的定义和管理,并按照在计算机中预先定义好的工作逻辑推进流程实例的执行。工作流管理的主要特征是过程的自动化,这些过程由多个有人和机器共同参与的活动组成。 将工作流方面的概念、思想应用于流程管理系统的开发中,就能得到能够根据具体的业务流程设定过程模型,从而具有一定通用性和灵活性的软件系统。 本文首先阐述了工作流的基本概念以及WfMC(工作流管理联盟)所提出的工作流参考模型,然后对工作流的建模方法尤其是基于Petri网和基于条件化有向图的建模方法进行了研究。在Petri网方面,分别利用了经典Petri网和着色Petri网对一个实际的流程建立了过程模型,并进行了比较;在条件化有向图方面,则是对一个具体的工作流管理系统Wowww!所采用的条件化有向图建模方法进行了研究,给出了它的形式化表述。 在上述这些工作的基础上,将工作流管理的思想引入了对一个具有一定通用性的流程管理系统的研发中。在本文中,给出了这样一个系统的总体结构,然后对系统的叁个组成部分:流程定义、流程控制、流程管理,分别进行了描述。在流程定义方面,给出了本系统所采用的进行流程定义的方式、用户与系统进行交互的界面等;在流程控制方面,给出了对流程控制模块中所用到的两个关键的类:FlowCase和DisposeNode的描述,阐述了在这两个类中所涉及的数据结构、主要的数据成员、方法以及一些算法;在流程管理方面,对其界面、关键功能的实现技术进行了描述。 本文希望通过引入工作流管理的思想,能够在建立一个具有一定通用性的、能够灵活应用的流程管理系统方面做一些有益的探索。

李青[6]2009年在《基于CPN的软件开发过程建模》文中提出随着计算机软件项目规模和复杂度的日益增大,软件产品的质量问题逐渐突出。在软件开发的需求分析、概要设计和详细设计等阶段,建立一个能够准确描述和分析开发活动的软件开发模型,已成为成功实现软件开发的重要手段。有效的软件开发模型可以尽早地发现设计早期阶段的错误,降低软件开发的成本和风险,提高软件的开发质量和效率。本文提出利用CPN建立和分析软件开发过程模型,使用CPN Tools对软件开发各个阶段进行建模,针对仿真中的问题提出改进办法,用仿真结果说明改进后的模型能够提高软件性能。在软件开发的需求分析阶段,以方案设计系统为例建立基于CPN的需求模型,利用状态空间验证需求模型的正确性,找出需求模型缺陷,提出需求的优化模型,保证开发人员和客户理解的一致性。软件开发的概要设计阶段提出对软件重要的模块或数据库建模,对分布式数据库中两阶段提交协议建立模型,利用数学分析和数据监视法分析模型性能。实例证明CPN是概要设计阶段提高软件性能的有效手段。软件开发的详细设计阶段采用CPN描述算法,通过仿真分析评价算法性能,同时给出算法模型向代码转化的规则。通过CPN在软件开发各个阶段上的应用,说明软件开发中采用着色Petri网技术可以有效的避免软件开发周期的反复,优化软件性能,提高软件开发的可靠性,从而保障整个软件开发过程的顺利进行。

