基于时间约束Petri网的工作流可调度性分析

引入时间参数控制工作流高效执行是工作流技术研究的重要内容之一。在工作流的Petri网模型中引入时间参数，不仅可以对工作流中的活动进行时间约束，而且能建立相应的工作流时间约束Petri网模型。文中在分析该模型的时间约束和可调度性的基础上，提出了对工作流可调度性分析验证方法及其相应的算法，最后通过一个实例说明了分析验证的过程。     

基于Petri网的工作流模型

Petri网是一种很有效的模型描述语言，不仅能描述系统的结构特性，同时还能描述其动态特性，尤其适用于描述含有并行成分的系统，而工作流技术作为实现企业过程集成的有效手段，广泛用于各种场合。在简要介绍了Petri网和工作流基本知识的基础上，指出了基于Petri网的工作流模型的优点，讨论了将工作流模型转化为Petri网模型的基本原则，并且提出了一种扩展的Petri网模型作为一种工作流建模的工具，最后对基于Petri网的工作流模型进行了总结。     

一种基于扩展Petri网的工作流建模方法

工作流技术是计算机应用领域的一个新的研究热点。将Petri网引入工作流模型是一种常见的建模方法。但是，传统的PN不能直接用于描述比较复杂的工作流模型。本文根据C．A．Ellis定义的信息控制网、W．M．P．vanderAalst定义的工作流网，结合工作流本身的特点，对Petri网进行扩展，提出了一种描述工作流模型的新方法--信息控制Pettri网，并给出其表示工作流模型的正确性定义和验证。     

工作流模型的研究与实现

本文介绍工作流以及工作流建模的一些基本概念，以及Petri网技术在工作流模型中的应用，同时提出了一个工作流建模的具体实现方法。本工作流模型的实现包括了企业人员、资源以及任务信息模型的实现，同时任务模型中包括了任务之间的约束关系，以及任务执行过程中产生的文档。     

基于Petri网的人力资源管理的模型设计

讨论了工作流管理系统中Petri网建模技术的基本特点，并利用Petri网建立了企业生产管理中人力资源管理的模型。该模型可作为工作流管理系统中的一个子模型，一旦企业的业务过程发生了变化，用户可通过面向对象的Petri网对业务过程的流程进行修改，修改后的流程将自动地应用在工作流管理系统中。此模型满足了企业建立特定资源模型的需要，实现了业务流程重组的要求，具有适用性和灵活性，为人力资源的自动化办公提供了方便。     

基于时间约束Petri网的工作流可调度性分析

引入时间参数控制工作流高效执行是工作流技术研究的重要内容之一。在工作流的Petri网模型中引入时间参数,不仅可以对工作流中的活动进行时间约束,而且能建立相应的工作流时间约束Petri网模型。文中在分析该模型的时间约束和可调度性的基础上,提出了对工作流可调度性分析验证方法及其相应的算法,最后通过一个实例说明了分析验证的过程。     

基于数据集约束的并行数据流建模与描述研究

为了简化带有数据集约束的抽象网格工作流语言(AGWL)的工作流建立过程,提出了一种基于扩展面向对象Petri网(DOPN)建模并行数据流的方法.研究了AGWL并行数据流的特点,在此基础上对面向对象Petri网进行扩展,设计了基于扩展面向对象Petri网描述的并行数据流模型,之后定义一套从DOPN到AGWL的映射规则.最后通过一个应用实例对一个带有数据集约束的数据流建立DOPN描述,并生成AGWL数据流代码.该方法简化了AGWL工作流建立过程,并保留了流程验证和仿真的扩展性.     

基于Petri网的公文流转工作流的建模

研究了工作流技术在公文流转系统中的应用，结合实际应用环境，选择Petri网作为工作流建模的工具，将工作流的路由结构、触发机制引入到建模过程，提出了一个基于Petri网的公文流转工作流模型，并且将Petri网三要素以对象的形式描述出来，进而将整个流程以三个列表表示出来，成为程序语言可以识别的形式，使流程的自定义成为可能。     

基于Petri网的海关业务流程工作流模型设计

现在人们大多都用Petri网进行工作流建模,但是传统Petri网的柔性和结构性不好,它会使图形变得庞大复杂难以理解.在时间Petri网的基础上引入了资源/变迁Petri网.这里通过对基于Petri网的海关业务流程工作流模型的实例分析可知,通过调整工作流程,最终可以得出优秀的工作流模型来优化工作流程、提高企业运行效率、增强企业竞争力,而且该建模方式也为设计与开发高可靠性、柔性和适用性的工作流模型提供很好的依据.     

