автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.11, диссертация на тему:Исследование и разработка системы управления бизнес-процессами

На правах рукописи 003457727

Коробков Кирилл Николаевич

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ БИЗНЕС-ПРОЦЕССАМИ

Специальность 05.13.11 - математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 2 ДЕК 2008

Москва -2008

003457727

Работа выполнена на кафедре программного обеспечения вычислительной техники Российского государственного социального университета

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Кораблин Юрий Прокофьевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Кузин Александр Владимирович

кандидат физико-математических наук Башкин Владимир Анатольевич

Ведущая организация:

Государственный университет - Высшая школа экономики

Защита состоится '7^" декабря 2008 г. в 14 час. 00 мин. на заседании диссертационного совета Д 212.341.07 при Российском государственном социальном университете по адресу, г. Москва, ул. Вильгельма Пика, д. 4, к. 2, зал заседания Ученого совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Российского государственного социального университета (129226, г. Москва, ул. Вильгельма Пика, д.4,

Сведения о защите и автореферат размещены на официальном интернет-сайте Российского государственного социального университета по адресу: www.rgsu.net.

Отзывы в двух экземплярах, заверенные печатью, просьба направлять по адресу: 129226, г. Москва, ул. Вильгельма Пика, д. 4, к. 2 .Ученый совет.

к.2).

Автореферат разослан

ноября 2008 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д212.341.07, к.ф.-м.н.

Е. В. Чумакова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Современная ситуация в экономике характеризуется большой конкуренцией среди компаний. Особенно это характерно для компаний, занятых в сфере высоких технологий. Рынок требует от них большей гибкости к изменяющимся условиям, таким, например, как потребительский спрос или появление новых технологий. Успех бизнеса в современных условиях напрямую зависит от способности компаний приспосабливаться к внутренним и внешним изменениям, прямо или косвенно затрагивающих их деятельность. В такой ситуации первостепенным становится решение проблемы повышения эффективности корпоративного управления. Эффективность корпоративного управления во многом зависит от используемого подхода к управлению. В настоящее время одним из передовых подходов к управлению организацией является процессный подход. Этот подход рассматривает деятельность в организации как совокупность бизнес-процессов. Бизнес-процессы "пронизывают" функциональные отделы организации и используют ресурсы данных отделов для создания и изменения товаров или услуг, необходимых конечному потребителю. Следует отметить, что полный контроль за выполнением бизнес-процессов невозможен без соответствующих информационных систем, фиксирующих выполнение каждой стадии процесса. Поэтому для поддержки выполнения бизнес-процессов активно применяются системы управления бизнес-процессами (СУБП). Однако алгоритмическое обеспечение данных систем развито недостаточно. В большинстве существующих СУБП отсутствуют возможности по анализу процессов на этапе проектирования, что при выполнении процесса может привести к таким исключительным ситуациям как тупик, недостаток синхронизации или зацикливание в процессе. Также, существующие СУБП не поддерживают проверку процесса на корректность доступа к данным при выполнении действий процесса, что может быть причиной остановки процесса или неэффективного использования ресурсов процесса. Особую важность эта тема приобретает в связи с распространением процессного подхода к управлению во многих организациях и все большей необходимостью в эффективных программных средствах, способных реализовывать данный подход.

Цель и задачи работы. Целью диссертационной работы является разработка и реализация алгоритмического и программного обеспечения СУБП, позволяющего выявлять исключительные ситуации, которые могут возникнуть при выполнении процесса в СУБП, а также позволяющего повысить эффективность использования ресурсов процесса и исключить возникновение ошибок, связанных с доступом к данным.

Для достижения указанной цели в диссертационной работе решаются следующие задачи:

1. исследование стандартов в области СУБП и выбор наиболее подходящего стандарта для представления графических объектов в системе проектирования процесса;

2. исследование существующих методов верификации графов процессов;

3. создание метода поиска некорректных циклов в графах процессов;

4. разработка и реализация метода верификации графов процессов;

5. создание метода анализа корректности доступа к данным в действиях процессов;

6. создание метода поиска информационно-независимых действий в графах процессов;

7. разработка и реализация программных компонент СУБП Аяуя ВРМ, предназначенных для создания описаний процессов, анализа описаний процессов на корректность, поддержки выполнения процессов и анализа результатов выполнения процессов.

Методы исследования. Методологической основой и общетеоретической базой исследования являются теория вычислительных процессов, теория графов, теория множеств.

Научная новизна полученных в диссертации результатов состоит в том, что

1. доказана разрешимость проблемы корректности графов процессов путем сведения данной проблемы к проблеме корректности граф-схем параллельных алгоритмов.

2. предложен метод обнаружения некорректных циклов, что позволяет выявлять такие ситуации при выполнении процесса, как тупиковая ситуация или зацикливание процесса.

3. предложен специализированный алгоритм верификации графа процесса на основе экземплярного подхода, который предназначен для выявления структурных конфликтов вида тупик или недостаток синхронизации в графе процесса.

4. доказана разрешимость проблемы обнаружения конфликтных ситуаций, связанных с доступом к данным процесса, что позволяет исключить возникновение подобных ситуаций во время выполнения процесса.

5. предложен алгоритм распараллеливания процессов в СУБП с участием человека при выполнении действий процесса.

Достоверность основных результатов подтверждается экспериментальными исследованиями эффективности созданной СУБП Авув ВРМ при поддержке бизнес-процессов в компании "АСис Софт".

Практическая значимость заключается в создании инструментальных средств, входящих в состав СУБП Авув ВРМ и используемых при проектировании процессов, анализе корректности построенных процессов, поддержке выполнения процессов, мониторинге выполнения процессов и анализе результатов выполнения процессов. Разработанные инструментальные средства позволяют выявлять в спроектированном процессе структурные конфликты, исключить ошибки, связанные с некорректным доступом к данным, а также повысить эффективность выполнения процесса за счет распараллеливания его действий.

Реализация результатов работы. Результаты работы используются при поддержке выполнения бизнес-процессов в Комитете по развитию предпринимательства Московской области, в компании "АСис Софт", во ФГУП "СУБМИКРОН" (г. Зеленоград).

Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались при проведении следующих научных конференций и чтений:

• XVI международной научно-технической конференции "Информационные средства и технологии" Московского энергетического института (г. Москва, 2008).

• XII всероссийской межвузовской научно-технической конференции студентов и аспирантов "Микроэлектроника и информатика - 2005" Московского

государственного института электронной техники (технического университета).

• XIII социологических чтений Российского государственного социального университета (г. Москва, 2006).

• Зимних научных чтений факультета социологии и информационных технологий Российского государственного социального университета (г. Москва, 2006).

• научных семинаров кафедры программного обеспечения вычислительной техники Российского государственного социального университета.

• собраний в компании "АСис Софт".

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 работ, в том числе одна из списка изданий, рекомендованного ВАК РФ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературных источников и пяти приложений. Общий объем основного текста составляет 151 страница, в том числе 57 рисунков и 3 таблицы. Список литературы состоит из 90 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении рассматривается процессный подход и его достоинства при использовании в управлении организацией, раскрывается понятие "бизнес-процесс", обосновывается актуальность темы диссертации, ее научная новизна и практическая значимость, сформулированы цель и задачи.

В первой главе приведен обзор технологий, стандартов и анализ функций наиболее распространенных СУБП. В ней описывается развитие возможностей информационных систем (ИС) по управлению бизнес-процессами (БП) организации. Первоначально, процессы в ИС были жестко запрограммированы (в программном коде), что создавало трудности по изменению поддержки этих процессов, связанные с необходимостью привлечения программистов и доработке ИС. Это характерно для ERP-систем (англ. Enterprise Resources Planning). Доработка ERP-системы для поддержки новых процессов не всегда безболезненно сказывается на функциональности данной ИС. Именно поэтому возникла идея отделить программный код ИС по поддержке БП от реализации БП. Данная идея была реализована в системах управления потоками работ (workflow-системах), где информация о БП и его реализации записана не на программном уровне, а на уровне данных, в хранилищах данных. В результате развития класса систем управления потоками работ (СУПР) появились системы управления бизнес-процессами (СУБП), содержащие расширенные инструменты анализа и мониторинга процессов. Оба класса систем называются потоковыми системами.

