基于分层业务过程演化技术的制造企业信息管理系统设计

　　1 引言

　　制造行业的快速发展,对进一步完善制造企业的监管体系提出了新的需求,将制造企业的办公自动化、信息自动化与日新月异的数字化技术相结合势在必行.现如今,人们对产品的外观、质量、功能等的要求不断提高,需求的产品构造越来越复杂,反映在生产制造上,就是需要记录生产的数据越来越多,因此制造企业要求处理的信息数量也越来越大,流程变更速度也越来越快.

　　在这样的背景下,本文针对制造企业在信息管理过程中不同业务层次流程动态变更的需求,在开源工作流引擎 JbossjBPM 的基础上实现了分层业务过程的动态变更.以此为基础,开发了一套制造企业信息管理系统,满足了实际的应用需求.

　　2 制造企业信息管理系统设计

　　本文结合实际调研获取的用户需求,将制造企业信息管理系统分为以下六个子系统.

　　其功能结构如图 1 所示.

　　3 分层业务过程演化技术

　　工作流控制引擎子系统作为整个管理系统柔性分层业务演化的核心,是在业务分层和过程动态演化的基础上,基于 JbossjBPM 平台实现的.

　　当前,在业务分层组织方面的研究中,文献提出一种基于过程执行主体的分层执行机制,依据软件过程的执行主体将执行层次分为个人、小组和团队三种类型.文献提出一种基于角色的分层工作流模型将工作流分成对象定义层、逻辑表现层及执行层三层.文献将工作流分为两层,将流程中重复被调用的流程片段单独提取出来,并在顶层定义抽象节点与流程片段关联.顶层流程执行到抽象节点时,执行与其关联的流程片段.文献的分层主要针对工作流执行过程,分别横向、纵向进行了分层组织.文献则是站在重用角度,不自觉的将工作流的业务进行了分层,因而该文献构成了本文分层业务模型部分的基础.

　　目前有很多对过程动态演化的研究.最早在文献中就有了工作流演化的概念;文献在过程模型更新方面实现了基于上下文的工作流执行演化过程;典型业务过程编排系统(BusinessProcess Choreographer, BPC)提供了五种变更模型.当前,JbossjBPM 平台上的业务过程演化已经相对成熟.

　　3.1 分层业务过程演化

　　分层业务过程模型主要由高层业务过程模型和基本业务过程模型两部分组成.过程演化通常分为模型更新和过程实例迁移两个阶段,而模型更新在已有的相关研究中已相对成熟固定.过程实例迁移的目标是找到原模型中已执行序列与新模型中节点的对应关系,即得到可迁移实例到目标模型的状态映射关系.

　　当模型发生变更后,需要对模型下运行的实例进行实例迁移,恢复其在新模型下的运行.文献 [10] 对实例的可迁移性进行了深入研究,但主要针对数据层面的约束.本文在数据约束的基础上,扩展了分层业务过程中的层次约束概念,分述如下.

　　定义 1 层间约束.当业务间存在分层关系时,不同层的业务约束间必然存在相互制约的情况.例如:高层业务的时间约束影响到基本业务(组)的时间约束.

　　定义 2 最小层间约束.最小层间约束给出了系统层间约束的最精确模型,通过该规约给出的不同层面约束规约到最底层是不相交或基本不相交的.即系统的约束设计没有冗余.

　　在实际的迁移过程中,不必考虑最小层间约束这一问题,它是需要在设计阶段解决的.

　　需要考虑的是层间约束,即迁移要不但要满足基本业务的约束,也要遵循高层业务的约束.

　　基于上述这些约束,我们设计了业务分层模型下的实例迁移算法如下.

　　记某过程实例的高层业务过程为 H,其中已执行基本过程序列为 M 目标模型为 N.M中不在目标模型中的过程序列为 Md.Me=M-Md 表示已执行过程序列中仍存在于目标模型中的节点.

　　Step1 对于 Me 中的每一个过程 A,若 A与其之前的已执行过程数据冲突,则该实例不可迁移,迁移判别结束;否则转 Step2.

　　Step2 对于 Md 中的每个过程 A,若 A 与插入其之前的过程集 SA 数据相关,即至少与SA 中的某一个过程数据相关,则该实例不可迁移,迁移判别结束;否则转 Step3.

　　Step3 查看 N 中的每一个过程 A 的约束是否满足,不满足则不可迁移,迁移判别结束;从 H 的总约束中减去 Md 的部分,看 N 中的过程是否满足,不满足则不可迁移,迁移判别结束;否则转 Step4.

　　Step4 实例可迁移从 Me 的最后一个过程迁移到目标模型 N 中的第一个新出现过程开始执行,恢复执行过程中需要跳过已执行过的过程.

　　3.2 演化案例

　　上面介绍了分层业务过程模型与演化技术,我们基于 JbossjBPM 实现了相应的原型系统.为了有效说明分层业务过程模型的演化细节,我们以制造企业分层业务过程模型演化的典型案例为例进行说明.主要分为五个阶段:

　　需求分析、产品开发、供应链管理、生产加工、销售.其中产品开发(Product Development)包含了产品设计(Product Designing)和样品制造(Sample Manufacturing)两个过程,其分层业务过程模型的XML存储片段如下所示.

　　<layeredprocess name =" manufacturingprocess">

　　<variables>

　　</variables>

　　<activity>

　　………………< l a y e r e d N o d e n a m e = " P r o d u c tDevelopment">

　　<node name = "Product Designing">

　　ApprovalForm</ node>

　　< node name = "Sample Manufacturing">

　　Opinion</ node>

　　</layeredNode>

　　………………...

　　</activity>

　　</layeredprocess>

　　如 果 后 期 由 于 产 业 结 构 优 化 的 要 求在产品开发阶段增加设计验证环节.即流程 在 Product Development 层 内 的 ProductDesigning 节 点 后 发 生 变 更 请 求 要 求 增 加Design Veri?cation 节点.在数据层面增加该节点无数据冲突,因为节点的输入输出均为 Design Model;从层间约束来看,ProductDevelopment 的时限为 3 个月,原先流程的时限总和为两个月,而 Design Veri?cation 节点的时限为三周,综合考虑满足层间约束;因此流程可迁移.对应的状态转移表如下所示.迁移过程如图 2 所示.

　　<transformer name = "transformer3">

　　<stateMapping>

　　<source id = "136"><activity name ="Product Designing" state = "complete"/></source">

　　<tatget id = "137">

　　<activity name = "Product Designing"state = "complete"/>

　　<activity name = "Design Verification"state = "complete"/>

　　</target>

　　</stateMapping>

　　</ transformer>

　　4 结论

　　本文针对当前制造企业管理缺乏信息化支持、流程复杂多变的需求,建立了一套关于制造企业信息管理的分层业务流程模型,针对制造企业在信息管理过程中不同业务层次流程动态变更的需求,在开源工作流引擎JbossjBPM 的基础上实现了分层业务过程的动态变更.以此为基础,开发了一套制造企业信息管理系统,结合实际业务层次变更过程,给出了分层业务模型及流程演化的效果.系统目前经过试点应用,取得了较好的效果.

　　参考文献

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