专利名称：一种过程执行时间的测定方法
技术领域：
本发明涉及计算机技术、信息技术和系统工程领域，尤其是一种面向业务过程/ 工作流执行时间的测定方法。
背景技术：
“过程执行时间”定义为收到顾客服务请求/过程实例到完成顾客服务请求/过程 实例的时间，如在制造环境中订单处理过程的执行时间通常被定义为从收到顾客订单到 完成顾客订单生产或订单产品发送之间的持续时间。所述“过程”包括业务过程或工作流， 时间性能优化(如缩短执行时间)是进行业务过程/工作流优化的最主要内容之一，而计 算分析测定过程执行时间是进行时间性能优化的基础。现有技术中，通常采用基于图论和排队论等多种方法测定过程执行时间。如张 晓光等提出了面向工作流过程结构优化的扩展关键路径来分析工作流过程模型时间性能 的方法，Duk-ho Chang、Jin Hyun Son、Haibo Li、刘胜等引进了排队论的 M/M/1 及 M/M/C 模型研究了工作流中各任务的资源配置数量与业务过程/工作流执行时间的关系，改进了 PERT/CPM方法，提出了任务在不同资源配置数量下的工作流关键路径识别与执行时间计算 方法；基于图论的方法通常不考虑资源约束，而基于排队论的方法通常假设一个资源(角色 或代理)只能处理某一类活动实例/任务，或不同资源处理同类活动实例/任务服从相同的 随机分布，不考虑活动与资源之间多对多的支持关系，这些假设可能将阻碍对实际复杂业 务过程/工作流执行时间的更进一步、精确地描述、分析和优化。
发明内容
为了克服已有的过程执行时间测定方法的无法适应活动和资源多对多关系场合、 精度较低的不足，本发明提供一种有效支持活动与资源多对多关系场合、提高计算精度的 一种过程执行时间的测定方法。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是
一种过程执行时间的测定方法，所述测定方法包括以下步骤 第一步、建立过程模型
实际业务过程/工作流由多个活动组成，依照各个活动之间的控制关系形成以下四种 基本模型结构顺序基本模型结构、并行基本模型结构、选择基本模型结构和循环基本模型 结构；
其中，所述控制关系包括顺序、与分叉、与汇合、或分叉、或汇合和循环；并行基本模型 结构、选择基本模型结构和循环基本模型结构统称为非顺序基本模型结构； 建立的过程模型满足以下规则
规则1 一个与分叉必有一个与汇合相匹配，形成一个并行模型结构；
规则2 —个或分叉必有一个或汇合相匹配，形成一个选择或循环模型结构；
规则3 —个非顺序控制模块能嵌套在另一个非顺序控制模块内，但两个非顺序控制模块不能重叠；
在满足上述规则的情况下，将实际业务过程/工作流建模为由四种基本模型结构组合 嵌套而成的过程模型；
将所述过程模型定义 为一个1 0元组 PM = (Φ,ΑΧ,1,Κ, ,τ·η,μ,ζ)，其中
(1)Φ是过程实例/服务对象的到达速率；
(2)2是活动的集合 是连接点的集合；令F = JUC为过程模型节点的集合， neN，则M表示节点《的前序节点的个数，hi表示节点《的后继节点的个数-’、neN，
若卜ι)./φ·|>ι),那么节点^为扇出连接点,若>1)八|叫=1),那么节占”为扇入连
接点；
(3)ic^xJLUxCUCxJUCxC是连接弧的集合，IeL J = <約，《2>表示从节卢χ 到节点的连接弧；
(4)R是资源的集合；
(5) / 』χΛ是活动与资源关系的集合。《 = < ，力表示资/Jlr有能力/资格处理活动 的实例；
(6)τ C —U喊Or},是一个从连接点到连接点类型的映射；
(J) V L ^
是一个从连接弧到连接弧执行概率的映射；W，若
I 免{<ο>|·) = Or Λ |c"|>l)'则_ = }，若 / e ^和)二 Or Λ | > l]‘则 Σ = 1 ;
(8) μ 4 ,是一个从活动与资源关系到资源处理活动实例速率的映射，若υ et/ ，u = <a,r),则资源^在单位时间内能处理活动a的实例的次数为,简记为；
O) ζ υ 是一个从活动与资源关系到任务分配率的映射，所述任务分配率为 活动实例产生后分配给对应资源的概率；若a e[/ , = < ，γ〉，则当活动』的实例产生后分 配给资源r的概率为,简记为；由于一个活动实例只能被一个资源执行一次， 故有
It^r 1 ’ Va e A ’ K =€ υ)
节点的期望执行率定义为过程执行一次时节点期望执行的次数； 若整个基本模块期望执行率为/ ,那么顺序、并行、选择、和循环四种基本模型结构中 节点的期望执行率的计算如下
在由活动dji-·，·组成的顺序基本结构中，有
f,i = I,2=-- = Im=J ,其中/小/……分别为活动《U2,…，·的期望执行率；
在由活动和或扇入连接点d、或扇出连接卢d组成的循环基本结构中，有Jil = fe2 = fnl = f} P Za2
其中= 议α2》为退出循环的概率，/^厶分别为活动a"U2的期望执行率， UL·分别为连接点吐&的期望执行率；
在由活动《1，《2,··、_和与扇出连接点^〗、与扇入连接点力组成的并行基本模块结构 中，有
Xi=ZflI = - =/,其中H、L·分别为活动孔城…的期望执行 率，X2分别为连接点的期望执行率；
在由活动…和或扇出连接点d、或扇入连接点C2组成的选择基本模块结构 中，有
权利要求
一种过程执行时间的测定方法，其特征在于所述测定方法包括以下步骤第一步、建立过程模型实际业务过程/工作流由多个活动组成，依照各个活动之间的控制关系形成以下四种基本模型结构顺序基本模型结构、并行基本模型结构、选择基本模型结构和循环基本模型结构；其中，所述控制关系包括顺序、与分叉、与汇合、或分叉、或汇合和循环；并行基本模型结构、选择基本模型结构和循环基本模型结构统称为非顺序基本模型结构；建立的过程模型满足以下规则规则1一个与分叉必有一个与汇合相匹配，形成一个并行模型结构；规则2一个或分叉必有一个或汇合相匹配，形成一个选择或循环模型结构；规则3一个非顺序控制模块能嵌套在另一个非顺序控制模块内，但两个非顺序控制模块不能重叠；在满足上述规则的情况下，将实际业务过程/工作流建模为由这四种基本模型结构组合嵌套而成的过程模型；将所述过程模型定义为一个10元组，其中(1)是过程实例/服务对象的到达速率；(2)是活动的集合；是连接点的集合；令为过程模型节点的集合，，则表示节点的前序节点的个数，表示节点的后继节点的个数；，若，那么节点为扇出连接点，若，那么节点为扇入连接点；(3)是连接弧的集合，，表示从节点到节点的连接弧；(4)是资源的集合；(5)是活动与资源关系的集合，表示资源有能力/资格处理活动的实例；(6)，是一个从连接点到连接点类型的映射； (7)是一个从连接弧到连接弧执行概率的映射；，若，则，若，则；(8)，是一个从活动与资源关系到资源处理活动实例速率的映射，若，，则资源在单位时间内能处理活动的实例的次数为，简记为；(9) 