CN112579057B - 支持组织架构变更的自适应业务流程引擎设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及业务流程管理领域，涉及一种支持组织架构变更的自适应业务流程引擎设计方法。本发明主要通过软件设计实现了支持组织架构变更的自适应业务流程引擎，在目前企业组织架构频繁演化、业务流程无法高效复用的场景下，面向组织架构变更的业务流程引擎的提出，业务流程影响域检测与基于影响域的流程实例迁移等方法的应用，可以有效提高业务流程的灵活性和可复用性。

Description

支持组织架构变更的自适应业务流程引擎设计方法

技术领域

本发明涉及业务流程管理领域，涉及一种支持组织架构变更的自适应业务流程引擎设计方法。

本发明主要通过软件设计实现了支持组织架构变更的自适应业务流程引擎，在目前企业组织架构频繁演化、业务流程无法高效复用的场景下，面向组织架构变更的业务流程引擎的提出，业务流程影响域检测与基于影响域的流程实例迁移等方法的应用，可以有效提高业务流程的灵活性和可复用性。

背景技术

在常见的业务流程引擎架构中，部署与运行业务流程的前提是完成业务流程的定义和编排。在编排过程中，需要对业务流程中的活动和逻辑结构进行定义，来实现复杂的业务过程或功能，这一过程通常采用BPMN2.0、BPEL等业务流程规范进行定义。

如图1的业务流程片段所示，通过流对象、连接对象、人工信息等元素，即可快速实现业务编排。与原生语言实现的业务流程相比，采用业务流程标记语言可以快速定义业务流程，提升了业务开发效率。

然而，在传统的业务流程标记语言中，仅能对流程相关的要素进行编排和定义，而业务流程的运行需要组织架构元素的参与；如在图1所示的流程中，国资实验处审核这一活动依赖资产负责人这一角色来进行处理后，方可继续下一步骤的执行。

可知，业务流程中的活动需要与对应的组织架构元素(如人员、角色、岗位等)进行关联，这一般需要在应用层手动进行完成。当与流程活动相关联的组织架构元素发生变更时，总是需要业务人员重新对业务流程进行配置来适应最新的业务需要，同时静态化配置也无法实现流程实例的复用，导致业务需要被重复开发和部署，这种情况成为业界亟需解决的问题。因此，为了适应组织架构频繁变更的场景，需要设计一个灵活的支持组织架构变更的自适应业务流程引擎。

本发明参考动态软件体系结构和有向二分图对自适应业务流程引擎进行设计。

动态软件体系结构着重对软件系统整体组织结构和控制结构进行动态刻画，包括系统中各单元(构件)的功能分配、各单元之间的层次交互以及约束等等。当软件系统中的一部分发生改变时，能将这个改变反映到整个体系结构模型上。参考动态软件体系结构对自适应业务流程引擎进行设计的优点是，当组织架构发生变更时，可以获得变更对整个业务流程乃至业务系统产生的影响。

二分图又称作二部图，是一种特殊的图模型。其特征是顶点集V可被分割为两个互不相交的子集，并且图中每条边依附的两个顶点都分别属于这两个互不相交的子集，两个子集内的顶点不相邻。上述特征符合业务流程中，流程活动与组织架构元素之间的逻辑关系，流程活动与组织架构元素分属于不同的集合，且互不相邻。基于有向二分图的业务流程抽象方法可以有效地为业务流程影响域识别提供支撑，当组织架构发生变更时，通过二分图可以快速识别受到组织架构变更影响的业务流程活动。

发明内容

本发明针对现有技术的不足了，提供一种支持组织架构变更的自适应业务流程引擎设计方法，在组织架构发生演化时，实现业务流程的自适应。

所述引擎首先定义了企业组织架构模型和架构演化模式，并提出业务流程自适应模型，采用有向二分图结构提取得到BPMN2.0中流程活动及与之相关联的架构元素；当组织架构发生变更时，将这些发生变更的元素作为影响源，标记其直接相关的流程活动；如果某个业务流程受到组织架构变更的影响，采用影响域检测算法识别组织架构变更在流程上产生的影响区域，随后基于原流程移出影响源，并发布新版本的业务流程，再依次判定该业务流程的实例的状态；若流程实例当前所处的活动处于影响域内，采用流程实例迁移算法将流程实例回滚到未受组织架构变更影响的流程活动上，并将其迁移至新的流程版本中对应的活动上；若流程实例当前所处的活动处于影响域之前，则直接将该实例迁移至新版流程中对应的活动之上；若流程实例当前所处的活动处于影响域之后，则不需要对其进行任何处理，以此类推，直到所有受组织架构变更影响的业务流程都得到相应的处理。

