一种插件式业务流程家族的协同演化方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于业务流程管理技术领域，特别是涉及一种插件式业务流程家族的协同 演化方法。
【背景技术】
[0002] 随着越来越多的企业组织使用业务流程（也称业务过程）模型来对企业的业务操 作建模，在一个企业内部，往往会积累成百上千的业务流程模型，形成了业务流程模型库。 目前国际上比较著名的业务流程模型库包括：SAP参考模型库以及Apromore流程模型库 等。
[0003] 另一方面，由于云计算技术关注于IT资源的共享以企业实现的成本的降低，业务 流程即服务（Business Process as a Service，BPaaS)的技术应运而生，并伴随着云架构 应用到了实际工业的生产中。国际著名咨询机构Gartner定义BPaaS为"一种基于业务流 程的服务托付，这种服务来自于云并且为实现多租户所构建"。多租户流程一一通常指基 于同一个流程模型而特化于企业的流程变体一一可以在云架构中运行。一些比较著名的 云服务是BPaaS，比如：Salesforce、EasyChair等等。为了创建和管理业务流程模型，目 前工业界和学术界也出现了不少的工具，诸如：〇racle BPM套件、Apromore业务流程设计 器、Websphere业务流程建模器等。这些工具支持使用不同的建模语言实现流程的定义， 包括业务流程建模标注（Business Process modeling notation, BPMN)、事件驱动流程链 (Event-driven process chain, EPC)、UML 活动图等。
[0004] 在企业的兼并与重组中，来源于多个公司或者企业的多个业务流程变体 (business process variant)，往往需要协同演化（co-evolve)。多个流程变体聚合在一 起形成了业务流程家族（business process family)。流程家族往往运行在云端不同组织 不同的业务流程引擎上，使得很难用一种集中式的方式管理流程家族的协同演化。在中国 移动通信公司的办公自动化系统就是一个真实的案例。据调查，中国移动通信公司大约有 8000个左右的办公自动化流程在运行，而这8000个流程却被31个省（自治区）的分公司 所管理和维护的。使流程家族中每个流程模型，在业务流程管理系统的支持下实现协同演 化，将能够降低流程的维护成本并避免不一致性的发生。然而，目前流程管理工具并不能支 持对流程家族协同演化的管理。
[0005] 流程家族的协同演化属于流程可变性管理的研究范畴，尽管流程家族的协同演化 在工业实践生产中非常重要，但是现有的流程家族协同演化的方法却非常少。从流程管理 的生命周期来看，文献[1]总结了流程管理的特征，并将流程管理按次序划分为五个阶段： 分析与设计、配置、执行、诊断和演化。其中三个阶段与我们的方法都具有一定的关联。在分 析与设计阶段，一个流程家族被设计、建模和验证。通过借鉴软件产品线工程中（Software Product Line Engineering, SPLE)的方法，一系列不同类型的可配置的流程模型被提出， 如文献[2]中的C-iEPC模型、文献[3]中的Provop模型、以及文献[4]中的PESOA模型 等。配置阶段的目标是通过配置一个可配置的流程模型得到一个可执行的流程变体，配置 的过程中往往借助一些决策支持的制品，如：文献[5]中的问卷模型、文献[6]中的特征 模型、文献[7]中的目标模型、文献[8]中的决策表模型、文献[9]中的面向流程的横切关 注点等。在流程的执行阶段，配置过后的流程变体实例将被创建、启动以及执行，为了满足 在执行阶段情境变化的需要，动态配置型技术往往是必不可少的。文献[10]提出了一种 流程碎片（process fragment)的技术，将流程片段作为一种可以复用的知识加以管理，并 将这些流程碎片加以动态的、情境感知的组合，形成适应性的、面向服务的应用程序，文献 [11，12]提出一种面向服务的流程适应性框架。另外，文献[13, 14]也提出了一种流程扩 展（process extensibility)框架来解决流程适应性问题。有所不同的是，在流程扩展框 架中，参考模型供应商与参考模型消费者等利益相关方的职责被清晰地分离。
[0006] 文献[1]C. Ayora，V. Torres, B. Webber, et al.，VIVACE:A framework for the systematic evaluation of variability support in process-aware information systems, Information and Software Technology,57 (2015), pp. 248-276.
[0007] 文献[2]M. La Rosa，M. Dumas，A. Η. M. ter Hofstede et al.，Configurable Multi-Perspective Business Process Models. In Information Systems, Vol. 36No. 2, 2011.
[0008] 文献[3] Alena Hallerbach，Thomas Bauer and Manfred Reichert，Capturing variability in business process models:the Provop approach，Journal Of Software Maintenance And Evolution:Research And Practice, 2010 ；22:519 - 546.
