一种基于语义工作流可重用部分的工作流异常检测方法技术

本发明专利技术公开一种基于语义工作流可重用部分的工作流异常检测方法，将语义工作流库中的工作流分解为多个工作流stream；构建工作流stream库用于管理语义工作流库中的可重用资源；构建工作流异常事例库，用于管理工作流异常处理策略；当工作流异常发生时，在工作流异常事例库中检索是否有相似的异常事例；若在异常事例库中有相似的异常事例，则使用异常事例库中的处理方法处理异常；若未检测到，则基于工作流stream的相似性在可重用资源中检索可重用的工作流stream；若有满足重用条件的工作流stream，则进行重用补偿操作处理异常，并将异常处理策略扩充到异常事例库中；若未检索到，则上报业务过程管理人员，人工处理异常。人工处理异常。人工处理异常。

【技术实现步骤摘要】
一种基于语义工作流可重用部分的工作流异常检测方法


[0001]本专利技术涉及业务过程管理
，具体是一种基于语义工作流可重用部分的工作流异常检测方法。

技术介绍

[0002]业务流程作为现代企业的三要素(即组织、数据和业务流程)之一，其运营的效率和质量是现代企业在全球市场竞争中保持优势的关键成功因素之一。随着现代企业环境的持续变化以及其自身发展过程中不断出现的新需求，不确定性和多变性已经成为现代企业业务流程的内在特点。目前工作流技术也正在经历从刚性向柔性的变革。刚性工作流系统缺少对业务过程的补救措施和人工干预，只有支持柔性工作流系统，才能满足现代企业灵活、动态的各种需求。
[0003]语义工作流是一种基于领域知识的工作流，为业务工作流管理(Business workflow management，BWM)提供了充足的语义和数据或资源信息。它同时包含控制流和数据流，适于建模以控制流为中心，且兼顾数据流的业务过程。与传统工作流相比，语义工作流更适合建模工业环境中的生产制造过程，可以为工业大数据系统软件的开发及运行提供一定的基础支持。目前，语义工作流的应用已经涵盖了业务过程、电子商务、医疗、软件开发、科学分析和工业生产制造等领域。
[0004]目前，比较成熟的工作流异常处理方法有：事务与程序设计结合法、失败补偿法、ECA规则法、知识库法和工作流进化法。Hagen等人提出根据工作流任务的原子性程度不同而采用不同的异常处理措施。该方法主要处理可预测异常，可以保证活动状态一致性。Casati等人提出为每个任务设置一个相应的补偿任务，用于消除异常任务所产生的影响，以使整个过程继续执行。该方法只提供向后的恢复机制，异常处理效率一般。Hwang等人提出使用ECA(event
‑
condition
‑
action)规则建立事例库，设置触发和向后恢复机制，使用action动作来处理异常，保证工作流数据的一致性和完整性。ECA规则法使用较普遍，伸缩性较强，可以对不同的异常使用不同的异常处理方法，但只能处理可预测的并将处理方法写入规则库的异常。Klein定义异常的特征，建立知识库，运用知识库中的策略来处理异常。该方法侧重于异常知识库建立和维护，使用知识库中的策略来处理异常。Casati等人通过静态地修改工作流定义或动态地修改工作流实例来处理工作流异常。该方法难点在于如何获取修改方法。由此现有工作流异常处理方法各有优点，但也存在一定片面性。于是本文尝试将知识库法和失败补偿法结合起来，取二者的优点，提出一种新的过程感知信息系统的工作流异常处理方法。
[0005]数据是业务过程必不可少的部分，业务过程控制流的完整运行离不开数据流的支持。Sadiq等人首次提出业务过程中的数据流验证，指出数据流问题有3种类型：丢失的数据、冗余的数据和不一致的数据。Fan等人通过为双工作流网(Dual Workflow Nets,DWF
‑
net)加入数据流元素来扩展控制流模型，以支持数据流错误检测与修正。Dolean等人综述了业务过程中的数据流建模与验证研究，指出业务过程的执行需要数据流的支持，目前尚
无描述工作流的建模方法。Liu等人提出了检测和改正以上3种数据流错误的高效策略。鉴于业务过程的数据流的重要性，本专利关注工作流的数据流，研究语义工作流中数据流异常的处理方法。已知工作流中任务的输入/输出数据类型分离散型和连续型两种，为了简化描述，本专利只考虑数据流中的离散型数据变量。对于连续型数据变量，需要根据具体约束条件类型来检测和处理异常。
[0006]以上研究涉及业务过程的领域知识较少，也没有利用大量业务过程中的可重用资源以及业务过程异常的语义信息，不适用于处理基于语义工作流模型的过程感知信息系统中的异常问题。为此本申请提供一种针对基于语义工作流模型的过程感知系统的工作流异常处理方法。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，而提供一种基于语义工作流可重用部分的工作流异常检测方法，该方法可以提高过程感知信息系统中工作流的运行质量，为自适应工作流技术提供支持，促进柔性工作流管理技术的进一步发展。
[0008]实现本专利技术目的的技术方案是：
[0009]一种基于语义工作流可重用部分的工作流异常检测方法，包括如下步骤：
[0010]1)将语义工作流库中的每个工作流分解为若干个可重用部分，即工作流stream；构建工作流stream库streamBase，用于管理语义工作流库中的可重用资源；
[0011]2)将工作流异常形式化描述为工作流异常事例case＝(exceptDesp，solution)，其中，exceptDesp表示异常描述，solution表示异常解决方法；使用现有的工作流异常处理知识构建工作流异常事例库exceptionCasebase，用于处理工作流异常；
