青浩華,張嘉利,曹 洪,王金權(quán)

(1.廣州工商學(xué)院,廣東 廣州 510850;2.馬來(lái)西亞理工大學(xué) 計(jì)算機(jī)學(xué)院,馬來(lái)西亞 柔佛 81310;3.廣州現(xiàn)代信息工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院 信息工程系,廣東 廣州 510663)

0 引 言

在工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的條件下,使用一套經(jīng)過(guò)證實(shí)、強(qiáng)化和系統(tǒng)化的方法和手段,對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)和過(guò)程進(jìn)行可視化描述,其相關(guān)性決定了對(duì)工業(yè)活動(dòng)所有方面的知識(shí)型信息進(jìn)行有效管理的必要性.每個(gè)單獨(dú)采取的生產(chǎn)系統(tǒng)都是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng),但目前還不存在這一術(shù)語(yǔ)的定義.單獨(dú)的方法基于對(duì)系統(tǒng)尺寸的數(shù)量估計(jì).根據(jù)G.N 的周轉(zhuǎn)率,可以考慮包含104-107個(gè)元素的系統(tǒng),超損耗- 107-1030 元素的系統(tǒng),以及1030-10 200個(gè)元素的系統(tǒng).提交的方法有一個(gè)明顯的缺點(diǎn)-復(fù)雜性的特定定義不是絕對(duì)的,而是相對(duì)的.[1,2]S.Bir認(rèn)為,復(fù)雜系統(tǒng)是可以用理論和概率方法(智力、經(jīng)濟(jì)等)描述的系統(tǒng).[3]考慮到上述情況,可以得出復(fù)雜系統(tǒng)的定義.一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)被稱為模型中的系統(tǒng),模型中缺少數(shù)據(jù)以有效地管理它.[4]該定義是為系統(tǒng)類定義的,系統(tǒng)類的主要特征是其模擬和管理所需的數(shù)據(jù)量.

因此,有可能確定系統(tǒng)簡(jiǎn)單性的主要特征—為實(shí)施管理系統(tǒng)提供足夠的數(shù)據(jù)量.如果使用該模型獲得控制,則系統(tǒng)被認(rèn)為是困難的,這是意外的.對(duì)于屬于簡(jiǎn)單流量的系統(tǒng),有必要收集關(guān)于它的缺失信息并將其添加到模型中.[4,5]可視化建模方法是“復(fù)雜系統(tǒng)到簡(jiǎn)單系統(tǒng)”轉(zhuǎn)換的機(jī)制之一.這些方法提供了所研究主題領(lǐng)域中呈現(xiàn)對(duì)象和過(guò)程的分層分解.考慮復(fù)雜系統(tǒng)的現(xiàn)代性決定了分析復(fù)雜系統(tǒng)中發(fā)生的過(guò)程的問(wèn)題,建立形式化描述、存儲(chǔ)和處理對(duì)象知識(shí)以及這些系統(tǒng)過(guò)程的復(fù)雜性.目前,視覺(jué)建模和設(shè)計(jì)作為生成、存儲(chǔ)和處理系統(tǒng)知識(shí)的主要工具,在研究這些程序的決定時(shí)被積極使用.

1 解決假設(shè)所采用任務(wù)的技術(shù)和方法

不同的視覺(jué)方法不僅在項(xiàng)目期間開發(fā)的模型的組成和特征上有所不同,而且在形成過(guò)程中也有所不同.通常,可視化項(xiàng)目的每個(gè)模型都包括文本和圖形符號(hào).在設(shè)計(jì)的每個(gè)階段,應(yīng)根據(jù)“最小懷疑”原則形成對(duì)圖文注釋的組成、結(jié)構(gòu)和完整性的要求,因?yàn)檫@決定了開發(fā)的速度和復(fù)雜性.

一個(gè)重要方面是選擇一種有效的報(bào)告信息的方法(格式),以確保所考慮的系統(tǒng)信息的安全性和該信息的可容忍性(導(dǎo)出/導(dǎo)入).數(shù)據(jù)庫(kù)中的信息存儲(chǔ)不提供物理介質(zhì)上的明確形式,并且需要數(shù)據(jù)操作語(yǔ)言的知識(shí)(NMID)來(lái)提取信息.沒(méi)有適當(dāng)?shù)能浖蛐枰厥庥涗?讀取算法的知識(shí),無(wú)法讀取二進(jìn)制文件.信息的文本格式?jīng)]有這些缺點(diǎn).

