协同业务过程的相容性检测及修正*

郑 明，莫 启,2+，周小煊，李 彤,2，谢仲文,2，向文坤

1.云南大学 软件学院，昆明 650500

2.云南省软件工程重点实验室，昆明 650500

协同业务过程的相容性检测及修正*

郑 明1，莫 启1,2+，周小煊1，李 彤1,2，谢仲文1,2，向文坤1

1.云南大学 软件学院，昆明 650500

2.云南省软件工程重点实验室，昆明 650500

随着经济全球化的发展，企业的业务活动已从企业内单独的业务过程发展成为跨企业多个协同业务过程的模式，为了确保协同业务过程实施的正确性，协同业务过程相容性及修正是一个不可或缺的研究问题。为此，结合Petri网及过程挖掘的相关理论，提出了一种跨组织协同业务过程的相容性检测及修正方法。首先基于Petri网对业务过程及协同业务过程进行建模；然后对业务过程和协同业务过程的相容性进行定义，并分别给出了相应的检测算法；最后以现实中的购买过程为案例，检测出该购买过程中存在的不相容的协同业务过程，并予以修正。结果表明，在不改变局部业务过程的情况下，对本来不相容的协同业务过程进行修正，并最终达到一种好的满足相容性的协同业务过程模型。

协同业务过程；相容性；修正方法

1 引言

以往，信息系统被设计用来支持单个任务的执行，如今的信息系统的关注点不再是任务，而是业务过程。由于业务过程重组（business process reengineering，BPR）和持续过程改进（continuous process improvement，CPI）等概念受到业务过程的影响而面世，人们越来越意识到业务过程的重要性，并且现在的组织机构需要提供更广阔的产品范围和服务范围，组织内的业务过程一直呈现持续增长的趋势。比如抵押贷款，几十年前只有少量的几种类型的贷款方式，而如今，有着各种各样的贷款方式可以选择。不只大量的产品和服务在持续增长，产品和服务的生命周期也同样在增长，因此，业务过程也在不断进行变化，而且这些业务过程也将变得相当复杂，组织结构内部的信息系统的这些变化，使得业务过程成为一个促进信息系统发展的关键性问题[1]。

随着全球经济化的发展和企业信息化程度的不断提高，企业的经营模式发生了重大的变化，企业的业务活动已从企业内单目标为导向的独立发展模式发展成为跨企业多目标合作的协同模式[2]。近年来，Internet成为主流的计算平台，尤其是面向服务计算（service-oriented computing，SOC）的快速兴起，使得不同组织业务过程间的交互成为可能。在现代商业环境下，没有一个企业是独立存在的，为实现共同的商业目标，每个组织的业务过程常常需要跨越组织边界，同其他组织的业务过程进行交互和协作，以形成相对稳定的过程视图，从而满足商业需求。这种复杂的业务过程被学术界和工业界称为协同业务过程[3]。

由于跨组织协同业务过程是一个复杂并且容易出错的过程，在跨组织协同业务过程结合业务语义投入使用之前，需要对跨组织协同业务过程进行建模和相容性分析，防止组织和企业的协同业务过程出现错误，因为此时修复错误的代价将是难以估计的。因此，对跨组织协同业务过程进行建模、相容性分析以及相容性修正等问题的解决势在必行。

本文的工作主要有如下几部分：首先，基于Petri网对业务过程和协同业务过程进行建模；然后，分别对业务过程和协同业务过程的相容性进行定义；其次，提出了业务过程和协同业务过程的相容性检测算法，对跨组织协同业务过程的相容性进行判断；最后，对于跨组织业务协同中出现的不相容的情形，提出了一种相容性修正机制，根据该修正机制进行逆向修复，使得本来不相容的跨组织业务协同在不改变局部业务过程的情况下修正为一种好的相容的跨组织协同业务过程模型。本文的主要贡献如下：

（1）基于跨组织工作流网（interorganizational workflows，IOWF）对业务过程和协同业务过程分别进行建模。

（2）对于业务过程和协同业务过程出现的不相容性情况分别提出了相应的检测算法。

（3）能对检测出的不相容的协同业务过程进行修正。购买过程实例表明，该方法确实能够对不相容的协同业务过程进行修正并最终得到一个好的满足相容性的协同业务过程模型。

本文组织结构如下：第2章介绍了当前国内外的相关工作；第3章对一些基本概念进行定义并基于Petri网对业务过程和协同业务过程进行建模；第4章介绍协同业务过程的相容性及检测；第5章概述了跨组织协同业务过程相容性检测及修正方法，并以一个典型购物过程为案例，详细阐述了协同业务过程相容性的修正过程；第6章为结束语及未来展望。

