《遷移工作流系統中的工作流域組織與遷移實例調度研究》是一部出版的圖書，作者是楊公平。
基本介紹
- 中文名：遷移工作流系統中的工作流域組織與遷移實例調度研究
- 外文名：Studies on workflow domain orgnization and migrating instance scheduling in the migrating workflow system
- 作者：楊公平
- 導師：曾廣周
- 學科專業：計算機軟體與理論
- 學位級別：博士論文
- 學位授予單位：山東大學
- 學位授予時間：2007年
- 關鍵字：企業管理 管理信息系統 工作流管理系統 軟體開發
- 館藏號：F270.7
- 館藏目錄：2009\F270.7\29
中文摘要
工作流是業務過程的全部或部分自動化，在此過程中，文檔、信息或者任務按照一系列過程規則在不同的參與者之間流轉，實現組織成員間的協調工作以期達到業務的總體目標。 移動agent計算是一種全新的分散式計算模式。移動agent具有智慧型性，可以自身攜帶任務說明，在站點之間遷移，並利用當地資源執行一項或多項任務。因此，移動agent計算模式具有可以減少網路負載、支持網路斷連的計算環境等許多優點，成為分散式計算研究的一個新熱點。 遷移工作流是將移動agent計算模式套用於工作流管理的一項新技術。按照曾廣周教授提出的遷移工作流管理系統框架，構成遷移工作流管理系統的三要素是遷移實例、工作位置和遷移工作流管理引擎。遷移實例是以移動agent為計算范型的業務過程執行主體，多個遷移實例可以協作地完成一個業務過程。工作位置代表工作流的參與者，例如一個企業或機構。物理上，工作位置由停靠站伺服器及其關聯的工作機網路組成，其中，停靠站伺服器是遷移實例的運行場所，工作機為遷移實例提供具體的工作流服務，包括計算服務、數據服務和人機互動服務等。遷移工作流管理引擎負責工作流過程定義、工作位置組織、遷移實例創建以及工作流監控等。通常，遷移工作流管理是發起工作流的那個企業或機構的工作流職責。 與傳統的工作流模型不同，遷移工作流是一個或多個遷移實例在不同的工作位置之間不斷遷移並就地利用工作流服務完成任務的過程，因此，遷移工作流研究所要解決的關鍵問題之一是如何規劃遷移實例的工作位置。本文把滿足某個特定業務流程需求的所有工作位置的集合稱作一個工作流域。如果工作流域可以在工作流啟動之前確定，並且在工作流執行過程中域成員關係不再改變，則稱這種組織方式為工作流域的靜態組織模式。如果在工作流啟動之前，僅可以確定工作流啟動所需要的部分域成員關係，而剩餘的域成員關係需要在工作流執行過程中通過其他手段添加，則稱這種組織方式為工作流域的動態組織模式。 遷移工作流模型是一個並行計算模型，它既允許同一個業務流程中的多個遷移實例並行執行，也允許一個企業或機構同時參與多個業務流程，不同的業務流程由隸屬關係不同的遷移實例集合併行完成。這樣，在某個時間段，就可能會有多個遷移實例到達同一個工作位置，並由此導致多個遷移實例對同一工作位置服務資源的競爭。無序競爭影響工作位置主機的穩定性，嚴重情況下可能導致遷移實例夭折，甚至整個遷移工作流系統失敗。因此，遷移工作流模型研究所要解決的另一個關鍵問題是如何使工作位置對多遷移實例的服務有序和高效。本文把工作位置為遷移實例提供有序和高效服務的措施稱作工作位置上的遷移實例調度機制。 本文在國家自然科學基金項目的資助下，以曾廣周教授提出的遷移工作流系統框架為基礎，吸收其他領域的研究成果，在對工作流域組織模式分類的基礎上，重點研究了工作流域組織模式的實現方法和工作位置上的遷移實例調度機制等問題，並在原型系統上對研究成果進行了驗證。本文的主要工作包括： 1．工作流域靜態組織模式的實現方法研究。工作流域靜態組織模式的實現可以抽象為一個藉助結盟的工作流任務分配問題。工作流聯盟一旦形成，就不僅可以確定允許遷移實例登入的工作位置集合，而且可以基於業務流程邏輯和聯盟成員提供的工作流服務為遷移實例制訂旅行圖。本文重點研究了一類基於能力置信度結盟的任務分配方法，其中，能力置信度指工作流組織者相信加盟者勝任工作流服務的程度。如果一個企業或機構相信自己有能力為業務流程的執行提供一項或多項服務，那么它就可以競爭工作流域中的某個角色。如果工作流組織者相信某個競爭者能夠最佳勝任某項任務的工作流服務，那么該競爭者就會成為工作流域的一個成員。研究假定所有企業或機構都是理性的，競爭是合作型的。文中第2章給出了服務能力置信度的定義及其計算方法，設計了基於服務能力置信度的任務分配算法，並結合協同產品商務套用進行了驗證研究。 2．工作流域動態組織模式的實現方法研究。對於某些非結構化業務流程，例如ad hoe工作流，事前定義一個完整的業務過程說明是困難的，致使遷移實例缺乏完整的工作計畫和旅行圖。因此，與工作流域靜態組織模式的實現不同，工作流域動態組織模式的實現可以抽象為一個遷移實例面向目標的旅行規劃問題。