动态工作流的Petri网建模技术和服务质量分析

摘要

随着计算机技术、云计算和经济全球化的迅速发展，工作流技术被广泛应用到各种领域中。然而，所有的领域都存在某种程度和形式上变化因素，这意味着在业务过程执行过程中，组织或企业需要调整它们的活动以应对这些影响因素。为了使工作流能够适应日益激烈的竞争环境、动态多变的市场环境和个性化的用户需求，必须提高工作流的动态性、柔性和适应性。这些特性在给企业带来巨大经济效益的同时，也对工作流模型提出了巨大挑战，如经常会使过程实例在运行过程中偏离预定义的过程并失去控制。如何处理工作流实例运行过程中的跃迁，使变换后的过程既能实现原有目标，又能避免运行脱节等一系列问题，成为当前迫切需要解决的问题。
　　工作流的动态变化主要包括业务流程变动、实例迁移、工作流演进等，本文主要研究建模动态工作流的技术，以及实现工作流实例迁移的跃迁规则。
　　首先，本文针对具有资源约束的工作流、具有随机性的工作流分别提出了动态库所Petri网(DPPN)和变迁可编程Petri网(TPPN)。在此基础上，我们考虑具有由变量(或属性)描述的本地存储的库所，提出了可编程Petri网(PPN)，详述了它的变迁发生规则，并给出了PPN与高级Petri网等价的构造性证明。然后，通过修改PPN得到了可编程工作流网(PWN)的定义，并深入分析了PWN的动态变化机制。
　　然后，我们将网重写系统结合PWN得出了基于PWN的重写网的定义和重写规则。PWN重写网的模型和规则能够实现各种变化模式的所有操作，并且能够改变控制流变化的支持特征。其中，支持特征能够从系统的角度对比现有的过程管理技术。有两种方式可以改变重写网的业务流程：(1)改变PWN的编程函数。(2)通过改变现有业务流程的结构来改进当前系统的性能或添加、删除和更新服务以适应环境和业务需求的变化。为处理运行实例的跃迁，提出了守恒状态等的定义，并证明了某些性质。
　　最后，针对包含动态服务组合的工作流的随机性，我们引入随机网络演算，用到达曲线和服务曲线，分析基于网络的服务组合中的时延和数据积压界限。由此可以得出随机服务保障下动态服务组合的QoS评价，并通过系统模拟与实例来分析两种情景下的性能。

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1 绪 论

1.1 研究背景

1.2 研究目的和意义

1.3 国内外研究现状

1.4 主要工作

1.5 论文结构

2 工作流技术概述

2.1 工作流技术的起源与发展

2.2 工作流基本概念及体系结构

2.3 工作流技术的研究与模型

2.4 面向服务架构的起源与发展

2.5 基本概念和理论

2.6 本章小结

3 可编程工作流网

3.1 动态库所Petri网

3.2 变迁可编程Petri网

3.3可编程Petri网

3.4可编程工作流网

3.5 基于PWN的重写网及动态转换规则

3.6 PWN的性质

3.7 本章小结

4 随机网络演算对动态工作流的性能评价

4.1 随机网络演算

4.2 随机网络演算的主要参数和性质

4.3 系统模拟与实例分析

4.4 本章小结

5 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间主要成果

附录