业务流程一体化建模方法(20200718194208)

基于BPMN的业务流程一体化建模方法

BPM业务分析员业务流程一体化建模

为了给业务分析员提供一种简单易懂、直接支持计算机仿真和执行的可视化业务

流程建模方法，提出了业务流程一体化建模概念及方法。本文通过实际研发业务流程

管理系统，验证了该方法的可行性。

0 引言

业务流程建模是指用图形、公式、表格或文字描述业务流程的特性，回答为什么

做、做什么、怎么做、谁做等问题。文献指出业务流程建模方法主要有：①流程图(flow chart)，是最早用于业务流程的一种图形化描述方法，易学习、好理解，但存在无法

清楚界定流程界限、不支持层次化描述业务流程等问题；②角色活动图(Role Activity Diagram，RAD)和角色交互图(Role Interaction Diagram，RID)，擅长描述角色与活动、角色与角色的交互关系，但不支持层次化描述业务流程；③IDEF0和1DEF3，IDEF0描述业务流程做什么，但没指明谁做；IDEF3回答了怎么做，但描述复杂业务流程难度大；④高级Pet“网有很强的数学基础，可以计算／仿真分析业务流程性能，如文献和

文献，但用户的学习难度大；⑤统一建模语言(Uniform Modeling Language，UML)活动图易学习和使用，但模型的仿真和分析能力差。此外，业务流程建模方法还有事件

驱动过程链(Event-driven Process Chain，EPC)f4l及其扩展EPC、事件一条件一行

为(Event—Condition-Ac—tion，ECA)规则等。但是，这些方法没有一个可以同时满

足业务分析员可视化设计、分析、仿真和执行业务流程模型需要。

业务流程建模是实现业务流程管理(BusinessProcess Management，BPM)的基础。实施业务流程管理可以提高流程效率，增强企业竞争力，“执行力就是竞争力。使用

业务流程建模方法的终端用户是业务分析员。对业务分析员来讲，最理想的建模方法

是简单、易学、好用，支持可视化描述业务流程，可以验证模型结构正确性，计算／

仿真分析模型性能，支持计算机运行模型的方法。要实现这一目标。需要研究如何将

模型的描述符号、存储结构、元素语义、仿真机制、执行机制等融合在一起。正是由

于没有一种能同时满足业务分析员设计、分析、仿真与执行业务流程需要的建模方法，BPMN十XPDL+BPEL因此成为当前最流行的一种业务流程建模解决方案。

业务流程建模符号(Business Process ModelingNotation，BPMN)是业务流程管理倡议组织(BusinessProcess Management Initiative，BPMI)于2003年提出、被对象

管理组织(Object Management Group，OMG)采纳的一种建模规范阳。它提供的图形建

模符号易被业务分析员理解，是目前最流行的业务流程可视化描述语言。但是，BPMN 规范没有定义业务流程图(Business Process Diagram，BPD)的存储结构，Process元素语义不明，因此BPMN模型不能直接用于计算机交换、仿真、执行。基于可扩展标记

语言(Extensible Markup Language，XMI。)的过程描述语言(XML Process Definition Language。XPDL)规范阳3是工作流管理联盟(Workflow Management Coalition，WfMC)推出的一种业务流程建模方法，支持用BPMN图形符号描述业务流程，定义了业务流程

图的存储结构和仿真语义，XPDL模型可用于交换，但Process元素的显示语义与执行

语义混在一起，不利于计算机执行。业务流程执行语言(Business ProcessExecution Language，BPEL)规范¨0]是结构化信息标准促进组织(Organization for the Advancement ofStruetured Information Standards，OASIS)推出的一种可以有效编

制多个Web服务的执行语言，执行语义明确，可用于业务流程建模。BPMN规范支持将BPMN模型转换为BPEL模型用于计算机执行，文献研究了将BPMN模型自动转换成BPEI。模型的方法。但BPEL模型的结构／半结构化描述方式对于非结构化业务流程图来讲，

有时很难实现转换，对业务分析员绘制业务流程图有太多限制；并且这种转换是单向

的，转换后得到的BPEL模型，业务分析员可能无法读懂。为了统一XPDI。和BPEL，文献基于XPDL元模型和BPEL元模型设计了一个元模型，但没有给出元模型的仿真与

执行机制。XPDL和BPEL先于BPMN提出，但XPDL和BPEL自身存在的问题，使得人们

对其能否满足BPM需要存在疑惑。

鉴于现有业务流程建模方法存在一些各自难以解决的问题，有必要从根本上对已

有方法进行改进，研究一种适合业务分析员学习、使用的新方法，为此，本文提出业

务流程一体化建模。业务流程一体化建模是指业务分析员可视化设计的业务流程模型

可以被直接用于计算机仿真和执行。BPMN规范提供的流程描述符号已被广泛认可，本

文基于该规范研究业务流程一体化建模方法。

1 设计理念

为更好地指导业务流程一体化建模方法研究，可将构成业务流程图的元素的语义

细分为显示和执行两种。BPMN规范将构成业务流程图的元素分为图形元素(graphical elements)和支撑元素(supportingelements)两类。图形元素如Pool，Lane等，支撑元素如Process，Gate等。BPMN规范定义Process是包含在Pool中的图形元素Activity，Gateway，Event的有序组合，逻辑关系通过图形元素Sequence F low体现。从可视化设计角度来讲，要在图中显示Activity，Gateway和Event元素，需要给出

这些元素的形状、大小、位置等信息，这些可视为元素的显示语义；从计算机执行角

度来讲，执行业务流程就是执行Process，执行Process需要执行Activity，Gateway 和Event，执行Activity就必须提供用户、工具、数据、变量等信息，这些可视为元

素的执行语义。组成Process的图形元素的显示语义对执行Process没有任何意义。

此外，本文遵循的设计理念还有：①业务流程建模方法应该以业务分析员为本，而非

信息技术员；②非结构化方法比结构化方法更能有效描述业务流程。

2 支持业务流程一体化建模的元模型设计

2.1 模型结构

由于BPMN规范提供的图形建模符号易被业务分析员理解和使用，现已成为当前最

流行的业务流程可视化描述语言。以业务分析员为本，本文选用BPMN 1．2规范提供的图形建模符号可视化描述业务流程。通过扩展符号语义，改进模型结构，设计了如

图1所示支持业务流程一体化建模的元模型。

图1 支持业务流程一体化建模的元模型

(1)基于元素语义可细分设计理念，元模型引入支撑元素Node来定义Process的执行语义。BPMN元素中影响业务流程执行的图形元素有Activity，Gateway和Event，支撑元素Node继承和扩展了这些图形元素的执行语义，它们在元模型中只保留显示语