本发明的有益效果：本发明能够支持业务流程在组织架构频繁变更的场景中进行自适应，在不同类型的组织架构变更的前提下，实现流程实例迁移，实现业务复用，进一步提高了业务流程的柔性和复用性，特别是在政务场景中组织架构频繁演化的情况。

附图说明

图1为一种业务流程定义的示意图；

图2为本发明提供的支持组织架构变更的自适应业务流程引擎示意图；

图3为本发明定义的组织架构演化类型示意图；

图4为原子变更下的变更影响分析示意图；

图5为部门重组变更的影响分析示意图；

图6为权责迁移变更的影响分析示意图；

图7为角色合并变更的影响分析示意图；

图8为人员迁移变更的影响分析示意图；

图9为本发明中的流程结构模式及相应的有向二分图结构示意图；

图10为本发明执行流程图。

具体实施方式

背景技术中提到的，业务流程和组织架构之间常常无法直接进行关联，需要业务系统在应用层进行拓展与定义。其中的主要原因是，在业务流程库中，常见的方式是使用BPMN2.0或BPEL等语言对业务流程进行定义。组织架构层一般由业务系统自行维护，业务系统以不同的逻辑对组织架构进行定义。业务流程与组织架构间的关联关系也由业务系统进行自定义绑定。若组织架构发生演化，业务流程无法直接识别到这一变化，导致业务流程无法复用，流程实例需要被重新部署。

为此，本发明提供一种支持组织架构变更的自适应业务流程引擎设，以解决上述存在的问题。为更加清楚的表示，下面结合附图对本发明做详细的说明。

本发明提供一种支持组织架构变更的自适应业务流程引擎，请参考图2。

支持组织架构变更的自适应业务流程引擎结构主要分为：组织架构层、业务流程库和中间映射层。

在本发明中，首先对组织架构层中的演化类型和模式进行了定义。

企业组织架构是一个相互关联的多视图模型，包括部门、角色、人员等元素。人员是组织架构中最小单位元素。角色是企业通过为人员赋予不同的角色来动态调整人员的职责和业务权限。部门为管理人员体系的一种静态树型结构。

为了更好地表达和分析企业组织架构中的多元素多层次关系，组织架构被表示为一个属性图G_o＝(V_o,E_o)，由节点集和边集构成：

V_o＝{v₁,v₂,...,v_n}表示节点集合且

一个节点对应部门、角色、人员等组织架构元素，通过为节点设置不同的标签L来区分元素的类型，

表示节点的属性，使用键值对的形式表示，比如人员拥有姓名、年龄等属性；

E_o＝{e₁，e₂，...,e_n}表示图模型中的边集，其中，e_i＝(r，from,to,α)，r定义了节点之间的具体关系,from,to表示边的起始点和终点，α表示边上附加的属性，同样使用键值对的形式表示。

基于企业组织架构的定义，为捕捉企业组织变化的完整影响范围，本发明对企业组织架构中常见的变更类型进行了定义并将其划分为原子变更和复合变更两类。组织架构演化类型是指在组织架构中可能出现的变更，组织架构演化模式是指由这个变更所导致的对架构整体的一系列影响。如图3所示，针对典型的组织架构将变更归纳为原子变更和复合变更两种主要类型。如图4-图8所示，对原子变更和复合变更的影响传播模式进行详细定义和说明。

