楊麗波+巢世清

摘要：本課題結(jié)合射孔作業(yè)的實際需要，提出基于Artifact狀態(tài)變遷的射孔數(shù)據(jù)協(xié)同流程思想。首先介紹Artifact的定義與特性，結(jié)合射孔數(shù)據(jù)處理時存在的問題，設(shè)計了基于Artifact狀態(tài)變遷的射孔深度數(shù)據(jù)協(xié)同處理流程并建立了模型。尤其考慮到射孔現(xiàn)有的應(yīng)用軟件元素，對Artifact推進(jìn)進(jìn)程的應(yīng)用做了改進(jìn)，建立完全支持射孔作業(yè)的工作模式。最后用狀態(tài)樹描述了Artifact實例狀態(tài)的生命周期及狀態(tài)變化情況，實現(xiàn)不同部門、不同崗位的協(xié)同工作。

關(guān)鍵詞：Artifact狀態(tài)變遷；射孔數(shù)據(jù)協(xié)同流程；業(yè)務(wù)狀態(tài)規(guī)則庫；Artifact信息模型

Abstract：Combined with the actual needs of perforation operation， this paper puts forward the idea of perforation data collaboration process based on Artifact state transition. First introduces the definition and characteristics of Artifact， combined with the problems existing in the process of perforation data， design the Artifact state transition based on the perforation depth data processing process and establish a model. In particular， considering the existing application software elements， the application of Artifact propulsion process is improved， and the work mode of fully supporting perforating operation is established. At last， the state tree is used to describe the life cycle and state of the Artifact instance， and to realize the cooperative work of different departments and different positions.

Key words：Artifact state transition； perforation data collaboration process； business state rule bank； Artifact information model

1 引言

為了實現(xiàn)對人員、組織、應(yīng)用、文檔和其他信息資源的業(yè)務(wù)流程的支持，通過使用方法、技術(shù)和軟件對業(yè)務(wù)流程進(jìn)行設(shè)計、實施、控制和分析[1]。傳統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程管理通?；谝赃^程為中心的業(yè)務(wù)流程建模方法開展的，主要關(guān)注的是業(yè)務(wù)活動的組織方式，數(shù)據(jù)僅僅以作為模型中活動被操作的對象身份出現(xiàn)?，F(xiàn)如今，以數(shù)據(jù)為中心的表達(dá)業(yè)務(wù)需求通常是一種更為直觀的方式，而基于Artifact的流程思想，是一種全新的以數(shù)據(jù)為中心的業(yè)務(wù)流程設(shè)計方法，是站在業(yè)務(wù)流程中業(yè)務(wù)人員的角度來分析的，是一種有效的、靈活的、管理分析業(yè)務(wù)流程的表示方式。基于Artifact的特性在于在業(yè)務(wù)流程中將關(guān)鍵的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)作為一個關(guān)鍵的部分，以關(guān)鍵的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)在流程中前后變化作為主線來設(shè)計流程的。在本文中使用的是對象模型的Artifact信息模型。

2 Artifact狀態(tài)變遷協(xié)同流程模式

Artifact是一個具體的、可標(biāo)識的、自描述的數(shù)據(jù)實體，是以數(shù)據(jù)為中心的業(yè)務(wù)流程建模的關(guān)鍵概念。在OpS中Artifact的定義，Artifact由業(yè)務(wù)構(gòu)建和維護(hù)的一些具體信息塊的構(gòu)成，其提供了信息局域化的機(jī)制[2]。目前射孔資料信息化處理過程中受射孔深度數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等應(yīng)用系統(tǒng)[3]局限于業(yè)務(wù)局部環(huán)節(jié)，基于Artifact狀態(tài)變遷的射孔數(shù)據(jù)協(xié)同流程結(jié)構(gòu)是該模型中的關(guān)鍵問題所在[4]。

