CN102542406A - 跨粒度业务流程查询方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种跨粒度业务流程查询方法和设备。该方法包括对粗粒度的业务流程进行降解处理，得到细粒度的业务流程；将细粒度的业务流程和细粒度的候选业务流程进行模型转换，从BPMN模型转换为GBM模型，所述GBM模型是对BPMN模型的抽象映射；对细粒度的业务流程的GBM模型和候选业务流程的GBM模型进行相似度计算，并根据相似度输出设定个数的业务流程的BPMN描述。本发明实施例可以提高查询结果的查全率和查准率。

Description

跨粒度业务流程查询方法和设备

技术领域

本发明涉及网络技术，尤其涉及一种跨粒度业务流程查询方法和设备。

背景技术

业务流程管理(Business Process Management，BPM)是一种以构造规范化的业务流程为中心，完成企业业务管理优化的过程。它通过理解定义企业的业务逻辑、实现自动化，有效地组织业务活动运行，增进了企业组织灵活性与创新性，改善企业的业务效率并最终提高企业的绩效。它可以最大程度地降低成本并且增加了企业在快速变化的市场环境下的敏捷性。面向服务的体系结构(Service-Oriented Architecture，SOA)主要关注于将功能、数据转化为服务，进而将分布的信息系统整合起来，为用户提供更加强大的应用。

结合BPM和SOA，企业在构建自己的信息系统时，一般分为两个阶段，首先以BPM技术来建立企业业务过程的基本描述，往往使用某种通用的业务流程描述规范来刻画，在业务流程分析完成并建立了业务流程模型后，开始第二阶段，将业务流程模型精化，调整绑定为可执行的组合服务，运行在企业的信息系统平台中，为企业提供业务支撑，这个阶段涉及到服务组合技术。Web服务由于具有自包含和自描述的特性，是独立于平台和语言的，可在网络环境下访问的软件单元，服务组合技术就是利用Web服务具有的这些特性，快速的把这些松耦合的服务软件组合成能完成复杂功能的新软件。因此，在构建企业的信息系统时，把业务流程模型向下精化为实体软件时，服务组合是一种有效的手段。

由于企业总是在发展变化中，其业务过程也会根据市场，政策等因素不断调整，为了保持企业的高效运转，节省运营成本，信息系统必须快速地做出响应，以保持和提高企业的竞争力，因此，企业根据未来发展的战略规划，对各项运作活动及细节进行重组、设定与阐述的系统工程就是业务流程重构(BPR，Business Process Refactoring)。具体而言，BPR借助了工业工程技术、运筹学方法、管理科学和信息技术等多项现代社会人文与科技手段，从业务流程、组织结构和企业文化等方面对企业进行系统重组。重组的方式一般包括：追加式改变，重建和优化，而组合服务软件也会相应的增多。这种业务流程结合Web服务构建企业业务管理系统的方式使的企业的流程模型变得越来越多，越来越难于管理，另一方面，开发企业的业务流程并将其实体化为软件是一个高成本的过程，因此这些流程成为企业的重要资源，需要进行整合，加以利用，为业务系统升级或者开发新的业务流程提供支持。

业务流程已经成为企业描述各类业务逻辑，提高企业应用和业务运行效率的有效手段，因此，业务流程建模是任何企业的IT系统开发和实施的重要环节。然而，业务流程建模的过程往往非常复杂而耗时，一般涉及到选择具体的活动，规定活动执行的序列，处理可能发生的异常等等。借鉴或者重用已有的相关业务流程，缩短业务流程的建模周期，成为提高业务流程建模效率的重要方法。

作为企业的重要资源，业务流程一般都由专门的业务流程库进行统一管理。随着企业的业务逻辑的不断变更，业务流程不断的积累，如何有效的从流程资源库中查询出相关的可重用的流程对于提高业务建模效率至关重要。许多研究工作讨论了业务流程库必须满足的需求，无论业务流程库采用何种建模语言，使用何种存储技术，都需要具备有效的查询出相关业务流程的能力。比如，用户将一个查询需求描述成为一个简单的业务流程模型，其目标是找到相似的流程，从而为业务流程建模提供支持。