我們分析一下主要的文本存儲(chǔ)格式:CSV(英語(yǔ)逗號(hào)分隔值)、RTF(英語(yǔ)富文本格式)、XML(英語(yǔ)可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言).[5]

CSV 文本格式用于表示表中的數(shù)據(jù).文件的任何一行對(duì)應(yīng)于電腦的一行.分隔符是逗號(hào)、分號(hào)或制表符—用于分隔這些值在單獨(dú)的列中.根據(jù)設(shè)置的不同,直接定義分隔符符號(hào).因此,在美國(guó),分隔符的符號(hào)是逗號(hào),在中國(guó),三者任一均可.您可以滿足這些值包含所謂的保留字符,如逗號(hào)、帶微調(diào)器的點(diǎn)、新行.它們由雙引號(hào)符號(hào)(“)構(gòu)成；如果值是引號(hào),則在文件中,它們以一行中兩個(gè)引號(hào)的形式被接受.

RTF 格式(微軟和Adobe,1982年開發(fā))在不同的平臺(tái)上運(yùn)行,這是適宜的.用于存儲(chǔ)文本文檔,格式的規(guī)范會(huì)定期更改.這種格式的文檔可以由各種文本編輯器處理.

W3C聯(lián)盟推薦的XML格式標(biāo)記語(yǔ)言用于存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)以及程序之間的數(shù)據(jù),XML 是SGML 語(yǔ)言(標(biāo)準(zhǔn)通用標(biāo)記語(yǔ)言)的一個(gè)更簡(jiǎn)單的子集.表1中顯示了所列格式的比較結(jié)果.

表1 XML、RTF和CSV格式的比較

使用XML 比RTF 或CSV 有更多的優(yōu)勢(shì).唯一的缺點(diǎn)是語(yǔ)法過(guò)多,但它的好處是它的優(yōu)勢(shì).XML是首選,因?yàn)樗峁┝吮砀袷?來(lái)自數(shù)據(jù)閉包或大型表的關(guān)系數(shù)據(jù))和偽結(jié)構(gòu)化(網(wǎng)頁(yè)或全文文檔)數(shù)據(jù)的視圖.事實(shí)上,XML 是一組標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)法規(guī)則,允許您使用標(biāo)記(放在尖括號(hào)“<”和“>”中的描述符)來(lái)描述文檔的結(jié)構(gòu).同時(shí),標(biāo)記最初是由開發(fā)人員定義并創(chuàng)建的.從這里開始,XML 的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)就是無(wú)限擴(kuò)展.這導(dǎo)致了大量XML效果的產(chǎn)生,例如XHTML(可擴(kuò)展超文本標(biāo)記語(yǔ)言),XMCD(用于描述MathCAD軟件包的數(shù)據(jù)).[5]

2 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

從BPMN 模型(Business Process Modeling Notation—業(yè)務(wù)流程建模與標(biāo)注,版本2.0)結(jié)構(gòu)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)角度來(lái)看,其構(gòu)建的基礎(chǔ)是將規(guī)范中建立的主要數(shù)量的簡(jiǎn)單元素的更高層擴(kuò)展為內(nèi)核元素(核心元素).[6]使用一組基本模型設(shè)計(jì),對(duì)各層進(jìn)行分離,以便能夠引入規(guī)范中用于擴(kuò)展現(xiàn)有設(shè)計(jì)或因素的其他元素.通過(guò)層上的分離預(yù)先確定情況的方式.該模型與XML 模式一樣,可以調(diào)整為其他模型(具有導(dǎo)入和決策機(jī)制的結(jié)構(gòu)模型).這種機(jī)制減少了確定外層元素設(shè)計(jì)(術(shù)語(yǔ))過(guò)程中的不確定性.

BPMN 的內(nèi)核和層的結(jié)構(gòu)如圖1所示.方法是使用這種設(shè)計(jì)進(jìn)行擴(kuò)展,這些設(shè)計(jì)肯定是正規(guī)化的.分離的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)層的兼容性的可能性.應(yīng)用此功能,第三方建模工具開發(fā)人員可以使用不同級(jí)別的兼容性.在此基礎(chǔ)上,開發(fā)人員有機(jī)會(huì)確定其層,為目標(biāo)受眾的需求提供各種垂直區(qū)域的支持.此外,在分離到層的過(guò)程中,未激活特定規(guī)范與某物的向后兼容性.應(yīng)當(dāng)指出,將之分離成層的實(shí)質(zhì)是能夠?qū)σ粋€(gè)熟悉的術(shù)語(yǔ)給予額外的定義.