В главе раскрываются основные понятия из предметной области СУБП. Приводится классификация данных систем в соответствии с различными признаками, а также основные требования, предъявляемые к ним со стороны заказчиков. Одной из основных проблем многих ИС является сложность модернизации их функций. Это, прежде всего, характерно для ИС, функции, которых сосредоточены в одном большом приложении, изменение которого может повлиять на стабильность работы всей ИС. Поэтому появилась концепция сервис-ориентированной архитектуры (СОА), рассматривающая ИС, как совокупность программных модулей (сервисов), выполняющих различные функции и обладающих стандартизированными интерфейсами. Применение концепции СОА позволяет сократить затраты на поддержку ИС и минимизировать риски, связанные с ее доработкой.

Во многих организациях БП динамичны и подвергаются постоянным изменениям. Зачастую необходимо изменять не только структуру процесса в СУБП, но и программную поддержку действий в процессе. Именно поэтому применение концепции COA особенно необходимо в СУБП. Такие СУБП поддерживают гибкость не только в управлении процессами, но и функциональную гибкость, связанную с изменением и добавлением функций в систему, реализуемых программными модулями.

В главе подробно рассмотрена стандартизация потоковых систем. В частности, произведено сравнение наиболее распространенных языков формального описания процессов (XPDL, BPML, BPEL4WS), применяемых в потоковых системах. Данные языки описывают структуру процесса, а также взаимодействие сервисов, которые выполняют действия этого процесса. Наиболее перспективным является язык BPEL4WS, основным достоинством которого является поддержка описания асинхронного взаимодействия между сервисами. Это позволяет сократить время выполнения процесса, по сравнению с процессами, в которых сервисы взаимодействуют только синхронно.

Также в главе 1 исследуются стандарты графического представления процессов в СУБП, наиболее развитыми из которых являются UML 2.0 Activity Diagram (Unified Modeling Language) и BPMN (Business Process Modeling Notation). Стандарт BPMN обладает большей выразительной мощностью, поскольку поддерживает представление элемента выборочно-параллельной маршрутизации, в отличие от UML 2.0 Activity Diagram. BPMN был разработан специально для моделирования бизнес-процессов и поддерживается многими производителями СУБП, поэтому его использование предпочтительно в создаваемой СУБП.

Помимо этого, в главе рассмотрен один из первых высокоуровневых стандартов -базовая модель архитектуры систем управления потоками работ. Этот документ предложен международной коалицией Workflow Management Coalition, занимающейся разработкой стандартов в данной области. Большинство существующих потоковых систем, имеют архитектуру, удовлетворяющую этому стандарту. Основным достоинством этой модели является стандартизация интерфейсов взаимодействия между компонентами потоковых систем, что позволяет разработчикам создавать отдельные компоненты, совместимые с другими потоковыми системами. Например, программный продукт ARIS Business Architect компании IDS Scheer реализует функции моделирования, анализа и последующей оптимизации процессов, однако не поддерживает выполнение процессов.

В заключительной части главы производится анализ сравнительных характеристик наиболее распространенных СУБП административного типа. На основании анализа выявляется необходимость совершенствования алгоритмического обеспечения, применяемого в СУБП. Отмечается, что в исследованных системах отсутствуют алгоритмы обнаружения структурных конфликтов в графе процесса и алгоритмы проверки корректности доступа сервисов к данным процесса. Также, в исследованных системах нет алгоритмов, позволяющих выявлять действия, которые могут быть распараллелены.

Во второй главе предложены алгоритмы для поиска в графе процесса структурных конфликтов и некорректных циклов. Приведена формальная постановка задачи поиска структурных конфликтов в графах процессов. Граф процесса состоит из объектов двух типов: узлов и ребер. Переход графически представлен направленным ребром. Он соединяет два узла графа и показывает порядок выполнения работ. Узлы делятся на два типа: действие и координатор выбора/слияния. Действие представляет собой единичную работу, выполняемую определенным ресурсом. При выполнении действий процесса производится изменение рабочего объекта (РО), который после выполнения конечного действия будет представлять собой результат процесса. С каждым РО ассоциируется набор переменных - атрибутов, которые изменяются и читаются при выполнении действий процесса. Действия бывают следующих типов: автоматические, полуавтоматические и ручные. В выполнении автоматического действия участвует только автономный сервис. Полуавтоматическое действие выполняется человеком с использованием сервиса. Ручные дейст-

вия, соответственно, выполняются только людьми без применения сервисов. На рис. 1 представлены все типы элементов графа процесса.

действие действие

И-разветвлеиие И-слияние ИЛИ-слиямие ИЛИ-раэветвлеиие

Рис. 1. Типы элементов графа процесса

Координаторы И-разветвления и И-елияния используются для построения параллельных конструкций. Координатор И-разветвления порождает несколько параллельных потоков выполнения из одного потока, а координатор И-слияния объединяет их в один поток (выполняя синхронизацию). Координатор исключающего ИЛИ-разветвления используется для определения альтернативного выбора - новые потоки при этом не порождаются. Обычно задача поиска структурных конфликтов рассматривается на подмножестве графов процессов - непротиворечивых графах, которые содержат по одному начальному и конечному узлу и каждый узел графа процесса находится на некотором маршруте от начального узла к конечному. Граф процесса всегда состоит из экземплярных подграфов (одного и больше). Экземплярный подграф - это подграф графа процесса, который содержит действия, выполняемые для конкретного экземпляра процесса. Экземп-лярные подграфы порождаются координаторами исключающего ИЛИ-разветвления в графе процесса. Пример разбиения на экземплярные подграфы графа процесса представлен на рис. 2.

Экземплярный Экземплярный Граф процесса подграф 1 подграф 2

Рис. 2. Граф с экземплярными подграфами

Семантика графа процесса определяется множеством экземплярных подграфов, входящих в него. Экземплярный подход к графу процесса - это фактически, рассмотрение графа процесса как множества экземплярных подграфов, составляющих его. Если количество экземплярных подграфов больше единицы, то это может быть причиной наличия структурных конфликтов в графе процесса. На рис. 3 показаны примеры таких структурных конфликтов.

Рис. 3. Структурные конфликты

Граф 1 на рис. 3 демонстрирует структурный конфликт типа тупик, связанный с тем, что в И-слияние придет лишь один РО из действия Т2 или Т4. Таким образом, элемент И-слияние не будет выполнен и действие Т5 не будет достигнуто РО.

Граф 2 показывает структурный конфликт недостаток синхронизации. В этом случае при активизации действий ТЗ и Т4 производится пересылка двух экземпляров РО в узел исключающее ИЛИ-слияние. Однако данный узел предназначен для пересылки по выходному переходу данных, поступивших только с одного входящего перехода. При одновременном поступлении двух экземпляров РО в исключающее ИЛИ-слияние происходит структурный конфликт и вероятна приостановка выполнения процесса.

Помимо вышеуказанных структурных конфликтов причиной проблем при выполнении процесса может быть наличие циклов в графе процесса. На практике достаточно редко встречаются БП, в которых полностью отсутствуют циклы. Типы циклов с исключением обычных действий приведены на рис. 4.

А) Б) В) п

Рис. 4 Типы циклов в графе процесса

Только в ситуации Б находится корректный цикл, после прохождения которого будет продолжена обработка РО. Рассмотренные ситуации позволяют сформулировать критерии

корректности графа процесса. Граф процесса корректен тогда и только тогда, когда выполняются следующие условия:

• Критерий корректности 1: граф процесса не содержит структурного конфликта «тупик», если для любых двух экземплярных подграфов графа процесса не существует общий координатор с типом И-слияние.

• Критерий корректности 2: граф процесса не содержит структурного конфликта «недостаток синхронизации», если в каждом экземплярном подграфе отсутствует координатор типа исключающее ИЛИ-слияние с более чем одной входной связью.

• Критерий корректности 3: если координаторы в любом простом цикле графа процесса имеют тип исключающее ИЛИ-слияние или исключающее ИЛИ-разветвление.

Таким образом, решение задачи проверки корректности сводится к доказательству соответствия графа процесса представленным критериям корректности.

Автором доказана разрешимость проблемы корректности графа процесса путем преобразования к эквивалентной граф-схеме параллельного алгоритма (ПА). Язык граф-схем используется для графического представления работы параллельных алгоритмов. Граф-схема состоит из множества операторов, соответствующим процедурам алгоритма, и дуг, соединяющих данные операторы. На рис. 5 приведена общая структура входных и выходных функциональных связей оператора граф-схемы ПА с другими операторами.