[0012]3)当某个正在执行的工作流在它的任务节点task1发生异常时，即认为工作流异常发生，则将刚发生的异常形式化表示为目标异常事例case
tgt
＝(exceptDesp
tgt
，null)，并以此代指该异常，其中exceptDesp
tgt
表示目标异常描述，null表示此异常尚无解决方法；使用工作流异常描述相似性在步骤2)中的工作流异常事例库exceptionCasebase中检索是否存在case
res
＝(exceptDesp
res
，solution
res
)，使得exceptDesp
res
与exceptDesp
tgt
足够相似；
[0013]4)若在exceptionCasebase中存在异常事例case
res
，则使用它的解决方法solution
res
尝试处理异常case
tgt
，并检验异常处理的效果是否满足要求；若满足，则异常处理结束；否则，汇报给业务管理人员对solution
res
进行一次或多次修正，直至得到的solution
tgt1
可以处理异常case
tgt
；然后，组成工作流异常事例case
f1
＝(exceptDesp
tgt
，solution
tgt1
)，将case
f1
保存至异常事例库exceptionCasebase中，用于解决以后出现的类似工作流异常；
[0014]5)若在exceptionCasebase中不存在这样的异常事例case
res
，则获取步骤3)中发生异常case
tgt
的任务节点task1所在的stream st
tgt
，称之为异常stream，使用工作流stream相似性方法和算法1在步骤1)中的streamBase中检本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于语义工作流可重用部分的工作流异常检测方法，其特征在于，包括如下步骤：1)将语义工作流库中的每个工作流分解为若干个可重用部分，即工作流stream；构建工作流stream库streamBase，用于管理语义工作流库中的可重用资源；2)将工作流异常形式化描述为工作流异常事例case＝(exceptDesp，solution)，其中，exceptDesp表示异常描述，solution表示异常解决方法；使用现有的工作流异常处理知识构建工作流异常事例库exceptionCasebase，用于处理工作流异常；3)当某个正在执行的工作流在它的任务节点task1发生异常时，即认为工作流异常发生，则将刚发生的异常形式化表示为目标异常事例case
tgt
＝(exceptDesp
tgt
，null)，并以此代指该异常，其中exceptDesp
tgt
表示目标异常描述，null表示此异常尚无解决方法；使用工作流异常描述相似性在步骤2)中的工作流异常事例库exceptionCasebase中检索是否存在case
res
＝(exceptDesp
res
，solution
res
)，使得exceptDesp
res
与exceptDesp
tgt
足够相似；4)若在exceptionCasebase中存在异常事例case
res
，则使用它的解决方法solution
res
尝试处理异常case
tgt
，并检验异常处理的效果是否满足要求；若满足，则异常处理结束；否则，汇报给业务管理人员对solution
res
进行一次或多次修正，直至得到的solution
tgt1
可以处理异常case
tgt
；然后，组成工作流异常事例case
f1
＝(exceptDesp
tgt
，solution
tgt1
)，将case
f1
保存至异常事例库exceptionCasebase中，用于解决以后出现的类似工作流异常；5)若在exceptionCasebase中不存在这样的异常事例case
res
，则获取步骤3)中发生异常case
tgt
的任务节点task1所在的stream st
tgt
，称之为异常stream，使用工作流stream相似性方法和算法1在步骤1)中的streamBase中检索可替换st
tgt
的可重用stream集合，然后取出输出数据对象集的相似性最高的stream st
sim
；6)使用stream st
sim
替换st
tgt
，并重新执行st
sim
来处理异常case
tgt
；若st
sim
能够处理此异常，则将异常描述exceptDesp
tgt
、包含st
sim
在内的异常解决方法solution
tgt2
组成异常事例case
f2
＝(exceptDesp
tgt
，solution
tgt2
)，保存到exceptionCasebase中；若st
sim
不能够处理此异常，则将此异常提交至业务过程管理人员，管理人员对st
sim
进行一次或多次修正，直至得到的solution
tgt3
可以处理异常case
tgt
，组成异常事例case
f3
＝(exceptDesp
tgt
，solution
tgt3
)，并将case
f3
保存至exceptionCasebase中；7)若以上操作仍不能处理异常case
tgt
，则由业务过程管理人员针对case
tgt
采用完全人工方式设计异常处理方法solution
tgt4
；组成异常事例case
f4
＝(exceptDesp
tgt
，solution
tgt4
)，并将case
f4
保存至exceptionCasebase中；步骤6)中，所述的算法1为可重用的工作...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙晋永，周博文，邓文伟，许乾，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：发明
国别省市：