CN104866981A - 一种基于扩展有限状态机的业务流程管理的建模方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于扩展有限状态机的业务流程管理的建模方法，包括以下步骤：分析业务流程，将业务实体的执行过程分解为若干个步骤，把这些步骤抽象成有限状态机中的状态；明确触发每两个关联状态节点之间的转移对应的操作，把这些步骤抽象成有限状态机中的操作；将业务流程抽象成状态集合和操作集合；然后将状态集合和操作集合进行角色分配；根据业务流程连接状态集合中的状态节点；建立数据库存储通过有限状态机标记的具有分叉或聚合的状态节点集；沿时间顺序，聚合状态集合和操作集合中的所有状态节点和操作动作，完成模型的建立。本发明提出一种基于有限状态机融合角色行为方法的业务流程建模方法，易于理解、柔性强、修改简单。

Description

一种基于扩展有限状态机的业务流程管理的建模方法

技术领域

本发明涉及计算机技术，尤其涉及一种基于扩展有限状态机的业务流程管理的建模方法。

背景技术

业务流程是为达到特定的价值目标而由不同的人分别共同完成的一系列活动。业务流程的实现需要完成两部分内容——具体业务工作和对完成业务的过程及人员的管理工作。随着科技的发展，最开始完全依赖人力进行业务处理和管理的方法由于其效率低下等原因，早已经被市场淘汰，之后兴起的办公自动化虽然提高了管理人员办公方面的效率，但对于具体的业务流程并没有很明显的帮助，接着就提出对业务流程进行建模的思想。

传统的业务建模思想是基于序列化思想来进行的。它按照业务的步骤将业务过程按照时序关系的不同，建立一套执行业务过程的步骤，在此基础上通过编程完成对模型的程序描述。这种建模方式关注的是业务执行的顺序和路径，一旦业务模型建立，要想修改模型，会花费巨大的代价。

需要计量审批等业务的企业，它的业务一般含有以下特点：

(1)业务过程复杂：业务过程可能涉及到复杂的审批流程和多种检测标准,同时需要业务过程的跳转和回退。

(2)业务过程多变：由于业务办公方法改变和新的业务的增加,需要改变和新增一些流程。

(3)组织结构复杂：需要部门之间的业务处理甚至各部门之间的协同工作。

(4)监控要求较高：需要记录每一个用户登录系统之后的每一个操作。

(5)人工处理较多：大部分业务需要人工处理，当业务较多，要经过多个部门的共同处理时，执行效率低，容易发生误操作或遗忘操作。

根据以上问题和特点，本发明提出一种利用有限状态机并结合角色行为视图的新的建模方法，通过有限状态机建立业务流程的状态图，在利用角色视图的思想，将角色的状态范围和动作范围与具体的状态相结合，不仅理解较为容易，可以全面、深入的描绘出具体的业务流程，而且对于角色的职责也划分比较清楚，除此之外，通过状态机的状态转移表与数据库技术相结合的方法，实现修改状态模型只需修改对应数据库表的特点，可以方便、快捷实现业务状态模型的修改与重新组合。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种基于扩展有限状态机的业务流程管理的建模方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于扩展有限状态机的业务流程管理的建模方法，包括以下步骤：

1)分析业务流程，抽象出企业的业务实体，然后将业务实体的执行过程分解为若干个步骤，每一个步骤对应业务实体的一个状态，

则把这些步骤抽象成有限状态机中的每个状态；改变当前状态，则对应有限状态机的状态转移；

2)明确触发每两个关联状态节点之间的转移对应的一个操作，则把这些步骤抽象成有限状态机中的触发各个状态变迁的操作；

3)通过步骤1)和2)将业务流程抽象成状态集合和操作集合；然后根据实际业务操作权限将状态集合和操作集合进行角色分配；

4)根据业务流程连接状态集合中的状态节点，记录与每个状态节点连接的有向弧，所述有向弧具有序属性和方向属性，其序属性关系可以通过计算获得，方向属性根据有向弧与业务流程总流向相同或相反定为正方向或负方向；

5)在建模过程中，建立数据库存储通过有限状态机标记的具有分叉或聚合的状态节点集，模型运行时根据标记可唯一标示一条起始到终端的路径；

所述数据库还用于存储通过扩展有限状态机记录的已完成的状态转移和已执行的操作动作；

6)沿时间顺序，聚合状态集合和操作集合中的所有状态节点和操作动作，并记录每个状态节点连接的有向弧，完成模型的建立。

按上述方案，所述数据库还用于存储整个业务流程过程的操作时间和角色操作人员的具体信息。

本发明的特点如下：

1.角色视图。通过角色行为方法设定不同的角色，规定每一个角色所能处于的状态集合和动作集合，直接以选项形式将每一个角色可进行的状态和操作动作直观展现到角色面前(不属于该角色的操作动作和状态选项不出现在该角色面前)。

