业务过程管理作为一种有效的调度、协调和管理复杂业务过程以及进行跨部门、跨企业业务集成和服务组合的手段越来越受到企业经营者、客户以及研究者的重视。目前业务过程管理领域中存在着过程模型理论研究滞后、缺乏标准化的参考模型、缺乏建模方法论和模型评价标准、资源建模理论与技术匮乏等问题。本文通过对这些问题的研究，初步建立了一个包括过程建模理论、过程模型形式化描述、过程模型合理性验证、资源建模等内容，用于指导业务过程管理系统设计与开发的理论框架。在过程建模理论方面，本文通过对传统Petri网变迁的发生规则进行扩展，提出一种能够表达丰富的变迁发生语义的高级Petri网——L网，论述了L网的发生权与发生结果，定义了L网的发生方式、发生条件和发生规则矩阵。给出了过程模型中常见的XOR、OR、AND等结构在L网中的定义，研究了复杂变迁规则(如3选5)在L网中的表达方式。针对业务过程模型的特点，在L网的基础上定义了一种既能表达丰富的控制语义，又具有直观的图形表示的特殊的L网——业务过程网，研究了业务过程网的输入输出相关性，并通过与工作流网的对比说明了业务过程网的优势。BPMN是业务过程建模的起点，在这个阶段赋予过程模型严格的形式化语义以便进一步的分析和检验，可以在很大程度上将可能的错误排除在模型的概要设计阶段。本文对BPMN规范中与过程执行行为有关的元素用pi演算进行了描述，赋予了这些元素严格的pi演算语义，论述了从BPMN模型到pi演算表达式的转化方案，利用pi演算对BPMN构建的Web服务组合过程模型的交互行为进行了模拟，给出了交互过程描述的例子。在过程模型的合理性验证方面，本文以业务过程网为研究对象，提出了Q代数和基于Q代数的过程模型可达性检验的理论和方法，研究了Q代数的数学特征，给出了常用的定理及其证明，定义了BP-net的可达度，给出了BP-net向Q代数的转化公式，以及根据变迁的发生规则矩阵对Q表达式演算求值的步骤，出了针对不同类型BP-net求解可达度的例子。在资源建模理论方面，本文分析了关于过程管理的4个观念上的问题，提出了路由逻辑与管理逻辑分解的思想，划分了业务过程管理与资源管理的界限，建立了一种资源管理的数学基础——企业资源模型，给出了企业资源模型的形式化描述，定义了企业资源模型的完备性规则，给出了完备性检验的一种实现方案。企业资源模型将过程模型本身以及过程模型中的活动统一抽象为资源进行管理，通过维护企业资源模型完备性来确保资源的引用的正确性。本文最后提出了一种业务过程管理系统的参考模型，论述了参考模型的设计原则，给出了这个模型的部件组成及交互关系，并在SynchroFLOW工作流系统基础上，开发了一个BPM预研系统SynchroBPM4RM，实现了这个参考模型的主要功能。