魏晓慧[7]2008年在《基于着色Petri网的工作流建模的研究》文中研究说明近几年来,工作流管理技术被业界广泛采用并得到了迅速发展。工作流管理最重要的功能之一就是工作流建模。这些预定义的过程模型必须能很好的反映实际业务流程,因此需要找寻灵活的工作流过程形式化表示方法及过程的执行策略。Aalst的工作流网已被众多研究人员所认同,它是基于经典Petri网所建立的。但是,传统Petri网具有一些固有的缺陷:当系统过于复杂时,由于状态太多,容易引起状态空间爆炸问题。因此,本文对经典Petri网进行颜色扩展,提出了基于着色Petri网的工作流网模型,解决了建模过程中的两大问题:资源调用问题及业务处理过程的建模问题。该模型对业务过程的描述有很强的表达能力,支持对工作流模型的分析与验证。本文对该模型进行了包括过程模型和资源模型的详细设计。根据Client/Sever思想,将资源从流程中独立出来,采用统一的资源管理器管理。设计了资源管理器的基本模型,解决了不确定性活动的建模问题和资源的申请/释放问题,以及多个实例时的可能发生的混乱状况。在Aalst的任务结构映射算法的基础上,结合着色Petri网的性质,提出了一种工作流程模型到着色工作流网的映射算法,采用对链表遍历的方式来映射业务流程。该算法先给出基本结构的映射规则,然后遍历工作流程模型即有向图,对图中的每一个状态结点应用相应的映射规则进行着色Petri网映射,再把转化后的着色Petri网模型映射到着色工作流网,此映射算法能实现着色Petri网建模。在给出建模方法的同时,本文还论述工作流模型的合理性验证。介绍了仿真分析方法,并以一系列的实例说明了每种分析方法的具体应用。论文最后给出了一个实际的应用案例的过程模型。最后对本文的研究工作进行了总结,针对不足之处提出了改进的措施,并展望要进一步深入研究的方向,为后续工作奠定了基础。

黄勇[8]2003年在《网络化协同工作系统中工作流建模与仿真技术研究》文中研究表明随着以Internet为代表的网络时代的到来,网络化制造将是未来制造业的发展趋势。作为网络化制造的具体实现平台——网络化协同工作系统己引起企业界和研究界的高度重视。有效支持网络化协同工作的工作流技术的研究将有助于企业缩短产品开发周期,降低成本,提高产品质量和服务质量,从而赢得市场的竞争。 本文在分析网络化协同工作环境下工作流管理需求的基础上,建立了支持协同工作的工作流管理系统的体系框架,为全文的研究奠定了基础。 工作流建模是实现工作流管理的基础。本文在广义随机Petri网理论的基础上,引入资源、对象和时间因素,提出了层次对象广义随机Petri网模型(Hierarchical Object General Stochastic Petri Nets,简称HOGSPN)。基于HOGSPN的工作流模型可利用多种分析技术对模型中的死锁、陷阱、安全性等问题进行研究,并提供了相应的算法。 基于Petri网模型的工作流仿真是实现工作流模型正确性验证、模型性能评价以及模型优化的一种行之有效的方法。针对目前国内对工作流仿真研究尚处于起步阶段的现状,论文在分析HOGSPN模型特点的基础上,提出了相应的仿真方案、仿真策略、仿真的性能指标以及仿真技术中几个关键问题的解决办法。 依据以上提出的基于HOGSPN的工作流建模与仿真理论和方法,本文以面向对象的软件工程的原理为指导原则,成功开发了基于Web的、可视化的工作流建模与仿真工具VPNT,该软件提供了基于XML技术的和基于数据库技术的两种数据管理方式,最后结合具体实例说明工具的应用。

