新世纪信息时代的来临加速了跨组织商务活动的迅猛发展,服务交互活动的规模与涉及领域不断扩大,组织边界对业务流程的限制作用也开始逐渐降低,很大程度上加速了组织间的交流与通信,对市场经济及社会生活造成巨大的影响,同时提升了相关软件开发人员对于跨组织业务流程进行分析与研究的热情。从某种意义上来说,业务流程的形式化是实现企业战略部署和管理相结合的中间环节,可以支持交互行为发生在不同的组织或商务企业之间,实现多个交互实体既相互独立又统一协作的业务过程。因此,本文从业务实例的角度对跨组织系统的服务交互流程进行详细分析,总结基本的服务交互模式与业务流程结构,并使用BPMN 2.0模块化的编排与设计业务协作关系,结合Pi演算实现形式化模型的构建。同时结合具体的跨组织交互实例进一步阐释服务交互模式的建模与映射规则。最后通过对模型进行一致性验证与MWB模拟仿真,以保证所建模型是正确的且与实际业务流程保持一致。本文主要的研究内容如下:首先,了解服务交互模式的发展背景,并通过对其研究现状的分析说明本文的研究意义,然后定义基本的服务交互流程结构以及BPMN编排规则;其次,以跨组织业务流程中的消息交换方式为依据,总结常见的服务交互模式类型并刻画其结构特征,然后采用BPMN2.0编排当前业务流程,同时利用Pi演算形式化交互过程中的基本动作以及流程的执行方式,以排除可能在业务流程实际执行时产生的结构冲突问题;然后,针对跨组织业务流程实例,使用BPMN2.0进行模块化的编排分析与模型设计,并通过服务交互模式的映射实现模型的形式化定义,保证该模型的合理及准确性;最后,基于以上工作对所建BPMN编排模型的一致性进行证明推演,同时利用MWB工具模拟执行系统的业务流程,最大程度还原真实的交互过程并发现其中可能存在的隐含问题,实现合理且可靠的执行序列。