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上海交通大学信息系统实验室
6
案例(Case)
• 有限的生命周期，对应一个工作流的开始和结束； • 案例在某生命周期内的某个状态，有三个元素： –相关属性的值；可随案例进展而发生变化； –已经满足的条件；说明案例进展； –案例的内容；工作流系统通常不保存案例内容和细节；
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7
任务(Task)
(路由定义，步骤，工作流脚本) (销售订单，报税，保险赔偿申报)
• 过程定义由以下组成:
–任务 (步骤，活动，过程元素) 任务是原子的：提交或者回滚. –条件 (状态，阶段，需求) 条件被用于确定某一任务是否可以被激活. –子过程 过程的分解
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15
过程定义映射到Petri网
38
（2）资源选择策略
• 让资源发挥专长，针对任务特性的划分专长； • 让一个资源连续做类似的任务，缩短预热或准备 时间； • 预留弹性资源，让还有可选余地情况下，尽量让 通用性好的资源空闲；
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39
（3）工作项分配资源的模式：
• 推模式：引擎工作流将资源“推”到工作项。
– 引擎把工作项和资源进行匹配，资源自身不能选择，一 旦资源执行完一个活动，他就被分给一个新的工作项。
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36
4 资源分配及管理规则
• 将工作项 (task + case) 分配到资源。 • 工作流系统的目标是为了尽可能快捷地完成工作 项，为了实现案例到活动的转化； • 工作流服务器必须决定:
– 由谁做什么，或者说活动的执行采用哪个资源。 Push and pull control, load balancing, specialization, flexibility. – 以什么样的顺序? FIFO, LIFO, SPT, EDD, priority control.
Kees
Mies
Koos
Pim Kevin
Truus
Sjaak
Ivone
Ad
Jan
Anita
Frank
Secretary
Manager
Sales_clerk
Office_worker
上海交通大学信息系统实验室
31
角色
Kees
Mies
Koos
Pim Kevin
Truus
Jan
Sjaak Anita
Ivone Ad Frank
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29
3 资源分类
• 资源(participant, actor, user, agent)
一个资源可以执行某些实例的某些任务
Human and/or non-human (printer, modem): limited capacity.
• 资源类别 具有共同特征的资源集合 资源类别的定义基于: • 角色 • 小组
The actual execution of a task for a specific case. 工作项和活动是任务的实例
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13
Task
Work Item
activity 执行中
Case
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14
2.3 过程
• 过程定义描述了所需的步骤和它们执行的顺序.
task condition
case
Sub-process
case variables
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16
2.4 路由
• 顺序 • 并行
"first A then B"
"A and B at the same time or in any order"
– AND-split – AND-join
Secretary
Manager
Sales_clerk
Office_worker
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32
小组
Eindhoven Purchase Sales
Amsterdam
Kees
Mies
Koos
Pim Kevin
Truus Jan
Sjaak Anita
Ivone Frank
Ad
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37
资源的选择
工作流中资源的选择过程 是一个资源与工作项的比对过程；
• （1）遵循工作流中的约束:
– 任务上一般标记有对资源类别的要求 – 资源被指定为若干类型 – 其它约束: separation issues, case management.
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(skill, competence, qualification) 基于能够做什么. (department, team, office, organizational unit) 基于组织信息.
30
上海交通大学信息系统实验室
例：资源类别
Eindhoven Purchase Sales Amsterdam
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20
隐性或分支
OR-split
A
OR-join
B
Implicit choice: it depends on the "eagerness" of A and B!
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21
显示或分支
explicit OR-split
OR-split
X>=0 A
OR-join
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8
过程(Process)
• 案例的执行方式由相关过程来描述，可以把过程看 作是某种案例类型的程序； • 过程可能由多个子过程构成，每个子过程又由其他 的任务、条件以及可能更细致的子过程组成。 • 过程定义了案例的生命周期，因此每个过程都有开 始和结束，用来标识案例的出现和完成；
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24
2.5 触发条件
• 在现实中，系统不能强迫事情发生:
– 为了执行任务，需要EDI消息的到达. – 执行某一实例的任务所需要的资源. – 纸面文件的到达. – 确认购买订单的电话
• 是一个响应式系统，也就是说它被环境触发
• 某些任务需要触发条件
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• 拉模式：资源“拉”动工作项。
– 资源主动考察能够执行的工作项，并从中选择一个。
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2
1 基于Petri Net的工作流建模方法
• 基于Petri Net的工作流建模由以下三部分构成: –过程定义: 对过程自身的描述 –资源分类: 对所使用的资源进行的分类 –资源分配及管理规则: 将工作映射到资源上
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3
工作流建模
begin analyze
What?
objectives
analyze
text
How?
tasks and processes process definition resources and scheduling
analyze
By whom?
realization
resource classification allocation rules
25
• 四种类型的任务及其表示:
– 自动 不需要任务触发 – 人工：用户操作 需要资源作为启动 – 消息：外部触发 需要外部的事件（如消息，电话）
– 时间 任务需要时间触发
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26
触发的Petri网表示
trigger token
A
A
However, we will omit the extra place.