对角色和角色工作内容的划分，关注的是业务实体的具体业务操作行为，而不是执行业务操作行为的具体的某个人或部门，整体业务不会因为企业内部工作人员的流动以及各部门之间或部门内部人员之间分工不明而对业务流程造成的不良影响，解决了业务流程过程中组织结构复杂的问题。

2.节点抽象。本发明在业务流程建模时，先抽象出企业的业务实体，然后将业务实体的执行过程分解为若干个步骤，每一个步骤对应业务实体的一个状态。业务开始处理时，业务实体进入开始状态，根据不同的事件(如工作人员的具体操作)，在各个状态之间转移，直到业务实体进入结束状态，业务过程就完成了。这样无论业务过程如何复杂，只要为业务实体建立有限个状态，就可以用其清晰的描绘出整个业务规则，建立业务流程的模型。这样就解决了业务过程复杂和多变引起的建模困难的问题，同时也满足了一些需要跳转和回退等的业务需求。同时与该节点直接连接的有向弧(相关联事件)，具有序属性和方向属性。其序关系可以通过编程指派获得。方向属性根据有向弧与业务流程总流向相似或相反取正负。基于当前节点，我们通常将序关系排名第一的正向弧(事件)取名为前进，将序关系排名第一的反向弧(事件)取名为后退。

3.路径记忆。通过扩展有限状态机可记录相关状态转移和已执行的动作，通常记为一步样本{s_t,a_t,s_t+1}，沿着时间顺序聚合这些样本就可记录业务流程的执行步骤历史。同时我们可进一步，可找到一个状态排列来唯一标示一条起始到终端的路径，而不必记录路径上的所有节点。通常情况下只需要标记分叉和聚合的节点集就可满足要求。当在多分业务流程中遇到需要退回等操作时，可以通过查询历史记录的业务流程路径(或状态排列顺序)，确定退回时的路径，也可以将整个业务流程过程的操作时间和操作人员的具体信息详细记录存储到数据库，可以满足较高的监控要求；最后，通过制定信息收集电子模板，规范人工处理过程中业务信息的收集和传递方式，避免由于员工之间或企业各部门之间的信息不一致或错误造成的不必要的损失。

4.流程重配。由于当前企业业务过程的多变性要求，对于新增业务或对原有业务需要改变和新增一些流程时，采用有限状态机建模思想，只需修改模型的描述，而不必修改大量的程序代码，也可以降低二次开发的难度。减少编码业务路径所带来的风险。开发人员只需要做很少的修改，甚至不需修改原有模型，就能适用于新的业务流程。

本发明产生的有益效果是：本发明提出一种基于有限状态机思想融合角色行为方法的业务流程建模方法，使得该类型的业务建模模型易于理解、柔性强、修改简单。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明实施例的改进前的业务流程图；

图2是本发明实施例的改进后的业务流程图；

图3是本发明实施例的整体状态图；

图4是本发明实施例的流程重配后的状态转移图；

图5是本发明实施例的具体实例正向操作流程图；

图6是本发明实施例的具体实例反向操作流程图；

图7是本发明实施例的具体实例整体状态图；

图8是本发明实施例的方法流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图8所示，一种基于扩展有限状态机的业务流程管理的建模方法，包括以下步骤：

1)分析业务流程，抽象出企业的业务实体，然后将业务实体的执行过程分解为若干个步骤，每一个步骤对应业务实体的一个状态，

则把这些步骤抽象成有限状态机中的每个状态；改变当前状态，则对应有限状态机的状态转移；

2)明确触发每两个关联状态节点之间的转移对应的一个操作，则把这些步骤抽象成有限状态机中的触发各个状态变迁的操作；

3)通过步骤1)和2)将业务流程抽象成状态集合和操作集合；然后根据实际业务操作权限将状态集合和操作集合进行角色分配；

例如在某企业中有A、B两个部门，每个部门中有部门经理和普通员工两种职称，整个业务流程，分为5个步骤：state1-state2-state3-state4-state5，改进前的业务流程图如图1所示，改进前的业务流程图如图2所示，改进后的状态图如图3所示。

其中每一步中都有3个可操作动作M、N、P(每一步中的M、N、P均不同，用M1、N1、P1，M2、N2、P2，M3、N3、P3，M4、N4、P4，M5、N5、P5区分)。我们可以规定A部门中所属工作人员(包括部门经理和普通员工)可以进行业务流程中的state1、state2状态,其中部门经理可以进行state1、state2中所有操作，普通员工只能进行M1、N1、M2、N2操作；部门B中可以进行业务流程中的state3、state4、state5,其中部门经理可以进行state3、state4、state5中所有操作，普通员工只能进行M3、N3、M4、N4、P4、M5、N5操作(即不能进行P3、P5操作)。业务由部门A到部门B的转换条件——操作B，只能有部门A的经理进行，进行操作B后才能使状态由state2改变为state3，业务流程也就进入了部门B的责任范围内，表1给出了不同角色的可见状态的可操作动作集合。如表1所示。