2 相关工作

有关跨组织协同业务过程相容性问题的分析已逐渐成为当前研究的一个热点问题。目前，在这一问题上，国内外学者主要从Petri网、进程代数和自动机这三方面进行了研究。

Petri网方面：文献[4]基于工作流网中的良构性，提出了服务良构性的概念，为了简化相容性的验证条件，将服务之间的相容性分析简化为只需验证其组合服务从初始标识是否总是能够到达终止标识。文献[5]基于BPEL对服务组合进行描述，进一步借鉴有色Petri网对BPEL描述的服务组合进行建模，并使用Petri网的结构化分析技术对组合服务之间的相容性进行分析。文献[6]基于Petri网对业务流程进行建模，并提出了一种基于交互冲突的业务流程互操作性检测方法，该方法利用局部交互之间的行为约束关系检测复杂业务流程互操作的匹配性。文献[7]通过Petri网，基于协作点的语义对业务过程单元间存在的协作关系进行划分，应用等价划分的思想对跨组织业务过程协同进行并行建模，实验表明，通过并行建模的跨组织业务过程协同模型能够提高模型的相容性验证效率，减少了形式验证时间。文献[8]以Petri网为基础，提出了一种分而治之的方法，来分析在时间约束下的Web服务流程的相容性，该方法在生成模块化的时间状态图的情况下，不仅能够有效地检测违反时间约束的多个Web服务组合，而且也提供了可靠和可用的服务执行路径以确保用户服务的成功执行。文献[9]对基于虹吸管、陷阱、S-不变量、加模S-不变量等结构特性以及基于状态方程解存在性的不可达标识判定方法进行分析，研究了这些方法可以判定的不可达标识之间的相互关系，建立了Petri网不可达标识的分类体系，通过一个跨组织协同业务过程模型的不相容状态，检测说明了标识不可达判定方法的应用。

进程代数方面：文献[10]提出了一种基于分布式协调模型的方法，该方法通过失败等价行为语义保持的投影规则，使用CSP对协作流程进行建模，并将协作流程的相容性分析转换为对分布式下的协作子流程的成对相容性检查，并进一步提出了一种基于适配的检查方法。文献[11]基于Pi演算对协同业务过程进行建模，并使用Pi演算的约简规则对业务过程间的交互协议进行约简，以判断是否存在交互异常。文献[12]基于Pi演算提出一种Web服务行为相容性的定性判定与定量计算方法，该方法首先通过算法自动地将Web服务行为和Web服务之间的交互行为表达成Pi演算进程，然后借助Pi演算的操作语义和形式化推演实现服务行为相容性自动的定性判定，随后在Pi演算的进程变换理论的基础上提出算法，实现服务相容性自动的定理计算。

自动机方面：文献[13]为区分未指定接收的失配和死锁，采用标签转换系统对Web服务业务的行为协议进行描述，并提出了一种基于该描述的失配类型判定方法，该方法不仅能识别常见的失配类型，而且还能借助对组合的可比较路径的判定区分未指定接收的失配和死锁。文献[14]对于Pi演算扩展了事务语义，将进程间的动作交互与跨组织膜活动相关联来刻画多业务事务协调行为，并基于等价自动机转换思路继承现有模型检验技术，验证多业务事务是否满足人们需要的各种性质。

上述相关工作都为本文进一步展开跨组织协同业务过程的相容性检测及修正提供了较好的研究基础。然而，不论上述工作是采用Petri网、进程代数或者其他形式化工具对协同业务过程的相容性进行分析，都只是对是否满足相容性进行了检测，或者给出一些验证方法，而并没有针对检测出来的不满足相容性的情况提出一个系统的修正方法。

为了解决上述问题，本文提出了一种协同业务过程的相容性检测及修正方法，该方法不仅能够检测出不相容的业务过程和协同业务过程，还能在不改变局部业务过程的情况下，对协同业务过程进行修正。