Рис. 5 Общая структура входных и выходных связей оператора граф-схемы ПА

Любая граф-схема описывается с помощью пары <МО, С>, где МО — конечное множество операторов указанного вида, а С - матрица информационных связей операторов граф-схемы. Дуги, входящие в оператор А и соединяющие непосредственно предшествующие операторы (НП - операторы) с рассматриваемым, разбиты на так называемые конъюнктивные группы входов (КГВх). Аналогично, дуги, исходящие из оператора А и соединяющие его с непосредственно следующими за ним операторами, разбиты на конъюнктивные группы выходов (КГВых). Оператор считается готовым для выполнения по некоторой точке входа, если выполнены все его НП - операторы, относящиеся к данной точке входа. В данном случае готовность оператора отмечается в матрице С. Граф-схема параллельного алгоритма (ПА) имеет один начальный (не имеющий входящих дуг) и один конечный (не имеющий исходящих дуг) операторы, и каждый оператор граф-схемы лежит на некотором пути из начального оператора в конечный. Граф-схема ПА называется корректной, если соответствует следующим критериям:

1. ни один из единичных элементов матричного представления граф-схемы не может иметь более одной метки для произвольного момента времени выполнения граф-схемы ПА;

2. ни один из операторов граф-схемы ПА не может быть повторно занесен в список готовых для выполнения операторов до окончания его очередного выполнения;

3. ПА всегда завершается выполнением конечного оператора.

Данные критерии корректности соответствуют критериям корректности графа процесса.

Модель выполнения ПА описывается следующими множествами:

1. М (О) - множество операторов граф-схемы ПА в, которые далее будут обозначаться АО, А1.....Ак, где к - это количество операторов граф-схемы ПА, а АО и Ак

соответственно начальный и конечный операторы в;

2. М (в) - множество элементов вида А1(|,|) для всяких I, ¡, таких, что I € {1,2, ...,к }, 1 е {1, 2,..., пг}, ] б {1,2,..., ту }, где П] - количество КГВх оператора А1, тгп1-количество входов в ¡-ой КГВх оператора А1;

3. М(в)-множество элементов вида А1 для всяких 1,], таких, что I е' {1,2..., к},] е {1,2.....р1}, где р1- количество КГВых оператора А1;

4. М (в) - множество всевозможных пар наборов элементов, принадлежащих множествам М (в) и М (С). Элементы М (в) обозначаются (М р(0) / М ч(0)), где

М р(О) и М ,(0) - произвольные наборы элементов множеств М (О и М (О) соответственно, р и ц - элементы натурального ряда чисел N. относительно которого задана нумерация наборов элементов множеств М (в) и М (в).

Каждое состояние Б,, 1 е N. процесса выполнения граф-схемы ПА в идентифицируется парой (М .(Б) / М ,(0)), являющейся элементом множества М (О) и обозначаемой нижеМ,(0). В наборе М ¡(0) перечислены одновременно выполняемые операторы О в состоянии Б,. В наборе М,(0) перечислены ассоциированные с Б* операторы, имеющие КГВх, не для всех входов которых вычислены фактические параметры, причем для всякого А1®"11' е М ,(0) индексы ] и к задают соответственно номер КГВх оператора А1 и номер входа в этой КГВх, для которой вычислены фактические параметры.

Последовательность состояний 8,1, 8,2,... называется вычислительным путем граф-схемы ПА в. Состояние Я/ называется корректным, если для пары (М ¡(в) / М ,(0))) идентифицирующей это состояние, имеют место следующие условия:

1. любой элемент А1 множества М (в) входит в набор М \ (в) не более одного раза;

2. любой элемент А1 <к,г) множества М (в) входит в набор М ,(0) не более одного раза;

3. конечный элемент Ак входит в набор М, (в).

Граф-схема ПА в является корректной, если корректно каждое состояние ее вычислительного пути. Для доказательства корректности граф-схемы ПА в строится специальный древовидный граф 0(0), представляющий собой диаграмму состояний граф-схемы Б. Каждой вершине в 13(0) сопоставляется некоторое состояние 8„ 1 е N и поэтому каждая вершина данного графа идентифицируется парой (М ¡(в) / М ,(0)), соответствующей состоянию 8,. Множество дуг, исходящих из вершины, сопоставленной состоянию Бь связывает ее с вершинами, сопоставленными всевозможным состояниям 8], ] е N. в которые возможны переходы из состояния Б,. Множество всех вычислительных путей (возможно, бесконечной длины) граф-схемы в может быть задано конечным графом О(О), так как число различных состояний выполнения конечно и множество состояний, в которые возможны переходы из любого состояния Б,, однозначно определяется этим состоянием. Последнее означает, что при появлении в процессе построения О(О) вершин, эквивалентных ранее в ней встречавшимся, можно прервать дальнейший процесс построения диаграммы из этих вершин. Процесс построения диаграммы может продолжаться до тех пор, пока не будет прервано построение диаграммы для всех ее вершин, либо до появления в диаграмме вершины, сопоставленной некорректному состоянию. Первый случай означает корректность граф-схемы ПА, а второй - некорректность.

Поскольку проблема корректности граф-схем ПА разрешима, то для доказательства структурной корректности графа процесса необходимо данный граф привести к определенной граф-схеме ПА и произвести проверку корректности этой граф-схемы ПА.

Конструкции графа процесса и эквивалентной ей с точки зрения логики работы граф-схемы ПА представлены на рис. 6.

В данном случае группа КГВх оператора А представляет собой несколько элементов И-слияния (по числу КГВх), которые соединены связью с элементом исключающее ИЛИ-слияние. Группа КГВых, в свою очередь, эквивалентна нескольким И-разветвлениям, соединенным с оператором А через исключающее ИЛИ-разветвление.

Такой метод доказательства корректности имеет и недостатки, связанные с необходимостью приведения графа процесса к граф-схеме ПА, что может потребовать дополнительных вычислительных затрат и не исключает ошибок при таком приведении.

Также в главе рассматриваются известные алгоритмы, специально предназначенные для поиска структурных конфликтов в графе процесса. Один из таких алгоритмов осуществляет редукцию графа при помощи набора заданных правил. На каждом шаге алгоритма применяется, если это возможно, определенное правило, сокращающее размер графа. Если граф сводится к пустому графу, то он не содержит структурных конфликтов. Другой подход использует известные результаты теории сетей Петри. Исходный граф процесса подвергается операции петрификации (превращение в сеть Петри) и затем выполняется процедура определения свойств сети. Данные алгоритмы имеют следующие недостатки: алгоритм редукции не позволяет обнаруживать некорректные циклы, а алгоритм петрификации требует дополнительных вычислительных ресурсов при приведении графа процесса к сети Петри и не исключает появление ошибок при таком приведении.

Автором для решения задачи поиска структурных конфликтов в графах процессов были предложены два новых альтернативных алгоритма: алгоритм поиска некорректных циклов в графе процесса и алгоритм верификации ациклического графа процесса на основе экземплярного подхода.

Алгоритм поиска некорректных циклов основан на известном алгоритме поиска в глубину. После обнаружения цикла алгоритм выполняет проверку всех узлов, составляющих цикл. С помощью такой проверки, данный алгоритм выявляет некорректные циклы, соответствующие ситуациям А, В, Г на рис. 4. При обнаружении ситуации Б, описание цикла удаляется из матрицы смежности графа процесса. Если некорректные циклы не были обнаружены, то матрица смежности графа процесса поступает на вход алгоритма верификации. Сложность алгоритма поиска некорректных циклов при полной проверке графа процесса составляет 0(|#|2), где |Ы| - это количество вершин в графе процесса.

Алгоритм верификации предназначен для поиска тупиков и недостатков синхронизации в ациклическом графе процесса. В алгоритме используется модифицированная

процедура обхода графа методом поиска в глубину. Алгоритм является итерационным и состоит из четырех процедур, три из которых выполняются на каждой итерации в теле главной процедуры. При выполнении каждой итерации алгоритма выявляется новый экземплярный подграф Ю графа процесса РО, ранее неисследованный алгоритмом. Узлы Ю включаются в специальный подграф РС, а затем выполняется проверка соответствия дополненного РС критериям корректности 1 и 2. Если РС содержит узел с типом И-слияние, количество входных связей которого в РС не равно количеству входных связей в графе процесса РС, следовательно, налицо структурный конфликт тупик. В случае, если при проверке последнего выявленного Ю из РС обнаруживается, что существует узел с типом исключающее ИЛИ-слияние, имеющий более одной входной связи в рамках одного экземплярного подграфа, то это говорит о наличии в графе процесса структурного конфликта вида недостаток синхронизации. Таким образом, в процессе работы алгоритма в первоначально пустой подграф РС на каждой итерации алгоритма последовательно включаются, а затем и верифицируются экземплярные подграфы, обнаруженные в РС.

