Petri网的映射变迁关系相似性度量

作者:许荣斌;石军;张鹏飞;谢莹; 刊名:浙江大学学报(工学版) 上传者:江心遥

【摘要】为了准确计算业务流程管理中流程模型的相似性,给流程的比较、索引和搜索提供有效的保证,使用Petri网对业务流程进行建模,提出基于Petri网的映射变迁关系相似性度量方法.利用流程变迁之间存在的5类基本关系:强线性、弱线性、互斥、并行和循环关系改进传统的工作流网模型,通过度量相同变迁节点在不同流程中结构上的相似性来计算流程相似性.实验中对流程模型进行约束性的增加和删除变迁操作,在达到提高流程相似性的目的的同时,通过与不同流程相似性算法的结果进行比较,验证了所提方法对于解决计算流程相似性问题的有效性.

全文阅读

流程相似性度量一直是工作流研究中的一个主要方向[1].业务流程作为企业的三要素之一,在实际的业务流程管理中,需要对2个业务流程进行比较,以求得不同流程之间的相似性[2].在互联网大时代背景下,如中国移动这类办公自动化的大集团公司,其业务流程非常繁杂众多,流程数量动辄数以万计,且具有较大的冗余性[3].高效的流程相似性算法可以为基数庞大的流程比较、索引和搜索提供有效的保证[4].除此之外,流程相似性计算同样被广泛地运用于组织合并、用户需求变更、模型仓库管理等多个领域[5].主流的流程相似性算法一般基于以下3个方面展开:1)任务标签、事件或其他建模元素;2)模型拓扑结构;3)过程模型的执行语义.殷明等[3]针对流程相似性研究,总结提出了流程相似性算法应该满足的五大基本性质,即:顺序结构漂移不变性、互斥结构漂移不变性、跨度负相关性、非替代无关递减性和循环序列长度负相关性.近年来,流程相似性算法层出不穷,经典的流程相似度算法有:TAR算法[6]、CF算法[7]、BP算法[8]、PTS算法[9],还包括一些改进算法,如:TAR++算法[10]和PTS++算法[5],但是仍然存在一些未能解决的问题,具体表现为对一些常见模型的相似性度量与预期值不符、算法复杂度太高不适用于实际生产或不满足上述五大基本性质等.本文基于标签Petri网对业务流程建模,引入BP算法中行为轮廓[11]和变迁关系的概念,定义5类变迁之间的基本关系,对已有行为轮廓进行扩充.对传统的工作流网进行改进,提出一种不同流程中映射变迁的关系相似性度量(transitionrelationsimilari-ty,TRS)方法,从映射变迁结构相似性的角度,给出计算流程相似度的新思路.1Petri网模型介绍1.1Petri网基本元素Petri网为简单的过程模型,如图1所示,由下列几类基本元素构成:1)库所(Place)圆形节点,以表示;2)变迁(Transition)方形节点,以表示;3)有向弧(Directedarc)库所和变迁之间的有向弧,以有向线段“”表示;4)令牌(Token)动态存在于库所中,以“”表示.图1简单的Petri网模型Fig.1SimplePetrinetmodelPetri网是一个三元组,N=(P,T,F),P={p1,p2,p3,…,pm}是库所的有限集合,T={t1,t2,t3,…,tn}是变迁的有限集合,有PT且PT=.F代表流关系,即有向弧的有限集合,F=(TP)(PT)={e1,e2,e3,…,ek},“”代表笛卡尔乘积.Petri网集合PT中的任意一个库所pi或变迁ti均为Petri网中的一个节点;Petri网集合F中的任意元素即为一条有向弧称为Petri网的边,相同类型的2个节点之间不允许存在相连接的边.1.2Petri网基本概念前集与后集:对于一个Petri网结构N=(P,T,F),设x(PT),称x为x的前集或输入集,x为x的后集或输出集.特别地,当xT时,称x为x的输入库所集合,称x为x的输出库所集合[12].顺序(Order)关系:对于一个Petri网结构N=(P,T,F),设t1T,t2T,t2只能在t1发生后才有可能发生,t1和t2的发生存在直接的因果关系.顺序关系是不对称的,且存在传递性,如图2所示.图2Petri网的顺序(Order)关系示意图Fig.2DiagramofrelationOrderinPetrinet并发(And)关系:对于一个Petri网结构N=(P,T,F),设t1T,t2T,t1和t2是相互独立的,即(t1t1)(t2t2)=,t

参考文献

引证文献

问答

我要提问