是一个从活动与资源关系到任务分配率的映射，所述任务分配率为活动实例产生后分配给对应资源的概率；若，，则当活动的实例产生后分配给资源的概率为，简记为 ；由于一个活动实例只能被一个资源执行一次，故有，，节点的期望执行率定义为过程执行一次时节点期望执行的次数；若整个基本模块期望执行率为，那么顺序、并行、选择、和循环四种基本模型结构中节点的期望执行率的计算如下在由活动组成的顺序基本结构中，有，其中分别为活动的期望执行率； 在由活动和或扇入连接点、或扇出连接点组成的循环基本结构中，有其中为退出循环的概率，分别为活动的期望执行率，分别为连接点的期望执行率；在由活动和与扇出连接点、与扇入连接点组成的并行基本模块结构中，有，其中分别为活动的期望执行率，分别为连接点的期望执行率；在由活动和或扇出连接点、或扇入连接点组成的选择基本模块结构中，有，， 其中为选择概率，，分别为活动的期望执行率，分别为连接点的期望执行率；第二步、单个活动执行时间的计算实际业务过程/工作流中，设定过程实例的到达是泊松流，而资源处理每个活动的时间服从负指数分布，则在每个资源处建模为一个排队系统，由此计算出单个活动实例在相应资源处的等待时间分布的Laplace Stieltjes变换，其中单个活动实例在相应资源处的平均等待时间为， 其中活动的执行时间分布的Laplace Stieltjes变换为，其中 活动的执行时间的密度函数为 活动的平均执行时间为 其中第三步、整个过程模型执行时间的计算3.1)找出一个不包含四种基本模型结构的最内层基本模型结构，判定所述最内层基本模型结构属于四种基本模型结构中的一种，依照四种基本过程模型结构执行时间的计算方法计算和；3.2)用一个执行时间密度函数和均值为和的等效活动替换最内层基本模型结构，形成一个新的过程模型；3.3)判定所述新的过程模型是否仅包含一个活动？如果不是，返回到3.1)，如果是，整个过程模型的平均执行时间为所述一个活动的平均执行时间，所述整个过程模型的平均执行时间为实际业务过程/工作流的执行时间。885342dest_path_image001.jpg,2010105148115100001dest_path_image002.jpg,927116dest_path_image003.jpg,2010105148115100001dest_path_image004.jpg,332952dest_path_image005.jpg,2010105148115100001dest_path_image006.jpg,852795dest_path_image007.jpg,2010105148115100001dest_path_image008.jpg,293266dest_path_image009.jpg,178045dest_path_image008.jpg,2010105148115100001dest_path_image010.jpg,569712dest_path_image011.jpg,332394dest_path_image008.jpg,2010105148115100001dest_path_image012.jpg,125907dest_path_image008.jpg,181587dest_path_image013.jpg,2010105148115100001dest_path_image014.jpg,562015dest_path_image015.jpg,2010105148115100001dest_path_image016.jpg,423661dest_path_image017.jpg,2010105148115100001dest_path_image018.jpg,510828dest_path_image019.jpg,2010105148115100001dest_path_image020.jpg,65306dest_path_image021.jpg,2010105148115100001dest_path_image022.jpg,921311dest_path_image023.jpg,2010105148115100001dest_path_image024.jpg,321069dest_path_image025.jpg,2010105148115100001dest_path_image026.jpg,590638dest_path_image027.jpg,2010105148115100001dest_path_image028.jpg,50439dest_path_image029.jpg,2010105148115100001dest_path_image030.jpg,405459dest_path_image031.jpg,2010105148115100001dest_path_image032.jpg,608907dest_path_image033.jpg,2010105148115100001dest_path_image034.jpg,732983dest_path_image020.jpg,566947dest_path_image021.jpg,579902dest_path_image022.jpg,524724dest_path_image035.jpg,2010105148115100001dest_path_image036.jpg,503307dest_path_image037.jpg,2010105148115100001dest_path_image038.jpg,570