BPMN2.0: 支持和执行的情况外文翻译资料

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未来一代的计算机系统 80 (2018) 250–262

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BPMN 2.0: 支持和执行的情况

Matthias Geiger^a,lowast;, Simon Harrer^a,lowast;, Jouml;rg Lenhard^b,lowast;, Guido Wirtz^a

^a 分布式系统组,班堡大学, 安德韦博 5号, 班堡96047号, 德国

^b 数学与计算机科学系 .卡尔斯塔德大学.大学街2号. 卡尔斯塔德65188号. 瑞典

强调

bull;在47个供应商的BPMN实现中只有3个支持直接执行本机的BPMN格式

bull;这三种实现只支持BPMN大约一半的特性

bull;功能支持足以实现20个工作流控制流模式中的至少13个

bull;部署时通常不会拒绝错误的流程模型

bull;在过去的四年中，功能支持的增加是有限的

文章信息

摘要

文章历史

2016年7月14日收到

2016年11月30日收到修改后的表格

2017年1月7日接受

2017年1月13日在线提供

关键词:

BPMN

流程引擎

软件进化

一致性测试

1. 介绍

lowast;

通信作者

E-mail addresses: matthias.geiger@uni-bamberg.de (M. Geiger),

simon.harrer@uni-bamberg.de (S. Harrer), joerg.lenhard@kau.se (J. Lenhard),

guido.wirtz@uni-bamberg.de (G. Wirtz).

1

在本文的其余部分，我们将参考标准[5]，而不是[3]。

http://dx.doi.org/10.1016/j.future.2017.01.006

0167-739X/copy; 2017 Elsevier B.V. All rights reserved.

业务流程模型与标注2.0（BPMN）标准被誉为业务流程建模和自动化的重要一步。最近，它也已被接受为ISO标准。现在的期望是业务流程管理系统（BPMS）的供应商将切换到新标准，并在流程引擎中本地支持其执行。

本文提供了对BPMN2.0支持和实现的现状和发展的分析。我们调查了BPMN2.0实现者如何处理该标准，这表明本地BPMN2.0执行是一个例外。被考虑的47个BPMS中，只有三个支持该标准中定义的执行格式，尽管它们都声称符合BPMN2.0标准。此外，我们评估了确实提供本地BPMN支持的三个流程引擎，即camunda BPM，jBPM和activiti，并研究了其支持程度在三年以上的演变。这使我们可以划定实施者认为重要的标准领域。由于过去几年支持的功能仅有限地增加，因此从实施者的角度看来，该标准的实施或多或少地得出了结论。因此，将来不太可能实现目前尚不可用的功能。.

copy; 2017 Elsevier B.V. 保留所有权利

业务流程管理（BPM）是一门广泛的学科，对计算研究的其他领域，如服务组合具有影响[1]。 BPM非常适合使用专用建模语言对组织过程进行建模，并随后在可执行软件中实施过程模型。在当今可用的多种过程建模语言中（示例在中进行了讨论）[2]，业务模型和表示法（BPMN）[3]成为业界和学术界广泛接受的候选者[4]。在随后被接受为ISO标准时，其巩固工艺标准市场的潜力得到了强调[5]。

随着2011年1月BPMN 2.0的发布，该标准中增加了对BPMN流程模型的本机执行和标准化序列化格式的支持，其目的是，减轻流程建模与软件执行之间的差距 [4]。 当通过将模型转换成可执行软件来弥合这一差距时，出现的各种问题便成为各种出版物的主题，例如，[6-8]，而与所使用的具体建模语言无关。

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2. 相关工作

2.1. BPMN 2.0序列化格式和本机执行

2

尤其是对于行业规模的流程模型，此手动转换步骤并非易事，可能导致流程实现的实际行为与流程模型中捕获的所需执行语义发生偏差。 由BPMN 2.0支持的流程模型的直接执行旨在最大程度地减少期望行为与实际行为之间的差距。 它从一开始就避免了翻译步骤的必要性，并有可能抢先实现相应模型的行为偏差。

用BPMN 2.0 [5]实现的标准文档中流程模型的执行语义规范是迈向直接执行目标的第一步。下一步，必须由支持该标准的供应商正确且完全地实现执行语义。在BPMN的情况下，第二步面临两个主要障碍：首先，指定的执行语义的实现需要是可行的，但是不幸的是，无法通过BPMN 2.0标准中对执行语义的纯粹理论和非正式讨论来保证[ 9]。其次，供应商实际上需要实现相同的语义，而不是其解释或定制。由于没有BPMN的证书颁发机构，因此任何供应商都可以主张实施的完整性和完全的标准一致性，而无需对此主张进行证明。另一方面，如[10]所示，从从业者的角度来看，很可能只有BPMN的一个子集才有价值。所以，供应商可能只想实施标准的有限部分。

在本文中，我们提供了对BPMN 2.0实现者当前产品的全面调查。首先，我们分析声称实现BPMN 2.0的众多供应商的产品。这表明当前大多数广受赞誉的BPMN 2.0实现仅限于可视化，并且实际上并未实现BPMN 2.0的执行语义。此后，我们从先前的工作[11]中扩展了标准一致性分析，并提供了一套更为复杂的测试，涵盖了更高程度的标准可执行部分。此外，我们还分析了是否支持由所谓的工作流程模式[12]定义的常见功能组合。我们比较了在三年以上的时间内支持BPMN 2.0本地执行的多个引擎的多个修订版。这使我们看到了自从将BPMN 2.0支持作为ISO标准以来其发展情况。当前的发展表明BPMN 2.0的实现正在巩固，该水平排除了该标准的大部分实际执行语义。

本文以[13]为基础，并且解决了几个不足和薄弱点：（a）引擎质量的见解有限，因为测试套件仅包含一致性和表达能力的测试，（b）纵向研究仅限于两年，最后但同样重要的是，（c）同​​时发布了新的引擎版本，从而限制了研究结果的最新数据。在这项工作中，我们通过以下方法缓解了这些问题。该测试套件已扩展为一类新的静态分析测试。这种增加使测试量增加了一倍，并为我们提供了有关引擎质量的更详细的见解。此外，我们还通过一些新图形增强了一致性数据的表示方式。通过增加新的引擎版本，我们得以将纵向研究的范围扩大了三分之一。通过这种添加获得的附加结果加强了我们从[13]中得出的结论，并加深了对数据的解释。最后但同样重要的是，我们同时更新了相关的工作部分，其中考虑了同时发布的最新结果，并在编写本文时通过使用可用的最新引擎版本重复基准测试来更新引擎一致性数据。.