原子变更指的是发生在单个部门、角色或人员上的变更，共包含四种更细粒度的变更：

1、部门变更：对应部门的增加与删除；

2、角色存在性变更：对应角色的增加与删除；

3、角色权限变更：对应角色权限的增加和简化；

4、人员变更：人员的增加与删除，对应企业人员的入职和离职。

复合变更则由多个原子变更组成，共包含四种变更类型：

1、部门重组：对应部门的分裂与聚合，是部门增加变更与部门删除变更的聚合；

2、权责迁移：一个角色所拥有的部分权限被迁移到另一个角色上，是角色权限增加变更和简化变更的聚合；

3、角色合并：两个角色被合并为一个新的角色，是角色存在性变更与权限变更的聚合；

4、人员迁移：表示人员被迁移至其它角色或部门中，是人员增加变更和人员删除变更的聚合，对应企业人员的调岗操作。

基于上述的组织架构演化类型，本发明对不同变更类型下的影响传播模式进行分析，下面结合附图4-8对两类变更进行详细描述。

图4是各类原子变更下影响传播情况的简单示意。图4(a)是部门删除变更的示意图，对部门元素A进行删除操作，作为变更操作的起始元素，将A标记为影响源。通过边的连接关系，可知角色C从属于部门A，从而确定角色C是一个受到变更影响的节点(以下称“受迫节点”)。由于角色D是角色C的下级角色，人员F和G分别被赋予了角色C和角色D的权限，可得角色D、人员F和人员G也是受迫节点，最终得到的影响链路为<A,C,F>和<A,C,D,G>，受影响的架构元素集合为(A,C,D，F,G)。图4(b)是角色删除变更的示意图，同样的，由于对角色元素D、E进行删除操作，将节点D、E标记为影响源，由连接关系可知人员G、H为受迫节点，从而获得两条影响链路<D,G>和<E,H>，受影响的架构元素为(D,E,G，H)。图4(c)所示的人员删除变更的影响分析过程与上述两者相同，但人员层作为组织架构层的最底层元素，即使作为影响源也不会形成大范围的传播，因此人员节点F、H既是影响源，也是架构中受到变更影响的最终结果集。值得注意的是，由增加变更而出现的新元素，或角色上新增的权限并不会对架构产生影响，因为这些元素本不存在于组织架构中。

图5是部门重组变更时影响传播情况的简单示意。根据图5(a)定义的变更操作，在部门层对部门A、B进行合并操作，将部门C拆分为部门C和P，完成变更后原属于部门B的角色G和人员M将被迁移至部门A中(如图5(c)所示)，这个过程中包含了部门B的删除变更与部门P的增加变更这两类原子变更。此次变更的影响传播过程如图5(b)所示，将部门A、B、C标记为影响源，通过边的连接关系，可确定这次变更形成的影响链路为<A，E,K>、<A,E,F,L>、<B,G,M>、<C,H,N>和<C,I,O>，可得受影响的架构元素是除了节点D、J以外的所有非根节点。

图6是权责迁移变更时影响传播的简单示意。图6(a)所示的是将角色E的权责部分转移给角色D的变更操作(当把一个角色的所有权限都迁移至某个角色时，权责迁移变更将转化为角色合并变更)，这个变更操作中包含了权责增加变更与权责简化变更这两类原子变更。将角色E标记为影响源，由连接关系可知影响链路为<E,H>，可得受此次变更影响的架构元素为节点E和H。在权责迁移变更中，若人员H所拥有的权限全部被转移至角色D，则应当将元素H同步迁移至角色D下(即人员迁移变更)；若从角色E迁出权责后不会影响人员H已有的权限，则元素H应当保留在角色E之下，因此架构在权责迁移变更后将处于如图6(c)所示的不确定状态，需要依赖具体情况具体分析。

图7是角色合并变更时影响传播的示意图。根据图7(a)定义的变更操作，将角色D的所有权限合并至角色C中，这将导致原属于角色D的人员被同步迁移到角色C下，这个变更操作中包含了角色存在性变更、角色权限变更和人员迁移变更等原子变更操作。如图7(b)所示，将角色C、D标记为影响源，根据边的连接关系，可得影响链路为<C，F>与<D，G>，由此确定F、G是受迫节点，可得受此次变更影响的所有架构元素是(C，D，F，G)，变更后的体系结构如图7(c)所示。

图8是人员迁移变更时影响传播的简单示意。根据图8(a)所示的变更操作，在人员层将属于角色C的人员F迁移至部门B的下属角色E下，将属于角色E的人员H迁移到角色C下，这个变更操作中包含了人员删除变更与人员增加变更这两类原子变更。因此将部门F、H标记为影响源(图8(b))，由于人员层的特殊性，可得受此次变更影响的所有架构元素是就是节点F和H，变更后的体系结构如图8(c)所示。

本发明提供的支持组织架构变更的自适应业务流程引擎，能够通过上述变更影响分析方法来跟踪架构变更所产生的影响链路，从而获得组织架构中受到某次变更影响的所有架构元素。

同时，在所述的支持组织架构变更的自适应业务流程引擎中，采用有向二分图模型对业务流程活动与组织架构元素间的依赖关系进行描述，即所述业务流程引擎的中间映射层。

有向二分图G_r＝(V_o,V_p,E_r)是一种特殊的图模型并拥有以下特点：

节点集合V可以被划分为两个互不相交的子集，即V＝V_o∪V_p，且

其中V_o代表组织架构元素集，V_p代表业务流程活动集；

图中的每条边E_r所关联的起点v_o和终点v_p分别属于上述两个顶点集中，v_o∈V_o，v_p∈V_p，边<v_o，v_p>表示流程活动v_p的执行需要得到组织架构元素v_o的审批，边<v_p，v_o>则表示组织架构人员需要依据v_p的结果做决策。