2.1Artifact信息模型的設(shè)計

首先準(zhǔn)備下列不相交的集合： 表示基本類型的集合； 表示Artifact類命名集合；

表示屬性命名集合；States為Artifact的狀態(tài)名集合； 為Artifact類型 的標(biāo)識符集；類型全集為 = ∪ 。

對于 中的任意一個類型 ， 的域（表示范圍）表示為DOM（ ）：

我們將通過改變Artifact對象的屬性值來使該對象的狀態(tài)發(fā)生變遷，Artifact中的生命周期可以用AT中的 里的狀態(tài)集 來表示，對于Artifact某個屬性被賦值后，其對應(yīng)的以及邏輯解釋公式為真時，都可以對應(yīng) 中的任一個狀態(tài)，并用二進(jìn)制序列描述整個Artifact的生存周期的狀態(tài)，調(diào)用業(yè)務(wù)狀態(tài)規(guī)則庫中規(guī)則，通過一階邏輯公式使屬性發(fā)生變化進(jìn)而狀態(tài)發(fā)生變遷，建立有限序列狀態(tài)機(jī)的轉(zhuǎn)換。

2.2Repository的形式化定義：

利用Repository[5]對Artifact類型對象的創(chuàng)建及歸檔，以便于射孔中應(yīng)用對Artifact進(jìn)行操作。Repository元素是由Repository名稱（描述庫中Artifact所處狀態(tài)）；Artifact類型名（設(shè)定Repository來存儲的Artifact類型）組成的[6]。本模型再設(shè)計時，遵循一個Repository僅僅能存儲一種類型的Artifact實例，并且一種類型的Artifact能夠存儲在其他多個Repository的原則。例如，本模型再設(shè)計DepthProcess（DP）時，一個Repository存儲的是執(zhí)行中的DP、一個Repository存儲是已完成的DP，其Artifact類型都是DepthProcess。但是存儲執(zhí)行中的DP是執(zhí)行狀態(tài)，存儲已完成的DP是完成狀態(tài)。

2.3Service服務(wù)的形式化定義

在經(jīng)典的模型中BALSA[7]中給出了關(guān)鍵的四個元素與建模方法，但是在Service元素設(shè)計時將面向服務(wù)和Web服務(wù)的概念相結(jié)合[8]，不適合目前射孔作業(yè)中的實際情況，各個中間結(jié)果的計算都是已經(jīng)成型的應(yīng)用軟件，因此，根據(jù)實際情況重新設(shè)計Service元素。Service對Repository進(jìn)行操作，有二種形式：只讀形式，表示Service對Repository中的Artifact實例不進(jìn)行任何屬性的改變，進(jìn)而不會使Artifact的狀態(tài)發(fā)生變遷；讀寫形式，表示Service對Repository中的Artifact實例中的屬性通過其規(guī)則進(jìn)行修改，進(jìn)而使Artifact的狀態(tài)發(fā)生變遷，從而推進(jìn)業(yè)務(wù)流程的執(zhí)行進(jìn)程。為此目的對Service進(jìn)行形式化定義：

Service元素[9]在此模型中是最重要的組成元素，它在整個業(yè)務(wù)流程中起推進(jìn)作用。包含了一系列的操作，由IOPE（Input，Output，Preconditions，Effects）分別定義了每個應(yīng)用操作。Input和Output來描述Service的輸入和輸出，于語義web服務(wù)中的Input和Output不太一樣。Precondition決定該業(yè)務(wù)流程的應(yīng)用的執(zhí)行，而用Effect來表達(dá)該應(yīng)用輸出結(jié)果所代表的語義。

定義2：一個Service SV=（ ， ， ， ），其中： 和 是變元集，其中 變元集會映射到Repository元素中的某個Artifact的屬性； 二進(jìn)制狀態(tài)序列； 由其中通過一階邏輯語言 表示為 上的邏輯公式來改變Artifact的某些屬性值。