解红雨[9]2006年在《固体火箭发动机分布式集成设计平台及其关键技术研究》文中进行了进一步梳理导弹和运载火箭技术的发展,对固体火箭发动机设计提出了高性能、低成本、短周期的要求,迫切需要先进的固体火箭发动机集成设计平台提供技术支撑。本文在“固体火箭发动机CAD/CAM”项目支持下,以固体火箭发动机分布式集成设计平台为研究目标,围绕集成设计平台的体系结构、数据集成、设计过程集成、应用集成等关键技术开展研究。本文分析了固体火箭发动机设计过程及其影响因素,研究分析了发动机分布式集成设计平台内涵,给出了基于集成设计平台的发动机设计过程,分析了分布式集成设计平台体系结构特征,建立了集成设计平台运作体系结构、系统体系结构和技术体系结构。分析了发动机设计过程中的基本数据元素和模型,建立了由组织、过程、产品、资源和约束等视图组成的多视图集成数据模型,提出了基于可扩展标记语言(XML)的数据共享与交换机制和基于主模型的数据一致性管理方法,研究了集成数据模型的数据状态、安全性、版本等管理问题,从而解决了集成设计平台底层数据支撑问题,实现了发动机设计数据集成。提出了设计过程集成的分层实现策略,构建了由项目、系统全局工作流和分系统工作流构成的过程集成模型,分别应用扩展赋时着色Petri网和活动网络图研究了系统全局工作流和分系统工作流建模方法,建立了分层集成的过程管理系统,从而解决了发动机设计中宏观全局过程的监控与管理和微观设计探索过程的建模与管理及两者间集成问题,实现了发动机设计过程集成。给出了基于组件的应用集成方法及组件形式化定义,提出了集成设计平台应用组件接口开发规范,开发了发动机集成设计平台应用组件库,建立了支持算法组件动态组合的工作流系统,从而解决了集成设计平台中应用软件的可重用性、可扩展性和可配置性问题,实现了集成设计平台应用集成。应用上述研究成果,构建了基于J2EE的固体火箭发动机分布式集成设计平台,建立了发动机集成设计平台原型系统SRMIDE,通过高压强固体发动机设计应用实例,验证了本文研究成果的可行性、有效性和实用性。

陈志涛[10]2005年在《基于Petri网的工作流建模及其工具的研究与实现》文中研究指明随着信息技术和管理理论的发展以及计算机和网络的广泛应用,工作流技术正在成为计算机应用领域的研究热点。对工作流技术进行深入的研究对于提高企业的信息化程度、运行效率以及竞争能力都有着重要的意义。工作流管理系统的最重要的功能之一就是工作流建模。一个好的工作流模型是实现一个具有高度的灵活性、可靠性、可用性、可伸缩性和互操作性的工作流管理系统的关键和基础。工作流建模主要是研究如何清晰、准确地表示实际应用中的业务过程,特别是研究如何以形式化的方法表示工作流模型。本文在扩展Petri网的基础上,提出了一个新的工作流模型--基于着色工作流网的工作流模型。该模型由描述业务过程处理的过程模型、描述企业人员的组织模型和描述企业资源的资源模型叁部分组成,它对业务过程的描述有很强的表达能力。本文对该模型进行了包括过程模型、组织模型和资源模型叁方面的详细设计,给出了它们的XML描述。最后,在此模型的基础上,本文实现了一个可视化的工作流建模工具,设计人员通过该工具建立业务过程,并依照模型定义将结果生成可由工作流管理系统执行的计算机化表示的过程定义。

参考文献:

[1]. 基于着色Petri网的事务工作流模型的研究与应用[D]. 齐俊艳. 大连理工大学. 2006

[2]. 基于着色Petri网的工作流建模与分析研究[D]. 刘峰. 江南大学. 2008

[3]. 网格环境下的服务调度机制研究[D]. 谷青范. 东南大学. 2006

[4]. 基于着色时间Petri网的工作流建模方法研究与应用[D]. 李晓林. 合肥工业大学. 2012

[5]. 基于工作流的流程管理系统之研究与实现[D]. 徐峻. 上海海运学院. 2002

[6]. 基于CPN的软件开发过程建模[D]. 李青. 中国石油大学. 2009

[7]. 基于着色Petri网的工作流建模的研究[D]. 魏晓慧. 中国石油大学. 2008

[8]. 网络化协同工作系统中工作流建模与仿真技术研究[D]. 黄勇. 南京理工大学. 2003

[9]. 固体火箭发动机分布式集成设计平台及其关键技术研究[D]. 解红雨. 国防科学技术大学. 2006

[10]. 基于Petri网的工作流建模及其工具的研究与实现[D]. 陈志涛. 华南师范大学. 2005

标签:;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  

基于着色Petri网的事务工作流模型的研究与应用
下载Doc文档

猜你喜欢