表1角色视图表

(备注：表中S1到S7分别表示state1到state7。)

可以看出，对角色和角色工作内容的划分，关注的是业务实体的具体业务操作行为，而不是执行业务操作行为的具体的某个人或部门，整体业务不会因为企业内部工作人员的流动以及各部门之间或部门内部人员之间分工不明而对业务流程造成的不良影响，解决了业务流程过程中组织结构复杂的问题。

4)根据业务流程连接状态集合中的状态节点，记录与每个状态节点连接的有向弧，所述有向弧具有序属性和方向属性，其序属性关系可以通过计算获得，方向属性根据有向弧与业务流程总流向相同或相反定为正方向或负方向；

5)在建模过程中，建立数据库存储通过有限状态机标记的具有分叉或聚合的状态节点集，模型运行时根据标记可唯一标示一条起始到终端的路径；

所述数据库还用于存储通过扩展有限状态机记录的已完成的状态转移和已执行的操作动作；

6)沿时间顺序，聚合状态集合和操作集合中的所有状态节点和操作动作，并记录每个状态节点连接的有向弧，完成模型的建立。

根据以上方法，由于当前企业业务过程的多变性要求，对于新增业务或对原有业务需要改变和新增一些流程时，采用有限状态机建模思想，只需修改模型的描述，而不必修改大量的程序代码，也可以降低二次开发的难度。减少编码业务路径所带来的风险。例如在原有的业务状态图(如图1)上增加状态state6、state7，新的状态图如图4所示，通过制定合适的逻辑规则，增加state6状态可以不用改变原有模型和代码，增加state7只需要增加state7到state5的路径即可以满足要求。这样业务流程发生改变，但是开发人员只需要做很少的修改，甚至不需修改原有模型，就能适用于新的业务流程。

如果增加业务流程state6，state7则，新的状态图如图4所示。

按照本发明方法进行的业务流程改进实例：

例如某测量检测系统的业务正向流程如图5所示。先有收发室接收客户订单，然后发往检测科室进行检测，检测完成后存库，并通知客户来领取已完成检测的器具，整个业务流程将其抽象成为15个状态。其抽象后的整体状态流转图如图7所示。系统设有前向流转操作步骤(计量器具领取、任务分配、任务分配调整、首检、首检校核、调休、再检、再检校核、批准证书、对应证书、返回收发室、存库、交付、已交付)和反向操作步骤(退回计量器具、重新首检、重新首检校核、重新调休、重新再检、重新再检校核、更改批准意见、更改证书、退回专业科室、退回收发室、重新交付)，反向操作步骤主要是针对退回、撤回等操作，如图6所示。

对其具体的状态转移描述如下：

(1)委托方客户将待检器具送到收发室，办理送检手续，填写委托单和器具的相关说明，收发室人员将器具信息录入到计量管理系统中，器具此时的状态是“已收待检”。

(2)收发室人员会根据器具的属性通知相应的检测科室来领取待检器具，同时，检测科室人员可以在系统的“计量器具待取”中查看到本科室需要领取的器具。若收发室将待检器具送至相应的检测科室，则该器具的状态转移到“已发往检测科室”。若收发室送错了待检器具，则重新发往检测科室，此时器具的状态仍然是“已收待检”。

(3)收发室人员正确将器具送至相应的检测科室，或检测科室人员正确领取了待检器具，则该器具的状态转移到“已发待检”。若检测科室收错了待检器具，则退回计量器具，此时器具的状态仍然是“已发往检测科室”。

(4)检测科室人员将待检器具领回本科室后，由科室组长分配器具检测任务给各科员，假设组长将任务分配给技术科员W，则该器具的状态转移到“已分配技术科员”。组长分配完后发现分配不当需要将任务重新分配给技术人员A，可以进行任务分配调整，此时器具的状态仍为“已分配技术科员”。

(5)由技术科员A对待检器具进行首检，首检完成后器具的状态转移到“首检完成”；若首检过程中操作错误，可以重新首检，此时器具的状态回到了“已发待检”。

(6)根据检测规定，首检完成后需要将器具交由另一名技术科员或组长校核。假设技术科员A首检完成后由技术科员B对器具进行首检校核。若校准结果符合检测规定，也就是说首检校核通过，则器具的状态转移到“首检校核完成”；若校准结果不符合检测规定，也就是说首检校核不通过，则器具的状态转移到“首检校核未过”。若首检校核过程中操作错误，可以重新首检校核，此时器具的状态回到了“首检完成”。

