JP2005317007A - ワークフロー自動生成システム、および、ワークフロー分析および制御システム - Google Patents

ワークフロー自動生成システム、および、ワークフロー分析および制御システム Download PDF

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Abstract

【課題】 本発明は、ワークフロー自動生成システム、および、ワークフロー分析および制御システムを提供する。
【解決手段】 本発明のワークフロー自動生成システムは、サービス記述を含む知識データベースと、前記知識データベース内の種々のサービス間の接続性をマッチングすることによって有効なワークフロー・モデルを生成する、ワークフロー・モデリング推論エンジンと、各ワークフローのシミュレーションを実行するシミュレータと、顧客要求を取得し、ワークフローのビューを表示する、グラフィカル・ユーザ・インタフェースと、を備える。
【選択図】なし

Description

本開示は、ワークフロー自動生成およびワークフロー分析に関する。
本開示は印刷ジョブに関連したワークフローについて特定用途を見出し、該特定用途に特に関連して説明する。
本開示の一の態様は、動的JDFワークフローについての階層的依存グラフに関する。JDFは、産業協同組合(industry consortium body)CIP4によって提案されたジョブ定義フォーマット(Job Definition Format)であり、プリ−プレスから、プレス、ポスト−プレスまでの印刷の生成および生産に含まれるすべての態様に影響する。JDFは、企業、部署、ソフトウェア、およびシステム間の印刷ジョブを記述するための共通語を提供する。JDFは、人間、機械、およびコンピュータを組み込むワークフロー自動生成のための基礎も提供する。しかし、JDFそれ自体は、系統立ったワークフロー仕様言語ではない。その代わりに、JDFワークフローは、多数のプロセス・ノードを含むジョブ記述として、暗黙的に記述される。ジョブ記述のプロセス・ノードの実行順序は、プロセス・ノード間のリソース依存として、暗黙的に定義される。JDFは、どのようにして未定義のプロセス・フローのシーケンスを駆動するかを、JDFベース・システムのMISまたはコントローラ要素の実装に委ねる。しかしながら、大半の既存の実装では、JDFワークフローが、実装においてハード−コードされているか、または限定された静的なJDFワークフローのセットがサポートされているか、のいずれかである。十分に動的なJDFワークフローを促進するために、プロセス・ノードとリソースとの間の依存性は、明示的に表現され、追跡されるべきであり、また、実装から完全に分断されるべきである。
本発明の課題は、上記に鑑み、ワークフロー自動生成システム、および、ワークフロー分析および制御システムを提供することである。
本開示の一の実施形態は、ワークフロー自動生成システムを開示する。本ワークフロー自動生成システムは、サービス記述を含む知識データベースと、知識ベースの種々のサービス間の接続性をマッチングさせることによって有効なワークフロー・モデルを生成するワークフロー・モデリング推論エンジンと、各ワークフローのシミュレーションを実行するシミュレータと、顧客要求を得てワークフローのビューを表示するためのグラフィカル・ユーザ・インタフェースと、を備える。
本開示の他の実施形態は、ワークフロー分析および制御システムを開示する。ワークフロー分析および制御システムは、実行されるべき種々の印刷ジョブの記述を提供するワークフロー顧客サービスと、階層的依存グラフ表示並びにプロセスおよびリソース依存を含むワークフロー分析を実行するワークフロー分析サービスと、印刷ジョブの実行を制御するワークフロー編成器(orchestrator)と、を備え、ワークフロー顧客サービスがワークフロー分析サービスへの入力を提供し、ワークフロー分析サービスがワークフロー編成器への入力を提供する。
図1を参照すると、顧客要求および利用可能なサービスに基づいて有効なワークフロー・モデルを自動生成するために、ワークフロー・モデリング・セールス・ツールが使用される。本ツールは、次の4つの基本要素を有する。(1)サービス記述を含む知識ベース2、(2)知識ベースの種々のサービス間の接続性をマッチングすることとユーザの制限とを満足することによって、すべての有効なワークフロー・モデルを生成する、ワークフロー・モデリング推論エンジン4、(3)ペトリ・ネットにワークフローをマッピングすることによって、各ワークフローのシミレーションを実行する、ペトリ・ネット・シミュレータ6、並びに(4)(a)顧客要求を満足するワークフロー・オプションを絞り込む一連の質問10を通じて顧客要求を得るため、および(b)ワークフローのサービス、製品、およびペトリ・ネットを視覚化するための、GUI8。
図2は、図1を参照して記載されたセールス・ツールの実施形態の構成図を図示する。
知識ベース2は、サービス・パラメータの詳細な記述と共に、利用できるサービスの記述を含む。サービス・パラメータは、XMLベースのJDFおよび他の機能記述フォーマットを含む。サービス構造を、下記に示す。
Service (refID, devId, Service_Details
,[Constraints(InboundConstraints)]
,[Constrains(OutputConstraints)]
,[Attributes(Attributes))
,[Constrains(DataInputConstraints)]
,[Constraints(DataOutputConstraints)]
Product (prodID, prod_Details).