3 协同业务过程建模

Petri网的概念是由德国科学家Petri在1962年他的博士论文“Kommunikation mit Automaten”中首次提出[15]。由于Petri网具有形式化语义、直观的图形表示、状态的显示表示以及大量成熟的分析工具支持等优势，目前Petri网在计算机、自动化等科学技术领域得到了广泛的应用。因此，本着Petri网的特点及优势，借鉴Aalst教授基于Petri网提出的工作流网（workflow net，WF-net）[1]以及面向跨组织管理提出的跨组织工作流网（IOWF）[16]，对业务过程和协同业务过程进行建模。

3.1 模型概述

协同业务过程中各个组织的业务过程间的关系形成了如图1所示的协同业务过程模型：组织内部的任务的执行和状态的转换组成了一个业务过程，不同的业务过程之间通过消息库所进行通信活动，构成了协同业务过程。

Fig.1 Collaborative business process图1 协同业务过程

3.2 业务过程

业务过程作为构建跨组织协同业务过程模型中最小的、可重用的单元，被用来建模一个组织内部的业务流程，表示该组织内的所有活动及活动间关系的描述。

定义1（业务过程）业务过程是一个扩展的基本Petri网BP=(P,T,F,M,A,fm,i,o)，其中：

（1）P表示有限的库所集合，且P⋃T≠∅；P=PM⋃PG，PM表示特殊的库所集合，即消息库所，PG表示普通的库所集合。

（2）T表示有限的变迁集合，且P⋂T=∅。

（3）F表示业务过程中的流关系，且F⊆(P×T)⋃(T×P)。

（4）M：M⊆P，称为业务过程的一个状态，初始状态用M0表示，记为M0={i}。

（5）A表示语义标识有限集。

（6）fm：PM→A，为消息库所到语义标识的映射，表示每个消息库所pm关联一个唯一的语义标识a。

（7）i、o表示两个特殊的库所，且i,o∈P，其中库所i表示起始库所，即●i=∅，库所o表示结束库所，即o●=∅。

（8）假如增加新变迁t*到BP，用来连接起始库所i和结束库所o（●t*={o}∧t*●={i}），那么这时所得的BP是强连通的。

在定义1中，BP中的每一个变迁表示组织内部的一个具体的任务；流关系用来表示组织中任务与任务之间执行的顺序；任务的运行状态由组织中的托肯分布情况表示，即状态M。对于∀p∈P，p中只有无托肯和只含1个托肯这两种情况，若p中含有1个托肯，则p∈M，否则p∉M。∀BP，BP中的库所记为BP.P，BP中的变迁记为BP.T，BP中的流关系记为BP.F，BP中的起始库所记为BP.i，BP中的结束库所记为BP.o。

3.3 协同业务过程

当企业的业务活动不再局限于内部的以单目标为导向的业务过程时，企业的需求往往会超越传统的组织界限，此时跨组织协同业务过程应运而生，基于消息通信，不同组织业务过程之间进行交互构成了协同业务过程，协同业务过程的定义如下。

定义2（协同业务过程）协同业务过程为一个二元组CBP=(MBP,AC)，其中：

（1）MBP表示业务过程的集合，即MBP={BP1,BP2,…,BPn}，n≥2。

（2）AC表示异步通信关系集合，且AC⊆PM×IP(TM)×IP(TM)：

①PM表示消息库所集合；

②TM=⋃j∈{1,2,…,n}Tj，表示协同业务过程中业务过程参与通信活动的变迁集合；

③IP(TM)≠∅∧IP(TM)⊆TM，表示IP(TM)为TM的非空子集。

∀ac∈AC，ac=＜pij,Ti,Tj＞(i≠j)，其中：

（1）pij表示BPi中消息库所pi和BPj中消息库所pj的融合，使得BPi和BPj共享消息库所pij。

（2）Ti和Tj表示BPi和BPj中与消息库所pij存在流关系的变迁集合。

（3）fm(pi)=fm(pj)，表示库所pi和库所pj的语义标识相匹配，也是pi和pj可以融合成消息库所的前提条件。

根据定义2，图1可以形式化描述为CBP=(MBP,AC)，其中：

（1）MBP={BP1,BP2}

（2）AC⊆PM×IP(TM)×IP(TM)