本文重點研究了一類基於工作位置導航的遷移實例旅行規劃方法，導航是工作位置根據自己關於業務過程的局部知識引導遷移實例執行任務的行為。遷移實例可以根據旅行建議在目標不變的前提下修訂自己的工作計畫，並選擇相應的工作位置。文中第3章定義了導航索的概念，建立了遷移工作流導航模型，描述了基於導航的遷移實例任務執行過程，並結合協同產品商務套用進行了驗證研究。 3．工作位置上的遷移實例服務調度機制研究。工作位置是停靠站和工作機網路的複合體，它代表工作流參與企業或機構為業務流程中的一項或多項任務提供工作流服務。工作位置上以衝突消解和最佳化服務為目標的遷移實例管理，可以抽象為一個遷移實例服務調度問題。本文重點研究了一類遷移實例排隊機制與工作機優選機制，其中，排隊機制主要解決多個遷移實例在同一工作位置上使用同一工作流服務帶來的穩定性與可靠性問題，工作機優選機制主要解決當有多台工作機能提供同一工作流服務時，如何選擇更合適的工作機。文中第4章首先建立了單工作節點排隊模型和複合工作節點排隊模型，給出了模型實現方法，然後基於模糊決策原理，設計了工作機的優選算法，並結合協同產品商務套用進行了驗證研究。 4．遷移工作流狀態監控方法研究。在遷移工作流管理系統中，遷移實例是任務執行主體並且不斷地變化其物理位置。因此，遷移工作流狀態監控的核心問題是遷移實例的狀態監控，其中遷移實例位置追蹤是必須解決的關鍵問題。本文重點研究了一類基於GSM網路通訊思想的遷移實例位置追蹤方法，並針對遷移實例狀態，設計了一種臨時存儲與永久存儲相結合的運行日誌管理策略。文中第5章設計了遷移實例的位置追蹤方法，定義了遷移實例臨時攜帶存儲、遷移節點與創建節點永久存儲相結合的日誌存儲策略，並給出了遷移實例運行日誌存儲、檢索、驗證等過程。 本文工作的創新點主要體現在： 1．提出了一種基於能力置信度結盟的任務分配方法。該方法視參與工作流的企業或機構為理性agent，把工作流域的靜態組織問題映射為藉助結盟的多agent任務分配問題，能力置信度通過業務操作ECA規則集合和agent服務能力ECA規則集合定義。如果理性agent相信自己有能力為操作A提供服務，則稱agent關於A自信。如果理性agent X相信理性agent Y有能力為操作A提供服務，則稱x關於Y信任。自信和信任統稱為置信。由於自信和信任都是行為抉擇者的心態元素，因此，基於能力置信度結盟的任務分配方法，較之假定agent具備完全能力的基於利益結盟的任務分配方法，例如協同博弈方法等，不僅可以細粒度地刻畫行為者能力，而且可以揭示行為者基於能力解決問題的心智屬性。 2．提出了一種基於位置導航的遷移工作流執行方法。該方法假定遷移實例有明確的工作流目標，但缺乏完整的業務過程說明和遷移路線，因而需要藉助工作位置提供的導航建議(導航索)，動態地規劃任務並實施遷移。導航索是一類工作位置關於業務過程的局部知識，用有向圖G=(V，E)表示，其中，頂點表示服務，每項服務對應一項具體的工作流任務並關聯相應的服務位置，邊表示服務間的偏序關係。與傳統上通過建模提高工作流柔性的方法不同，導航機制利用分布在工作位置上的工作流知識提高遷移實例執行任務的靈活性。這種多知識源導航系統，不僅使得遷移實例可以在業務過程說明不完備的狀態下啟動工作流，易於處理工作流例外，而且使得工作流柔性不再完全依賴工作流設計者的先驗知識，因而特別適合跨組織的非結構化工作流管理。 3．提出了一種基於排隊論的遷移實例服務衝突消解方法。該方法根據工作位置物理上由停靠站和工作機網路組成的特點，分別建立了單工作節點排隊模型和複合工作節點排隊模型。排隊模型用遷移實例到達排隊系統的時間分布和節點上每個服務台的服務時間分布共同刻畫，並按照服務規則通過動態優先佇列調度遷移實例。單工作節點排隊指遷移實例在停靠站上的排隊，複合工作節點排隊指停靠站根據遷移實例需求派遣它到合適的工作機上排隊。雖然排隊是一種樸素的服務思想，但在移動計算領域，卻鮮有研究，而對於工作流管理來說又特別重要，這是因為資源競爭會導致主機運行不穩定，嚴重時可能導致遷移實例夭折，甚至工作流失敗。 鑒於遷移工作流是一個新興的工作流研究領域，無論是理論研究還是套用研究都還遠未成熟，本文進一步的主要工作包括： 1．基於多目標決策的工作流靜態組織方法研究。當同時考慮自信、信任和成員利益分布時，藉助結盟的任務分配是一個多目標決策問題。如何基於多目標決策實現工作流域的靜態組織模式，是本研究進一步的努力方向之一。 2．導航索語義及其辨識研究。在基於導航的遷移工作流執行方法中，導航索的質量直接決定著遷移工作流系統的可靠性和正確性。如何在更高的語義水平上描述、辨識和評價導航索，是本研究需要進一步解決的另一個問題。 在上述工作的基礎上，下一步還要在遷移工作流事務屬性、多遷移實例協同工作、基於語義的服務發現和組合等方面繼續開展工作。