RefIDは、サービスを表すユニークなIDである。入力および出力制限のリストは、サービスが受け入れるかまたはサービスが接続可能である、制御入力および出力から成る。たとえば、InboundConstraintsの(control_port,tcp_ip,2)は、サービスが一度に2つのTCP/IP接続を許容することを意味する。数値2は、サービスが処理できるサービスの数を特定する濃度(cardinality)である。同様に、DataInputConstraintsの(data_format,pdf,1)は、サービスが一度に1つのpdf文書を許容することができることを意味する。Attributesは、サービス遅延等のサービス中心パラメータのリストを含み、サービスに特有なさらなる制約を含んでいてもよい。Service_Details制約は、名称、バージョン等、サービスに特有なさらなる情報を含む。prodID制約は、サービスがマッピングする製品に関する。製品は、製造業者、バージョン、コスト等の、ユニークなprodIDおよびデバイス中心パラメータを含む。サービスは、製品についてn対nの関係を有する。
図3(A)を参照すると、推論エンジンは、種々のサービス間の有効な接続をチェックすることによって、すべての可能なワークフローを生成する。1つのサービスのすべての制御およびデータ出力パラメータが他のサービスの入力パラメータとマッチする場合には、2つのサービス間には有効な接続がある。ユーザがより多くの特定オプションを選択すると、ワークフロー・オプションは、絞り込まれる。
推論エンジンは、最初に、有効なサービスとユーザ要求とをマッチングさせることによって有効な経路の順列を生成し、次に、可能なワークフロー構造を生成する、すべての有効な経路のすべての組合せを生成する。図3(B)を参照すると、推論エンジンを用いて生成された有効なワークフローの例は、下記の通りである。
WF = A([], [B, C]), B([A], [D]), C([A], [D]), D([B,C], [E]), E([D], [])
上記構造は、5つのサービス、すなわち、A,B,C,D,Eがあることを特定する。各タプル中の第1のリストは入力サービスを特定し、第2のリストは出力サービスのリストを特定する。これは、図3(B)に示すように、視覚的に表現できる。
ここで、Aは、Aが2つのサービスBおよびCに接続できることを意味する、2の出力濃度を有する。
上記表示は、各サービスが分岐条件および繰返しを示すように拡張可能である。たとえば、サービスDについて、D(j,b,i)は、結合条件と、分岐と、繰返し回数と、を示す。前述の表示D(OR,AND,0)を使用すると、DがOR結合とAND分岐とを有し、ループが許容されないことを意味する。
図3(B)に示す上記ワークフロー構造は、分析およびシミュレーションのために、ペトリ・ネット表示に変換できる。ペトリ・ネットは、AND,OR,XOR等の種々の分岐条件のモデリングを可能にする。本ツールは、現在、単純な分岐および結合のワークフローをサポートしており、分岐条件の分析をサポートしていない。シミュレーションを実行するために、タイム・ペトリ・ネットのいくつかの特徴が使用される。
図4に示されるように、1つのサービスは、2つの遷移と1つの場とから成る一般構造を有する。場はトークンを保持し、遷移は、続行する場に利用できる十分なトークンがある時に発火する動的要素である。サービスは、2つの遷移およびその間の場によって表される。第1の遷移はすべての処理前条件が満足された時に発火し、第2の遷移はその処理が完了した時に発火する。これにより、我々は、サービスがまだジョブを処理していることを示す、トークンが中心の場にある時である状態を有することができる。
プロローグ中のトークン/ジョブの表示。
Token (job_id, time_spent, (pending_transition, delay_time))
job_id −ジョブ数
time_spent −ワークフローのレディ状態のジョブがキューで費やす時間
pending_transition −トークンが待機している遷移
delay_time −遷移における遅延または待ち時間
マーキングは、現在のペトリ・ネットの状態を示し、ペトリ・ネットのすべての場のベクトルである。
4つの場と2つのジョブとを有するペトリ・ネットの状態を示す、最初のマーキングの例:
marking([p1, [(job1, 0, (0, 0)), (job2, 0, (0, 0))], (p2, []), (p3, []), (p4, [])])
ここでは、遷移はある遅延と関連しており、また、そこにはグローバルな時計があり、該時計を通じて、能動的な種々の遷移が更新され、いつ発火すべきかを知る。トークンが得られる時に遷移が発火し、トークンは、元の場で、ある時間(遷移の遅延と等しい)待機する。1つ以上の遷移を有する分岐があり1つのトークンが利用できるようになる場合、発火を開始する準備ができた遷移が、ある時間経過後、最初に発火する。2つの遷移の遅延が等しい時には、両方の遷移は同時に発火する。