①PM={pm1,pm2,pm3}；

②TM={t11,t13,t14,t21,t22,t24}；

③IP(TM)为TM的非空子集。

为了更好地分析跨组织协同业务过程并对其相容性进行分析，将协同业务过程进行展开得到协同业务过程展开模型如图2所示，并给出定义。

Fig.2 Unfolding of collaborative business process图2 协同业务过程展开

定义3（协同业务过程展开）U(CBP)=(PU,TU,FU)是CBP的展开，其中：

（1）PU=P*⋃PM⋃{i,o}

①P*=⋃j∈{1,2,…,n}BPj.P，表示协同业务过程中业务过程的库所集合；

②PM表示消息库所集合；

③i为起始库所，用于标识协同业务过程展开模型执行的开始；

④o为结束库所，用于标识协同业务过程展开模型执行的结束。

（2）TU=T*⋃{ti,to}

①T*表示协同业务过程中业务过程的变迁集合；

②ti为协同业务过程展开模型的起始变迁；

③to为协同业务过程展开模型的结束变迁。

（3）FU=F*⋃TM×PM⋃PM×TM⋃{(i,ti)}⋃{(to,o)}⋃j∈{1,2,…,n}{(ti,BPj.i)}⋃j∈{1,2,…,n}{(BPj.o,to)}，F* 表示协同业务过程中业务过程的流关系集合。

根据定义3，图2中展开的协同业务过程模型可形式化描述为U(CBP)=(PU,TU,FU)，其中：

（1）PU=P*⋃PM⋃{i,o}

①P*={p11,p12,p21,p22,p23,p24}；

②PM={pm1,pm2,pm3}；

③i为起始库所；

④o为结束库所。

（2）TU=T*⋃{ti,to}

①T*={t11,t12,t13,t14,t21,t22,t23,t24}；

②ti为起始变迁；

③to为结束变迁。

（3）FU={(i,ti),(ti,i1),(ti,i2),(i1,t11),(t11,p11),(p11,t13),(t12,p12),(t13,p12),(p12,t14),(t14,o1),(o1,to),(to,o),(i2,t21),(t21,pm1),(pm1,t11),(t21,p21),(t21,p22),(p21,t22),(p22,t23),(t23,p23),(t22,p24),(p24,t24),(p23,t24),(t24,pm3),(t13,pm2),(pm2,t22),)(t24,o2),(o2,to)}

根据协同业务过程展开模型的形式化描述可知，通过增加的开始变迁ti和结束变迁to与局部业务过程的开始库所和结束库所连接在一起，同时，增加了全局起始库所i和全局结束库所o并分别与起始变迁ti和结束变迁to相连，最终得到了协同业务过程展开模型。异步通信关系通过语义标识映射到消息库所PM。通过对变迁的颜色分类来区分跨组织协同业务过程中的变迁是否具有异步通信关系，有关系的用黑色的变迁表示，无关系的用白色变迁表示。

根据文献[16]可知，协同业务过程CBP=(MBP,AC)的展开U(CBP)=(PU,TU,FU)是一个WF-net。因此本文的业务过程和协同业务过程展开模型都是基于基本Petri网的拓展，故可借鉴基本Petri网的变迁发生规则和可达图的理论对本文的模型点火规则和可达图进行定义。

定义4[17]（变迁发生规则）设U(CBP)=(PU,TU,FU)是一个协同业务过程的展开，并具有下述变迁发生规则：

（1）对于变迁t∈T，如果∀p∈P:p∈●t→M(p)≥1，则说变迁t在状态M下有发生权，记为M[t＞。

（2）若M[t＞，则在状态M下，变迁t可以发生，从状态M发生变迁t得到一个新的状态M′，记为M[t＞M′，对∀p∈P，满足：

①M′(p)=M(p)-1，若p∈●t-t●；

②M′(p)=M(p)+1，若p∈t●-●t；

③M′(p)=M(p)，其他。

为了刻画协同业务过程展开模型的可达图，方便协同业务过程相容性修正工作的顺利执行，给出可达状态集和可达图的定义。

定义5[17]（可达状态集）设U(CBP)=(PU,TU,FU)是一个协同业务过程的展开，其中M0∈M为U(CBP)的初始状态。U(CBP)的可达状态集R(M0)定义为满足下面两条件的最小集合：

（1）M0∈R(M0)；

（2）若M0∈R(M0)，且存在变迁t∈T使得M[t＞M′，则M′∈R(M0)。

定义6[17]（可达图）设U(CBP)=(PU,TU,FU)是一个协同业务过程的展开，U(CBP)的可达图定义为一个三元组RG[U(CBP)]=(R(M0),B,R)，其中：