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4
agenda
• • • • • • • 1. 基于Petri网的工作流建模 2. 过程定义 3. 资源分类 4. 资源分配及管理规则 5. 工作流的分析方法 6. 一个物流系统建模实例 7.小结
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5
2 过程定义
工作流基本概念主要有: –案例(Case) 工作流的处理单元； –任务（Task） 工作的逻辑单元 –过程（Process） 描述了案例的执行方式 –路由（Router） 根据过程决定的任务执行的分支及次序 –启动（Trigger ） 工作项执行的触发条件
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27
某一过程的定义
A (sub) process has one input and one output place.
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28
agenda
• • • • • • • 1. 基于Petri网的工作流建模 2. 过程定义 3. 资源分类 4. 资源分配及管理规则 5. 工作流的分析方法 6. 一个物流系统建模实例 7.小结
• 工作的逻辑单元，不可分割且必须完整执行； • 我们区分任务：
–手动的任务（manual）； –自动的任务(automatic)； –半自动的任务(semi-automatic)；
• 任务泛指一般的工作单元，并非某案例的一 次具体执行：
– 工作项（Work Item）:案例和将要执行任务的结 合体； – 活动（Activity）：工作项的实际执行；
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9
路由(Router)
• 路由决定了哪些任务需要被执行或以何种次序执 行； • 有四种路由的基本结构：
– 顺序执行； – 并行路由：两个任务能同时或以次序持续执行。ANDsplit, AND-join – 选择路由:OR-split, OR-join； – 循环路由:
上海交通大学信息系统实验室
信息系统建模及企业流程再造
Lecture4 (B)
基于Petri网的建模技术
步丰林 bu-fl@cs.sjtu.edu.cn
上海交通大学信息系统实验室
1
agenda
• • • • • • • 1. 基于Petri网的工作流建模 2. 过程定义 3. 资源分类 4. 资源分配及管理规则 5. 工作流的分析方法 6. 一个物流系统建模实例 7.小结
10
启动（Trigger）
• 工作项执行的触发条件； • 有四种触发方式： – 外部触发：资源驱动下的外部触发； – 消息触发：需要外部事件触发； – 时间触发：时间信号触发； – 自动触发：不需要外部激励便可立即执行；
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11
2.1 过程实例
• 过程实例是依据过程定义所需要完成的具体事情
– 任务A logical step which may be executed for many cases. – 工作项 = task + case
A logical step which may be executed for a specific case.
– 活动 = task + case + (resource) + (trigger)
X<0
B
选择是显式的，可以基于逻辑值
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22
语法
AND-split
AND-join
Explicit OR-split
OR-join
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23
（4）迭代
定义需要迭代或重复执行多次的活动。
B
A
C
B may be executed several times.
• 选择
"A or B"
– OR-split – OR-join
• 迭代
"multiple A's"
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17
(1) 顺序路由
A
B
C
用来定义一系列按固定顺序串行执行的活动。
”先 A， 接着B， 然后C”
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18
(2) 并行路由
AND-split
A
AND-join
B
定义没有严格执行顺序的，可同时进行的分支活动；
"A and B at the same time or in any order"
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19
(3)选择
OR-split OR-join
A
B
定义彼此之间具有相互制约与排斥关系的分支活动，往往根 据具体执行情况来从中进行“多选一”或“多选多”。 "A or B"
33
• 资源定义 一个资源可能属于多个类别
roles
groups resources
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34
Байду номын сангаас
组织信息可以被用于资源分类
resources distributed over roles and groups
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35
agenda
• • • • • • • 1. 基于Petri网的工作流建模 2. 过程定义 3. 资源分类 4. 资源分配及管理规则 5. 工作流的分析方法 6. 一个物流系统建模实例 7.小结
(被称为：过程实例，工作，项目) (例如：销售订单，报税，保险赔偿申报)
• 实例的状态由下列方面决定:
–实例变量 (实例的参数)
实例的逻辑参数，被用于实例过程的路由.