优点：1)补足了以活动为中心的流程建模方式的短板，在不影响原流程模型定义的前提下，构建了组织架构与流程活动之间的关系；2)隔离了流程模型的逻辑结构带来的复杂性。这种模型定义形式不需要在流程模型层面考虑流程运行过程中可能出现的不同执行链路和状态，而专注于定义组织架构和流程活动之间的依赖关系，在一定程度上降低了业务流程影响域分析的复杂度。

为进行高效的关联分析，本发明简化了复杂流程执行过程中各个活动之间的逻辑关系，并确定了业务流程中常见的5种结构模式，其中，A，B，C都表示一个具体的流程活动，且假设每个流程活动都分别绑定一个组织架构元素。约定流程活动节点放在集合V_p中，组织架构元素放在集合V_o中，两类节点均按照A->B->C的次序从上至下放置，则每种结构模式的具体形式及相应的有向二分图表示如图9所示。同时，鉴于组织架构变更的多发性和传播性，本发明提出了一种处理架构元素之间的传播关系，同时可正确识别架构变更对业务流程产生的影响区域的业务流程影响域检测算法，该算法的执行步骤如下：

步骤1：基于组织架构属性图G_o＝(V_o，E_o)，利用广度优先搜索算法BFS获取组织架构元素的所有广度优先序列；

步骤2：以影响源(部门元素、权责元素或人员元素)作为起点，检索直接或间接(即受迫节点)受到影响的架构元素并得到架构影响结果集OIS(Organization ImpactScope)；

步骤3：基于流程的有向二分图G_r＝(V_o,V_p,E_r)和OIS得出受影响架构元素的直接后继节点，即受架构变更影响的业务流程活动集BIS(Business-Process Impact Scope)。

下面给出业务流程影响域检测算法(Business-Process Impact ScopeDetection,BISD)的伪代码设计。算法的输入为：组织架构属性图G_o＝(V_o，E_o)，部门变更集合D，角色变更集合R，人员变更集合P，变更集合代表相应元素中的影响源(变更操作的起始点)，流程的有向二分图G_r＝(V_o,V_p,E_r)，其中，V_o为组织架构节点集，V_p为业务流程活动集。算法输出为BIS，表示某个业务流程中受到此次架构变更影响的活动集合。

业务流程实例迁移是根据影响域检测算法得出的流程活动影响区域(以下简称为“影响域”)，将受到组织架构变更影响的流程实例回滚到某个未受影响的活动节点并迁移到新的流程模型上，以达到流程实例自适应的过程。

所述支持组织架构变更的自适应业务流程引擎支持以如下的流程实例迁移算法实现业务流程自适应。

首先，本发明定义了三种流程实例级别的迁移策略(Migration Strategy)：(1)回退迁移策略(Rollback And Migrate,RM)：若实例当前所处活动处于影响域内时，则将实例数据回退到影响域之前的活动节点上，同时将该实例迁移到新的流程模型上；(2)仅迁移策略(Only Migrate,OM)：若实例当前所处活动处于影响域之前，则仅需要将实例数据迁移到新的流程模型上；(3)放行策略(Do Nothing,DN)：若实例当前所处活动处于影响域之后，则不需要进行处理，按照原流程逻辑进行流转，因为组织架构变更已不会对这条实例的后续执行过程产生影响。

下面对基于变更影响域的流程实例迁移算法的执行步骤进行阐述。该算法会根据业务流程影响域和实例的实际执行链路找到当前实例的最佳迁移点，在进行状态判定后对实例采用相应的策略进行处理。算法输入为受影响的业务流程模型集合。流程实例迁移算法的具体执行步骤如下：

步骤1：逐一获取受架构变更影响的业务流程集合中的模型定义，基于深度优先遍历算法对流程模型进行链路分析，获得目标流程模型所有可能的执行路径序列；

步骤2：将基于影响域检测算法得出的受影响活动输入到所有执行路径序列上，确定每条执行路径上影响域的范围(起点和终点间的所有活动节点都会被划定为影响域)，并得到每条执行路径上的最佳迁移点；

步骤3：若影响域与并行结构存在交集，则需要将整个并行结构内的活动识别为影响域(该识别操作将被同步到其它执行路径上)，以确保实例状态的一致性，同时重新调整得到最佳迁移点；