（1）B={(Mi,Mj)|Mi,Mj∈R(M0)，且 ∃tk∈T使得Mi[tk＞Mj}；

（2）R:B→T，R(Mi,Mj)=tk，当且仅当Mi[tk＞Mj。

4 协同业务过程相容性检测

在协同业务过程中，协作过程涉及多个业务过程的交互，因此需要首先对每个参与协同的业务过程进行分析，在保证局部每个业务过程满足相容性的条件下，进一步对跨组织协同业务过程进行全局观的相容性分析。通过借鉴Aalst教授在文献[16]中关于合理性的定义，给出业务过程相容性和协同业务过程相容性的定义。

定义7（业务过程相容性）一个业务过程BP=(P,T,F,M,PM,A,fm,i,o)是相容的，当且仅当 ∀M(i→*M)⇒(M→*o)，表示对每个从初始状态i可达的状态M，必然存在一个从M到状态o的发生序列，即起始库所i中的托肯，总是能够通过变迁到达结束库所o中。为了能够自动对业务过程是否满足相容性进行检测，基于深度优先搜索（depth first search，DFS）提出了一种业务过程相容性检测算法。

算法1业务过程相容性检测算法

定义8（协同业务过程相容性）一个协同业务过程CBP=(MBP,AC)是相容的，当且仅当CBP满足局部相容并且全局相容，其中：

（1）CBP局部相容是指CBP中的每一个BP都满足业务过程相容性；

（2）CBP全局相容是指CBP的展开U(CBP)=(PU,TU,FU)满足业务过程相容性。

根据定义8可知，协同业务过程的相容性不仅包括了构成协同业务过程的局部业务过程的相容性，还包括了多个局部业务过程交互构成的协同业务过程的相容性。算法2对本文所使用的协同业务过程相容性的检测算法过程进行了描述。

算法2协同业务过程相容性检测算法

5 协同业务过程相容性修正

跨组织协同业务过程相容性检测及修正方法的研究思路大致如图3所示。

本文方法分为3个过程：跨组织协同业务过程建模；协同业务过程相容性检测；协同业务过程相容性修正。首先，跨组织协同业务过程采用Petri网作为形式化工具进行建模；然后，对业务过程和协同业务过程的相容性进行定义并分别给出检测算法；最后是协同业务过程相容性的修正。下面将详细阐述本文提出的协同业务过程相容性检测及修正方法。

Fig.3 Method for compatibility detection and correction of collaborative business process图3 协同业务过程相容性检测及修正方法

本文以文献[11]中的4个参与者构成的购买过程案例为基础进行扩展，详细阐述本文如何在不改变企业局部业务过程的情况下对跨企业协同业务过程相容性进行修正的方法。

Fig.4 Purchasing process with 4 participants图4 4个参与者构成的购买过程

图4展示的购买过程的执行流程如下：客户提交订单给代理商（步骤1）；代理商收到订单后，向银行请求查询该客户的信用记录（步骤2）和向供货商请求查询库存信息（步骤4）；如果该客户信用记录良好（步骤3），并且库存数量足够（步骤5），则代理商向客户发送支付请求（步骤7）；客户完成支付后（步骤8），代理商通知供货商发货（步骤9）；供货商收到运输请求后将货物运输给客户（步骤10）；当客户收到货物后，发送确认消息给代理商（步骤12）和供货商（步骤11），完成交易。注意：在上述购买过程中，客户在订单支付前，可以取消交易；此外，代理商在发送支付请求给客户前，也可以取消交易（步骤6）。该实例是没有非确定性选择和循环的情况。

Fig.5 Business process with 4 participants图5 4个参与者的业务过程

通过对上述案例的分析，根据定义1可以得到4个参与者的业务过程如图5所示，限于篇幅，对其中最为复杂的业务过程代理商的形式化描述如下所示：

通过分析4个参与者业务过程在整个购买过程中的交互以及消息库所的语义标识是否相匹配，并根据定义2可以得到4个参与者的协同业务过程的形式化描述如下所示：

进一步根据协同业务过程展开的定义3可以得到4个参与者协同业务过程展开的模型如图6所示，其形式化描述如下所示：

Fig.6 Unfolding of collaborative business process with 4 participants图6 4个参与者的协同业务过程展开