2つの遷移の遅延の合計は、サービス遅延に等しい。各ジョブは、グローバルな時間と、ネットで費やされた時間と、発火のために各遷移において費やされた時間と、を含む。最初の場のジョブ数と、ペトリ・ネット・ベースのワークフローにかかった合計および平均時間と、に基づいて、スループット合計が得られる。コスト関数は、各製品のコストの総和である。コストは、リソース活用の関数まで、拡張されてもよい。
リアル−タイムのワークフロー・シミュレーションを実行するために、単一のジョブを処理するために必要な様々な種類のリソース、共有されるリソース、および処理されるべき様々な種類のジョブがあってもよい。タイム・ペトリ・ネットは、リソース共有化を実現するために拡張されてもよい。カラー・ペトリ・ネットは、様々な種類のジョブおよび様々な種類のトークンがある時に、システムのモデリングを可能にする。このプロセスは、ジョブのキュー(queue)を含んでいてもよい。
多くの利用できるペトリ・ネット・ツールは、多くの分析およびシミュレーション・エンジンによって採用されたワークフロー管理連合規格(WorkFlow Management Coalition Standard)のペトリ・ネット・マークアップ言語(PNML)を生成することによって、ペトリ・ネット・シミュレーションを実行可能である。
ユーザからワークフロー機能要求を取得するために、GUI上でサービスの必要な属性が直接選択される、すなわち、ユーザは質問自動生成モジュールによって生成された質問に答えることができる。それらの質問は、最終的に、ワークフローのセットを絞り込む。
図5に示された質問自動生成モジュールは、あまり技術知識のない者のために開発された。ユーザは、自分の要求事項を満足するのに必要な種々のインタフェースを知っていなくてもよい。容易に理解され、知識ベースのサービス制限にマッピングされるように、質問が作られる。この質問自動生成モジュールは有効なワークフローを探すためのユーザの試行錯誤を最小限にし、選択される最小限の実行可能なセットにワークフローを削減するように制御を行う。サービス制約は、サービスの種類および出力制約等のカテゴリーに分類される。最適化された質問が属性の可能な組合せに基づいて生成される。該属性は最小数のワークフローを生成し、いまだ選択されていないものである。しかしながら、本モジュールはすべての利用できる制限について全数調査を実行するから、あまり効率的な技術ではない。適切な質問を選ぶためには、経験則を有することがより適している。
ユーザは、ユーザ・インタフェースのサービス制約も直接選択できる。サービス制約は、それらの制約の種類に基づいて、分類される。必要な仕様を含むすべての有効なワークフローが取得される。
図9、10、11に示されるように、3つの異なるワークフローのビュー、すなわち、サービス・ワークフロー・ビューと、デバイス・ワークフロー・ビューと、ペトリ・ネット・ベース・ワークフロー・ビューと、がそれぞれ生成される。ユーザがGUI内のワークフローとビューとを選択した時に、ノード位置座標とノード間のアークとから成るXMLファイルが生成される。ここで考慮されたワークフローは、平面かつ非循環のグラフである。これらの座標は、分岐があるところではどこでも、変位を計算することによって生成可能である。
プロローグのワークフロー・モデラーから取得されるワークフロー構造は、分岐および結合を示すために、ネスティングされたリスト構造に変換されてもよい。
任意の二次元の非循環平面状のワークフローが、リストのネスティングとして表現可能である。リストは、大括弧[]に含まれた、コンマによって分離されている、要素の任意の長さの順序列である。要素は、単一のサービスであってもサービスの他のリストであってもよい。サービスは、それらの機能的属性および濃度(接続可能なサービスの数)がマッチする場合には、複数のサービスに接続可能である。
たとえば、図6(A)に示されたワークフローは、[[[A],[B],[C]],[D]]として表すことができる。リスト内のすべての要素がワークフローを表すと仮定されており、すべてのサービスが単一のワークフローとして仮定されている。L1,L2が1つの要素(サービス/最小単位)を含む場合には、L1,L2がシーケンスに含まれる。すなわち、図6(B)に示すように、L1=[s1]、L2=[s2]である場合には、[L1,L2]=[[s1],[s2]]である。L1が1つの要素を含みL2がXの要素を含む場合には、L1はX個の要素に接続すべきである。すなわち、L1=[s1]、L2=[[s2],[s3],[s4]]ならば、X=3であり、図6(C)に示すように、[L1,L2]=[[s1],[[s2],[s3],[s4]]]である。L1がX個の要素を含みL2が1つの要素を含む場合には、X個の要素がL2に接続すべきである。