跨组织协同工作流挖掘的Petri网融合机理与保性控制技术研究

针对跨组织协同工作流的挖掘问题，本项目主要从理论上研究同类和异类Petri网模型融合机理和融合满足的性质关系以及保性控制器设计，以此为理论基础研究跨组织工作流挖掘问题。着重解决协同模式下的多源异构引擎日志数据集成、支持跨组织协同的工作流形式化模型、组织部门之间的协同模式分类及其挖掘、跨组织协同工作流模型挖掘的正确性验证和评价等系列问题。理论和方法研究成果将以跨部门的突发事件应急联动信息系统为靶子得到实验应用验证。最后开发一个基于Petri网融合的跨组织流程挖掘原型系统改进和完善所提出的理论与方法。通过本项目的研究，从理论上探讨大规模系统建模与分析的Petri网方法，同时为大型分布式信息系统的流程挖掘奠定理论基础。

工作流挖掘旨在从企业信息系统产生的日志中抽取知识以发现、检测和改进现有业务流程。传统工作流挖掘局限于单一组织内部，但随着服务技术、供应链集成和云计算的普及，组织间协同日益紧密。对由此形成的跨组织协同流程展开挖掘，既有利于从“全局”掌握复杂业务流程的全貌，还可在此基础上对跨组织流程展开性能分析和优化，从而为跨组织协同流程的改进提供服务。以此为目的，考虑到Petri网在分布式系统建模分析中的独特优势，本项目基于Petri网融合与保性控制技术研究跨组织协同工作流的挖掘问题。.项目研究内容及取得的主要结果包括：（1）针对跨组织协同模式分析的需要，在Petri网模型上扩展资源、消息、时间以及组织部门等属性，建立了单一组织工作流的元模型，并研究了扩展后Petri网模型的形式化验证和挖掘方法；（2）为进行不同组织工作流模型的融合，除利用Petri网同步合成与共享合成技术外，提出了一种基于同步核的流程建模新方法。分析了同步核对流程控制依赖关系的保性特征，设计了同步核与Petri网、BPMN模型以及WF-net模型间的转换算法，给出了基于同步核与Petri网合成的同类、异类流程模型融合与保性控制方法；（3）建立了跨组织流程协同模式的分类体系，给出了资源共享、消息传递、任务同步、任务外包等跨组织协同模式的Petri网模型，设计了从跨组织流程日志中挖掘上述协同模式进而完成跨组织流程重构的具体算法；（4）在重构所得跨组织协同流程的基础上，进一步挖掘和分析任务执行时间与资源冲突等信息，提出了跨组织协同流程的时间与资源管理与优化方案；（5）以跨组织应急联动流程、多部门医疗流程和交互式农技服务流程为应用背景，对所提跨组织协同工作流建模、验证、挖掘以及性能优化方法进行了验证，实现了相应的原型系统。.团队成员在IEEE. Trans.、DSS、计算机学报、软件学报等国内外刊物和KSEM、SEKE等重要会议发表论文38篇，其中SCI索引5篇，EI索引28篇。获山东省科技进步二等奖、省青年科技奖、青岛市科技进步二等奖各1项，获山东省优秀博士/硕士/学士学位论文5篇，省高校优秀科研成果奖等其他厅局级奖励5项。.上述成果在国内外同行中产生了重要影响。项目研究内容为大型分布式信息系统的流程挖掘奠定了理论基础，在一定程度上推动了流程挖掘技术的前进以及相关学科的发展。