本文的其余部分结构如下：下一节概述了相关工作。 在第3节中，我们评估了声称符合BPMN 2.0的47种产品。 此后，在第4节中，我们详细介绍了评估BPMN引擎标准支持的程序，并显示了三种评估产品的结果。 我们的纵向研究结果显示了超过三年支持的演变，这使我们在第5节中得出的结论更为完善。最后，第6节总结了这项工作。

与本文相关的工作分为三个主要领域：首先，我们讨论与本机序列化格式和BPMN 2.0流程模型的执行有关的工作，包括此任务中遇到的问题。 其次，我们概述了评估和基准化BPMN 2.0引擎的方法。 第三，我们提出建立可再现基准的方法，这正是我们在本文中的目标。

小组的工作，他们的目的和初步结果请看 http://www.omgwiki.org/bpmn-miwg/doku.php.

自从第一版出版以来，BPMN就其在业务流程建模中的适用性进行了各种研究。 Aagesen和Krogstie [14]对相关工作进行了概述。

有一些研究调查了BPMN序列化格式的适用性，它的隐患以及它在BPMN建模工具中的支持情况[15-17]。当谈到BPMN 2.0执行语义和序列化格式的使用时，Chinosi和Trombetta [4]根据调查得出了第一批结果。那时，BPMN 2.0发布后不久，有40％的调查受访者声称使用了新的本机序列化格式。但是Eveacute;quoz和Sterren [16]当时对建模系统进行的分析仅提供了基本支持，尤其是对于以标准格式导出的支持。在[15]中，讨论了BPMN序列化格式规范中的问题，并对BPMN在建模工具中的支持进行了初步分析。 Kurz [17]的最新研究表明，在过去的五年中，这种情况有了很大的改善。如[17]所示，一个重要原因是BPMN模型互换工作组（BPMN MIWG）的工作，该工作组的目标是改善建模工具之间的模型可移植性。²

尽管以前的BPMN版本经常被分析和批评[18-20]，但是涉及BPMN 2.0执行语义的研究很少，而研究BPMN 2.0流程引擎的研究则更多。正如Bouml;rger[9]所讨论的那样，在各个地方对BPMN 2.0执行语义的描述仍然是不准确和模棱两可的。结果，具有相同执行行为的完全符合标准的BPMN 2.0实现的目标是可望而不可及的[9]。 Gutschier等人也证实了同样的观点。 [21]，当作者讨论特定语言构造的服务规范不足时，服务任务可能会因不同的实现而导致不同运行时的行为，Kossak 等人[22]针对这一方面，提供了BPMN 2.0的执行语义及其缺点的全面讨论。为了改善这种情况，Kossak 等人 [22]使用抽象状态机完善规范。在[23]中提出了另一种使用图重写技术形式化和分析BPMN 2.0执行语义的方法。 Gorp和Dijkman [23]声称他们对执行语义的实现可以看作是参考实现，并且可以用于工具供应商检查其对标准的符合性。与我们的方法相反，此一致性检查必须手动执行，而我们支持全自动一致性检查。

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2.2. 评估和基准化BPMN 2.0引擎

在评估BPMN 2.0过程引擎时，我们先前在标准一致性方面的工作[11,13]显然与之相关。 由于我们基于此方法，因此以下部分将对其进行详细说明。 Dirndorfer等人提供了一个简短的案例研究，该案例分析了一组BPMN 2.0引擎的几种功能。 [24]。 那时，几乎所有被关注的引擎都无法以本地BPMN序列化格式正确导入模型。 这是一个有趣的结果，我们在第3节中对BPMN实现者的分析证实了这一点。但是，它与[4]中已经提到的结果相矛盾。能够创建和使用符合标准的BPMN的建模工具之间似乎存在差异。 模型和无法与这些模型一起使用的执行引擎。.

除了评估标准一致性外，还研究了BPMN 2.0引擎的其他方面。 BenchFlow的研究[25]是评估BPMN引擎性能特征的一种值得注意的方法。 Kluza等人 [26]提出了另一项比较研究，评估了三种BPMN引擎activiti，jBPM和camunda BPM的总体架构和可扩展性。 但是，[26]的重点是集成诸如本体之类的语义技术，以提高要执行的流程的质量。一项更广泛的研究不仅涉及BPMN引擎，而且涉及整个BPMS [ 27]。 这项研究的重点更多地放在BPMS对业务需求的一般适用性上，而不是它们对流程标准的符合性。 因此，仅在较高级别上讨论标准支持。.

3.1. BPMN引擎的要求

标准文档[5]对于流程执行一致性非常严格：lsquo;要求BPMN执行一致性类型的工具必须完全支持和解释14.2.2项中指定的操作语义和活动生命周期。 [...]一致的实现必须完全支持和解释基础元模型[5]。这些语句之后，有两个与BPMN引擎和BPMS相关的主要方面：必须支持BPMN元模型中定义的所有语言构造，并且对于每种语言构造，必须正确实现

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