すなわち、ここでは、図7に示すように、L1=[s1],[s2],[s3],[s4]およびL2=[s5]である。このアプローチはより容易な視覚化、分析容易なサブネット、および下記のような各レベルにおける階層的抽象化を可能にする。XY座標は、グラフを生成する上記構造を解析することによって生成可能である。この表現は、平面かつ非循環グラフには一義的である。自動レイアウト・グラフ・アルゴリズムは、ワークフローを視覚化できる。ILOGによって供給されたSDMビューワ(SDMViewer)は、市販のグラフ・レイアウト・ソフトウェア・パッケージであり、XMLファイルおよびスタイル・シートに記載されたビュー・フォーマットに基づいて、グラフを生成する。
図8は、上述のシステムの高水準の図を示す。図9、図10、および図12は、それぞれ、サービス、製品、およびペトリ・ネット構成の1つの実施形態を示す、スクリーン・ビューの1つの実施形態を示す。これらの構成は、ユーザ/顧客から視認可能であり、ワークフロー・モデリング・セールス・ツールを提供する。
例示的な実施形態の他の態様である図12および13を参照すると、本開示は、プロセスおよびリソース依存の調査を通じて、拡張DAG構造である、たとえばJDF等の階層的依存グラフ(Hierarchical Dependence Graph(HDG))を提供する、ワークフロー120を示す。HDGは、明白なワークフローの意味規則を提供するばかりでなく、ワークフロー分析122用のフォーマットの基礎も提供する。HDGの接続(connectivity)行列およびその変換を使用することによって、HDGの二重形式が構築可能であり、インタラクションの直交ビューおよびワークフロー要素124間の依存性を提供する。さらに、HDGベースのワークフロー分析は、不具合/例外処理のための分析技術を提供する。
JDFワークフローは、XMLにおいて遭遇する可能性のあるすべての製造プロセスおよびマテリアルのタイプを記述する階層的ジョブ・ツリー構造を通じて特定される。JDFワークフローは、各ワークフロー・ジョブの要求事項を満足する、リソース入力/出力リンクを通じて一続きにされている、JDFノードおよびリソースという2つの基本的要素を含む。種々のニーズに従って、JDFノードは、プロダクト・ノード(意図レベル)、プロセス・グループ・ノード、およびプロセス・ノード(実行レベル)の種類のいずれであってもよい。一般的に、MIS/またはコントローラは、任意のプロダクト・ノードをプロセス・ノードにマッピングする必要があり、最終的に実行のための目的地に送られる。プロセスは、PDFファイルもしくは面付けデザイン等デジタル・データまたはペーパー・リフト等の物理的アイテムで実行される動作である。リソースは、デジタル・データまたは物理的アイテムそれ自体である。1つのプロセスの出力は次のプロセスの入力になり、その入力リソースが利用できるまではプロセスは開始しない。JDFは、並行プロセス、発生プロセス、併合プロセス、および動的プロセスを記述するために、これらのビルディング・ブロックをどのように使用するかを詳細に定義する。
図14および15は、JDFジョブ・ツリー構造および対応する処理手順の簡単な説明であり、処理手順はリソースによって連結されており、JDFルート・ノードjdfは、3つのプロセス・ノードP1、P2、P3を含む。プロセスP1は入力リソースR1および出力リソースR2を含み、プロセスP2は入力リソースR3および出力リソースR4を有し、プロセスP3は入力リソースR2およびR4並びに出力リソースR5を有する。
非循環有向グラフは、同じ頂点で経路が開始・終了することのない、有向グラフである。それは、多くのスケジューリング・アプリケーションにおいて、演算式の一般的構造を表し、タスク・グラフおよび先行関係を表す点で非常に有用なグラフ構造である。階層的依存グラフ(HDG)は、非循環有向グラフ(すなわち、DAG)を、階層的構造を用いて拡張する。この開示の1つの態様は、2種類のHDGを使用でき、1つの態様はジョブ中心(すなわち、プロセス中心)HDG(J−HDG)であり、他の態様はリソース中心HDG(R−HDG)である。これらのグラフ構造のフォーマット定義は、次の通りである。
定義1:HDGは、循環のないグラフG=+V,Eであり、ここでV={v|vi∈V,i=1,…,[V]}は頂点のセットであり、E={e|ek∈E,k=1,…,|E|}は有向エッジのセットであり、ekはラベルを有する順序付けられた頂点のペアである。すなわち、ek=(vi,vj,λk)であり、ここでvi,vj∈Vは、それぞれ、エッジekの頂点内および頂点外であり、λkはekの記号ラベルである。HDG V’φV内のある頂点については、頂点自体の中にDAGを含んでいてもよい。