利用算法1及4个参与者业务过程的可达图对图5进行检测可判定，购买过程中的4个参与者的业务过程均是满足相容性的。4个参与者的业务过程可达图如图7所示。

Fig.7 Reachability graph of 4 participants'business process图7 4个参与者业务过程的可达图

利用算法2对图6中的4个参与者的协同业务过程展开进行检测可知，在购买过程实例中，4个参与者业务过程交互构成的协同业务过程展开是不满足相容性的，即该4个参与者的协同业务过程需要修正。由Petri网模拟工具PIPE（platform independent Petri net editor）模拟可知，4个参与者的协同业务过程的可达图过于复杂，多达48维的状态转换，限于篇幅，本文不再列出。通过对4个参与者的协同业务过程的变迁执行分析可得，满足相容性定义的从起始库所（PStart）到结束库所（PEnd）的所有可达轨迹如图8所示，一共有198条。

Fig.8 Compatible reachability trace(part)图8 相容的可达轨迹（部分）

同时，因为4个参与者协同业务过程不满足相容性，所以必然存在从起始库所（PStart）出发，但结束库所不是PEnd的不相容的可达轨迹，共有102条，如图9所示。

Fig.9 Incompatible reachability trace(part)图9 不相容的可达轨迹（部分）

将4个参与者协同业务过程中的不满足相容性的102条可达轨迹剔除，对满足相容性的198条可达轨迹进行提取并按照挖掘可扩展标记语言（mining extensible markup language，MXML）的标准和可扩展标记语言的（extensible markup language，XML）语法将提取的相容可达轨迹转换成可扩展时间流（extensible event stream，XES）格式的文档，部分如下：

ProM[18]是一个开源且成熟的过程挖掘平台，可在http://www.processmining.org下载，本文在该平台基于Aalst教授提出的α算法[19]对4个参与者协同业务过程进行挖掘，得到4个参与者协同业务过程，如图10所示。

Fig.10 Business process with 4 participants after mining图10 挖掘后的4个参与者协同业务过程

结合挖掘后的4个参与者的协同业务过程及各自的业务过程，得到经过修正后的4个参与者的协同业务过程展开，如图11所示。

图11中，形如＜ta1,t1＞的符号表示同步因子，作用是使得4个参与者的局部业务过程中的变迁ta1与协同业务过程中的变迁t1之间满足同步关系。通过算法1和算法2对修正后的4个参与者的协同业务过程进行检测可知，4个参与者局部业务过程分别满足相容性，并且修正后的协同业务过程同样满足相容性。

进一步，基于同步关系，对满足同步关系的变迁进行融合，得到修正后的4个参与者的协同业务过程展开，如图12所示。

Fig.12 Unfolding of collaborative business process with 4 participants after correcting图12 修正后的4个参与者的协同业务过程展开

Fig.11 Collaborative business process with 4 participants after correcting图11 修正后的4个参与者的协同业务过程

利用算法2对修正后的4个参与者的协同业务过程展开进行检测可知，4个参与者协同业务过程展开同样也满足相容性，即在不改变局部业务过程的情况下，对本来不相容的协同业务过程进行修正，最终达到一种好的满足相容性的4个参与者的协同业务过程模型。

6 结束语

针对跨组织协同业务过程中的相容性问题，目前大多数学者主要是从协同业务过程的相容性检测方法进行分析和研究，而针对协同业务过程不相容情况下的修正方法的研究，尚属鲜见。为此，本文结合Petri网及过程挖掘的相关理论，提出了一种跨组织协同业务过程的相容性检测及修正方法。主要工作如下：

（1）基于扩展的基本Petri网对业务过程及协同业务过程进行建模。

（2）对业务过程和协同业务过程的相容性进行定义，并分别给出了相应的检测算法。

（3）以现实中的购买过程为案例进行说明，对于该购买过程中存在的不相容的协同业务过程，通过Petri网及过程挖掘技术对其进行修正。

结果表明，在不改变局部业务过程的情况下，对本来不相容的协同业务过程进行修正最终达到一种好的满足相容性的协同业务过程模型。

下一步研究方向为考虑如何对具有个性化特征的协同业务过程进行相容性检测和修正。

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[19]Van der Aalst W M P,de Medeiros A K A,Weijters A J M M.Genetic process mining[C]//LNCS 3536:Proceedings of the 26th International Conference on Applications and Theory of Petri Nets,Miami,USA,Jun 20-25,2005.Berlin,Heidelberg:Springer,2005:48-69.

附中文参考文献:

[2]卢亚辉,明仲,张力.协同业务过程模式的研究[J].计算机集成制造系统,2011,17(8):1569-1579.