3基于Artifact狀態(tài)變遷的射孔數(shù)據(jù)協(xié)同流程的設(shè)計

3.1 射孔業(yè)務(wù)狀態(tài)規(guī)則庫的建立

為使射孔業(yè)務(wù)適應(yīng)發(fā)展的變化，應(yīng)使射孔業(yè)務(wù)規(guī)則類似于數(shù)據(jù)庫的管理，單獨(dú)建立規(guī)則庫的管理，適應(yīng)射孔業(yè)務(wù)的變化。有射孔業(yè)務(wù)專家對其業(yè)務(wù)分析、抽取、并存儲在規(guī)則庫中，使用配置的方式來實現(xiàn)。本模型創(chuàng)建的射孔業(yè)務(wù)規(guī)則庫同樣是針對Artifact實例的狀態(tài)變遷的來做的。

（1）規(guī)則的描述形式

業(yè)務(wù)規(guī)則的描述是根據(jù)射孔術(shù)語和射孔業(yè)務(wù)事實。規(guī)則的前半部表示對其事實的判斷，其后半部是對事實的更新或創(chuàng)建。規(guī)則的描述方式有很多，例如 if…else、決策表、決策樹等，實用XML文件存儲格式來描述射孔業(yè)務(wù)規(guī)則。

（2）業(yè)務(wù)規(guī)則的流程結(jié)構(gòu)

在本規(guī)則庫中涉及到的是順序結(jié)構(gòu)并行結(jié)構(gòu)、判斷結(jié)構(gòu)，順序結(jié)構(gòu)在射孔規(guī)則庫中表示的是if標(biāo)圖執(zhí)行完成后，執(zhí)行標(biāo)圖審核，依此順序規(guī)則執(zhí)行。在射孔規(guī)則庫中表示的是只有在標(biāo)圖審核通過后、校深取值后、射孔施工設(shè)計后才能觸發(fā)報表的計算。

判斷結(jié)構(gòu)如圖1所示，在射孔規(guī)則庫中表現(xiàn)為校深取值后，判斷是否疑難井，是則回到執(zhí)行校深的初始狀態(tài)，否則等待標(biāo)圖及射孔施工設(shè)計的狀態(tài)變化后執(zhí)行報表的計算。

添加射孔業(yè)務(wù)規(guī)則庫后，本模型流程的靈活性大大增加，更加方便業(yè)務(wù)的變化，減輕業(yè)務(wù)需求的變化造成技術(shù)編程的工作。

3.2 Artifact狀態(tài)變遷的改進(jìn)

系統(tǒng)流程模型中，假如Artifact類型的集合用 = { ， ，…， }來表示，定義流程中的狀態(tài)為 =（ ， ，…， ），對于Artifact類型的狀態(tài)，設(shè)定 =（ ， ，…， ）表示 是實例 的初始狀態(tài)；設(shè)定 =（ ， ，…， ）表示 是實例 的終止?fàn)顟B(tài)。

參考狀態(tài)機(jī)在數(shù)字電路中設(shè)計的應(yīng)用，狀態(tài)機(jī)是表示有限種狀態(tài)以及這些狀態(tài)之間的變遷和動作的數(shù)學(xué)模型。在本模型中運(yùn)用到的確定型有限狀態(tài)機(jī)[10]。一個確定型有限狀態(tài)機(jī)包括：有限狀態(tài)集，輸入信息，狀態(tài)變遷規(guī)則集。狀態(tài)機(jī)應(yīng)用到本模型中歸納為四個要素：即當(dāng)前狀態(tài)、條件、服務(wù)、下一個狀態(tài)，同時可以用二進(jìn)制序列對來描述Artifact的生命周期（Artifact的整個狀態(tài)變化過程），對狀態(tài)機(jī)的內(nèi)的因果關(guān)系進(jìn)行分析，“當(dāng)前狀態(tài)”和“條件”為因，“服務(wù)”和“下一狀態(tài)”為果。

當(dāng)前狀態(tài)：顧名思義是指流程當(dāng)前所處的狀態(tài)，通過二進(jìn)制序列來判斷，例如二進(jìn)位制序列（0000000000）表示（分井，標(biāo)圖，標(biāo)圖審核，校深值，疑難井判斷，射孔施工設(shè)計，射孔施工審核，計算報表，報表審核，全套資料審批）；

條件：業(yè)務(wù)流程處于什么樣的狀態(tài)，執(zhí)行什么樣的服務(wù)，同時通過屬性集L的一階邏輯語言?AT中的一階邏輯公式，執(zhí)行一次狀態(tài)的變遷（遷移）；