J−HDGにおいて、JDFノードは頂点であり、それらの入力エッジは入力リソースでラベル付けされており、出力エッジは出力リソースである。頂点がどのJDFノード・タイプに属するかに従って、J−HDG内の各頂点は、最小単位の要素となるか(すなわち、JDFプロセス・ノード)、または、さらにDAG自体に分解されるか(すなわち、JDFプロダクト・ノードまたはプロセス・グループ・ノード)、のいずれかであってよい。J−HDGは、柔軟なJDF階層的構造を保持するだけでなく、JDFノード間の制御手順を明示的に表す。J−HDG構造をMIS/またはコントローラ設計に組み込むことによって、十分に動的なワークフローをサポートできるように、実装において、ハード−コードされたワークフロー制御手順を避けることができる。明示的なジョブ中心依存表示を用いると、J−HDGは、JDFジョブ構造と新生の明示的なワークフロー記述基準との間の中間的なステップでもある(すなわち、BPEL,BPML)。JDFを適切にBPELからBPMLへ、あるいは、BPMLからBPELへマッピングすることにより、最終的に、標準的ワークフロー記述を通じて、JDFワークフローを切れ目無く編成することができる。
定義2:J−HDGはHDG G=+V,Eであり、ここでV={v|vi∈V,i=1,…,[V]}は頂点のセットであり、E={e|ek∈E,k=1,…,|E|}は有向エッジのセットである。NはJDFノードのセットを表し、RはJDFリソースのセットを表す(JDFノードと直接リンク可能であり、分割したリソースを含む)。任意の所与のJDFジョブ記述の外部のソースおよびターゲットの頂点は、それぞれ、一般的に、αおよびβと表される。それゆえ、任意のek∈EについてV=NY{α,β}であり、ek=(vij,λk)である。ここでvi,vj∈Vは、それぞれ、エッジekの頂点内および頂点外であり、λk∈Rである。
しかしながら、R−HDGにおいて、JDFリソースは頂点であり、それらの入力エッジはそれらを生産したJDFノードであり、出力エッジはそれらを消費したJDFノードである。すべてのJDFリソースが分割可能であるから、分割リソース部分を有する各JDFリソースについては、分割された部分間の先行関係はDAGで記述される。それゆえ、R−HDG中の各リソースの頂点は、DAGそれ自体を潜在的に含む。
定義3:R−HDGはHDG G=+V,Eであり、ここでV={v|vj∈V,i=1,…,[V]}は頂点のセットであり、E={e|ek∈E,k=1,…,|E|}は有向エッジのセットである。NはJDFノードのセットであり、RはJDFリソースのセットであり(JDFノードと直接リンク可能である)、δは分割されたリソース間のリソース先行関係のセットを表す。それゆえ、任意のek∈E,ek=(vij,λk)についてV=Rであり、ここでvi,vj∈Vは、それぞれ、エッジekの頂点内および頂点外であり、λk∈NYδである。
図16(A)はJDFジョブ・ツリー(ワークフロー・インスタンス)の簡単な例を、図16(B)はその派生したJ−HDGの表示を(1つは上位レベルであり、1つは下位プロセス実行レベルである)を示す。図16(C)のプロセス実行レベルにおけるJDFノードは、所与のワークフロー内でスケジュール化および編成化可能な最小ワーク単位である。
図17(A)はJDFワークフローの例を示す。ワークフローは、分割されたリソースおよび2つのレベル(上位レベル・リソース(図17(B))および分割されたリソースレベル(図17(C)))における派生したR−HDG表示を含む。上位レベルのリソースは、ユニークなリソースIDによって特定され、ネスティングする分割されたリソースは、一連のリソースID/パートID(キー)等として特定される。リソースR2は2つの分割されたリソースR21およびR22を有し、R21はR22に先行する。R−HDGは、リソースの種類に従って、フィルタ処理される。たとえば、ドキュメントの種類のJDFリソース(すなわち、ラン・リスト(RunList)、ファイル・スペック(FileSpec)等)が特定された場合には、ワークフローのドキュメント中心のビューを提供するために、より単純かつ簡潔なR−HDGサブ−グラフが、形成可能である。
線形グラフとしては、HDGの構造が、発生(Incidence)行列およびその演算(たとえば、加算、乗算、転置等)によって表現可能である。この部分は、さらにHDG接続行列を定義するために、HDG発生行列の定義を提供する。接続行列から、J−HDGおよびR−HDGの変換が生じる。
定義4:V頂点およびEエッジのHDG Gの発生行列は、次数[V]および|E|の行列M=[mij]であり、ここで、エッジjが頂点iにおいて発生し、頂点iから離れた方向に向いている場合にはmij=1であり、エッジjが頂点iにおいて発生し、頂点iの方向に向いている場合にはmij=−1であり、これら以外の場合はmij=0である。
たとえば、図16(A)、(B)、(C)の例で与えられた例についてのプロセス実行レベルにおけるJ−HDGの発生行列が、図18に示されている。図18において、行列Mの各列は、丁度2つの非ゼロ数値を有する(1つは+1であり、もう1つは−1である)。+1は列を示す出力エッジであり、−1は列を示す入力エッジである。
