随着信息技术和Internet技术的迅猛发展,信息化应用模式发生了巨大变化,诸多基于网络的大型复杂系统都是服务的大规模协同过程,通过相互协同来实现业务目标,即业务流程无处不在。本文深入分析动态、开放的Internet环境下复杂应用的特点,将基于Internet的面向流程的复杂应用称为智能流程应用,它能够面向网络环境下大规模用户的多样性和个性化需求,基于服务组合动态构建实现业务目标的业务流程,借助网络和软件服务提供灵活、开放的运行环境。由于Internet环境自身的动态性和开放性,智能流程应用的异常处理变得格外重要,是智能流程应用得以推广普及的基本保障。作为未来诸多新型应用的核心共性支撑技术,异常处理受到越来越多国内外研究者的关注,对其进行深入研究也为以网络化、信息化为特征的现代服务业应用提供理论和技术基础。本文针对智能流程应用中异常处理所表现出来的不可预测性、地域分布性、协同时间异步性、自动适应性等特点,对智能流程应用中异常处理展开深入研究,提出了多层智能流程异常处理机制,面向商业服务层、业务层等多个层面提出完整的异常处理方法,建立高度灵活、自适应的异常处理体系,以实现智能流程应用快速应对用户需求变化、自动适应复杂多样的运行环境等目标。本文主要工作包括:(1)智能流程执行模型中多层异常处理机制的研究。运行在分布式环境中的智能流程,异常处理可能发生在多个层面上。而且在各个层面之间,异常处理不是相互独立的,具有密切的关联关系。在商业服务层面,对商业服务的时间约束管理、服务执行状态转换等进行深入研究,探讨面向商业服务层的异常处理方法;在业务层面,研究任务间依赖关系、退订业务生成图等内容,探讨面向业务层的异常处理方法。另外,通过智能流程异常处理框架的研究和设计,体现多层智能流程异常处理机制的主要思想。(2)智能流程异常处理结果的用户满意度评价与语义正确性验证研究。对异常处理的结果从分析代价、时间、功能性和可靠性等多个服务质量指标出发,给出用户满意度的综合评价。另外,为了避免异常处理带来的语义错误或有关规则违背,对智能流程语义约束展开深入研究,进行异常处理后智能流程的语义正确性验证。(3)智能流程异常处理模式及操作的研究。模式被用来描述重复发生问题的解决方法,尽管智能流程的异常发生具有不可预测性,但是处理方法具有通用性。将本文提出的多种异常处理方法采取模式归类,并研究实现处理模式的基本操作,以此作为异常处理自动实现的技术手段。(4)智能流程异常处理的仿真实验。对提出的异常处理方法通过仿真实验来验证其正确性与合理性,并对异常处理的结果进行用户满意度评价。其中,本文工作的创新点主要体现在:(1)提出了一种多层的智能流程异常处理机制。从多个层面出发对智能流程异常处理展开研究,不仅考虑单个层面的异常处理方法,还顾及异常处理对其他层面的影响,通过层面之间的协同建立一种多层的智能流程异常处理机制。该机制基于扩充的智能流程执行模型,不仅面向商业服务层、业务层等多个层面设计完整的异常处理方法,还建立各种异常处理方法之间的协同与调用,并对异常处理结果进行用户满意度评价及语义正确性验证,从而建立高度灵活、自适应的异常处理体系,实现智能流程应用快速应对用户需求变化、自动适应复杂多样的运行环境等目标。(2)提出了基于时间约束的服务执行状态转换异常处理方法。从商业服务层面出发,基于商业服务的时间约束管理,讨论时间约束放松对智能流程执行的影响,并引入目的(Goal)等概念来描述智能流程中商业服务的执行状态。基于服务执行状态转换图,提出一种与时间约束相关的智能流程异常处理方法,该方法可在异常发生时,确保商业服务选择合理的执行状态进行转换,以解决智能流程执行过程中与时间约束管理相关的异常问题。(3)提出一种面向业务层基于服务退订的异常处理方法。讨论业务层中任务的多种状态和退订依赖关系,详细定义了基于退订依赖关系的智能流程执行逻辑模型,并根据智能流程中任务之间的退订依赖关系构建退订业务生成图。该方法可实现有关商业服务的退订操作,满足异常发生时流程动态调整或重构的处理需求。另外,提出一种服务转让模式,通过对商业服务进行封装、发布和转让,实现退订等同效果。有效解决智能流程中商业服务退订方法不存在或退订代价过高的问题,提高了智能流程执行中异常处理的自动化水平和自适应能力。通过对多层智能流程异常处理机制、服务执行状态转换、退订业务生成图、异常处理结果的用户满意度评价及语义正确性验证、异常处理模式和操作等关键问题的研究,建立了智能流程异常处理的整体框架,提出了若干适用于异常处理的关键技术和算法。研究成果不仅丰富和完善了智能流程应用的理论研究,还对智能流程应用的普及推广具有一定促进作用。