圖1 BPMN的內(nèi)核結(jié)構(gòu)和層

實(shí)現(xiàn)層的兼容性.應(yīng)用這一點(diǎn),第三方建模工具開發(fā)人員可以使用不同級(jí)別的兼容性.基于此,開發(fā)人員有機(jī)會(huì)確定他們的層,為目標(biāo)受眾的需求提供各種垂直區(qū)域的支持.此外,在分離到層的過(guò)程中,向后兼容性,或特定規(guī)范與某物的兼容性不會(huì)被激活.應(yīng)該注意的是,分層的本質(zhì)是能夠?qū)σ粋€(gè)熟悉的術(shù)語(yǔ)給出額外的定義.

在BPMN 模型中,結(jié)構(gòu)的層位于最高位置,因此表示層次結(jié)構(gòu)下面的層的擴(kuò)展.此結(jié)構(gòu)由內(nèi)核(eng.Core 或kernel)組成.內(nèi)核包含用于構(gòu)建圖的重要BPMN 元素.這些元素是:過(guò)程、設(shè)計(jì)和交互.同時(shí),核心滿足了簡(jiǎn)單性、規(guī)則遵從性和可擴(kuò)展性的要求,并考慮了行為方面.

內(nèi)核由三個(gè)包組成(圖2):[6]

圖2 BPMN內(nèi)核類方案

(1) 基礎(chǔ)包括用于模擬BPMN圖的基本設(shè)計(jì)；

(2) 服務(wù)包含用于創(chuàng)建服務(wù)和接口模型的基本構(gòu)造；

(3) Common 由與流程、設(shè)計(jì)和交互層相同的類組成.

基礎(chǔ)架構(gòu)BPMN 包包括兩個(gè)元素,用于創(chuàng)建具有抽象語(yǔ)法的主件及組件.定義類(進(jìn)入基礎(chǔ)架構(gòu)包)是一個(gè)對(duì)于其余BPMN 元素來(lái)說(shuō)是極端的對(duì)象.使用屬于該類的元素,可以選擇可見性區(qū)域和包含該類元素的此類元素的命名空間.要實(shí)現(xiàn)BPMN 文件共享,您需要使用一個(gè)或多個(gè)定義元素(圖3).

圖3 定義元素類別圖

基礎(chǔ)元素的屬性和關(guān)聯(lián)能夠繼承名為定義類的元素(參見圖3).外部元素不僅可以是BPMN元素,還可以是任何其他元素.如果有指向它的鏈接,則應(yīng)用導(dǎo)入類.導(dǎo)入元素的可見性是必需的.

2.1 定義XML模板

2.2 導(dǎo)入XML方案

基礎(chǔ)包由兩個(gè)類組成,每個(gè)類都在模型的其余內(nèi)核包之間分配一個(gè)抽象同步計(jì)程儀.

對(duì)于各種其他BPMN 基礎(chǔ)元素是一個(gè)抽象的超級(jí)類.它允許其他元素繼承其ID屬性的值以及文檔.

應(yīng)用文檔元素時(shí),可能會(huì)出現(xiàn)其他BPMN 元素,這些元素可以繼承基礎(chǔ)元素的屬性或關(guān)聯(lián),并具有一個(gè)或兩個(gè)文本解釋.文檔元素可以繼承基礎(chǔ)元素的屬性和關(guān)聯(lián).Schema XML 文檔元素以及有關(guān)此項(xiàng)的附加屬性的信息如下所述.

2.3 XML文檔元素模式

BPMN 方案中的ComplexType TDocumentation 不包括任何元素或文本屬性.要解決此類問(wèn)題,此文檔的文本直接包含在指定元素的主體中.

應(yīng)該注意BPMN 元模型屬性—可擴(kuò)展的能力.用戶有機(jī)會(huì)根據(jù)與BPMN 的兼容性擴(kuò)展某些元模型.對(duì)于擴(kuò)展,使用了幾個(gè)特定的元素.這些元素使用戶不僅可以應(yīng)用典型的BPMN 元素,還可以應(yīng)用其他一些元素.