服務(wù)：條件滿足是什么樣的狀態(tài)執(zhí)行什么樣的服務(wù)，服務(wù)成功執(zhí)行后，可以變遷到新的狀態(tài)，如果沒有成功執(zhí)行，保持原狀態(tài)，在此模型中，服務(wù)執(zhí)行是必須的，在沒有執(zhí)行服務(wù)后，狀態(tài)是不能變遷到新狀態(tài)。

下一狀態(tài)：條件滿足后，要變遷到新的狀態(tài)。下一狀態(tài)是相對當(dāng)前狀態(tài)來說的，下一狀態(tài)一旦被觸發(fā)，即為當(dāng)前狀態(tài)。

4 實驗

4.1 構(gòu)造Artifact的狀態(tài)變遷樹

對于一個Artifact類型AT=（ ， ， ， ），對于 的有窮狀態(tài)機(jī)中的狀態(tài) 是一個n維向量，設(shè)n=|L|。 的某一狀態(tài) 的取值只有兩種情況，0或1[11][12]。 取值為0時，表示第 個屬性（假設(shè)屬性是有序的）上的值為空； 取值為1時，表示第 個屬性（假設(shè)屬性是有序的）上的值不為空，已被賦值。

設(shè)AT=（ ， ， ， ）是一個Artifact的模式，該模式下Artifact的生命周期是一顆樹，稱為生命周期樹LTree（Node，E，Root（LTree））：Node是樹的節(jié)點(diǎn)集，任意一個結(jié)點(diǎn)都屬于狀態(tài)空間集S，表明每個Artifact的狀態(tài)在流程中都是被允許的；Artifact的初始狀態(tài)用做為樹的根節(jié)點(diǎn)的Root（LTree）來表示；一個相鄰的狀態(tài)對用邊的集合E來表示；最后Artifact的終止?fàn)顟B(tài)用樹的葉子結(jié)點(diǎn)來表示。

通常在一個流程中會有多種類型的Artifact，由此在模型中，應(yīng)該會有對多個Artifact的操作，設(shè)定在該模型中獲取一個Artifact類型，且與其有關(guān)的庫、服務(wù)、業(yè)務(wù)狀態(tài)規(guī)則等元素構(gòu)建的一個模型圖。本文從模型中得到該Artifact類型的狀態(tài)變化樹。

定義：設(shè)G是一個模型圖，對于一個Artifact類型AT，G的AT相關(guān)子圖GAT由G中滿足以下條件的圖形元素組成：讀寫操作Artifact類型AT的服務(wù)；存儲的Artifact類型AT的庫；操作Artifact類型AT的連接線。

將服務(wù)中的 和 依據(jù)對Artifact實例狀態(tài)的定義用Artifact中的狀態(tài)來描述。

（1）創(chuàng)建一個新的Artifact模式AT的實例，用New（AT）來表示AT的初始狀態(tài)。

（2）Assert（AT，L）表示AT中屬性L已被賦值，狀態(tài)變遷。

（3）End（AT）表示Artifact已終止，被歸檔。

總之，在不用考慮審核沒有通過的情況下，一顆簡單的狀態(tài)變化樹將被得到。在模型中提取一個Artifact類型的狀態(tài)變化過程，其狀態(tài)用樹的結(jié)點(diǎn)表示，狀態(tài)發(fā)生變遷的可以用樹的邊來表示，

如下所示用算法StaChaTree（G）來構(gòu)建狀態(tài)變遷樹。

StaChaTree （G）

Begin

（1）遍歷模型圖G的AT有關(guān)的子圖GAT，查詢到 執(zhí)行條件為New（）的服務(wù)SV，同時將SV通過 后得到的狀態(tài)選為根結(jié)點(diǎn)R0，并標(biāo)識符key表示；