(7)若器具在步骤(6)通过首检校核后，由科室组长批准该器具的证书，则器具的状态转移到“已批准打印”。若组长批准完后发现批准有误，可以更改批准意见，此时器具的状态回到了“首检校核完成”。

(8)技术科员B在组长批准完证书后，将器具的相关证书打印出来，则器具的状态转移到“已打印证书”。若技术科员A在打印过程中操作错误，可以更改证书，此时器具的状态回到了“已批准打印”。

(9)检测科室人员将检定/校准完成后的器具和相关证书一起返回至收发室，收发室人员正确领取完后，则器具的状态转移到“已返回收发室”。若收发人员领取错误，则将器具和相关证书退回检测科室，此时器具的状态回到了“已打印证书”。

(10)收发室人员将正确领取完后的器具和相关证书做好记录并存库，则器具的状态转移到“已存库”。若将器具及证书存库时发生错误，则将其退回收发室，此时器具的状态回到了“已返回收发室”。

(11)收发室通知委托方来领取器具及证书，委托方缴费并正确领取器具及证书，则器具的状态转移到“已交付”。若委托方领取错误，收发室需要重新交付，此时器具的状态回到了“已存库”。

(12)若器具在步骤(6)不能通过首检校核，则需要技术科员A对其调修，则器具的状态转移到“调修完成”。若调修过程中发生错误，可以重新调修，此时器具的状态回到了“首检校核未过”。

(13)技术科员A对器具调修完后需要对其进行再检，则器具的状态转移到“再检完成”。若再检过程中发生错误，可以重新再检，此时器具的状态回到了“调修完成”。

(14)根据检测规定，再检完成后需要将器具交由另一名技术科员或组长校核。假设技术科员A再检完成后由技术科员B对器具进行首检校核。若校准结果符合检测规定，也就是说再检校核通过，则器具的状态转移到“再检校核完成”；若校准结果不符合检测规定，也就是说再检校核不通过，则器具需要重新再检校核，此时器具的状态回到了“再检完成”。

(15)对于再检校核通过的器具，由科室组长批准其相关证书，则器具的状态转移到“已批准打印”。若组长批准完后发现批准有误，可以更改批准意见，此时器具的状态回到了“再检校核完成”。

继续流转执行器具检测的步骤(8)、(9)、(10)、(11)。

反向流程图是正向流程图的逆操作过程，是在正常的业务过程都完成之后发现问题，可以进行的补救性措施。

通过前期调研发现，改进之前，该企业业务操作复杂且工作人员工作范围、责任区分不够清晰，易与其他部门科员工作冲突，各部门内部科员工作量不明确，不易于合理分配工作任务，利用人力资源。

改进后的业务流程方案具有以下特点：

(1)以角色划分可操作动作范围(即工作范围)，使得各部门之间及部门内部员工在允许的动作范围内完成本职工作。

(2)在部分操作上分支，以满足有多条可选的流程路径的业务过程，满足业务流程的多样化需求。

改进后的业务流程方案的优点：

(1)工作范围清晰，责任范围清晰，不同角色之间独立工作。

(2)与其他部门的工作不冲突，也不干涉其他部门的工作。

(3)加强与其他部门的协同工作，提高工作效率。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (3)

1.一种基于扩展有限状态机的业务流程管理的建模方法，包括以下步骤：

1）分析业务流程，抽象出企业的业务实体，然后将业务实体的执行过程分解为若干个步骤，每一个步骤对应业务实体的一个状态，

则把这些步骤抽象成有限状态机中的每个状态；改变当前状态，则对应有限状态机的状态转移；

2）明确触发每两个关联状态节点之间的转移对应的一个操作，则把这些步骤抽象成有限状态机中的触发各个状态变迁的操作；

3）通过步骤1）和2）将业务流程抽象成状态集合和操作集合；然后根据实际业务操作权限将状态集合和操作集合进行角色分配；

4）根据业务流程连接状态集合中的状态节点，记录与每个状态节点连接的有向弧；

5）在建模过程中，建立数据库存储通过有限状态机标记的具有分叉或聚合的状态节点集，模型运行时根据标记可唯一标示一条起始到终端的路径；

所述数据库还用于存储通过扩展有限状态机记录的已完成的状态转移和已执行的操作动作；

6）沿时间顺序，聚合状态集合和操作集合中的所有状态节点和操作动作，并记录每个状态节点连接的有向弧，完成模型的建立。

2.根据权利要求1所述的建模方法，其特征在于，所述步骤4）中有向弧具有序属性和方向属性，其序属性关系可以通过计算获得，方向属性根据有向弧与业务流程总流向相同或相反定为正方向或负方向。

3.根据权利要求1所述的建模方法，其特征在于，所述数据库还用于存储整个业务流程过程的操作时间和角色操作人员的具体信息。