擴(kuò)展功能允許用戶輕松識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng).此外,元素可以相互替換,并且在替換過(guò)程中存在僅丟失額外屬性和元素的風(fēng)險(xiǎn).

用于創(chuàng)建BPMN 模型的擴(kuò)展類通常包括四項(xiàng):

(1) Extension;

(2) ExtensionDefinition;

(3) EXTENSIONATTRIBUTEDEFINITION;

(4) EXTENSIONATTRIBUTEVALUE.ExtensionDefinition和ExtensionAttribute-

Definition 是擴(kuò)展類的主要元素.通過(guò)添加新的屬性列表,標(biāo)準(zhǔn)BPMN 元素的數(shù)量增加了.它包括有關(guān)標(biāo)題、每個(gè)新屬性的類型的信息.此類信息允許BPMN 將任何元模型集成到BPMN 元模型中.此外,用戶可以多次應(yīng)用以前使用的模型元素,而不受限制.

應(yīng)該注意ExtensionDefinition 元素的重要特性—?jiǎng)?chuàng)建它的可能性,而不考慮任何其他元素或BPMN 的定義.此元素應(yīng)與用于創(chuàng)建與其他元素或定義BPMN 模型的ExtensionDefinition 元素連接的擴(kuò)展元素關(guān)聯(lián),然后才能用作BPMN 模型(定義項(xiàng))的元素.對(duì)于包含在此BPMN 的BaseEelement 的子類中的每個(gè)BPMN 元素,您可以添加其它元素.

業(yè)務(wù)流程建模的圖形語(yǔ)言BPMN 有一個(gè)帶有ExtensionDefinition 元素的組件.它在BPMN模型的定義元素(定義)中指出.每個(gè)可選的BPMN 元素都包含當(dāng)前擴(kuò)展屬性值.此值包含具有元素類型的值,也可以使用EXTENSIONATTRIBUTEVALUE元素確定.

2.4 XML模式的擴(kuò)展

通過(guò)使用EXTENSION 元素導(dǎo)入所需的BPMN 模型,可以在ExtensionDefinition 元素、其屬性和BPMN模型定義之間創(chuàng)建連接.

ExtensionDefinition 類用于對(duì)“擴(kuò)展”屬性進(jìn)行分組,并給出它們的定義.但是,需要考慮的是,如果存在XML 模式,則無(wú)法應(yīng)用這種類型,因?yàn)閺?fù)雜類型(COMPLEX TYPES)XSD 符合此規(guī)則.

2.5 實(shí)例示例XML(XML實(shí)例)

為了建立屬于不同類別的類型化關(guān)系,現(xiàn)有的模型標(biāo)識(shí)符/引用被減少.因此,ARTFAKTS(屬于和非激化BPMN模型)之間形成自由相互作用.為了使BPMN 模型能夠更優(yōu)先地進(jìn)行系統(tǒng)開發(fā)和模型擴(kuò)展,有必要應(yīng)用關(guān)系類型(relationship type).這種類型可以與組件的元素相關(guān)聯(lián)(屬于BPMN模型且不為空).

這種擴(kuò)展使得在UML組件和BPMN組件之間創(chuàng)建各種起源(派生)和定義關(guān)系成為可能.通過(guò)BPMN 規(guī)范,UML 圖表元素可以與流程元素關(guān)聯(lián),而不會(huì)直接影響組件.這有助于實(shí)現(xiàn)與這些關(guān)系相關(guān)的模型的集成.

BPMN 流程和關(guān)系分類的其他模型(或外部模型)之間的擴(kuò)展關(guān)系的外部規(guī)范在創(chuàng)建模型時(shí)找到了應(yīng)用程序.外部模型用于創(chuàng)建BPMN 元素之間的關(guān)系,以及通過(guò)外部定義[7-11]中所示關(guān)系的交集來(lái)確定元數(shù)據(jù)的其他結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu).指定規(guī)范的UML 模型與靈活且簡(jiǎn)單的模型相同.在這樣的模型中,通過(guò)引用適當(dāng)?shù)剡\(yùn)用于特定名稱空間的相應(yīng)對(duì)象來(lái)創(chuàng)建這樣的關(guān)系.例如,有機(jī)會(huì)實(shí)現(xiàn)不同組件之間產(chǎn)生的關(guān)系.通過(guò)這些關(guān)系,可以創(chuàng)建用于分類、跟蹤、派生等的外部注釋.Visio 之間可以輕松跟蹤此類交互?藝術(shù)設(shè)備和BPMN組件.