489dest_path_image034.jpg,572205dest_path_image020.jpg,55139dest_path_image022.jpg,590026dest_path_image021.jpg,765792dest_path_image039.jpg,2010105148115100001dest_path_image040.jpg,317122dest_path_image041.jpg,2010105148115100001dest_path_image042.jpg,666063dest_path_image043.jpg,2010105148115100001dest_path_image044.jpg,291342dest_path_image045.jpg,2010105148115100001dest_path_image046.jpg,700327dest_path_image047.jpg,175170dest_path_image045.jpg,2010105148115100001dest_path_image048.jpg,840986dest_path_image049.jpg,2010105148115100001dest_path_image050.jpg,147203dest_path_image051.jpg,2010105148115100001dest_path_image052.jpg,962974dest_path_image053.jpg,2010105148115100001dest_path_image054.jpg,987431dest_path_image048.jpg,117323dest_path_image055.jpg,2010105148115100001dest_path_image056.jpg,543626dest_path_image045.jpg,904200dest_path_image049.jpg,353636dest_path_image050.jpg,287219dest_path_image057.jpg,2010105148115100001dest_path_image058.jpg,302448dest_path_image045.jpg,161820dest_path_image055.jpg,334437dest_path_image056.jpg,694880dest_path_image045.jpg,269344dest_path_image049.jpg,299616dest_path_image050.jpg,458065dest_path_image059.jpg,2010105148115100001dest_path_image060.jpg,231986dest_path_image061.jpg,2010105148115100001dest_path_image062.jpg,723273dest_path_image063.jpg,924447dest_path_image058.jpg,570192dest_path_image045.jpg,383689dest_path_image055.jpg,170294dest_path_image056.jpg,2010105148115100001dest_path_image064.jpg,604686dest_path_image065.jpg,2010105148115100001dest_path_image066.jpg,301509dest_path_image067.jpg,417232dest_path_image066.jpg,319329dest_path_image022.jpg,2010105148115100001dest_path_image068.jpg,363771dest_path_image043.jpg,718529dest_path_image022.jpg,637943dest_path_image069.jpg,394547dest_path_image022.jpg,2010105148115100001dest_path_image070.jpg,672207dest_path_image043.jpg,779840dest_path_image071.jpg,237366dest_path_image071.jpg,2010105148115100001dest_path_image072.jpg,412258dest_path_image073.jpg,562616dest_path_image072.jpg,891966dest_path_image073.jpg
2.如权利要求1所述的一种过程执行时间的测定方法，其特征在于所述步骤3. 1)中， 四种基本过程模型结构执行时间的计算方法如下假设Sai (t)和瓦是活动s的执行时间密度函数和均值；(a)顺序基本模型结构顺序基本模型结构的执行时间分布的Laplace-Stieltjes变换为 ^ ⑷=^2l OFa2 ⑷…‘㈤，其中4 ω = ζ . Sfli m 顺序基本模型结构的执行时间密度函数为顺序基本模型结构的执行时间均值为
全文摘要
一种过程执行时间的测定方法，包括以下步骤第一步、建立由顺序、循环、并行和选择等四种基本模型结构组合嵌套而成的过程模型；第二步、在每个资源处建立一个排队系统，计算出单个活动实例在相应资源处的等待时间密度函数和均值；第三步、找出一个不包含四个基本模型结构的最内层基本模型结构，判定其属于四种基本模型结构中的一种，计算其执行时间密度函数和均值；用一个新的密度函数和均值为、的等效活动替换这个最内层基本模型结构，形成一个新的过程模型，反复迭代，直到新的过程模型仅包含一个活动，实际业务过程/工作流的过程执行时间即为这个活动的平均执行时间。本发明能有效支持活动和资源多对多关系场合、提高计算精度。
文档编号G06F9/44GK101957760SQ20101051481
公开日2011年1月26日 申请日期2010年10月21日 优先权日2010年10月21日
发明者谢毅 申请人:浙江工商大学