[论文解读] Distributed Business Processes - A Framework for Modeling and Execution

Johannes Kotremba, Stefan Raß+1 more|arXiv (Cornell University)|Sep 12, 2013

Business Process Modeling and Analysis参考文献 12被引用 6

一句话总结

本文提出了一种基于主题导向业务流程管理（S-BPM）的框架，用于建模和执行分布式业务流程，利用 Windows .NET Workflow Foundation 实现通过消息传递代理直接执行模型。主要贡献在于提供了一种可扩展的现成实现，通过使业务流程所有者能够使用标准电子邮件和网页界面进行建模与执行，而无需深入的技术专长，从而弥合业务与 IT 之间的鸿沟。

ABSTRACT

Commercially available business process management systems (BPMS) still suffer to support organizations to enact their business processes in an effective and efficient way. Current BPMS, in general, are based on BPMN 2.0 and/or BPEL. It is well known, that these approaches have some restrictions according modeling and immediate transfer of the model into executable code. Recently, a method for modeling and execution of business processes, named subject-oriented business process management (S-BPM), gained attention. This methodology facilitates modeling of any business process using only five symbols and allows direct execution based on such models. Further on, this methodology has a strong theoretical and formal basis realizing distributed systems; any process is defined as a network of independent and distributed agents - i.e. instances of subjects - which coordinate work through the exchange of messages. In this work, we present a framework and a prototype based on off-the-shelf technologies as a possible realization of the S-BPM methodology. We can prove and demonstrate the principal architecture concept; these results should also stimulate a discussion about actual BPMS and its underlying concepts.

研究动机与目标

• 解决传统 BPMN 2.0 和基于 BPEL 的 BPMS 在支持启发式、以人员为中心和分布式流程方面的局限性。
• 证明 S-BPM 提供了一种形式化、一致且可执行的业务流程建模方法，其理论基础坚实，源自 CCS 和 ASM。
• 使用现成的 .NET 技术实现并验证一个原型，支持端到端的流程建模、执行以及通过标准通信渠道的人机交互。
• 通过使非技术背景的流程所有者能够直接从模型建模和执行流程，弥合业务与 IT 之间的鸿沟。
• 探索在 S-BPM 中将中心调度组件去中心化、实现面向服务演化的可行性。

提出的方法

• 该框架将业务流程建模为一组独立、分布式的代理（主体）网络，每个代理代表流程中的一个角色，通过消息交换进行通信。
• 实现使用 Microsoft 的 Windows .NET Workflow Foundation 作为执行引擎，支持长时间运行、有状态的流程，并持久化工作流实例。
• 流程模型使用 S-BPM 的五符号符号表示法定义，并编译为 .NET 程序集，避免运行时编译，以提升性能和可扩展性。
• 人工交互通过标准电子邮件（Microsoft Outlook）和网页表单（如 InfoPath、网页前端）进行中介，消息经由中心调度组件路由。
• 通过 C# 代码扩展实现改进，以增强功能状态，例如调用外部 Web 服务（如 Microsoft Dynamics NAV 用于 ERP 集成）。
• 系统通过基于消息的协调实现流程编排，流程实例按需持久化并恢复。

实验结果

研究问题

• RQ1 是否可以使用现成的企业基础设施（如 .NET Workflow）有效实现 S-BPM，以支持直接的模型执行？
• RQ2 标准通信工具（如电子邮件）在多大程度上可用于统一业务流程中的结构化与非结构化通信？
• RQ3 S-BPM 方法论如何在无需深度 IT 专业知识的情况下，支持整个 BPM 生命周期——建模、执行和人工交互？
• RQ4 哪些架构模式能够实现使用标准平台的可扩展且稳健的分布式、基于代理的业务流程执行？
• RQ5 是否可以通过将功能移至分布式代理，实现中心调度组件的去中心化？其对系统弹性与性能有何影响？

主要发现

• S-BPM 框架成功实现了仅使用五个符号的流程模型直接执行，证明了非技术用户也能创建和管理形式化、可执行的模型。
• 使用 .NET Workflow Foundation 的实现证明了可行性与可扩展性，持久化的工作流实例支持长时间运行的流程和可靠的状态管理。
• 标准电子邮件和基于网页的界面足以支持人工交互，实现了将结构化流程通信与现有企业通信工具的集成。
• 原型展示了通过消息传递和 Web 服务调用实现端到端的流程执行——从员工请求到主管审批，再到 ERP 系统更新。
• 通过使用扩展功能，能够通过基于 C# 的代码扩展无缝集成外部系统（如 Microsoft Dynamics NAV），实现对流程功能状态的增强。
• 结果支持假设：S-BPM 提供了一种统一、具有数学基础且实用的分布式业务流程建模与执行方法，尤其适用于中小企业和以人员为中心的环境。