2.6 對(duì)所得結(jié)果進(jìn)行討論

BPMN 標(biāo)準(zhǔn)提供了通過(guò)遵守規(guī)范要求來(lái)建模過(guò)程的可能性.[12,13]這意味著所有圖表數(shù)據(jù)程序必須以相應(yīng)的XML格式存儲(chǔ).

通過(guò)在完全符合BPMN 標(biāo)準(zhǔn)的軟件中建立模型,可以將創(chuàng)建的模型以XML 格式導(dǎo)出到文件中.如果您想手動(dòng)描述模型,或者開發(fā)一個(gè)程序來(lái)創(chuàng)建和編輯模型,那么BPMN 規(guī)范的官方文檔將描述每個(gè)元素和包的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和XML 模式.BPMN圖表的XML描述的框圖如圖4所示.

圖4 XML描述算法圖BPMN主要階段的通用方案

通過(guò)分析,可以對(duì)視覺(jué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)提出以下假設(shè):在系統(tǒng)項(xiàng)目的所有級(jí)別,綜合視覺(jué)模型的元素和圖表都應(yīng)通過(guò)單個(gè)統(tǒng)一的XML 元化提交,從而確保將基本視覺(jué)組件封裝到單個(gè)封閉網(wǎng)絡(luò)中.

使用XML 模式,您可以開發(fā)自己的軟件交互模型,其中包含BPMN(企業(yè)流程的驗(yàn)證器、轉(zhuǎn)換器和可視化工具,考慮到內(nèi)部規(guī)則和法規(guī))的描述,以及它們自己的模擬器,這些模擬器在已開發(fā)流程的框架內(nèi)實(shí)現(xiàn)非典型行為.

實(shí)現(xiàn)指定方法的重要意義在于開發(fā)一個(gè)軟件,該軟件在單個(gè)平臺(tái)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)所有已知和有前途的可視化建模方法.反過(guò)來(lái),這不僅允許在構(gòu)建另一個(gè)級(jí)別的模型時(shí)使用一個(gè)級(jí)別檢查的模擬結(jié)果,而且還可以擴(kuò)展模型的生命周期,以便通過(guò)每一輪新的進(jìn)化,開發(fā)將在上一次迭代中進(jìn)行.因此,將確保模型在所描述系統(tǒng)的任何時(shí)間的對(duì)應(yīng)性.I-XML 語(yǔ)言(Intelligence XML),作為XML 的一個(gè)子集,用于在專業(yè)水平上全面描述基本的視覺(jué)模式,在此基礎(chǔ)上創(chuàng)建了一個(gè)通用的VI迷人編輯器VI(視覺(jué)智能).

結(jié)論

在分析復(fù)雜系統(tǒng)的可視化設(shè)計(jì)過(guò)程中,確定了由于每種具體方法的方便性和靈活性,需要注意該方法與其他方法之間相互作用的可能性.單個(gè)建模空間允許您在不同設(shè)計(jì)級(jí)別實(shí)現(xiàn)方法的有效交互.重要的是要考慮交互模型應(yīng)該在元級(jí)上描述,它們的實(shí)現(xiàn)必須使用自動(dòng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)的特殊手段來(lái)實(shí)現(xiàn).

考慮到上述情況,應(yīng)注意的是,主要任務(wù)是創(chuàng)建一種通用設(shè)計(jì)方法,其中提出了在所需詳細(xì)程度上進(jìn)行設(shè)計(jì)所需的工具.還應(yīng)開發(fā)一個(gè)自動(dòng)化的視覺(jué)設(shè)計(jì)環(huán)境,采用使用特殊工具和靈活設(shè)計(jì)工具的方法,并提供與概念抽象、結(jié)構(gòu)和功能以及對(duì)象模型的適當(dāng)交互機(jī)制.介質(zhì)將允許執(zhí)行整個(gè)設(shè)計(jì)周期.因此,用戶將獲得一個(gè)靈活的工具,用于有效地解決任務(wù).應(yīng)該注意的是,開發(fā)專用軟件以解決與XML 圖表交互的問(wèn)題需要開發(fā)解決相同任務(wù)的經(jīng)驗(yàn),在選擇此類技術(shù)任務(wù)的執(zhí)行者時(shí)必須考慮到這一點(diǎn).