В конце главы приводится оценка сложности алгоритма верификации. При проверке разреженного графа процесса сложность алгоритма составляет 0(|#|2). Для аналогичного алгоритма петрификации это потребует 0(|ДГ|3) вычислений, а для алгоритма редукции сложность будет 0(1^1"). Если предложенный алгоритм будет проверять насыщенный граф процесса, то потребуется выполнить 0(| N |4) вычислений, также как и для алгоритма петрификации. Для алгоритма редукции в данном случае сложность будет составлять 0(| N |б). Таким образом, предложенный алгоритм, основанный на экземпляр-ном подходе, в худшем случае работает не медленнее, чем алгоритм петрификации, в других же ситуациях он может превысить производительность уже известных алгоритмов.

В третьей главе рассматриваются проблемы, связанные с доступом сервисов к атрибутам РО. Каждый сервис, зарегистрированный в СУБП, характеризуется определенными метаданными, содержащими информацию о РО с которыми сервис работает и атрибутах данных РО, которые читаются и изменяются сервисом. Доступ сервиса к атрибуту РО на чтение или изменение значения атрибута называется типом обращения данного сервиса к атрибуту. Атрибуты РО обрабатывается сервисами в зависимости от маршрута данного РО в графе процесса. При этом возможны ситуации, когда сервис будет читать атрибут, значение которого не было определено ранее. Это может быть причиной возникновения ошибок в работе сервиса и остановки выполнения процесса. Также, при выполнении процессов следует разграничивать права доступа к РО и их атрибутам, вне зависимости от возможностей сервисов по работе с атрибутами. Это необходимо для исключения получения доступа к конфиденциальной информации процесса сотрудником, использующим сервис. Для разграничения прав доступа сервисов к атрибутам РО вводится понятие маски доступа. Маска доступа определяет права сервисов на чтение или изменение атрибутов в рамках определенных действий. Использование маски доступа необходимо, однако это также может быть причиной возникновения исключительной ситуации, в случае, когда маска доступа действия и типы обращений к атрибутам сервиса данного действия не совпадают. По этой причине выполнение процесса может быть остановлено. Если один атрибут РО изменяется сервисами параллельных действий графа процесса, то это также может повлечь за собой возникновение исключительных ситуаций. В таком случае одно из значений атрибута будет утеряно после перезаписи другим значением. Такого обращения сервисов к атрибуту в параллельных действиях следует избегать, поскольку это увеличивает стоимость выполнения процесса.

Описанные исключительные ситуации, возможно, предотвратить на этапе проектирования процесса, если выполнять проверку графа процесса на соответствия правилам корректности обращения сервисов к атрибутам РО. Введем математическое описание пра-

вил корректности доступа к данным, которым должен соответствовать граф процесса с назначенными сервисами.

Пусть: А= {0, 1.....п} - это множество действий определенного процесса, А1 - это

подмножество множества А, содержащее номера действий, выполняемых сервисами, А' с А. В процессе изменяется РО одного типа, обработка которого ведется от начального действия к конечному. Каждый РО характеризуется множеством атрибутов Р={0,1,...,к}. Для каждого действия < ] <т) существует сервис Б], который входит во множество всех сервисов В={ Б), Бг, ..., Бт}, используемых в процессе. Каждый сервис Б] (1< у < т) является множеством Бг^..., вщ}, где Б у (1 </ < к)~ это тип обращения к 1-му атрибуту РО: е {у/, г, и}, где \у - изменение атрибута, г - чтение атрибута, а п - отсутствие действий с атрибутом. Также, существует множество всех определений масок доступа в процессе 0={0|, Ц2.....От}, где маска доступа с индексом 1

(1 < 1 <т) является множеством 0,={с1п, сЬ,,..., (1^}, где с12] (] <2 < £)- это ограничение на обращение со стороны сервиса 5| к г-му атрибуту РО: с/2(- е {\\>,г,п\, где \у - ограничение

на изменение атрибута, г - ограничение на чтение атрибута, а п - полный запрет на доступ к атрибуту. Таким образом, каждое действие, выполняемое сервисом, характеризуется множеством доступа к атрибутам РО и множеством ограничений на данный доступ.

Для корректного выполнения процесса должны удовлетворяться следующие правила, касающиеся последовательности состояний РО с доступом к атрибутам:

1. Ограничение масок доступа для всех действий должны совпадать с типами обращений к атрибутам РО сервисов этих действий: \/j(\<j<m),Vi(l<i^k) должно быть Ац = $у;

2. Для всякого действия, сервис которого читает атрибут /, должно существовать предшествующее ему действие, в котором данный атрибут изменяется: У/(1 <j<,и),У/( 1 <г<к), таких, что (зу = <1- = г)3/(1 </<у).такое, что

*и = (!и = у'>

3. Для любых двух параллельных действий, выполняемых сервисами _/' и /

] <т,\<1<т), обращение к атрибуту / (\<1<к) РО возможно только в

случае, если я.. = <!..= <1. =г.

у ¡1 у И

Автором предложен алгоритм, позволяющий выполнять проверку соответствия ациклического 1рафа процесса описанным правилам корректности доступа сервисов к атрибутам РО на этапе проектирования процесса. Данный алгоритм основан на экземп-лярном подходе. Алгоритмом выполняется проверка различных экземплярных подграфов графа процесса с выявлением последовательности типов обращений сервисов к атрибутам РО. Для каждого действия алгоритм проверяет соответствие типа обращения сервиса действия и маски доступа. Также, если тип обращения на чтение к атрибуту РО, то осуществляется проверка редактирования данного атрибута сервисами предыдущих действий. Поскольку обработка РО производится только в рамках одного экземплярного подграфа, то одновременное выполнение действий возможно только в параллельных ветвлениях данного экземплярного подграфа, порожденных координаторами типа И-разветвление и И-слияние. Для выявления параллельных действий (узлов) в экземплярном подграфе, по матрице смежности узлов данного подграфа вычисляется матрица достижимости, с помощью алгоритма Флойда-Уоршелла. Узлы, в соответствии с данной матрицей, являются параллельными, если отсутствуют пути в подграфе, содержащие оба этих узла. После обнаружения параллельных действий алгоритм последовательно сравнивает типы обраще-

ний к атрибутам РО со стороны сервисов данных действий, для выявления соответствия правилу корректности 3.

Также в главе автором предлагается алгоритм поиска информационно-независимых действий, позволяющий обнаруживать действия процесса, которые могут быть распараллелены. Два смежных действия под номерами 1 и 2, обрабатываемые сервисами, являются информационно-независимыми, если выполняется следующее выражение:

—31, такое, что верно ((j^ = w) л (s^ = г)), где I - это номер атрибута РО.

Особенностью алгоритма является то, что он может идентифицировать тип распараллеливания в зависимости от ресурсов (человеческих или программных), используемых для выполнения информационно-независимых действий (ИНД). При обнаружении двух ИНД алгоритм определяет тип этих действий (автоматическое или полуавтоматическое) и на основе этого идентифицирует возможное распараллеливание. Если действия являются автоматическими, то распараллеливание необходимо. В случае, когда оба действия являются полуавтоматическими и выполняются помимо сервисов одним сотрудником, то распараллеливание данных действий носит рекомендательный характер для разработчика процесса. Сложность алгоритма поиска ИНД равна: 0(1ЯгР).

Четвертая глава посвящена практической реализации предложенных алгоритмов в программных средствах, входящих в состав СУБП Asys ВРМ.

В главе описана архитектура СУБП Asys ВРМ. Информация о процессах, их структурных элементах и экземплярах процессов хранится в базе данных, поддерживаемой СУБД Microsoft SQL Server 2005. Для создания и редактирования описаний процессов автором была разработана программа Asys Designer. Описание процесса представляется в виде связного графа, узлами которого являются действия процесса и условные переходы. В качестве стандарта для визуального отображения схемы процесса в Asys Designer применяется нотация BPMN. Для поддержки выполнения экземпляров процессов, описанных с помощью Asys Designer, автором была разработана программа Asys Engine, которая реализует такие функции, как: управление маршрутизацией рабочих объектов, регистрация выполнения действий, запуск сервисов и т. д. Также данная программа имеет функции по оповещению ответственного за процесс в случае возникновения проблем при выполнении какого-либо экземпляра процесса.