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[6]公帅,熊锦华,刘志勇.基于交互冲突的服务互操作匹配性检测[J].计算机学报,2013,36(12):2479-2490.

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[12]邓水光,李莹,吴健,等.Web服务行为相容性的判定与计算[J].软件学报,2007,18(12):3001-3014.

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[17]吴哲辉.Petri网导论[M].北京:机械工业出版社,2006:6-47.

Compatibility Detection and Correction of Collaborative Business Process*

ZHENG Ming1,MO Qi1,2+,ZHOU Xiaoxuan1,LI Tong1,2,XIE Zhongwen1,2,XIANG Wenkun1

1.School of Software,Yunnan University,Kunming 650500,China
2.Key Laboratory in Software Engineering of Yunnan Province,Kunming 650500,China

2017-03,Accepted 2017-06.

With the development of economic globalization,the business operations in enterprises have switched from in-company solo business process to inter-enterprise cooperative business process.Thus,the research on the compatibility and correction of cooperative business process is necessary to make sure that the cooperative business process can operate correctly.This paper comes up with a method about compatibility detection and correction for interorganization cooperative business process therefor,based on the theory of Petri nets and process mining:First of all,using Petri net to model the business process and cooperative business process;Then,defining the compatibility in business process and cooperative business process,and providing the corresponding detection algorithms respectively;Finally,taking an actual purchasing process as an example,and detecting and correcting the incompatible cooperative business process in it.Case study shows that it is feasible to correct the incompatible cooperative business process and end up in a well-compatible cooperative business process model without any changes in local business process.

collaborative business process;compatibility;corrective method

+Corresponding author:E-mail:moqiyueyang@163.com

10.3778/j.issn.1673-9418.1703075

*The National Natural Science Foundation of China under Grant Nos.61379032,61262024,61462092,61462095,61662085(国家自然科学基金);the Graduate Scientific Research Innovation Foundation of Yunnan University under Grant No.111(云南大学研究生科研创新基金项目).

CNKI网络优先出版:2017-06-05,http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.5602.TP.20170605.1343.002.html

ZHENG Ming，MO Qi，ZHOU Xiaoxuan,et al.Compatibility detection and correction of collaborative business process.Journal of Frontiers of Computer Science and Technology,2017,11(12)：1907-1921.

A

TP311

ZHENG Ming was born in 1992.He is an M.S.candidate at Yunnan University,and the student member of CCF.His research interests include software engineering,business process management and formal methods.

郑明（1992—），男，安徽安庆人，云南大学硕士研究生，主要研究领域为软件工程，业务过程管理，形式化方法。

MO Qi was born in 1986.He received the Ph.D.degree from Yunnan University in 2015.Now he is a lecturer at Yunnan University,and the member of CCF.His research interest is business process management.

莫启（1986—），男，湖南岳阳人，2015年于云南大学获得博士学位，现为云南大学讲师，CCF会员，主要研究领域为业务过程管理。

ZHOU Xiaoxuan was born in 1993.She is an M.S.candidate at Yunnan University,and the student member of CCF.Her research interests include software engineering,software evolution and data mining.

周小煊（1993—），女，吉林长春人，云南大学硕士研究生，CCF学生会员，主要研究领域为软件工程，软件演化，数据挖掘。

LI Tong was born in 1963.He received the Ph.D.degree in software engineering from De Montfort University in 2007.Now he is a professor and Ph.D.supervisor at Yunnan University,and the senior member of CCF.His research interests include software engineering and information security.

李彤（1963—），男，河北石家庄人，2007年于英国De Montfort大学软件工程专业获得博士学位，现为云南大学教授、博士生导师，CCF高级会员，主要研究领域为软件工程，信息安全。

XIE Zhongwen was born in 1982.He received the Ph.D.degree from Yunnan University in 2012.Now he is a lecturer at Yunnan University,and the member of CCF.His research interest is software engineering.

谢仲文（1982—），男，福建漳州人，2012年于云南大学获得博士学位，现为云南大学讲师，CCF会员，主要研究领域为软件工程。

XIANG Wenkun was born in 1993.He is an M.S.candidate at Yunnan University.His research interests include software engineering,cloud computing and data mining.

向文坤（1993—），男，湖北仙桃人，云南大学硕士研究生，主要研究领域为软件工程，云计算，数据挖掘。