基于Petri网的空间信息工作流模型

利用工作流技术建立空间信息工作流，为支持空间信息处理过程的规划和管理提供科学的途径。基于Petri网和UniNet理论，建立了空间信息工作流模型GWPN。该模型利用Petri网和UniNet的诸多优点，兼顾控制流和数据流，并充分考虑了过程中的空间语义约束，准确定义空间信息处理过程，解决了空间应用的特殊性问题。     

工作流时序约束模型分析与验证方法

为了解决工作流时间建模与时序一致性验证问题,以时序逻辑和模型检查为基础,提出了一种工作流时间建模与时序一致性验证方法.该方法用一阶逻辑描述工作流模型及其时间信息,用时序逻辑描述工作流的时序约束,用模型检查算法对时序约束进行验证与分析.该方法不是针对某一种时序约束提出来的,而是能够验证任何用时序逻辑描述的工作流时序约束.该方法还能够对未通过验证的时序约束提供工作流运行实例作为反例,帮助用户定位模型的问题.以一个工作流时间建模和时序一致性验证的实例证实了所提出方法的有效性.     

一个组织间松散耦合跨组织工作流的仿真模型

为了解决松散耦合跨组织工作流的仿真建模问题,以染色Petri网为理论基础,将颜色集、染色函数、资源库所、等待库所、忙库所、开始变迁、结束变迁、角色、组织、时间函数、资源函数和变迁函数引入到IOWF(inter-organizational workflow),提出了染色多维跨组织工作流网CMD/IOWF(colored multi-dimension/IOWF).基于CMD/IOWF,讨论了组织间松散耦合跨组织工作流中多个不同项目工作流实例通过资源共享和活动同步相互耦合以及与仿真相关的资源约束和时间的建模问题.通过定义输入/输出、状态、事件、时间推进函数和状态转移函数,给出了一个组织间松散耦合的多个跨组织工作流的仿真模型.基于该模型的仿真分析可以求解组织间松散耦合跨组织工作流的关键性能指标,包括:对应项目工作流实例的平均执行时间、平均执行成本及其关于组织的分布,各项目的资源利用率.最后,以一个实例验证了提出模型的有效性.     

事务工作流模型定义及完全性分析

事务工作流模型可被视为扩展的事务模型和通用工作流模型的交汇点，提出将工作流的模型定义同其事务属性的定义独立开来，尽管在此方法中区分了多重的事务属性。提出了直观的注解符来定义原子性，提供了一个通用规则——放宽的完全性准则，以适应现实运行中事务管理的需要，以一个网上电子书店工作流应用为例来阐明这种思路。     

时间Petri网等效变换的工作流评价

时间性能分析是工作流模型分析和评价的重要方面.首先介绍了业务过程的一般Petri网模型,然后引入时间Petri网建立工作流网的时间约束模型.提出了保持网时间约束特性不变的网变换规则和时间性能计算方法,对工作流网进行化简及时间性能计算,并给出了相应的算法.最后通过一个实例说明本方法的应用过程.     