–条件 被满足的需求 –内容(应用数据)
可能由其它系统管理
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2.2 任务
一般的逻辑工作单元，而不是过程实例的一次 执行； • 注意下面的概念的区别:
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案例(Case)
• 有限的生命周期，对应一个工作流的开始和结束； • 案例在某生命周期内的某个状态，有三个元素： –相关属性的值；可随案例进展而发生变化； –已经满足的条件；说明案例进展； –案例的内容；工作流系统通常不保存案例内容和细节；
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任务(Task)
(路由定义，步骤，工作流脚本) (销售订单，报税，保险赔偿申报)
• 过程定义由以下组成:
–任务 (步骤，活动，过程元素) 任务是原子的：提交或者回滚. –条件 (状态，阶段，需求) 条件被用于确定某一任务是否可以被激活. –子过程 过程的分解
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过程定义映射到Petri网
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（2）资源选择策略
• 让资源发挥专长，针对任务特性的划分专长； • 让一个资源连续做类似的任务，缩短预热或准备 时间； • 预留弹性资源，让还有可选余地情况下，尽量让 通用性好的资源空闲；
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（3）工作项分配资源的模式：
• 推模式：引擎工作流将资源“推”到工作项。
– 引擎把工作项和资源进行匹配，资源自身不能选择，一 旦资源执行完一个活动，他就被分给一个新的工作项。
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4 资源分配及管理规则
• 将工作项 (task + case) 分配到资源。 • 工作流系统的目标是为了尽可能快捷地完成工作 项，为了实现案例到活动的转化； • 工作流服务器必须决定:
– 由谁做什么，或者说活动的执行采用哪个资源。 Push and pull control, load balancing, specialization, flexibility. – 以什么样的顺序? FIFO, LIFO, SPT, EDD, priority control.
Kees
Mies
Koos
Pim Kevin
Truus
Sjaak
Ivone
Ad
Jan
Anita
Frank
Secretary
Manager
Sales_clerk
Office_worker
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角色
Kees
Mies
Koos
Pim Kevin
Truus
Jan
Sjaak Anita
Ivone Ad Frank
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3 资源分类
• 资源(participant, actor, user, agent)
一个资源可以执行某些实例的某些任务
Human and/or non-human (printer, modem): limited capacity.
• 资源类别 具有共同特征的资源集合 资源类别的定义基于: • 角色 • 小组
The actual execution of a task for a specific case. 工作项和活动是任务的实例
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Task
Work Item
activity 执行中
Case
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14
2.3 过程
• 过程定义描述了所需的步骤和它们执行的顺序.
task condition
case
Sub-process
case variables
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2.4 路由
• 顺序 • 并行
"first A then B"
"A and B at the same time or in any order"
– AND-split – AND-join
Secretary
Manager
Sales_clerk
Office_worker
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小组
Eindhoven Purchase Sales
Amsterdam
Kees
Mies
Koos
Pim Kevin
Truus Jan
Sjaak Anita
Ivone Frank
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资源的选择
工作流中资源的选择过程 是一个资源与工作项的比对过程；
• （1）遵循工作流中的约束:
– 任务上一般标记有对资源类别的要求 – 资源被指定为若干类型 – 其它约束: separation issues, case management.
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(skill, competence, qualification) 基于能够做什么. (department, team, office, organizational unit) 基于组织信息.
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例：资源类别
Eindhoven Purchase Sales Amsterdam
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隐性或分支
OR-split
A
OR-join
B
Implicit choice: it depends on the "eagerness" of A and B!
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显示或分支
explicit OR-split
OR-split
X>=0 A
OR-join
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过程(Process)
• 案例的执行方式由相关过程来描述，可以把过程看 作是某种案例类型的程序； • 过程可能由多个子过程构成，每个子过程又由其他 的任务、条件以及可能更细致的子过程组成。 • 过程定义了案例的生命周期，因此每个过程都有开 始和结束，用来标识案例的出现和完成；
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2.5 触发条件
• 在现实中，系统不能强迫事情发生:
– 为了执行任务，需要EDI消息的到达. – 执行某一实例的任务所需要的资源. – 纸面文件的到达. – 确认购买订单的电话
• 是一个响应式系统，也就是说它被环境触发
• 某些任务需要触发条件
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• 拉模式：资源“拉”动工作项。
– 资源主动考察能够执行的工作项，并从中选择一个。
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1 基于Petri Net的工作流建模方法
• 基于Petri Net的工作流建模由以下三部分构成: –过程定义: 对过程自身的描述 –资源分类: 对所使用的资源进行的分类 –资源分配及管理规则: 将工作映射到资源上
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工作流建模
begin analyze
What?
objectives
analyze
text
How?
tasks and processes process definition resources and scheduling
analyze
By whom?
realization
resource classification allocation rules
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• 四种类型的任务及其表示:
– 自动 不需要任务触发 – 人工：用户操作 需要资源作为启动 – 消息：外部触发 需要外部的事件（如消息，电话）
– 时间 任务需要时间触发
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触发的Petri网表示
trigger token
A
A
However, we will omit the extra place.