业务流程的查询在最近的研究中获得了越来越多的关注，目前的查询方法主要基于相似度的计算，已有工作从多种的角度提出了业务流程相似性的衡量方法。语法方法主要是考虑业务流程活动中标签之间的字符串编辑距离。语义方法主要是基于WordNet的同义词集合。结构信息同样也被用来衡量相似性，首先把业务流程转换成为图模型，基于经典的子图匹配理论，使用图之间的编辑距离来衡量业务流程之间的相似性。对业务流程行为相似性的一个初步讨论，它首先把业务流程转换成因果关系轨迹向量(causality graphfootprint vectors)，然后计算向量间的余弦夹角值来衡量相似性。

目前存在的企业级的业务流程资源库，发现由于数量的庞大，目前的业务流程都是分层组织管理的，具体的分层标准可能不同，但位于不同的层次的业务流程的粒度不同，例如，一个高层业务流程的某个活动完成了一定的功能，而对应的低层业务流程由几个活动来完成同样的功能，即高层流程的活动可以映射为低粒度流程的一个片段。这种粒度的划分引出了跨粒度查询的需求：低层建模人员得到高粒度的流程，需要以此为输入，查询出资源库中相似的低粒度的流程为建模提供支持。然而，以上分析的相似性计算方法的上下文环境都是被比较的业务流程的粒度是相同的，它们极少考虑到业务流程之间不同粒度的信息，导致查询的精确性不够，它们并不适用跨粒度的业务流程查询场景。因此，需要有效的机制来扩展已有的查询方法，以适应跨粒度的业务流程查询的需求。

发明内容

本发明实施例提供一种跨粒度业务流程查询方法和设备，实现在跨粒度业务流程查询时提高查询精度。

本发明实施例提供了一种跨粒度业务流程查询方法，包括：

对粗粒度的业务流程进行降解处理，得到细粒度的业务流程；

将细粒度的业务流程和细粒度的候选业务流程进行模型转换，从BPMN模型转换为GBM模型，所述GBM模型是对BPMN模型的结构化信息进行抽取后得到的；

对细粒度的业务流程的GBM模型和候选业务流程的GBM模型进行相似度计算，并根据相似度输出设定个数的业务流程的BPMN描述。

本发明实施例提供一种设备，包括：

降解模块，用于对粗粒度的业务流程进行降解处理，得到细粒度的业务流程；

转换模块，用于将细粒度的业务流程和细粒度的候选业务流程进行模型转换，从BPMN模型转换为GBM模型，所述GBM模型是对BPMN模型的结构化信息进行抽取得到的；

计算模块，用于对细粒度的业务流程的GBM模型和候选业务流程的GBM模型进行相似度计算，并根据相似度输出设定个数的业务流程的BPMN描述。

由上述技术方案可知，本发明实施例通过将粗粒度的业务流程降解成细粒度的业务流程，采用细粒度的业务流程与细粒度的候选业务流程进行相似度比对，由于相似度比对时采用的是同一个粒度，可以跨粒度的业务流程查找，以提高查找准确性。另外，本发明实施例在相似度计算时采用的是GBM模型，GBM模型是抽取BPMN模型的结构化信息得到的，可以避免BPMN模型本身带有复杂数据引起的难以查找的问题，提高查询结果的查全率和查准率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明第一实施例的方法流程示意图；

图2为本发明中粗粒度的业务流程示意图；

图3为本发明中将粗粒度的业务流程降解为细粒度的业务流程的示意图；

图4为本发明中顺序关系的示意图；

图5为本发明中选择关系的示意图；

图6为本发明中并发关系的示意图；

图7为本发明中循环关系的示意图；

图8为本发明中将顺序关系的BPMN模型转换为GBM模型的示意图；

图9为本发明中将选择关系的BPMN模型转换为GBM模型的示意图；

图10为本发明中将并发关系的BPMN模型转换为GBM模型的示意图；

图11为本发明中将循环关系的BPMN模型转换为GBM模型的示意图；

图12本发明方法流程对应的架构图；

图13为本发明第二实施例的设备结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明第一实施例的方法流程示意图，包括：

步骤11：对粗粒度的业务流程进行降解处理，得到细粒度的业务流程；

其中，粗粒度的业务流程是可以细化的业务流程，可能是对几个任务的概括，需要执行数个任务。

细粒度的业务流程是不能再细化的业务流程，可能是对应一个任务。

进一步地，粗粒度的业务流程和细粒度的业务流程可以通过注释信息进行区分，如果一个业务流程的至少一个的活动中携带注释信息，则该业务流程为粗粒度的业务流程，否则，如果没有携带注释信息，则该业务流程为细粒度的业务流程。该注释信息可以是需要执行的任务，对于一个粗粒度的业务流程，例如携带“distribute service”和“distribute and start container”等注释信息。该注释信息可以是建模人员添加在业务流程中的。

