Rețelele resurselor fluxurilor de lucru - o abordare a modelării și analizei fluxurilor de lucru

Preambul

Un flux de lucru reprezinta partea automata a unui proces business care are loc in interiorul unei organizatii. Managementul fluxurilor de lucru se ocupa cu monitorizarea, controlul, optimizarea si suportul fluxurilor de lucru. In timp ce majoritatea abordarilor formale a modelarii fluxurilor de lucru au in vedere doar perspectiva procesului, in aceasta lucrare se va propune un model de retea Petri care integreaza atat procesul cat si resusele. Va fi prezentata o clasa speciala de retelelor Petri imbricate – retelele resurselor fluxului de lucru (retele RWFN), care unifica cele 2 perspective intr-un singur model. Spre deosebire de alte modele, retelele RWFN permit o distinctie clara intre perspective, modeland eficient interactiunea lor si asigurand flexibilitatea sitemului. Lucrarea defineste de asemenea o notiune de corectitudine a comportamentului pentru retele RWFN, soliditatea si demonstreaza ca aceasta proprietate este decidabila.

Introducere

De-a lungul ultimilor ani tehnologia fluxului de lucru si sistsmele de management a fluxului de lucru s-au dezvoltat rapid si au inceput sa fie folosite din ce in ce mai mult in multe organizatii mari. Un flux de lucru este un proces complex, constand in organizarea activitatilor pentru indeplinirea unor teluri. Un flux de lucru este structurat in diferite perspective:

- Perspectiva procesului specifica care task tebuie executat si in ce ordine

- Perspectiva resursei (sau organizarii) specifica populatia in care fluxul de lucru este executat (resursa) si rolurile existente (clasele resursei bazate pe aspecte organizationale si functionale)

- Perspectiva datelor (informatiilor) se refera la datele de control si datele de productie implicate intr-un flux de lucru

- Perspectiva operationala (aplicatiei) descrie operatiile/actiunile elemnetare realizate de resurse si aplicatiei pentru a crea, citi sau modifica datele de productie si control

Managementul fluxului de lucru se ocupa cu controlarea, monitorizarea, optimizarea si suportul fluxurilor de lucru in organizatii eterogene si un sistem de management a fluxului de lucru este un sistem software ce suporta modelarea si executia fluxurilor de lucru. O metoda formala ce a fost cu succes utilizata pentru modelarea fluxului de lucru sunt retelele Petri. Retelele Petri reprezinta o unealta matematica si grafica utilizata pentru specificarea sistemelor distribuite/concurente, ce permit reprezentarea explicita a starilor si tranzitiilor unui sistem. Retelele Petri au fost propuse ca o tehnica de modelare pentru fluxurile de lucru, datorita mai multor motive: retelele Petri reprezinta un limbaj grafic si intuitiv, pot avea semantici formale, sunt expresive, exista multe tehnici de analiza si unelte care pot fi folosite investigarea mai multor proprietati a retelelor Petri; de asemenea permit distinctia dintre activarea unui task si executarea lui intr-un sistem de management a fluxurilor de lucru.

Majoritatea cercetarilor curente s-au focusat pe modelarea perspectivei procesului fluxurilor de lucru. Un model de retea Petri pentru fluxuri de lucru, ce includ resursele pot fi gasite in Barkaoui et al. (1996), Hee et al. (2004), unde locatii speciale sunt folosite pentru reprezentarea resurselor in perspectiva procesului. Hee et al. (2004) defineste resursa ca retele a fluxului de lucru limitate (retele RCWF), considerand influenta resurselor in procesarea cazurilor si se concentreaza pe cerintele de corectitudine fundamentale pentru retelele RCWF. In timp ce perspectiva resursei este reprezentata intr-o maniera simplista, aceasta abordare defineste si studiaza o notiune de soliditate pentru resursa limitata a fluxurilor de lucru.

O viziune mai detaliata asupra perspectivei resursei este oferita in Netjes et al. (2005), unde retelele Petri colorate (CPN) sunt utilizate pentru modelarea unei resurse limitate a procesului fluxului de lucru. Modelul consta in blocajul construrii unui task, utilizat pentru modelarea task-ului (din perspectiva procesului). Lucrarea nu defineste o notiune a corectitudinii comportamentale pentru modelul propus.

In „Persic and Aalst”(2005), retelele Petri colorate sunt utilizate pentru modelarea mecanismelor distribuite de lucru, referit ca pattern-uri de resursa. Lucrarea se concentereaza doar asupra perspectivei resursei, abstractizand din perspectiva procesului si nicio notiune de corectitudine nu este tratata.

Problema principala cu abordarile descrise mai devreme este ca acestea fie modeleaza perspectiva resursei intr-o maniera simplista, fie esueaza in rezolvarea verificarii problemelor pentru fluxurile de lucru. De asemenea, exista un amestec neclar de perspective, care pot face specificatiile fluxului de lucru dificil de inteles, analizat si lucrat cu acestea.

Pentru a aborda aceste probleme, aceasta lucrare propune o clasa speciala de retele Petri imbricate, ce vor fi utilizate pentru modelarea integrata a proceselor si perspectivelor resursei fluxurilor de lucru, permitand o distinctie clara intre ele. Retelele Petri imbricate, ce au fost introduse in „Lomazova” (2000) sunt o clasa speciala a modelului retelei Petri, in care jetoanele pot fi retele propiu-zise (retele obiect). Retelele resursa a fluxurilor de lucru (retele RWFN) sunt introduse ca un caz special de retele Petri imbricate pe 2 nivele, in care cele 2 perspective sunt modelate ca 2 retele-obiect separate: o retea obiect este o retea Petri care modeleaza perspectiva resursei, iar cealalta este o retea Petri care modeleaza perspectiva procesului. Comportamentul dinamic a retelei RWFN asigura colaborarea dintre perspective.