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• • • • • • • 1. 基于Petri网的工作流建模 2. 过程定义 3. 资源分类 4. 资源分配及管理规则 5. 工作流的分析方法 6. 一个物流系统建模实例 7.小结
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2 过程定义
工作流基本概念主要有: –案例(Case) 工作流的处理单元； –任务（Task） 工作的逻辑单元 –过程（Process） 描述了案例的执行方式 –路由（Router） 根据过程决定的任务执行的分支及次序 –启动（Trigger ） 工作项执行的触发条件
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某一过程的定义
A (sub) process has one input and one output place.
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• • • • • • • 1. 基于Petri网的工作流建模 2. 过程定义 3. 资源分类 4. 资源分配及管理规则 5. 工作流的分析方法 6. 一个物流系统建模实例 7.小结
• 工作的逻辑单元，不可分割且必须完整执行； • 我们区分任务：
–手动的任务（manual）； –自动的任务(automatic)； –半自动的任务(semi-automatic)；
• 任务泛指一般的工作单元，并非某案例的一 次具体执行：
– 工作项（Work Item）:案例和将要执行任务的结 合体； – 活动（Activity）：工作项的实际执行；
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路由(Router)
• 路由决定了哪些任务需要被执行或以何种次序执 行； • 有四种路由的基本结构：
– 顺序执行； – 并行路由：两个任务能同时或以次序持续执行。ANDsplit, AND-join – 选择路由:OR-split, OR-join； – 循环路由:
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信息系统建模及企业流程再造
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基于Petri网的建模技术
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agenda
• • • • • • • 1. 基于Petri网的工作流建模 2. 过程定义 3. 资源分类 4. 资源分配及管理规则 5. 工作流的分析方法 6. 一个物流系统建模实例 7.小结
10
启动（Trigger）
• 工作项执行的触发条件； • 有四种触发方式： – 外部触发：资源驱动下的外部触发； – 消息触发：需要外部事件触发； – 时间触发：时间信号触发； – 自动触发：不需要外部激励便可立即执行；
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11
2.1 过程实例
• 过程实例是依据过程定义所需要完成的具体事情
– 任务A logical step which may be executed for many cases. – 工作项 = task + case
A logical step which may be executed for a specific case.
– 活动 = task + case + (resource) + (trigger)
X<0
B
选择是显式的，可以基于逻辑值
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语法
AND-split
AND-join
Explicit OR-split
OR-join
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23
（4）迭代
定义需要迭代或重复执行多次的活动。
B
A
C
B may be executed several times.
• 选择
"A or B"
– OR-split – OR-join
• 迭代
"multiple A's"
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(1) 顺序路由
A
B
C
用来定义一系列按固定顺序串行执行的活动。
”先 A， 接着B， 然后C”
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18
(2) 并行路由
AND-split
A
AND-join
B
定义没有严格执行顺序的，可同时进行的分支活动；
"A and B at the same time or in any order"
上海交通大学信息系统实验室
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(3)选择
OR-split OR-join
A
B
定义彼此之间具有相互制约与排斥关系的分支活动，往往根 据具体执行情况来从中进行“多选一”或“多选多”。 "A or B"
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• 资源定义 一个资源可能属于多个类别
roles
groups resources
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Байду номын сангаас
组织信息可以被用于资源分类
resources distributed over roles and groups
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agenda
• • • • • • • 1. 基于Petri网的工作流建模 2. 过程定义 3. 资源分类 4. 资源分配及管理规则 5. 工作流的分析方法 6. 一个物流系统建模实例 7.小结
(被称为：过程实例，工作，项目) (例如：销售订单，报税，保险赔偿申报)
• 实例的状态由下列方面决定:
–实例变量 (实例的参数)
实例的逻辑参数，被用于实例过程的路由.
–条件 被满足的需求 –内容(应用数据)
可能由其它系统管理
上海交通大学信息系统实验室
12
2.2 任务
一般的逻辑工作单元，而不是过程实例的一次 执行； • 注意下面的概念的区别: