工作流的建模和分析技术是商业过程的组织、管理以及工作流管理系统的设计和实现的基础。在设计和开发工作流管理系统时,首先要使用形式化的模型方法对工作流程进行正确、清晰、简洁的描述,这是整个系统最终能够成功实现的前提条件。本文首先讨论了Petri网的特点及强大的建模优势,针对传统Petri网存在的局限性,在前人的研究成果基础上提出了通过颜色、时间、层次扩展的高级Petri网。根据项目特点,提出了关键业务的轻量级工作流引擎的建模思想,并详细介绍了采用扩展的高级Petri网来创建工作流模型的方法和步骤。接着,讨论采用标准语言XPDL对所建工作流模型如何进行过程定义。论文解决了系统实现中的两个关键问题:事务型操作的处理和并发控制。引入工作流事务处理逻辑,结合实际系统的具体情况将Sagas模型和Contracts模型的思想结合起来,提出了“补偿-替代事务处理逻辑”,有效地解决了长事务问题;“基于优先级的锁绑定机制”,避免了工作流系统中共享资源的并发访问冲突。论文接着论述工作流模型的两类分析技术:定性分析和定量分析。对可达性分析、排队论作了简要介绍;详细讨论了如何进行结构分析。基于工作流的组合特性,作者提出了层次概念的过程分解法。在工作流网的基础上提出了工作流-随机Petri网、加入时间因素的马尔可夫链分析方法。通过引用基于随机Petri网的等价化简方法和工作流时间性能的近似分析方法,计算出了过程/任务的平均执行时间。此外,还介绍了仿真分析方法,并以一系列的实例说明了每种分析方法的具体应用。最后对本文的研究工作进行了总结,针对不足之处提出了改进的措施,并展望要进一步深入研究的方向,为后续工作奠定了基础。