Приведен основной циклический алгоритм Asys Engine, предназначенный для автономной обработки незавершенных экземпляров процессов.

Для мониторинга и анализа выполнения экземпляров процессов автором разработана программа Asys Monitor. Данная программа позволяет сравнивать экземпляры процесса по различным параметрам (времени, стоимости, условным оценкам качества), что дает возможность оптимизировать структуру процесса и улучшать характеристики его выполнения.

В главе приведено описание процессной модели, используемой в СУБП Asys ВРМ. Согласно данной модели процесс состоит из структурных элементов (действий, задач, подпроцессов), расположенных на различных иерархических уровнях. Достоинством такого разбиения является возможность создания структуры процесса несколькими проектировщиками. В СУБП Asys ВРМ возможно разграничение прав доступа проектировщиков к иерархическим уровням процесса или к структурным элементам данного процесса.

Приведены примеры работы алгоритмов, предложенных автором во второй и третьей главе. Описан алгоритм комплексной проверки корректности структуры графа процесса, в состав которого входят алгоритм поиска некорректных циклов и алгоритм верификации на основе экземплярного подхода. Алгоритм комплексной проверки структуры графа, алгоритм поиска информационно-независимых действий и алгоритм обнаружения исключительных ситуаций, связанных с доступом к данным были реализованы в про- 14-

грамме Asys Designer. Данные алгоритмы используются проектировщиками на этапе создания процесса для поиска ошибок и оптимизации его структуры.

В завершающей части главы детально описывается выполнение процесса "Согласовать предложение по объекту" в СУБП Asys ВРМ с информацией по маршрутизации РО и работе сервисов, назначенных для выполнения действий процесса.

Заключение

В заключении приведены основные результаты диссертационной работы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. На основе результатов анализа функций, отсутствующих в наиболее распространенных СУБП, предложены методы, позволяющие выявлять возможные исключительные ситуации (тупик, недостаток синхронизации, зацикливание) в графе процесса на этапе проектирования процесса.

2. Доказана разрешимость проблемы корректности графов процессов путем преобразования графа процесса к эквивалентной граф-схеме параллельного алгоритма с последующим доказательством корректности граф-схемы.

3. Предложены правила корректности доступа к данным в действиях процесса. Разработан алгоритм, позволяющий исследовать проектируемый процесс на соответствие данным правилам и благодаря этому выявлять возможные ошибки доступа к данным, которые могут возникнуть при выполнении процесса.

4. Предложен алгоритм поиска информационно-независимых действий в СУБП, позволяющий определять действия в процессе, которые могут быть распараллелены. Особенностью алгоритма является то, что он может классифицировать тип распараллеливания в зависимости от ресурсов (человеческих или программных), используемых для выполнения информационно-независимых действий.

5. На основе предложенных методов и алгоритмов созданы инструментальные средства для анализа корректности построенных процессов, поддержки выполнения процессов, мониторинга выполнения процессов и анализа результатов выполнения процессов, входящие в СУБП Asys ВРМ.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ

1. Коробков, К. Н. Программная система управления бизнес-процессами организации./ К. Н. Коробков // Программные продукты и системы. - Тверь: Издательство Центрпрограммсистем, 2008.- № 1. - С. 39-41.

2. Коробков, К. Н. Алгоритм поиска информационно-независимых действий в системах управления бизнес-процессами. / К. Н. Коробков //Материалы XVI международной научно-технической конференции «Информационные средства и технологии» Московского энергетического института, г. Москва 21-23 октября 2008 года. - М.: Издательство МЭИ,2008.-С. 89-96.

3. Коробков, К. Н. Конструктор бизнес-процессов Asys Designer / К. Н. Коробков // Инновации в науке и образовании. - М.: ФГНУ ГосКорЦентр, 2007. - С. 11.

4. Коробков, К. Н. Конструктор бизнес-процессов Asys Designer. / К. Н. Коробков -М.: ВНТИЦ, 2007. - № 50200702608.

5. Коробков, К. Н. Применение сервис-ориентированной архитектуры в корпоративных информационных системах./ К. Н. Коробков // Техника и технология. - М.: Спутник +, 2008.-Х» 1,- С. 54-58.

6. Коробков, К. Н. Разработка и реализация программного компонента для сканирования в системе электронного документооборота/ К. Н. Коробков // Аспирантский сборник. - М.: Издательство РГСУ, 2007. - № 3. - С. 152-166.

7. Коробков, К. Н. Система автоматизации супермаркета/ К. Н. Коробков // Аспирантский сборник. - М.: Издательство РГСУ, 2007. - № 4. - С. 21-42.

8. Коробков, К.Н. Корпоративные информационные системы в управлении предприятием./ К. Н. Коробков //Материалы зимних научных чтений факультета социологии и информационных технологий и XIII социологических чтений "Качество социальной жизни в изменяющейся России" Российского государственного социального университета, г. Москва 1-4 февраля 2006 года". - М.: Логос, 2008. - С. 213- 217.

J

Подписано в печать 17.11.2008 г. Печать лазерная цифровая Тираж 100 экз.

Типография Aegis-Print 115230, Москва, Варшавское шоссе, д. 42 Тел.: (495) 785-00-38 www.autoref.webstolica.ru

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ В УПРАВЛЕНИИ БИЗНЕС-ПРОЦЕССАМИ ОРГАНИЗАЦИИ.

1.1 Системы управления бизнес-процессами.

1.2 Определения и основные понятия предметной области управления бизнес-процессами.

1.3 Классификация систем управления бизнес-процессами.

1.4 Требования к системам управления бизнес-процессами.

1.5 Применение принципов сервис-ориентированной архитектуры в системах управления бизнес-процессами.

1.6 Стандартизация систем управления бизнес-процессами.

1.6.1 Языки описания процессов.

1.6.2 Стандарты графического представления бизнес-процессов.

1.6.3 Базовая модель системы управления потоками работ.

1.7 Анализ и сравнительные характеристики систем управления бизнес-процессами.

Выводы по Главе 1.

ГЛАВА 2. ПОИСК СТРУКТУРНЫХ КОНФЛИКТОВ В ГРАФАХ ПРОЦЕССОВ.

2.1 Постановка задами.

2.2 Известные решения по верификации графов.

2.2.1 Верификация приведением графа процесса к эквивалентной граф-схеме параллельного алгоритма.

2.2.2 Алгоритм редукции графа процесса.

2.2.3 Алгоритм петрификации графа процесса.

2.3 Алгоритм поиска циклов в графе процесса.

2.4 Алгоритм верификации структурных конфликтов на основе экземплярного подхода.

2.5 Испытание алгоритма верификации.

2.6 Анализ сложности алгоритма верификации.

Выводы по Главе 2.

ГЛАВА 3. АНАЛИЗ ДОСТУПА К ДАННЫМ В ГРАФАХ ПРОЦЕССОВ.

3.1 Взаимодействие сервисов с атрибутами рабочих объектов.

3.2 Правила корректности доступа сервисов к данным.

3.3 Алгоритм обнаружения исключительных ситуаций, связанных с доступом к данным в графе процесса.

3.4 Алгоритм поиска информационно-независимых действий.

Выводы по Главе 3.

ГЛАВА 4. РЕАЛИЗАЦИЯ КОМПОНЕНТ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ БИЗНЕС-ПРОЦЕССАМИ.

4.1 Описание и структура AsysBPM.

4.2 Процессная модель Asys ВРМ.

4.3 Типы действий в процессе.

4.4 Конструктор процессов Asys Designer.

4.5 Верификация схем процессов в Asys Designer.

4.6 Автоматический обработчик экземпляров процессов Asys Engine.

4.7 Монитор процессов Asys Monitor.

4.8 Выполнение процесса в Asys ВРМ.

Выводы по Главе 4.

ВЫВОДЫ.

Современная ситуация в экономике характеризуется большой конкуренцией среди компаний. Особенно это характерно для компаний, занятых в сфере высоких технологий. Рынок требует от них большей гибкости к изменяющимся условиям, таким, например, как потребительский спрос или появление новых технологий. Успех бизнеса в современных условиях напрямую зависит от способности компаний приспосабливаться к внутренним и внешним изменениям, прямо или косвенно затрагивающих их деятельность. В такой ситуации первостепенным становится решение проблемы повышения эффективности корпоративного управления. Эффективность корпоративного управления во многом зависит от используемого подхода к управлению.

