Применение табличного алгоритма для верификации моделей бизнес-процессов

Об авторах:

Ивашко Александр Григорьевич, доктор технических наук, профессор кафедры программной и системной инженерии, Тюменский государственный университет; a.g.ivashko@utmn.ru

Григорьев Андрей Викторович, аспирант кафедры информационных систем Института математики, естественных наук и информационных технологий Тюменского государственного университета
Кропотин Александр Александрович, кандидат физико-математических наук, старший преподаватель кафедры программной и системной инженерии, Тюменский государственный университет; a.a.kropotin@utmn.ru

Овсянникова Екатерина Олеговна, аспирант кафедры информационных систем Института математики, естественных наук и информационных технологий Тюменского государственного университета

Аннотация:

Целью работы является разработка метода верификации моделей бизнес-процессов с применением аппарата дескрипционных логик. Задача верификации заключается в определении наличия в моделях ошибок, которые могут привести к недостижимости тех или иных действий. В статье рассмотрены 5 основных типов ошибок, возникающих при моделировании в результате неправильного отображения бизнес-процесса, модифицирован метод формализации диаграмм бизнес-процессов в нотациях BPMN и UMLActivity как наиболее популярных среди используемых. Отмечены недостатки существующих подходов для верификации, в частности, инструмента сетей Петри. Предложен новый метод верификации моделей с помощью только лишь формализма дескрипционных логик. Для тестирования метода разработано программное обеспечение, формирующее базу знаний на языке OWL. Для осуществления логического вывода и поиска ошибок в моделях использовался табличный алгоритм. Представлены примеры тестовых моделей разных классов в зависимости от их размерности, а также результаты тестирования метода.

Список литературы:

1. Wynn, M.T., Verbeek, H.M.W., W.M.P. van der Aalst, A.H.M. ter Hofstede, Edmond,

D. Business Process Verification — Finally a Reality! // Business Process Management Journal, Vol. 15(1), Pp.74-92.

2. Dijkman, R.M., Dumas, M., Ouyang, C. Formal Semantics and Analysis of BPMN Process Models using Petri Nets // Intelligent Information Technology Application. IITA '08. Second International Symposium. 2008. Pp. 70-74.

3. Lopez-Grao, J.P., Merseguer, J., Campos, J. From UML Activity Diagrams To Stochastic Petri Nets: Application To Software Performance Engineering* // Intelligent Information Technology Application, 2008. IITA '08. Second International Symposium. 2008. P 70-74.

4. Object Management Group. Business Process Model and Notation (BPMN) Version 2.0 // http://www.omg.org/spec/BPMN/2.0/PDF (дата обращения: 18.05.2013)

5. Beeri, C., Eyal, A., Kamenkovich, S., Milo, T. Querying business processes // In VLDB 06. 2006. Pp. 343-354.

6. Dimitrov, M., Simov, A., Stein, S., Konstantinov, M. A bpmo based semantic business process modeling environment // In Proceedings of the Workshop on Semantic Business Process and Product Lifecycle Management at the ESWC, vol. 251 of CEUR-WS, 2007.

7. Koschmider, A., Oberweis, A. Ontology based business process description // In Proceedings of the CAiSE-05 Workshops, LNCS. 2005. Pp. 321-333.

8. Markovic, I. Advanced querying and reasoning on business process models.

In W. Abramowicz and D. Fensel, editors, BIS. Vol. 7 of Lecture Notes in Business Information Processing. 2008. Pp. 189-200.

9. De Nicola, A., Lezoche, M., Missikoff, M. An ontological approach to business process modeling // In Proceedings of the 3d Indian International Conference on Artificial Intelligence (IICAI). 2007. Pp 1794-1813.

10. Thomas, O., Fellmann, M. Semantic epc: Enhancing process modeling using ontology languages // In Proceedings of the Workshop on Semantic Business Process and Product Lifecycle Management (SBPM). 2007. Pp. 64-75.

11. Weber, I., Hoffmann, J., Mendling, J. Semantic business process validation // In Proceedings of the Workshop on Semantic Business Process and Product Lifecycle Management (SBPM). 2008.

12. Wong, P.Y.H., Gibbons, J. A relative timed semantics for BPMN // In Proceedings of 7th International Workshop on the Foundations of Coordination Languages and Software Architectures (FOCLASA08). 2008.

13. Born, M., Dorr, F., Weber, I. User-friendly semantic annotation in business process modeling // In Hf-SDDM-07: Proceedings of the Workshop on Human-friendly Service Description, Discovery and Matchmaking WISE-07. 2007.

14. Di Francescomarino, C., Ghidini, C., Rospocher, M., Serafini, L., P. Tonella. Reasoning on semantically annotated processes // In Proc. of the 6th Int. Conference on Service Oriented Computing (ICSOC’08), Vol. 5364 of LNCS. 2008. Pp. 132-146.

15. Di Francescomarino, C., Ghidini, C., Rospocher, M., Serafini, L., Tonella, P. Semanticallyaided business process modeling // In Proceedings of 8th International Semantic Web Conference (ISWC 2009). 2009. Pp. 114-129.

16. Ghidini, C., Rospocher, M., Serani, L. A formalisation of BPMN in description logics // Technical Report TR 2008-06-004, FBK, 2008.

17. Bozzato, L., Ferrari, M., Trombetta, A. Building a domain ontology from glossaries: a general methodology // In Proceedings of 5th Workshop on Semantic Web Applications and Perspectives, 2008.