Dwelling time probability density distribution of instances in a workflow model

This paper presents a method to judge whether a business process is successful or not. A business process is deemed successful if a large enough proportion of instances dwell in a workflow (wait and be executed) for less than given period. By analyzing instances’ dwelling time distribution in a workflow, the proportion of instances which dwell in the workflow for less than any given period will be achieved. The performance analysis of workflow model plays an important role in the research of workflow techniques and efficient implementation of workflow management. It includes the analysis of instances’ dwelling time distribution in a workflow process. Multidimensional workflow net (MWF-net) includes multiple timing workflow nets (TWF-nets) and the organization and resource information. The processes of transaction instances form a queuing model in which the transaction instances act as customers and the resources act as servers. The key contribution of this paper is twofold. First, this paper presents a theoretical method to calculate the instances’ dwelling time probability density in a workflow where the activities are structured and predictable. Second, by this method the analysis of instances’ dwelling time distribution and satisfactory degree based on dwelling time can be achieved. The service time of an instance is specified by the firing delay of the corresponding transition (executing time of the corresponding activity). It is assumed that the service request (processing of a transaction instance) arrives with exponentially distributed inter-arrival times and the firing delay of a transition (executing time of the corresponding activity) follows exponential distribution. Then, the instances’ dwelling time probability density analysis in each activity and each control structure of a workflow model is performed. According to the above results a method is proposed for computing the instances’ dwelling time probability density in a workflow model. Finally an example is used to show that the proposed method can be effectively utilized in practice.     

着色时间工作流网任务调度的时间约束分析

为实现工作流管理系统中的任务调度和时间管理,避免流程在多任务运转时产生溢出,提高流程的工作效率。采用不固定时延定义了着色时间Petri网,通过控制任务间的最小时距避免了溢出,并用任务监测器实现了相应的控制策略。以各任务间的时间间隔最小为优化目标,对串行、并行、条件选择和循环四种基本着色时间工作流网进行了时序分析和任务调度,推导出多任务在基本着色时间工作流网调度的数学模型和着色时间工作流网整体运行时间函数的计算公式。最后通过一个审批流程对论述的任务调度方法进行了验证。     

A novel reduction approach to analyzing QoS of workflow processes

Quality of service (QoS) of workflows and workflow‐based applications is given increasing attention by both industry and academic. In this paper, we propose a novel analytical framework to analyze QoS (metrics include make‐span, cost, and reliability) of workflow systems based on GWF‐net, which extends traditional workflow net by associating tasks with generally distributed firing delay and time‐to‐failure. The GFW‐net model is used to model process structure and task organization of workflows at the process level. In contrast with prevailing QoS models based on Markovian process, we introduce a reduction technique to evaluate QoS of GWF‐net process avoiding the state‐explosion problem and tedious mathematical derivation of state‐transition probabilities. Through a case study, we show that our framework is capable of modeling real‐world workflow‐based application effectively. Also, experiments and confidence‐interval analysis in the case study indicate that the reduction methods are verified by real results. We also compare our approach with related research in the text. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.     

A dynamic scheme for scheduling complex tasks in manufacturing systems based on collaboration of agents

The characteristics of scheduling tasks in the real world is a dynamic and challenging issue as the processes and the companies involved may change from time to time. For small flexible enterprises to respond to business opportunities, an effective scheme to facilitate dynamic coalition, share the core competencies and resources and support inter-enterprise collaboration must be developed. Although multi-agent systems (MAS) provide a paradigm for modeling these characteristics, scheduling tasks in MAS is a complex problem due to the computational complexity involved, distributed architecture for scheduling tasks by individual agents and dependency of different agents’ workflows. How to develop a problem solver that can be applied in MAS to achieve coherent and consistent workflow schedules that can meet a customer’s order is an important issue. In this paper, we propose a solution methodology for scheduling workflows in MAS. Our solution combines the multi-agent system architecture to dynamically discover services, workflow and activity models to specify the capabilities of agents, contract net protocol to facilitate negotiation and coordination of agents and optimization theories to optimize the cost for fulfilling an order. A problem solver for scheduling tasks in MAS has been implemented. An application scenario has also been provided to verify our solution methodology.     

延迟时间Petri网的验证分析

延迟时间Petri网（Delay Time Petri Nets，DTPN）是一类重要的时间扩展Petri网系统，解决了其他时间扩展Petri网（如时间Petri网）在保存时间约束时所面临的困难。可调度验证的目的是验证工作流模型时间约束的合理性，对流程实例的时间可达性进行仿真。提出一种基于DTPN的时间约束工作流验证分析方法。给出了DTPN的相关定义，并结合工作流控制结构描述了变迁可触发的时间条件；提出了DTPN触发点的概念以及基于此的验证分析算法；简要分析了DTPN的特性。DTPN的研究丰富完善了现有时间Petri网体系，具有积极的意义。