即，本实施例在对粗粒度的业务流程进行降解处理之前，还可以包括：

接收查询的业务流程的BPMN描述；如果所述BPMN描述表明所述业务流程的活动中包括注释信息，则确定所述业务流程为粗粒度的业务流程。

其中，通常来讲，业务流程是采用BPMN描述的，当要查询某个业务流程时，将输入该业务流程的BPMN描述。

上述的降解处理可以包括：从所述业务流程的活动的注释信息中提取出所有的原子短语；分析所述原子短语之间是否存在BPMN所支持的控制流关系，所述控制流关系包括如下项中的至少一种：顺序、并发、选择和循环；如果存在所述控制流关系，将每种控制流关系生成一个新的活动，并根据逻辑关系生成新的业务流程，得到所述细粒度的业务流程。

具体地，一个查询的业务流程如图2所示，该业务流程包括四个活动，分别为init、prepare、test和clean，其中，prepare中包括注释信息，具体可以是：distribute service，distribute or start container，then check container，if notavailable，waiting，else install service。

由于该业务流程的活动中包括注释信息，因此该业务流程为粗粒度的业务流程，需要进行降解处理。具体降解处理的是包括注释信息的活动。参见图3，为降解处理后的业务流程，其中的prepare被降解成新的多个活动。

其中，在降解处理时是根据BPMN支持的控制流关系进行的处理，该控制流关系包括：顺序(sequence)、并发(parallel)、选择(switch)和循环(1oop)。在注释信息中，关键字“then”可以表示顺序关系，“simu”可以表示并发关系，“if，else”表示选择关系，“while，repeat”表示循环关系。

以上述的注释信息为例，降解处理包括：

1)从活动的注释信息中提取出所有的原子短语，此时可以提取出：distribute service，start container，check container，waiting，service deploy，test，clean；

2)分析上述原子短语之间存在哪些关系，此时，由于存在表明并发关系的&SIMU，表明顺序的“&THEN”、表明循环关系的“&REPEAT，&TO”，则表明存在并发关系、顺序关系和循环关系；

3)根据上述关系生成新的活动，此时，将存在顺序关系和选择关系的活动。

其中，BPMN支持的上述四种关系的图示可以参见图4-7，其中，图4表示顺序关系、图5表示选择关系、图6表示并发关系，图7表示循环关系。

进一步地，由于注释信息是建模人员添加的，通常采用自然语言描述，由于自然语言的不规范，在降解时很难提取出控制流关系。为了更容易确定控制流关系，则可以采用控制流标志标签(Control Flow Markup Tags，CMT)标注注释信息。

参照传统的程序语言设计准则，本发明实施例提出了CMT。使用CMT，低层建模人员可以对注释信息中的控制流关系进行标注。考虑这种情况，当一个低层的建模人员拿到一个粗粒度的组合服务流程，使用CMT，对流程活动中的注释信息进行标注和调整，手工标注的控制流关系能够被查询系统所识别，那么流程的粒度得到降解，查询结果的精确度也会提高。表1给出了CMT的标签及表征的关系及模式。

表1

BPMN建模语言通常支持四种基本的控制流关系：顺序、并发、选择和循环，对应四种关系，使用四组标签对它们进行标记，如表1所示：&THEN标记顺序流关系，&SIMU标记并发流关系，&IF和&ELSE标记选择流关系，&WHILE和&REPEAT标记循环流关系。A，B，C都表示一段标注在某个活动中的注释文本，它们可以被分解为原子短语的集合：{A0，A1......An}，{B0，B1......Bm}，{C0，C1......Ck}。这些短语都是开发人员根据自己对文本的理解而提取出来的，在标注时认为这些原子的短语可以被精化为一个活动。

表1中的模式到BPMN片段的映射规则可以参见上述的图4-7。如图4，BPMN使用连续的活动表示顺序关系；如图5所示，选择模式映射为一个BPMN片段，以一个选择网关触发，进行条件判断然后开始数个选择分支；如图6所示，并发模式映射的结果为，一个并发网关触发数个并发分支；如图7所示，类似于选择模式的映射，循环模式同样以选择网关进行触发，只是方向是相反的。查询系统在处理CMT标注的注释信息时，不会把它转换成真正的BPMN片段，因为相似度计算是基于有向图模型的，这个转换是在GBM一级进行的，组合服务流程原来具有的网关，事件等属性都被忽略了，所以在实施转换时，只要识别被CMT标注文本的有向图连接关系，就能达到流程粒度降解的效果。但是CMT设计时还是考虑让CMT能够表示注释信息中的控制流关系，以利于开发人员理解和使用。