18. Van Dongen, B.F. and Verbeek, H.M.W. Verification of EPCs: Using Reduction Rules and Petri Nets // Proceedings of the 17th Conference on Advanced Information Systems Engineering (CAiSE’05), Vol. 3520 of Lecture Notes in Computer Science. 2005. Pp. 372-386;

19. White, S. Process Modeling Notations and Workflow Patterns // In Workflow Handbook, 2004. Pp. 265-294.

20. MDT Papyrus Group. Papyrus // URL: http://www.eclipse.org/papyrus/ (дата обращения: 20.05.2013).

21. Baader, F., Calvanese, D., McGuinness, D., Nardi, D. and Patel-Schneider, P.F. (editors). The Description Logic Handbook: Theory, Implementation and Applications. CUP, 2003.

22. Schmidt-Schau, M. and Smolka, G. Attributive concept descriptions with complements // Artificial Intelligence, Vol. 48(1). 1991. Pp. 1-26.

23. Horrocks, I., Motik, B., Wang, Z. The HermiT OWL Reasoner // In Proc. ORE 2012.

Pp. 136-141. references

1. Wynn, M.T., Verbeek, H.M.W., W.M.P. van der Aalst, A.H.M. ter Hofstede, Edmond,

D. Business Process Verification — Finally a Reality! Business Process Management Journal. Vol. 15(1), Pp. 74-92.

2. Dijkman, R.M., Dumas, M., Ouyang, C. Formal Semantics and Analysis of BPMN

Process Models using Petri Nets. Intelligent Information Technology Application. IITA '08. Second International Symposium. 2008. Pp. 70-74.

3. Lopez-Grao, J.P., Merseguer, J., Campos, J. From UML Activity Diagrams To StochasticPetri Nets: Application To Software Performance Engineering*. Intelligent Information Technology Application, 2008. IITA '08. Second International Symposium. 2008. Pp.70-74.

4. Object Management Group. Business Process Model and Notation (BPMN) Version 2.0 // http://www.omg.org/spec/BPMN/2.0/PDF (дата обращения: 18.05.2013)

5. Beeri, C., Eyal, A., Kamenkovich, S., Milo, T. Querying business processes // In VLDB

06. 2006. Pp. 343-354.

6. Dimitrov, M., Simov, A., Stein, S., Konstantinov, M. A bpmo based semantic business

process modeling environment. In Proc. of the Workshop on Semantic Business Process and Product Lifecycle Management at the ESWC. Vol. 251 of CEUR-WS, 2007.

7. Koschmider, A., Oberweis, A. Ontology based business process description // In Proceedings of the CAiSE-05 Workshops, LNCS. 2005. Pp. 321-333.

8. Markovic, I. Advanced querying and reasoning on business process models.

In W. Abramowicz and D. Fensel, editors, BIS. Vol. 7 of Lecture Notes in Business Information Processing. 2008. Pp. 189-200.

9. De Nicola, A., Lezoche, M., Missikoff, M. An ontological approach to business process modeling // In Proceedings of the 3d Indian International Conference on Artificial Intelligence (IICAI). 2007. Pp 1794-1813.

10. Thomas, O., Fellmann, M. Semantic epc: Enhancing process modeling using ontology languages // In Proceedings of the Workshop on Semantic Business Process and Product Lifecycle Management (SBPM). 2007. Pp. 64-75.

11. Weber, I., Hoffmann, J., Mendling, J. Semantic business process validation // In Proceedings of the Workshop on Semantic Business Process and Product Lifecycle Management (SBPM). 2008.

12. Wong, P.Y.H., Gibbons, J. A relative timed semantics for BPMN // In Proceedings of 7th International Workshop on the Foundations of Coordination Languages and Software Architectures (FOCLASA08). 2008.

13. Born, M., Dorr, F., Weber, I. User-friendly semantic annotation in business process modeling // In Hf-SDDM-07: Proc. of the Workshop on Human-friendly Service Description, Discovery and Matchmaking WISE-07. 2007.

14. Di Francescomarino, C., Ghidini, C., Rospocher, M., Serafini, L., P. Tonella. Reasoning on semantically annotated processes // In Proc. of the 6th Int. Conference on Service Oriented Computing (ICSOC’08), Vol. 5364 of LNCS. 2008. Pp. 132-146.

15. Di Francescomarino, C., Ghidini, C., Rospocher, M., Serafini, L., Tonella, P. Semanticallyaided business process modeling // In Proc. of 8th International Semantic Web Conference (ISWC 2009). 2009. Pp. 114-129.

16. Ghidini, C., Rospocher, M., Serani, L. A formalisation of BPMN in description logics // Technical Report TR 2008-06-004, FBK, 2008.

17. Bozzato, L., Ferrari, M., Trombetta, A. Building a domain ontology from glossaries: a general methodology // In Proceedings of 5th Workshop on Semantic Web Applications and Perspectives, 2008.

18. Van Dongen, B.F. and Verbeek, H.M.W. Verification of EPCs: Using Reduction Rules and Petri Nets // Proceedings of the 17th Conference on Advanced Information Systems Engineering (CAiSE’05), Vol. 3520 of Lecture Notes in Computer Science. 2005. Pp. 372-386;

19. White, S. Process Modeling Notations and Workflow Patterns // In Workflow Handbook, 2004. Pp. 265-294.

20. MDT Papyrus Group. Papyrus // URL: http://www.eclipse.org/papyrus/ (дата обращения: 20.05.2013).

21. Baader, F., Calvanese, D., McGuinness, D., Nardi, D. and Patel-Schneider, P.F. (editors). The Description Logic Handbook: Theory, Implementation and Applications. CUP, 2003.

22. Schmidt-Schau, M. and Smolka, G. Attributive concept descriptions with complements // Artificial Intelligence, Vol. 48(1). 1991. Pp. 1-26.

23. Horrocks, I., Motik, B., Wang, Z. The HermiT OWL Reasoner // In Proc. ORE 2012.

Pp. 136-141.