Традиционным является функциональный подход к управлению, рассматривающий организацию как совокупность отделов, выполняющих те или иные функции. Управление организацией заключается, при таком подходе, в распределении работ между функциональными отделами. Следствием данного подхода является обособление функциональных подразделений и ограничение межфункциональных связей [17]. Руководители отделов в организации, управляющие функциональными подразделениями, стремятся, прежде всего, оптимизировать деятельность в области своей ответственности, что, в конечном счете, может привести к замещению стратегической цели компании целями ее подразделений. Такая тенденция существенно сказывается на показателях эффективности всей компании.

Стало очевидным, что существует противоречие между организационной структурой и задачами, реализуемыми компанией. Поэтому вместо традиционного подхода во многих компаниях применяется подход, называемый процессным или процессно-ориентированным, который рассматривает компанию как совокупность реализуемых бизнес-процессов. Термин "бизнеспроцесс" в настоящее время не имеет однозначного определения. В стандарте ISO 9001:2000 бизнес-процесс трактуется как "устойчивая, целенаправленная совокупность взаимосвязанных видов деятельности (последовательность работ), которая по определенной технологии преобразует входы в выходы, представляющие ценность для потребителя" [16]. Главная идея здесь заключается в том, что любой БП имеет потребителя, внутреннего или внешнего по отношению к организации. Таким образом, можно все действия внутри организации рассматривать либо как БП, либо как его часть. Процессный подход позволяет разделять БП на несколько стадий обработки, назначать ответственных за выполнение данных стадий, а также направлять соответствующие ресурсы для их выполнения. Этот подход дает следующие преимущества по сравнению с традиционным:

• управление БП предоставляет условия для лучшего контроля за выполнением внутренних работ и использованием ресурсов;

• определение границ БП, а также поставщиков и потребителей, дает возможность улучшить взаимодействие и понимание требований, которые должны быть выполнены компанией перед партнерами;

• процессный подход позволяет сфокусировать усилия всех исполнителей БП на задаче, реализуемой в данном БП;

• процессный подход позволяет лучше понять взаимосвязи отдельных аспектов деятельности компании и повысить ее эффективность.

В пользу процессного подхода также говорит и то, что он используется во многих методиках системы менеджмента качества, например, таких, как: ISO 9000, Capability Maturity Model (CMM), EFQM, 6sigma и т.д.

Однако сам по себе процессный подход необходим, но недостаточен для повышения эффективности бизнеса. Достаточно сложно контролировать каждую из стадий выполняемых БП вручную. Поэтому для полноценной реализации процессного подхода необходимы соответствующие информационные системы, называемые системами управления бизнес-процессами (СУБП). Эти системы призваны автоматизировать БП, выполняемые в организации и отслеживать их показатели. В настоящее время множество компаний разрабатывает программное обеспечение для информационной поддержки бизнес-процессов в организации. Методической основой данных разработок являются работы таких зарубежных исследователей, как Вил ван дер Аалст (Wil van der Aalst), Кейс ван Хей (Kees van Нее), JI. Фишер (L. Fischer), М. Папазогло (М. Papazoglou), Д. Чаф (D. Chaffey), Ф. Лейман (F. Leymann), Д. Роллер (D. Roller). Среди отечественных исследователей данного направления необходимо отметить работы Серебрякова В. А., Бездушного А. Н., Шундеева А. С.

Несмотря на активное развитие в области СУБП существуют задачи, которые являются по-прежнему актуальными. Это, прежде всего совершенствование алгоритмического обеспечения, используемого в данных системах. Одной из главных задач является разработка эффективных алгоритмов проверки корректности графов процессов.

Актуальность темы исследования определяется распространением СУБП в организациях, и недостаточным уровнем исследований, касающихся алгоритмического обеспечения в данных системах. В большинстве СУБП отсутствуют возможности по анализу процессов на этапе проектирования, что при выполнении процесса может привести к таким исключительным ситуациям как тупик, недостаток синхронизации или зацикливание в процессе. Также, существующие СУБП не поддерживают проверку процесса на корректность доступа к данным при выполнении действий процесса, что может быть причиной остановки процесса или неэффективного использования ресурсов процесса. Особую важность эта тема приобретает в связи с распространением процессного подхода к управлению во многих организациях и все большей необходимостью в эффективных программных средствах, способных реализовывать данный подход.

Целью диссертационной работы является разработка и реализация алгоритмического и программного обеспечения СУБП, позволяющего выявлять исключительные ситуации, которые могут возникнуть в процессе при его выполнении в СУБП, а также позволяющего повысить эффективность использования ресурсов процесса и исключить возникновение ошибок, связанных с доступом к данным в действиях процесса. Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи:

• исследование стандартов в области СУБП и выбор наиболее подходящего стандарта для представления графических объектов в системе проектирования процесса;

• исследование существующих методов верификации графов процессов;

• создание метода поиска некорректных циклов в графах процессов;

• разработка и реализация метода верификации графов процессов;

• создание метода анализа корректности доступа к данным в действиях процессов;

• создание метода поиска информационно-независимых действий в графах процессов;

• разработка и реализация программных компонент СУБП Asys ВРМ, предназначенных для создания описаний процессов, анализа описаний процессов на корректность, поддержки выполнения процессов и анализа результатов выполнения процессов.

Объектом исследования являются системы управления бизнес-процессами организации, обеспечивающие информационную поддержку выполнения бизнес-процессов и позволяющие проводить статистический анализ результатов их выполнения.

Предметом исследования является алгоритмическое и программное обеспечение систем управления бизнес-процессами.

Методы исследования. Методологической основой и общетеоретической базой исследования являются принципы системного анализа и проектирования, теория графов, теория сетей Петри.

Научная новизна заключается в следующем:

1. доказана разрешимость проблемы корректности графов процессов путем сведения данной проблемы к проблеме корректности граф-схем параллельных алгоритмов.

2. предложен метод обнаружения некорректных циклов, что позволяет выявлять такие ситуации при выполнении процесса, как тупиковая ситуация или зацикливание процесса.

3. предложен специализированный алгоритм верификации графа процесса на основе экземплярного подхода, который предназначен для выявления структурных конфликтов вида тупик или недостаток синхронизации в графе процесса.

4. доказана разрешимость проблемы обнаружения конфликтных ситуаций, связанных с доступом к данным процесса, что позволяет исключить возникновение подобных ситуаций во время выполнения процесса.

5. предложен алгоритм распараллеливания процессов в СУБП с участием человека при выполнении действий процесса.

Практическая ценность заключается в создании инструментальных средств, входящих в состав СУБП Asys ВРМ и используемых при проектировании процессов, анализе корректности построенных процессов, поддержке выполнения процессов, мониторинге выполнения процессов и анализе результатов выполнения процессов. Разработанные инструментальные средства позволяют выявлять в спроектированном процессе структурные конфликты, исключить ошибки, связанные с некорректным доступом к данным, а также повысить эффективность выполнения процесса за счет распараллеливания его действий.

Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались при проведении:

• XVI международной научно-технической конференции "Информационные средства и технологии" Московского энергетического института (г. Москва, 2008).

• XII всероссийской межвузовской научно-технической конференции студентов и аспирантов "Микроэлектроника и информатика - 2005" Московского государственного института электронной техники (технического университета).

• XIII социологических чтений Российского государственного социального университета (г. Москва, 2006).

• Зимних научных чтений факультета социологии и информационных технологий Российского государственного социального университета (г. Москва, 2006).

• научных семинаров кафедры программного обеспечения вычислительной техники Российского государственного социального университета.

• собраний в компании "АСис Софт".

Реализация и внедрение. Результаты работы используются при поддержке выполнения бизнес-процессов в Комитете по развитию предпринимательства Московской области, предприятии "СУБМИКРОН" (г. Зеленоград), в компании "АСис Софт",

Публикации. По теме исследования опубликовано 8 печатных работ.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и пяти приложений. Основное содержание диссертационной работы изложено на 151 листах машинописного текста, иллюстрированного таблицами и рисунками.

выводы

В ходе проведенного исследования были получены следующие основные результаты:

1. На основе результатов анализа функций, отсутствующих в наиболее распространенных СУБП, предложены методы, позволяющие выявлять возможные исключительные ситуации (тупик, недостаток синхронизации, зацикливание) в графе процесса на этапе проектирования процесса.

2. Доказана разрешимость проблемы корректности графов процессов путем преобразования графа процесса к эквивалентной граф-схеме параллельного алгоритма с последующим доказательством корректности граф-схемы.

