商业过程(Business Process)的组织和管理方式直接影响到生产和经营的效率。工作流(Workflow)是商业过程的自动化处理,随着信息技术的飞速发展,如何使用计算机建立对商业过程进行自动、有效的组织和管理的系统—工作流管理系统(Workflow Management System),成为现代信息技术面临的重要前沿课题。工作流管理系统用来定义和创建工作流,并对工作流的执行过程进行监督和管理。工作流的建模和分析技术是商业过程的组织和管理以及工作流管理系统的设计和实现的基础。工作流需要形式化的模型方法,形式化方法有利于对模型进行清晰、易懂、无二义性的定义和形式化的分析。Petri网和进程代数作为研究离散、并发系统的有利工具,是最主要的两种工作流建模和分析方法。本文主要研究基于Petri网的工作流建模和分析方法。在工作流建模方面,作者提出了工作流的一种进程代数模型到Petri网模型的转化方法。利用该方法,可以将进程代数面向过程的、组合式的、可重用性强的建模特点和Petri网强大的模型分析能力结合起来,发挥两者的优点,提高工作流建模和分析的灵活性和有效性。工作流模型分析包括性质分析、时序分析和性能分析。在工作流模型的性质分析方面,传统的模型检测方法的受到模型状态空间爆炸问题的限制,作者提出了一种新的Petri网模型检测方法,该方法利用模型化简技术有效的简化了模型状态空间,提高了模型检测技术的实用性。在工作流模型的时序分析方面,作者基于扩展时段时序逻辑和时间Petri网,提出了工作流模型的定量和定性时序推理方法和时序关系一致性判定方法,可以从数量和性质两个方面推理工作流中事件之间未知的时序关系。在工作流模型的性能分析方面,作者在工作流网(WF-net)的基础上提出了工作流-随机Petri网(WF-SPN),基于WF-SPN,作者提出了线性时间复杂度的工作流时间性能的近似分析方法,而传统的基于马尔可夫链的分析方法具有指数时间复杂性。