[0009] 文献[4]A. Schnieders，and F. Puhlmann，Variability Modeling and Product Derivation in E-Business Process Families, Technol. Bus. Inform. Syst. (2007)63 -74.
[0010] 文献[5]M. La Rosa，M. Dumas，A. Η. M. ter Hofstede et al.，Configurable Multi-Perspective Business Process Models. In Information Systems, Vol. 36No. 2, 2011.
[0011] 文献[6]G. Groner，C. Wende，M. Boskovic，et al.，Validation of Families of Business Processes，In:CAiSE 2011，LNCS 6741，pp.551-565,2011.
[0012] 文南犬[7]A. Lapouchnianj Y. Yuj and J. Mylopoulosj Requirements-Drive n Design and Configuration Management of Business Process, In:BPM 2007,LNCS 4714, pp. 246-261，2007.
[0013] 文献[8]N. Boffoli，D. Caivano, D. Castelluccia，et al. Business Process Lines and Decision Tables Driving Flexibility by Selection,In:SC 2012,LNCS 7306, pp. 178-193, 2012.
[0014] 文献[9] Z. W. Feng，K. Q. He，Y. T. Ma，et al.，Towards Individual ized Requirements Specification Evolution for Networked Software Based on Aspect, In: ICSP 2008, pp. 88-99, Leipzig, Germany, Springer, 2008.
[0015] 文南犬[10]Hanna Eberle，Tobias Unger，Frank Leymann:Process Fragments. OTM Conferences(I)2009:398-405.
[0016] 文南犬[11]A. Bucchiaronej A. Marconi, M. Pistorej et al. , A context-aware framework for business process evolution, In:15th International Enterprise Distributed Object Computing Conference Workshops, pp. 146-154,2011.
[0017] 文南犬[12] A. Bucchiarone，A. Marconi，M. Pistore，et al·，Dynamic Adaption of Fragment-based and Context-aware Business Process, ImICffS 2012, pp. 33-41, 2012.
[0018] 文献[13]Heiko Witteborg，Anis Charfi，Mohamed Aly，et al. Business Process Extensions as First-Class Entities - A Model-Driven and Aspect-Oriented Approach，In:ICSOC 2012, pp.763-770, 2012.
[0019] 文献[14]Balko, S oren and ter Hofstedej Arthur Η. M. and Barrosj Alistair P. and La Rosa, Marcel Io and Adams, Michael J，Business process extensibility, Enterprise Modeling and Information Systems Architectures, 5 (3) :4-23, 2010.
【发明内容】
[0020] 针对上述流程家族协同演化方法中存在的问题，本发明的目的是提供一种新的方 法来管理业务流程家族的协同演化。这种方法基于面向方面的编程技术；作用于流程家族 中某一个流程模型的变更选项被抽取并抽象成为一个插入式的构件，这个构件可以被选择 性复用到流程家族所有的流程模型中，从而指导整个流程家族的协同演化；作用于可插入 扩展和流程家族成员之间控制流和数据流关系通过流程扩展模式被建立起来；在这个方法 中三种涉众角色的责任被清晰的界定并不相互干扰，三种涉众角色分别是：流程模型创建 者、独立软件提供商、企业组织，从而为SaaS环境下中流程家族的协同演化奠定了良好的 开发模式。
[0021] 本发明所采用的技术方案是：一种插件式业务流程家族的协同演化方法，其特征 在于，包括以下步骤：
[0022] 步骤1 :使用带标记的流程图对业务流程模型进行形式化定义，得到构造带标记 的流程图（Annotated Process Graph, APG)所需的基本元素，并保存在带标记的流程图仓 库（APG Repository)中；
[0023] 步骤2 :使用可插入式扩展创建模板来创建可插入式扩展元模型（Process Extension, PE)，并存储在可插入式扩展仓库（PE Repository)中；
[0024] 步骤3 :在领域本体的支持下，将可插入式扩展语义织入到流程家族内的带标记 的流程图中，实现流程家族的协同演化。
[0025] 作为优选，步骤1的具体实现包括以下子步骤：
[0026] 步骤I. 1 :使用带标记的流程图对业务流程模型进行形式化定义，得到构造带标 记的流程图所需的基本元素；
[0027] 其中：
[0028] 定义流程图PG是一个有向图（Ν，Ε，λ)，其中N是结点集合，E是边集合，λ :N -L 是一个单射函数：将图中结点赋予一个标签集合L ;进一步地，结点集合N是它的多个子集 的并集，即：N= {start, end} U NaU NpsU NwU NxsU N x.j，其中：start