定義5:HDGの接続行列は、JDFノードと所与のJ−HDGまたはR−HDGとの間の接続性を示し、ここでJ−HDGの接続行例は、次数|N|および|R|の行列CJ-HDG=[cij]であり、ここで各列cjは、同じリソース・ラベルを有するJ−HDGの発生行列の任意の列の加算である(αおよびβの行を除く)。
たとえば、上記図17(A)、(B)、(C)から派生したJ−HDGの接続行列は、次の通りである。図19に示すように、図17に示す行列の2つの列(e0およびe1)のみが、同じリソース・ラベル(R0)を共有する。このため、Cinterimに示すように、c1=e0+e1である。図19に示す最終的な接続行列CJ-HDGは、αおよびβの行のみが取り除かれたCinterimと同じである。図19では、行列Cの各列がユニークなJDFリソースを示し、ここで各正数はそのリソ−スの生産者であることを示し、各負数は同じリソースの消費者であることを示すことに留意されたい。ノードPiによって生産されたJDFリソースが、たとえば、両ノードPkおよびPlによって消費された共有出力リソースである場合には、cij=+2,ckj=−1,およびClj=−1である。同様に、リソースが1つより多いノードによって生産され(すなわち、各ノードが非重複のリソース部分を生産する場合には平行な経路を通じて、または、それ以外の場合には専用経路を通じて、のいずれかのPiおよびPk)、ノードPlによって消費される場合には、cij=+1、ckj=+1、clj=−2である。所与のワークフローについての最初の入力(たとえば、本例ではR0)であるリソースを除いて、行列CJ-HDGの列内のすべての非ゼロ数値は負であり、最後の出力リソース(たとえば、本例ではR4)はすべて正数である。これら以外の場合には、行列CJ-HDGの各列(中間リソース)のすべての非ゼロ数値の合計は0である。
図19は、プロセス実行レベルにおける、JDFワークフロー(図16(A)、(B)、(C)で提供された)から派生した接続行列を示す。本行列は、以下に定義される行列ロ−ル−アップ処理を通じて、より高水準(たとえば、JDFプロセス・グループ・レベル、意図レベル)のワークフローの接続行列に適切に変換可能である。
定義6:行列ロール−アップ処理は、所与の接続行列から次のレベル・アップ接続行列を構築するためのプロセスである。2つのステップが含まれている。(1)次のレベル・アップHDGの隠れエッジを表す列を取り除く。(2)すべての関連する行を同時に加えることによって、次のレベル・アップHDGの単一のノードと衝突する行を併合する。生じる接続行列は、最初の行列と同じ意味規則を保持する。
図20は、上記行列ロール−アップ処理を適用することによって図19のCJ-HDGから変換された接続行列C’J-HDGを示す。同様に、ロール−アップ処理は、図17(A)、(B)、(C)で提供された例に適用可能である。分割リソースを有する対応する接続行列CR-HDGおよびC’R-HDGが図21に示される。
J−HDGおよびR−HDGは、直感的にHDGの二重形式であり、J−HDGはジョブ中心ビューを提供し、R−HDGはリソース中心ビューを提供する。二重HDG(たとえば、R−HDG)の構築は、オリジナルのHDG(たとえば、J−HDG)の接続行列を転置することによって実現でき、逆も同じである。つまり、CJ-HDG=transpose(CR-HDG)またはCR-HDG=transpose(CJ-HDG)である。
定義7:J−HDG→R−HDG変換処理は、次のステップを有する。(1)オリジナルのJ−HDGの接続行列を構築する。(2)行と列とを入れ替えることによってオリジナルの接続行列を転置する。(3)各行はR−HDG内のノードであり、各列はR−HDG内の有向エッジのラベルである。ここで、負数は入力エッジを表し、正数は出力エッジを表す。数値それ自体はエッジの重みを表し、エッジの重みは含まれるリソース・インスタンスの数を表す。
定義8:定義7と同様に、R−HDG→J−HDG変換処理は、次のステップを有する。(1)オリジナルのR−HDGの接続行列を構築する。(2)行と列とを単に入れ替えることによってオリジナルの接続行列を転置する。(3)各行はJ−HDGのノードであり、各列はJ−HDGの有向エッジ上のラベルである。ここで、負数は入力エッジを表し、正数は出力エッジを表し、数値それ自体はエッジの重みを表す。(4)グラフを完成するために、外部ソース・ノードαおよびターゲット・ノードβを加える。