下面以BNF文法给出了CMT的完整定义，设计时，只考虑控制流关系的表示，为了提高用户体验，查询系统并不会对用户标注的信息进行严格的语法检查，而是根据标注信息尽可能的分析出控制流信息。

定义控制流标注标签(CMT)

步骤12：对所述细粒度的业务流程和候选业务流程进行模型转换，从BPMN模型转换为GBM模型，所述GBM模型是BPMN模型的结构化信息进行抽取后得到的；

其中，现有技术中对业务流程的描述是采用业务流程管理符号(BusinessProcess Management Notation，BPMN)模型。但是，BPMN模型具有较复杂的数据，会包含一些冗余信息，直接比较BPMN模型的相似度很难。为此解决这一问题，本发明实施例采用一种新的模型，即基于业务流程模型的图元(Graph based Business Process Model，GBM)模型，该GBM模型是对BPMN模型的结构化信息进行抽取后得到的，可以消除冗余信息，保留进行结构化比较所需的结构化信息。该GBM模型是一个四元组(N，E，λ，Z)，其中，N是节点集合；

是边集合；Z是标签集合；λ：N→Z，是节点向节点标签的映射。

当把一个BPMN模型抽象成为一个GBM模型时，忽略了活动节点的类型，活动、事件和网关都抽出成了节点，所有的控制流，即顺序流(sequenceflow)都抽象成了边。参见图8-11，分别展示了将顺序关系、选择关系、并发关系和循环关系的BPMN模型转换为GBM模型的映射关系，其中左边是原始的BPMN模型，右边是对应的GBM模型。

步骤13：对所述GBM模型进行相似度计算，得到查询到的业务流程，并输出所述查询到的业务流程的BPMN描述。

其中，在相似度计算时可以根据GBM模型进行结构相似度比较，进一步地，也可以结合现有技术中其他的相似度计算方法，例如语法相似度，语义相似度或者行为相似度进行计算，计算查询输入和候选集合的相似度，按照相似度值计算结果返回排名最高的k个，k为设定值。

上述流程对应的系统结构示意图可以参见图12，图12中，输入BPMN是指输入查询的业务流程的BPMN描述。BPMN降解是指对粗粒度的业务流程降解成细粒度的业务流程，其中可以包括对BPMN描述进行CMT标注的过程以及根据CMT标注将粗粒度的业务流程降解成细粒度的业务流程的过程。例如，图12中的CMT编辑可以是用户界面，可以用于对输入的BPMN描述进行CMT标注，即经过CMT标注后对标注信息解析形成Petri模型；之后，由CMT编译器根据CMT标注将粗粒度的业务流程降解成细粒度的业务流程。业务流程资源库中保存候选业务流程，BPMN解析器将BPMN模型解析成GBM模型，相似度计算模块采用结构相似度算法对GBM模型进行相似度比较，并可以结构其他相似度算法，如语法相似度、语义相似度或者行为相似度进行计算，之后输出查询结果BP1和BP2。

本实施例对粗粒度流程进行降解成细粒度后，进行查询能有效提高查询效果。通过具体的实验结果分析发现，使用本发明比未使用发明时，查询结果的查全率和查准率有明显的提升。

图13为本发明第二实施例的设备结构示意图，包括降解模块131、转换模块132和计算模块133；降解模块131用于对粗粒度的业务流程进行降解处理，得到细粒度的业务流程；转换模块132用于将细粒度的业务流程和细粒度的候选业务流程进行模型转换，从BPMN模型转换为GBM模型，所述GBM模型是对BPMN模型的抽象映射；计算模块133用于对细粒度的业务流程的GBM模型和候选业务流程的GBM模型进行相似度计算，并根据相似度输出设定个数的业务流程的BPMN描述。

本发明还可以包括：分析模块，用于接收查询的业务流程的BPMN描述；如果所述BPMN描述表明所述业务流程的活动中包括注释信息，则确定所述业务流程为粗粒度的业务流程。

所述降解模块具体用于：从所述业务流程的活动的注释信息中提取出所有的原子短语；分析所述原子短语之间是否存在BPMN所支持的控制流关系，所述控制流关系包括如下项中的至少一种：顺序、并发、选择和循环；如果存在所述控制流关系，将每种控制流关系生成一个新的活动，并根据逻辑关系生成新的业务流程，得到所述细粒度的业务流程。