3. Предложены правила корректности доступа к данным в действиях процесса. Разработан алгоритм, позволяющий исследовать проектируемый процесс на соответствие данным правилам и благодаря этому выявлять возможные ошибки доступа к данным, которые могут возникнуть при выполнении процесса.

4. Предложен алгоритм поиска информационно-независимых действий в СУБП, позволяющий определять действия в процессе, которые могут быть распараллелены. Особенностью алгоритма является то, что он может классифицировать тип распараллеливания в зависимости от ресурсов (человеческих или программных), используемых для выполнения информационно-независимых действий.

5. На основе предложенных методов и алгоритмов созданы инструментальные средства для анализа корректности построенных процессов, поддержки выполнения процессов, мониторинга выполнения процессов и анализа результатов выполнения процессов, входящие в СУБП Asys ВРМ.

1. Аалст, Вил. Управление потоками работ: модели, методы и системы./Вил ван дер Аалст, Кейс ван Хей перев. Ломазова И. А. М : ФИЗМАТЛИТ, 2007. - 316 с.

2. Андреев, В. Выбор технологии Workflow и типовые трудности управления бизнес-процессами/В. Андреев/ZPCWEEK. 2005. - № 18. - с. 2-5.

3. Баронов, В. В. Автоматизация управления предприятием./В. В. Баронов, Г. Н. Калянов, Ю. И. Попов, А. И. Рыбников, И. Н. Титовский. М: ИНФА-М, 2000. - 239 с.

4. Бъерн, А. Бизнес-процессы. Инструменты совершенствования. Калуга : РИА "Стандарты и качество", 2003. - 284 с.

5. Вийера, Р.Программирование баз данных Microsoft SQL Server 2005. Базовый курс./Р. Вийера. М : Вильяме, 2007.- 303 с.

6. Воробьев, А. А. Практический опыт построения модели бизнес-процессов в региональных сетевых компаниях./А. А. Воробьев, А. В. Ярин //Энергоэксперт. 2008. - № 1. - С. 5459.

7. Гайдай, А. На пути к BPEL. /А. Гайдай //Oracle Magazine. 2004. - № 12. - С. 12- 20.

8. Герасимова, Г.Е. Процессный подход в стандартах ИСО серии 9000 и на практике./ Г. Е. Герасимова. М : НТК "Трек", 2006. - 168 с.

9. Грин, Д. Математические методы анализа алгоритмов./Д. Грин, Д. Кнут. М: Мир, 1987. -120 с.

10. Грубер, М. SQL. Справочное руководство./М. Грубер. М: Лори, 2006. - 237 с.

11. Дамлер, М. Microsoft SQL Server 2005. Обзор продукта.Электронный ресурс. /М. Дамлер. Электрон, текстовые дан. - Режим доступа: http://www.citforum.ru/database/mssql/overview, свободный.

12. Дарахвелидзе, П. Разработка Web-служб средствами Delphi./ П. Дарахвелидзе, Е. Марков.- СПб: БХВ-Петербург, 2003. 210 с.

13. Дейт, К. Дж. Введение в системы баз данных./К. Дж. Дейт. М: Вильяме,2007,- 1328 с.

14. Евстигнеев, В. А. Применение теории графов в программировании./!). А. Евстигнеев.-М : Наука, 1985. 352 с.

15. Елиферов, В. Г., Репин В. В. Бизнес-процессы: регламентация и управление./В. Г. Елиферов,В. В. Репин. М: ИНФРА-М, 2005. - 319 с.

16. Ефимов, В. Размышления о процессном подходе/В. Ефимов// Методы менеджмента качества. 2004.- № 11. - С. 64-76.

17. Интероперабльность.Электронный pecypc./http://ru.wikipedia.org. Электрон, текстовые дан. - Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/wiki/HHTeponepa6enbHOCTb, свободный.

18. Калверт, Ч. С++ Builder 5. Энциклопедия программиста./Ч. Калверт, К. Рейсдорф. -Киев: ДиаСофт,2001. -356 с.

19. Калянов, Г. Н. Моделирование, анализ, реорганизация и автоматизация бизнес-процессов./Г. Н. Калянов. М: Финансы и статистика, 2006. - 240 с.

20. Классификация ВРМ-систем.Электронный pecypc./http://bpms.ru. Электрон, текстовые дан. - Режим доступа: http://bpms.ru/library/reviews/01/index.html, свободный.

21. Классификация систем по версии Гартнер.Электронный pecypc./http://bpms.ru. -Электрон, текстовые дан.- Режим доступа: http://bpms.rU/library/reviews/01/index.html#c327, свободный.

22. Коллинз, У. Дж. Структуры данных и стандартная библиотека шаблонов./У. Дж. Коллинз. М : ООО "Бином-Пресс", 2004. - 243 с.

23. Константайн, JI. Разработка программного обеспечения./JI. Константайн, JI. Локвуд. -СПб : Питер, 2004. 351 с.

24. Коптелов, А. Тенденции в управлении бизнес-процессами./А. Коптелов.//BYTE 2008. - № 5. - С. 14-18.

25. Кораблин, Ю. П. Семантика языков распределенного программирования./Ю. П. Ко-раблин. -М : МЭИ, 1996. 120 с.

26. Кораблин, Ю. П.Язык граф-схем параллельных алгоритмов./Ю. П. Кораблин, В. П. Ку-тепов//Программирование. 1978. - № 1. - С. 24-33.

27. Кормен, Т. Алгоритмы: построение и анализ, 2-е издание./Т. Кормен, Ч. Лейзерсон, Р. Ривест, К. Штайн пер. с англ. М: Вильяме, 2005. - 1296 с.

28. Корнеев, В. В. Интеллектуальная обработка информации./В. В. Корнеев,А. Ф. Гаре-ев,С. В. Васютин,В. В. Райх М : Нолидж, 2001.

29. Коробков, К. Н. Конструктор бизнес-процессов Asys Designer / К. Н. Коробков // Инновации в науке и образовании. М.: ФГНУ ГосКорЦентр, 2007. - С. 11.

30. Коробков, К. Н. Конструктор бизнес-процессов Asys Designer. / К. Н. Коробков М.: ВНТИЦ, 2007. - № 50200702608.

31. Коробков, К. Н. Применение сервис-ориентированной архитектуры в корпоративных информационных системах./ К. Н. Коробков // Техника и технология. М.: Спутник +, 2008.-№ 1.- С. 54-58.

32. Коробков, К. Н. Программная система управления бизнес-процессами организации./ К. Н. Коробков // Программные продукты и системы. Тверь: Издательство Центрпрограм-мсистем, 2008.- № 1. - С. 39-41.

33. Коробков, К. Н. Разработка и реализация программного компонента для сканирования в системе электронного документооборота/ К. Н. Коробков // Аспирантский сборник. М.: Издательство РГСУ, 2007. - № 3. - С. 152-166.

34. Коробков, К. Н. Система автоматизации супермаркета/ К. Н. Коробков // Аспирантский сборник. М.: Издательство РГСУ, 2007. - № 4. - С. 21-42.

35. Котов, В. Е. Сети Петри./В. Е. Котов. М: Наука, 1984. - 160 с.

36. Криницкий, Н. А.Автоматизированные информационные системы./Н. А. Криницкий, Г. А. Миронов, Г. Д. Фролов. М : Наука, 1982.- 180 с.

37. Кристофидес Н. Теория графов. Алгоритмический подход. / Н. Кристофидес. М: Мир, 1978.-432 с.

38. Монахова, Е. В потоке работ, как и в потоке жизни, есть свои правила. Электронный ресурс./ Е. Монахова. Электрон, текстовые дан.- Режим доступа: http://www.pcweek.ru/themes/detail.php?ID=56139&THEMEID=13963, свободный.

39. Монахова, Е. Управление потоком работ. Rondo integrate de universale. Final./E. Монахова,A. Бочкарев, А. Лукомский, А. Майоров//РС Week. 2001. - № 14. - С. 23-35.

40. Морозова, О. Business Performance Management для отечественного потребителя. Электронный ресурс./ О. Морозова. Электрон, текстовые дан. - Режим доступа: http://www.zhuk.net/archive/printyk.asp?aid=7597, свободный.

41. Нестеренко, А.К. Интеграция распределенных данных на основе технологий Semantic Web и рабочих процессов./А. К. Нестеренко, Т. М. Сысоев, А. Н. Бездушный, В. А. Серебряков, А. А. Бездушный // Электронные библиотеки. 2004. - № 7. - С 12-25.