図22(A)、(B)は、図16(A)、(B)、(C)に示す例のJ−HDGから変換されたR−HDGを示す。同様に、図23は、図17に示す例のR−HDGから変換されたJ−HDGを示す。図22(A)、(B)では、すべてのリソースは分割リソースを有しないダイレクト・リソースであり、R0、R1、R2、R3、R4のみが上位レベル(すなわち、プロセス・グループ)のワークフローにおいて視認可能であり、他方、R1’、R2’、R3’、R4’が特定のプロセス・グループの内部のリソースであることに留意されたい。しかしながら、図23では、リソース構造は2つのレベルであるが、ワークフロー構造は1つのみのレベルである(種々のリソース・ラベルを有する1つの接続形態)。1つのワークフロー・インスタンスが、ジョブ構造および階層的リソース構造の両方を含むことが可能である。
正式なグラフ構造でJDFワークフローおよびその対応する行列を表すことは、目視検査および直感ではなく、厳密な分析手続による正式なワークフロー分析を可能にする。多くの人工知能分野におけるDAGの理論およびその応用(決定木、ベイズ・ネットワーク、機械学習等)は、このようなワークフロー分析フレームワーク[2]の基礎を提供する。J−HDGおよびR−HDGにおける異なる抽象化の価値は、それらの視覚化の利益およびオリジナルのHDGと同じ方法で分析可能な結果として得られるHDGの利益による。HDGで使用される動作および変換は、分析手続の同じコア・セットを用いた分析が可能な他のHDGを生じさせる。これは重大な特徴である。これにより、所与のワークフローの種々の関連した表現を可能にする。
記述されたJ−HDGおよびR−HDGの2つのHDGは、所与のJDFワークフローについて直交表現を提供し、ワークフロー要素の明示的な表示(すなわち、プロセス・ノードおよびリソース)を可能にする。HDGは、所与のワークフロー、たとえばJDFを有効にするために使用される。有効化プロセスは、要素間の循環(すなわち、デッドロック)、リソースの消失または錯綜等の判断を行なう。さらに、JDFワークフロー実行および管理を促進するために、HDGは、MIS/コントローラに、異なる抽象化を有する意味規則の多い情報を提供する。たとえば、プロセス・ノードが無効にされると、HDGは、実行できなかった他のプロセスの有効な判断を可能にする。他の例については、リソースが利用できない場合には、HDGは、実行される他のリソースの有効な判断を可能にする。これらの例は、網羅的なリストではない。図16(A)、(B)、(C)に示すように、プロセス・ノードP1が無効にされると、そのJ−HDG、P3、P4、P5は、それらの間の接続性が原因で実行できない。
他方、(図22(A)、(B)において)リソースR1’がそのR−HDGから判断されるように利用できない場合には、実行されるリソースはR3、R4’、R5である。J−HDGおよびR−HDGの両方から提供された情報に基づいて、MIS/コントローラは、詳細なステータスを適切に報告し、それに従って実行を調整する。
不具合/例外が存在する重要なワークフローの単純な失敗が重大な故障につながることがある。それゆえ、任意のワークフロー管理システムは、このような不具合/例外を処理すると共にワークフローの一貫した信頼できる実行を保証する柔軟なメカニズムを必要とする。市販のワークフロー・エンジンにおける不具合/例外処理は、システムの不具合(たとえば、システム・クラッシュ)の後に持続的なデータの復帰を保証するだけである、トランザクション・ベースのメカニズムに大半が限定されている。これは、予想される不具合の非常に柔軟性のない処理をするだけである。本開示は、タスク間(またはリソース間)依存性(J−HDG/R−HDG内の接続情報等)についてのより多くの情報を提供する。その結果、柔軟な不具合処理方法が実現できる。
たとえば、図16(A)に示されるワークフローを参照して、ドキュメント・リソース(R1')を必要とするが、該ドキュメント・リソースを得られないためにプロセスP3に不具合が生じたと仮定する。図16(B)、(C)のJ−HDGまたは図22(A)、(B)のR−HDGを参照すると、プロセスP1がR1’の生産者であると判断される。それゆえ、P1が、この不具合の根本原因である。すなわち、P3のJ−HDGの臨時連結は、e2=(P1,P3,R1')である。本システムは、この状況およびその根本原因を判断し、本ワークフローの同じ目的を実現する新しい実行経路を構築できる。本例では、新しい実行経路は図24に示されるプロセスP1の再実行プロセスを含んでいてもよい。J−HDGまたはR−HDGの分析は、P1の再実行がプロセスP2のステータスおよびその対応するリソースに影響しないと結論付ける。P4およびP5等の残りのプロセスは、P3の後に実行される。それゆえ、「回復した」実行経路は、ワークフローの一貫性を維持する。つまり、本方法は、J−HDGまたはR−HDGに供給された接続性情報を使用しており、残りのワークフロー実行経路を動的に調整する。本方法は、不具合の根本原因を突き止めるから、既存の処理ベース・メカニズムに比べてより柔軟かつ正確である。
