基於資源約束Petri網的過程建模與集成方法

《基於資源約束Petri網的過程建模與集成方法》是依託中國人民解放軍國防科技大學，由劉俊先擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：基於資源約束Petri網的過程建模與集成方法
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：劉俊先
• 依託單位：中國人民解放軍國防科技大學

中文摘要

本項目針對過程集成中的集成模型合理性問題和資源衝突問題，研究資源約束下的過程建模與集成方法。首先建立資源約束過程集成概念模型，理清資源約束條件下過程集成的內容和機理；然後針對考慮資源約束的過程建模需求，提出一種擴展Petri網- - 資源約束Petri網，給出資源約束Petri網的運行機制，解決資源約束下的過程建模問題；研究資源約束Petri網的分析方法和活性、有界性、可達性、可回溯性等性質的判斷方法，突破資源約束Petri網合成時的合理性分析方法和資源約束Petri網集成時的資源衝突性分析方法，提出基於資源約束Petri網的過程集成方法。本項目研究成果可用於複雜人機信息系統集成、企業信息化集成改造、工作流管理等領域，為資源約束下的過程集成問題提供理論基礎和方法支持，有效提高過程集成效率和效果。

結題摘要

過程集成在系統分析與設計、系統集成、企業業務流程重組等領域廣泛存在，資源衝突及消解是過程集成必須要解決的問題。課題針對資源約束下過程集成問題，從概念內涵、建模方法、模型分析、衝突分析等方面開展了研究，提出了一組概念、方法和技術，能夠為解決資源約束下的過程集成提供理論基礎和方法支持。具體工作包括： （1）研究了資源約束下的過程集成概念模型。從角色、業務對象、業務活動、業務操作、業務資源、業務輸入、業務輸出等要素入手研究業務過程，給出了業務過程概念的形式化描述。研究了過程集成的概念和步驟，提出了考慮資源約束的過程集成框架，研究了資源衝突的具體類型，提出了資源約束下過程建模方法的要求，給出了資源約束條件下過程集成的概念模型。 （2）研究了基於資源約束Petri網的過程建模方法。針對考慮資源約束的過程集成特點和要求，提出資源約束Petri網的形式化定義，給出模型活性、有界性、可達性、可回溯性等性質的定義。給出了一類特殊的資源約束Petri網——資源約束工作流網的定義。研究了資源約束Petri網可達、活性等性質。 （3）研究了資源約束Petri網過程模型集成的合理性分析方法。借鑑工作流網合理性的概念，對資源約束工作流網，給出了其合理性的概念及性質，研究了資源約束工作流網合理性判斷方法，以及基於可達圖方法的分析技術。 （4）研究了基於資源約束Petri網的過程集成資源衝突分析方法。將資源衝突分為資源爭用型和資源占用型兩類，給出了相應的Petri網結構，提出了基於可達圖的資源衝突分析方法。研究了參數化Petri網，提出了針對“Fork-Join”結構的參數化分析算法，分析了其狀態空間全局平衡方程的解析解。研究了基於仿真的資源衝突和使用效率分析方法，以通信協定為背景，提出了基於CPN的通信協定功能和性能分析方法論，以SIP Non-Invite協定為例進行了驗證。 過程集成中的資源衝突檢測及消解既涉及模型的功能性分析（合理性驗證），也包括性能指標的分析。必須採用形式化方法與仿真方法相結合的方式才能有效完成相關工作。形式化方法適合於分析過程模型的合理性，而仿真方法適合於分析過程的性能指標。課題提出的資源約束Petri網及合理性分析方法能夠有效支持資源約束條件下過程集成中的合理性分析，基於CPN的功能分析和性能評估方法論也可以為過程集成工作提供方法支撐。