42. О' Лири, Д. ERP системы. Современное планирование и управление ресурсами предприятия. Выбор, внедрение, эксплуатация./Д. О'Лири Пер. с англ. Ю. И. Водяновой. М: ООО "Вершина", 2004. - 272 с.

43. От BPR к ВРМ.Электронный ресурс./Корпорация "Documentum". Электрон, текстовые дан. - Режим доступа: http://w\vw.documentum.ru/analytics/frombprtobpm.phtml, свободный.

44. Подбельский, В. В. Язык С++./В. В. Подбельский. М: Финансы и статистика, 2003. -186 с.

45. Резниченко, А. Процессный подход к управлению, ИТ и российские банки. Электронный ресурс./А. Резниченко. Электрон, текстовые дан.- Режим доступа: http://www.docflow.ru/analyticfull.asp?param=40685, свободный.

46. Седжвик, Р. Фундаментальные алгоритмы на С++./Р. Седжвик. М : ДиаСофт, 2001.246 с.

47. Страусс, А. Основы качественного исследования: обоснованная теория, процедуры и техники./А. Страусс, Дж. Корбин. М : Эдиториал УРСС, 2001. - 256 с.

48. Управление бизнес-процессами от моделирования до мониторинга с использованием продуктов WebSphere V6./TBM International Technical Support Organization. M: Redbooks, 2006. - 245 c.

49. Фаулер, M. Архитектура корпоративных программных приложений./ М. Фаулер. М: Вильяме, 2008. - 544 с.

50. Фишер, Л. Совершенство на практике. Лучшие проекты в области управления бизнес-процессами и workflow./Л. Фишер, перев. Весть-Метатехнология. М: Весть-Метатехнология, 2000. - 432 с.

51. Хаммер, М. Реинжиниринг корпорации. /М. Хаммер, Дж. Чампи.- М: Манн, Иванов и Фербер, 2007. 288 с.

52. Холингворт, Дж. Borland С++ Builder 6. Руководство разработчика./Дж. Холингворт,Б. Сворт,М. Кэшмэн, П. Густавсон. М : Вильяме, 2003. - 341 с.

53. Чаадаев, В. К. Бизнес-процессы в компаниях связи. /В. К. Чаадаев. М: Эко-Трендз, 2004. -176 с.

54. Шверин, Р. Императив интеграции.Электронный ресурс./Р. Шверин. Электрон, текстовые дан. - Режим доступа: http://www.bpmi.org/bpml-spec.esp, свободный.

55. Электронный документооборот на основе системы Lotus Notes Domino.Электронный pecypc./http://www.qm-s.com. Электрон, текстовые дан. - Режим доступа: http://www.qm-s.com/qmslotus.php, свободный.

56. Aalst, W.M.P. van der. Workflow Verification: Finding Control-Flow errors using Petri-Net-Based Techniques/ W.M.P. van der Aalst//. Lecture Notes in Computer Science 2000. - vol. l.-p. 161-183.

57. Aalst, Wil van der. Verification of Workflow Nets./Wil van der Aalst. Eindhoven : Sprin-ger-Verlag, 1997.- 284 p.

58. BEA AquaLogic® Product Family.Электронный pecypc./BEA Systems Inc. Электрон, текстовые дан. - Режим доступа:http://www.bea.com/framework.jsp?CNT=index.htm&FP=/content/products/aqualogic/, свободный.

59. BPMI. Web Services for Business Process Design.Электронный pecypc./http://xml.coverpages.org. Электрон, текстовые дан. - Режим доступа: http://xml.coverpages.org/xIang.html, свободный.

60. BPMN. Электронный ресурс./ http://en.wikipedia.org. Электрон, текстовые дан.- Режим доступа: http://en.wikipedia.org/wiki/BPMN, свободный.

61. Business Process Management Initiative. BPML language specification.Электронный pe-cypc./http://www.bpmi.org. Режим доступа: http://www.bpmi.org/bpml-spec.esp, свободный.

62. Cichocki, A. Workflow and Process Automation: Concepts and Technology./ A. Cichocki. -Berlin: Springer, 1998. 298 p.

63. Coalition, Workflow Management. Терминология и глоссарий WfMC./Весть-МетаТехнология. М: Весть-МетаТехнология, 2000. - 253 с.

64. Creating а ВРМ and Workflow Automation Vendor Checklis.Электронный pecypc./Gartner. Электрон, текстовые дан. - Режим доступа: http.V/gartner.metrostate.edu/research/l 14900/114989/114989.html, свободный.157

65. Larson, Р. Что происходит, когда ВРМ встречает SO А. Электронный ресурс./[перев.] ERPNEWS. Электрон, текстовые дан. - Режим доступа: http://erpnews.ru/doc2407.html, свободный.

66. Leymann, F.Production Workflow: Concepts and Techniques./ F. Leymann, D. Roller. -London: Prentice Hall PTR, 1999. 479 p.

67. Lin, H. A Novel Graph Reduction Algoritm to Identify Structural Conflicts./H. Lin ,Z. Zhao, H. Li, Z. Chen//In Proceedings of the Thirty-Fourth Annual Hawaii International Conference on System Science (HICSS-35). 2002. - vol 1. - p. 536-550.

68. Muehlen, M. Workflow-based Process Controlling. / M. Muehlen. Berlin: Logos-Verlag, 2002. - 282 p.

69. Papazoglou M. Web services technology in support of business transactions./M. Papazoglou, B. Kratz//Service Oriented Computing and Applications. 2007. - № 1. - p. 51- 63.

70. Patterns.Электронный pecypc./http://is.tm.tue.nl. Электрон, текстовые дан. - Режим доступа: http://is.tm.tue.nl/research/patterns/patterns.htm, свободный.

71. Reijers, Hajo. Design and Control of Workflow Processes: Business Process Management./ H. Reijers. London: Springer, 2003. - 320 p.

72. Schmelzer, R.4to известно о бизнес-процессах специалистам ВРМ и неизвестно специалистам SO А. Электронный ресурс./[перев.] ERPNEWS. Электрон, текстовые дан. -Режим доступа: http://erpnews.ru/docl887.html, свободный.

73. Skonnard, А. Понимание SOAP.Электронный ресурс./А. Skonnard,[nepeB.] Н. Шатохи-на. Электрон, текстовые дан. - Режим доступа: http.7/www.vbnet.ru/articles/showarticle.aspx?id=141, свободный.

74. SOAP Version 1.2 Part 2: Adjuncts (Second Edition).Электронный pecypc./W3C. Электрон. текстовые дан. - Режим доступа: http://www.w3.org/TR/soapl2-part2/, свободный.

75. The Web-Based Benchmark for Business Process Management.Электронный pecypc./IDC Scheer. Электрон, текстовые дан.- Режим доступа: http://www.ids-scheer.com/international/en/Software/ARISSoftware/ARISBusinessArchitect/3731.html, свободный.

76. UDDI Version 3.0.Электронный pecypc./http://uddi.org. Электрон, текстовые дан. -Режим доступа: http://uddi.org/pubs/uddi-v3.00-published-20020719.htm, свободный.

77. Ultimus. The Adaptive Imperative.Электронный pecypc./http://www.ultimus.com.- Электрон. текстовые дан. Режим доступа:http://www.ultimus.com/products/AdaptiveBPM.htm, свободный.

78. Unify NXJ. Электронный ресурс./ http://www.unify.ru. Электрон, текстовые дан.-Режим доступа: http://www.unify.ru/products/nxj/index.html, свободный.

79. Web Services Description Language (WSDL) 1.1.Электронный pecypc./W3C. Электрон, текстовые дан. - Режим доступа: http://www.w3.org/TR/wsdl, свободный.

80. What's New in Captaris Workflow 6.5.Электронный pecypc./Captaris corp. Электрон, текстовые дан.- Режим доступа:http://www.captaris.com/workflow/captarisworkflow65.html, свободный.

81. Workflow Patterns with BPMN and UML.Электронный pecypc./http://www.bpmn.org. -Электрон, текстовые дан.- Режим доступа:http://www.bpmn.org/Documents/Notations%20and%20Workflow%20Pattems.pdf, свободный.

82. Workflow Process Definition Interface XML Process Definition Language. Электронный pecypc./WfMC. - Электрон, текстовые дан.- Режим доступа: http://www.wfmc.org/standards/docs/TC-l02510xpdll02502.pdf, свободный.