ワークフロー自動生成の実施形態のブロック図である。 ワークフロー自動生成の他の実施形態のブロック図である。 (A)は、ワークフロー・モデリング推論エンジンのブロック図であり、(B)は、有効なワークフローの表示である。 一般的なサービス構造の表示である。 顧客要求を取得するための自動質問生成器のブロック図である。 (A)、(B)、(C)は、ワークフローのリスト表示である。 ワークフローのリスト表示である。 ワークフロー自動生成の実施形態のブロック図である。 ワークフロー自動生成のサービス・ビューである。 ワークフロー自動生成のプロダクト・ビューである。 ワークフロー自動生成のペトリ・ネット・ビューである。 入力及び出力を含むワークフロー用のHDGのブロック図である。 ワークフロー用のHDGのブロック図である。 JDFジョブ・ツリーの例である。 プロセス・シーケンス・チェーンの例である。 (A)、(B)、(C)はJDFワークフローおよび、関連するJ−HDG表示の例である。 (A)、(B)、(C)はJDFワークフロー、階層的リソース構造、J−HDGおよびR−HDG表示の例である。 発生行列である。 接続行列である。 変換された接続行列である。 R−HDGの接続行列である。 (A)および(B)は、変換されたHDG行列である。 変換されたHDGである。 回復したJ−HDGのブロック図である。
符号の説明
2 知識ベース
4 ワークフロー・モデリング推論エンジン
6 ペトリ・ネット・シミュレータ
8 グラフィカル・ユーザ・インタフェース

Claims (8)

  1. サービス記述を含む知識データベースと、
    前記知識データベース内の種々のサービス間の接続性をマッチングすることによって有効なワークフロー・モデルを生成する、ワークフロー・モデリング推論エンジンと、
    各ワークフローのシミュレーションを実行するシミュレータと、
    顧客要求を取得し、ワークフローのビューを表示する、グラフィカル・ユーザ・インタフェースと、
    を備える、ワークフロー自動生成システム。
  2. 前記シミュレータはペトリ・ネット・シミュレータであり、
    前記ペトリ・ネット・シミュレータは、各ワークフローをペトリ・ネットにマッピングすることによって、各ワークフローのシミュレーションを実行する、
    請求項1に記載のシステム。
  3. 前記グラフィカル・ユーザ・インタフェースは、ユーザへの一連の質問を通じて顧客要求を取得し、
    前記一連の質問は、前記顧客要求を満足するワークフロー・オプションを絞り込む、
    請求項1に記載のシステム。
  4. 前記グラフィカル・ユーザ・インタフェースは、ワークフローのサービス・ビューと、該ワークフローのプロダクト・ビューと、該ワークフローのペトリ・ネット・ビューと、を表示する、請求項1に記載のシステム。
  5. 実行されるべき種々の印刷ジョブの記述を提供する、ワークフロー・クライアント・サービスと、
    プロセスおよびリソース依存性を含む、ワークフローの階層的依存グラフ表示および分析を実行する、ワークフロー分析サービスと、
    前記印刷ジョブの実行を制御する、ワークフロー編成器と、
    を備える、ワークフロー分析および制御システムであって、
    前記ワークフロー・クライアント・サービスが前記ワークフロー分析サービスに入力を提供し、
    前記ワークフロー分析サービスが前記ワークフロー編成器に入力を提供し、
    前記ワークフロー・クライアント・サービスがJDFの種々の印刷ジョブの記述を提供する、
    ワークフロー分析および制御システム。
  6. 前記ワークフロー分析サービスは、
    前記ワークフロー・クライアント・サービスの入力のJ−HDG(定義2)表示と、
    J−HDGの接続行列と、
    をさらに備え、
    前記接続行列が前記J−HDG(定義2)表示をJ−HDG(定義6)表示に変換する、
    請求項5に記載のシステム。
  7. 前記ワークフロー分析サービスは、
    前記ワークフロー・クライアント・サービスの入力のR−HDG(定義3)表示と、
    R−HDGの接続行列と、
    をさらに備え、
    前記接続行列がR−HDG(定義3)表示をR−HDG(定義6)表示に変換する、
    請求項5に記載のシステム。
  8. 前記ワークフロー分析サービスは、
    前記ワークフロー・クライアント・サービスの入力のJ−HDG(定義2)表示と、
    J−HDGの接続行列と、
    前記ワークフロー・クライアント・サービスの入力のR−HDG(定義3)表示と、
    R−HDGの接続行列と、
    をさらに備え、
    前記J−HDGの接続行列が前記J−HDG(定義2)表示をJ−HDG(定義6)表示に変換し、
    前記R−HDG接続行列が前記R−HDG(定義3)表示をR−HDG(定義6)表示に変換する、
    請求項5に記載のシステム。
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