所述降解模块具体用于根据所述活动中用CMT标注的注释信息，分析所述原子短语之间是否存在BPMN所支持的控制流关系。

本实施例还可以包括：添加模块，用于根据自然语言描述，将所述业务流程的注释信息采用CMT标注，所述CMT包括：表明顺序关系的标签、表明并发关系的标签、表明选择关系的标签和表明循环关系的标签。

本实施例通过将粗粒度的业务流程降解成细粒度的业务流程，采用细粒度的业务流程与细粒度的候选业务流程进行相似度比对，由于相似度比对时采用的是同一个粒度，可以跨粒度的业务流程查找，以提高查找准确性。另外，本发明实施例在相似度计算时采用的是GBM模型，可以避免BPMN模型的嵌套性引起的难以查找的问题，提高查找效率与准确性。

可以理解的是，上述方法及设备中的相关特征可以相互参考。另外，上述实施例中的“第一”、“第二”等是用于区分各实施例，而并不代表各实施例的优劣。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种跨粒度业务流程查询方法，其特征在于，包括：

对粗粒度的业务流程进行降解处理，得到细粒度的业务流程；

将细粒度的业务流程和细粒度的候选业务流程进行模型转换，从BPMN模型转换为GBM模型，所述GBM模型是对BPMN模型的结构化信息进行抽取后得到的；

对细粒度的业务流程的GBM模型和候选业务流程的GBM模型进行相似度计算，并根据相似度输出设定个数的业务流程的BPMN描述。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对粗粒度的业务流程进行降解处理，得到细粒度的业务流程之前，所述方法还包括：

接收查询的业务流程的BPMN描述；

如果所述BPMN描述表明所述业务流程的活动中包括注释信息，则确定所述业务流程为粗粒度的业务流程。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对粗粒度的业务流程进行降解处理，得到细粒度的业务流程，包括：

从所述业务流程的活动的注释信息中提取出所有的原子短语；

分析所述原子短语之间是否存在BPMN所支持的控制流关系，所述控制流关系包括如下项中的至少一种：顺序、并发、选择和循环；

如果存在所述控制流关系，将每种控制流关系生成一个新的活动，并根据逻辑关系生成新的业务流程，得到所述细粒度的业务流程。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述分析所述原子短语之间是否存在BPMN所支持的控制流关系，包括：根据所述活动中用CMT标注的注释信息，分析所述原子短语之间是否存在BPMN所支持的控制流关系。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，如果所述注释信息采用自然语言描述，在接收到包含注释信息的业务流程之后，所述方法还包括：

根据自然语言描述，将所述业务流程的注释信息采用CMT标注，所述CMT包括：表明顺序关系的标签、表明并发关系的标签、表明选择关系的标签和表明循环关系的标签。

6.一种跨粒度业务流程查询设备，其特征在于，包括：

降解模块，用于对粗粒度的业务流程进行降解处理，得到细粒度的业务流程；

转换模块，用于将细粒度的业务流程和细粒度的候选业务流程进行模型转换，从BPMN模型转换为GBM模型，所述GBM模型是对BPMN模型的结构化信息进行抽取后得到的；

计算模块，用于对细粒度的业务流程的GBM模型和候选业务流程的GBM模型进行相似度计算，并根据相似度输出设定个数的业务流程的BPMN描述。

7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，还包括：

分析模块，用于接收查询的业务流程的BPMN描述；如果所述BPMN描述表明所述业务流程的活动中包括注释信息，则确定所述业务流程为粗粒度的业务流程。

8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述降解模块具体用于：从所述业务流程的活动的注释信息中提取出所有的原子短语；分析所述原子短语之间是否存在BPMN所支持的控制流关系，所述控制流关系包括如下项中的至少一种：顺序、并发、选择和循环；如果存在所述控制流关系，将每种控制流关系生成一个新的活动，并根据逻辑关系生成新的业务流程，得到所述细粒度的业务流程。

9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述降解模块具体用于根据所述活动中用CMT标注的注释信息，分析所述原子短语之间是否存在BPMN所支持的控制流关系。

10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，还包括：

添加模块，用于根据自然语言描述，将所述业务流程的注释信息采用CMT标注，所述CMT包括：表明顺序关系的标签、表明并发关系的标签、表明选择关系的标签和表明循环关系的标签。

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