[论文解读] Use of UML and Model Transformations for Workflow Process Definitions

Audris Kalniņš, Valdis Vitolins|ArXiv.org|Jul 11, 2006

Business Process Modeling and Analysis参考文献 11被引用 36

一句话总结

本文提出了一种使用模型转换技术在UML活动图（AD）与BPMN之间建立正式映射的方法，表明即使在功能等价的子集下，由于语义差异的存在，精确转换也并非显而易见。作者使用MOLA语言定义了该转换，并分析了与BPEL的映射，结果表明，尽管AD与BPMN均可表达相似的工作流逻辑，但实现精确的语义对齐仍需细致的元模型分析与转换规则。

ABSTRACT

Currently many different modeling languages are used for workflow definitions in BPM systems. Authors of this paper analyze the two most popular graphical languages, with highest possibility of wide practical usage - UML Activity diagrams (AD) and Business Process Modeling Notation (BPMN). The necessary in practice workflow aspects are briefly discussed, and on this basis a natural AD profile is proposed, which covers all of them. A functionally equivalent BPMN subset is also selected. The semantics of both languages in the context of process execution (namely, mapping to BPEL) is also analyzed in the paper. By analyzing AD and BPMN metamodels, authors conclude that an exact transformation from AD to BPMN is not trivial even for the selected subset, though these languages are considered to be similar. Authors show how this transformation could be defined in the MOLA transformation language.

研究动机与目标

• 分析UML活动图与BPMN作为业务流程管理系统中工作流定义语言的实际适用性。
• 识别并形式化真实世界流程建模所需的关键工作流方面。
• 定义一个自然的AD配置文件以及一个功能等价的BPMN子集，以支持这些方面。
• 研究AD与BPMN在映射到可执行BPEL流程时的语义差异。
• 尽管存在固有的元建模挑战，仍使用MOLA转换语言开发出AD到BPMN的精确模型转换。

提出的方法

• 提出了一种UML活动图配置文件，以捕获实际应用中所有必要的工作流方面。
• 选择了一个功能等价的BPMN子集，以匹配AD配置文件的表达能力。
• 分析了AD与BPMN的元模型，以识别阻碍直接转换的语义差异。
• 使用MOLA（架构建模与转换语言）定义了从AD到BPMN的转换。
• 将AD与BPMN的构造映射到BPEL，以评估执行语义并确保功能等价性。
• 通过元模型结构分析与可执行流程标准的语义对齐，验证了该转换。

实验结果

研究问题

• RQ1 在AD与BPMN之间的映射中，必须保留哪些关键工作流方面？
• RQ2 在多大程度上可以定义一个功能等价的BPMN子集，以匹配UML活动图配置文件的表达能力？
• RQ3 AD与BPMN之间存在哪些语义差异，导致无法实现简单转换？
• RQ4 尽管存在元建模差异，如何形式化定义AD到BPMN的精确且可执行的转换？
• RQ5 生成的模型如何映射到BPEL？这对执行语义与互操作性意味着什么？

主要发现

• 成功定义了一个自然的UML活动图配置文件，涵盖了实际应用中所需的所有关键工作流方面。
• 识别出一个功能等价的BPMN子集，其支持与AD配置文件相同的工作流语义。
• 尽管外观上相似，但由于元模型语义的差异，AD到BPMN的精确转换并非显而易见。
• 与BPEL的语义映射证实，AD与BPMN的构造均可执行，但其表达能力与精确度存在差异。
• MOLA转换语言使得AD到BPMN的映射得以形式化定义，证明了其在复杂性背景下的可行性。
• 研究表明，尽管AD与BPMN在视觉和概念上接近，但其底层元模型需经过仔细对齐，才能实现无损转换。