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随着工作流技术研究应用的不断发展,提高工作流服务质量成为工作流技术研究的新课题,其中对工作流时间管理的研究与实现更成为学术界和业界当前的一个热点。然而纵观目前众多的工作流产品中,还没有相关产品,把时间作为工作流应用中的重要维度,内在地支持工作流的时间建模和时间管理;即便在学术界,对支持时间管理的过程模型方面的研究,尽管已取得一些进展,然而其中大部分理论成果也都存在明显的不足。
针对这一问题,本文基于时态工作流(Temporal Workflow)理论及其过程模型TPWF-Net,在开源项目——YAWL工作流管理系统的基础上,提出一种时态工作流系统的实现方案。
时态工作流强调把时间作为一个单独、重要的维度,全面考虑时间因素在工作流案例生命周期内,对工作流执行过程的影响。因此本文首先通过对时态工作流应用场景的分析,确定了时态工作流系统的需求范围。主要有:具有良好语义的时态工作流建模语言的定义;引擎对时态工作流流程文件的解析;案例有效时间属性的定义;控制流中的时态同步;超时异常的检测;引擎对超时异常的处理;案例有效时间的安全性检测及其异常处理,等等。
在明确了系统需求范围之后,基于传统工作流YAWL,本文提出了时态工作流系统的具体实现方案,即:通过对YAWL语言和YAWL Schema进行扩展,实现了时态工作流建模语言和语义的定义;通过修改YAWL引擎代码,使时态工作流引擎能够实现时态工作流流程文件的加载、过程模型和案例相关时态信息的存储、并能够参照过程模型中的最小延迟约束对案例控制流实现时间同步;设计并实现了异常检测模块,对系统中的控制流超时和案例可能超时情况进行实时监控;设计并实现了异常处理模块,对系统中的超时异常,通过配置文件选择策略进行处理,并通过设计异常处理接口,使得模块具有良好的可扩展性;原创新的提出一种了案例不安全异常检测算法,能够在案例执行过程中及时发现案例的不安全状态,并把该异常信息交由异常处理模块进行处理。通过以上设计实现方案,最终实现完成了一个时态工作流系统。从而对工作流应用中常见时间管理方面的问题,从模型层和引擎内部加以支持。
本文的研究是国家自然科学基金项目——“时态工作流过程模型及其柔性研究”的一部分,通过对时态工作流系统的实现,验证了项目前期研究的理论成果——时态工作流理论及其过程模型TPWF-Net。对工作流时间管理技术以及柔性工作流理论的研究和成熟,具有重要的意义。