步骤4：遍历目标流程模型的所有流程实例，并与执行链路进行对比，基于最长匹配原则，确定每条流程实例对应的执行链路和最佳迁移点；

步骤5：挂起当前正在处理的实例，根据每条实例当前所处活动与影响域的位置关系，确定合适的实例迁移策略对实例进行处理：1)若实例的当前活动处于影响域内，则将实例回滚至最佳迁移点上，并将实例数据迁移到新的流程模型版本上；2)若流程实例的当前活动处于影响域之前，则仅需将实例迁移到新的流程模型版本上；3)若实例的当前活动处于影响域之后，则不需要对实例进行任何操作；

步骤6：当前实例的迁移操作结束后，重新激活该流程实例以开放访问，访问并处理下一条流程实例数据。重复步骤2-6，直至完成对所有受影响业务流程实例的迁移处理。

下面给出了业务流程实例迁移算法(Business-Process Instance Migration,BIM)的伪代码设计。算法的输入为业务流程模型M，M对应的业务流程实例集inst_M及相应的业务流程影响域BIS，算法的处理对象是目标业务流程对应的流程实例，因此没有输出。

本发明实现面向组织架构变更的业务流程自适应的具体执行步骤是：

步骤1：以受到调整的组织架构元素作为输入，基于组织架构演化类型和影响传递模式，求出受到此次变更影响的所有组织架构要素的集合。

步骤2：将受影响的组织架构元素集合输入相应流程的有向二分图结构中，获取受影响组织架构元素对应的流程节点。遍历系统中所有的业务流程，获得所有包含受影响库所的业务流程模型并存储在系统内存中。

步骤3：通过影响域检测算法，确定此次变更在各个业务流程模型上产生的影响区域。同时，基于该模型生成(可人为调整)适配调整后组织架构的业务流程版本。

步骤4：将旧版本的业务流程模型分解为执行链路，并根据每条执行链路的特征调整或同步影响区域，同时确定每条链路上的最佳迁移点。

步骤5：获取对应业务流程模型的所有实例(处理时挂起该流程实例)，使用流程实例迁移算法，根据每项实例的实际执行情况，采取相应的迁移策略对其进行处理。

步骤6：处理完成后，重新激活该流程实例，使其恢复到正常的业务状态。

步骤7：重复步骤3-6，直至内存中所有的业务流程模型都已得到处理。

图10为方法执行流程图。

Claims (1)

1.支持组织架构变更的自适应业务流程引擎设计方法，在组织架构发生演化时，实现业务流程的自适应，其特征在于：

所述引擎首先定义了企业组织架构模型和架构演化模式，并提出业务流程自适应模型；采用有向二分图结构提取得到BPMN2.0中流程活动及与之相关联的架构元素；

当组织架构发生变更时，将这些发生变更的元素作为影响源，标记其直接相关的流程活动；如果某个业务流程受到组织架构变更的影响，采用影响域检测算法识别组织架构变更在流程上产生的影响区域，随后基于原流程移出影响源，并发布新版本的业务流程，再依次判定该业务流程的实例的状态；若流程实例当前所处的活动处于影响域内，采用流程实例迁移算法将流程实例回滚到未受组织架构变更影响的流程活动上，并将其迁移至新的流程版本中对应的活动上；

若流程实例当前所处的活动处于影响域之前，则直接将该实例迁移至新版流程中对应的活动之上；若流程实例当前所处的活动处于影响域之后，则不需要对其进行任何处理，以此类推，直到所有受组织架构变更影响的业务流程都得到相应的处理；

所述的业务流程自适应的具体步骤是：

步骤1：以受到调整的组织架构元素作为输入，基于组织架构演化类型和影响传递模式，求出受到此次变更影响的所有组织架构要素的集合；

步骤2：将受影响的组织架构元素集合输入相应流程的有向二分图结构中，获取受影响组织架构元素对应的流程节点；遍历系统中所有的业务流程，获得所有包含受影响库所的业务流程模型并存储在系统内存中；

步骤3：通过影响域检测算法，确定此次变更在各个业务流程模型上产生的影响区域；同时，基于该模型生成适配调整后组织架构的业务流程版本；

步骤4：将旧版本的业务流程模型分解为执行链路，并根据每条执行链路的特征调整或同步影响区域，同时确定每条链路上的最佳迁移点；

步骤5：获取对应业务流程模型的所有实例，使用流程实例迁移算法，根据每项实例的实际执行情况，采取相应的迁移策略对其进行处理；

步骤6：处理完成后，重新激活该流程实例，使其恢复到正常的业务状态；

步骤7：重复步骤3-6，直至内存中所有的业务流程模型都已得到处理。

Images