（2）若已存在標(biāo)記為key的結(jié)點(diǎn)，則遍歷選擇此結(jié)點(diǎn)N；

（3）若R0（根節(jié)點(diǎn)）到結(jié)點(diǎn)N上路徑的某個結(jié)點(diǎn)于N相同，將N標(biāo)記為selected，接著遍歷，重新選擇一個標(biāo)識符為key的結(jié)點(diǎn)；

（4）同時在GAT中遍歷找出以 作為 的服務(wù)集合 （服務(wù)已經(jīng)轉(zhuǎn)換為狀態(tài)值）；

（5）如果 為空集，將N標(biāo)記為selected，如果 不為空，那么將其中的任意一個服務(wù)SV， 后得到狀態(tài)S，再經(jīng)過SV后得到新的狀態(tài)S'；

（6）選定S'為一個新的結(jié)點(diǎn)，在SV作為標(biāo)記下的畫一條S到S'的有向弧，把S'標(biāo)記為key；

End

在下圖2中，以射孔深度協(xié)同流程根據(jù)以上算法得出的狀態(tài)變化樹，得出狀態(tài)變遷樹。

4.2 實驗分析

此算法中循環(huán)的判斷條件是key的結(jié)點(diǎn)的存在，此循環(huán)條件的要點(diǎn)在于：

（1）如果存在根節(jié)點(diǎn)到N的路徑有與N相同的結(jié)點(diǎn)，那么把，N標(biāo)記為selected；在這種情況下，如果GAT中經(jīng)過服務(wù)的 后得出重復(fù)的狀態(tài)，會避免算法發(fā)生死循環(huán)的情況。

（2）當(dāng)不存在 后的狀態(tài)S作為 的狀態(tài)S'的服務(wù)SV，那么把S標(biāo)記為selected；在這種情況下，由于流程中的Artifact是有限的，進(jìn)而圖GAT是有限的，則狀態(tài)樹也是有限的。從以上兩點(diǎn)說明了算法是可終止的；算法的正確性從狀態(tài)變化與流程模型中的服務(wù)之間的關(guān)系一樣和符合服務(wù)的 和 。時間復(fù)雜度：此算法等價于圖的遍歷算法，其復(fù)雜度為O（n+e） （n是結(jié)點(diǎn)數(shù)，e是邊數(shù)）。

基于Artifact的協(xié)同流程模型框架優(yōu)化了以過程為中心的工作流程，前者對工作流程中的數(shù)據(jù)以及其生命周期提供支持，而且以Artifact為中心的方法提供了Artifact信息模型、Artifact生命周期、Services（服務(wù)）、Association（關(guān)聯(lián)）四個清晰的、相互關(guān)聯(lián)的且又分離關(guān)鍵部件的建模方法[13]。通過建立射孔業(yè)務(wù)狀態(tài)規(guī)則庫，可以使射孔專家制定多組業(yè)務(wù)狀態(tài)變遷規(guī)則組，使得射孔業(yè)務(wù)流程更加靈活，減少因業(yè)務(wù)需求的變化造成技術(shù)編程的工作。引入?yún)f(xié)同處理流程后，適應(yīng)協(xié)同工作的流程模式，提高其工作效率，具有重要的現(xiàn)實意義。

5 結(jié)語

本文對射孔校深數(shù)據(jù)協(xié)同處理流程進(jìn)行了分析，并建立其流程模型。從Artifact信息模型、Repository、射孔中應(yīng)用、射孔業(yè)務(wù)狀態(tài)規(guī)則庫、狀態(tài)變遷來完成對流程的定義及設(shè)計，最后用狀態(tài)樹描述了Artifact實例狀態(tài)的生命周期及狀態(tài)變化情況，實現(xiàn)不同部門、不同崗位的協(xié)同工作。信息時代下，新技術(shù)、新思想會建設(shè)更加健壯、性能更加優(yōu)良的協(xié)同工作環(huán)境平臺。雖然目前可以較好地滿足其需求，但后續(xù)工作中應(yīng)不斷關(guān)注協(xié)同技術(shù)發(fā)展與協(xié)同環(huán)境的研究對比，利用更先進(jìn)的技術(shù)或解決方法，完善系統(tǒng)中的協(xié)同流程處理機(jī)制。

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