基于Petri网行为轮廓的业务流程交互下变化域传播机理及控制方法研究

At present, many business system realizes the complex function requirement through interaction, in the interactive process, business process (as the core of business system) may occur unpredictable behavior in some regions, these regions are called the change region (or vulnerable region), to analyze and control the change region is one of the key points to realize the trustworthy business system. Few literatures on the change region of system mainly pay attention to checking deadlock and analyzing soundness of business process model. However, for the business process to meet the deadlock-free (or other reasonable judgment) and in the interactive environment unanticipated behavior situation, these methods can not handle effectively. The project takes the behavior profile theory of Petri net as the basis, starting from the weak order and quasi order relation between the transitions of the business process, to analyze the behavior weak consistency, interactive behavior relevance under the interactive business process, the generation and propagation mechanism of business process change region under the process interaction are proposed, and the change region analysis methods of business process under different circumstances are also studied. In the case of having change region in the business process model, the location and related control methods are presented for complex matching, behavior constraints and data flow constraints respectively. Finally, we develop the application study using proposed theoretical results. The study objectives are to find the propagation mechanism and control method of the change region under business process interaction, and to lay the foundation for trustworthy management of the business system.

目前，许多业务系统通过交互来实现复杂的功能需求，在交互过程中，业务流程（作为业务系统的核心）会在一些区域出现不可预期的行为，这些区域被称之为变化域（或脆弱域），对变化域的分析和控制是实现系统可信性的关键点之一。已有少量关于变化域的研究，主要集中在模型的死锁检测及合理性分析方面，但对于业务流程满足无死锁性（或其它合理性判定）而在交互环境下出现非预期行为的情况无法有效处理。本项目以Petri网行为轮廓理论为基础，从业务流程变迁间的弱序和拟序关系出发，分析流程交互下的行为弱一致性、行为交互相关性等，提出业务流程交互下变化域的产生和传播机理，以及不同情况下的业务流程变化域的分析方法。对于存在变化域的情况，分别针对复杂匹配、行为约束、数据流约束等情况研究相关的变化域定位及控制方法，并开展相关应用研究。通过研究，以发现业务流程交互下的变化域传播机理和控制方法，为实现业务系统的可信管理奠定基础。

业务流程在交互时可能会出现变化域，对变化域的分析和控制是实现系统可信性的关键点之一。本项目主要围绕业务流程交互下变化域的产生和传播机理，以及变化域分析与控制方法展开研究。.主要工作有：（1）研究了基于Petri网行为轮廓的业务流程模型构建与分析方法。开展了Petri网行为轮廓理论及行为性质研究，提出基于Petri网模型合并的行为模型构建方法，基于拟间接依赖的行为模型构建方法，以及基于概率行为关系的行为模型构建方法。（2）研究了业务流程交互下的变化域传播理论及分析方法。包括基于配置和撤销状态的方法分析变化传播分析方法，基于模块网和特征网的交互流程变化域传播分析方法，以及基于微分包含的业务系统变化传播稳定性分析方法。（3）研究了业务流程变化域定位与控制分析方法。提出了基于业务能力的可配置业务流程模型变化域分析与控制方法，基于日志自动机的业务流程混沌活动过滤方法，以及基于Petri网Behavior inclusion的业务流程变化域融合分析与处理方法。（4）开展了面向移动支付系统的变化域分析与应用。针对移动支付中的日志行为，开展了基于神经网络的系统行为稳定性分析研究。采用强控制策略，进行数据仿真分析，效果较好，并研制相关软件工具。本项目揭示了交互业务流程的变化域传播机理，并进行了相关变化域控制方法研究，有利于业务流程系统可信性研究，具有较好的科学意义和应用价值。.在国家自然科学基金的资助下，项目组开展了卓有成效的工作，在国内外学术期刊上发表论文37篇，其中SCI11篇，EI9篇。部分论文在《International Journal of Machine Learning and Cybernetics》、《Knowledge-Based Systems》、《计算机学报》、《电子学报》等重要学术刊物上发表，出版《Petri网行为轮廓理论及应用》专著1部。申请国家发明专利12项（已授权2项），软件著作权2项。相关成果获安徽省科学技术奖三等奖１项。协办国际学术会议１次。项目负责人于2019年获省学术和技术带头人。培养青年教师２人，博士后2人，博士生2人，硕士生8人。