（机械设计及理论专业论文）基于ssh的质检部门业务信息系统的设计与实现.pdf

摘硬 曼曼! 曼! 曼曼! 曼曼曼! 曼曼曼曼曼曼量鼍i | mmmm = ：i 曼曼皇曼曼曼曼曼! 曼! 曼 摘要 产品数据管理技术和工作流技术是当今计算机应用领域内的两大重要技术， 产品数据管理技术作为企业实施信息化的使能技术和集成框架，已被越来越多的 企业所采用。工作流技术是业界广泛使用的新兴技术。产品数据管理偏重于企业 信息集成，为企业提供基础数据管理平台。工作流技术，偏重于过程集成，实现 企业业务过程的动态管理。将工作流技术应用到产品数据管理系统，具有深刻的 理论研究和实际应用价值。 在实现技术方面，随着业界对j 2 e e 架构使用的深入，传统的j 2 e e 架构的缺 陷逐渐暴露出来：e j b 组件模型的强入侵性、e j b 容器价格昂贵、丌发周期长、开 发成本高等。针对上述问题，本文提出了轻量级j 2 e e 组合框架设计，并对三种开 源框架技术：s t r u t s 、s p r i n g 和h i b e r n a t e 进行研究，详细分析了各个框架在不 同层次上所发挥的作用。其中，在表示层采用s t r u t s 框架技术来完成页面显示、 响应用户请求等功能。在业务逻辑层采用s p r i n g 框架技术完成应用系统的业务逻 辑和事务处理等功能，其控制反转( i ( ) c ) 和面向切面的编f 罕( a o p ) 的思想极大的降 低了组件的耦合性和提高了模块的可移植性。在数据持久层采用h i b e r n a t e 框架 技术极大的简化了对数据库的操作，使j a v a 丌发人员可以随心所欲的使用面向对 象的编程思想来操纵数据库。 存系统设计的过程中，利用p d m 在管理卜的先进技术和模式，充分发挥各软 件工具的作用，使信息传递、转换更加流畅，增强各部门之i 、日j 的交流与合作，消 除了冗余和易出错的手工作业，提高了工作效率。 本文使用s s h ( s t r u t s 、s p r i n g 和h i b e r n a t e ) 组合框架技术丌发了基于p d m 思想的质检所信息化系统。丌发结果表明，整个系统具有甲台无关性，具有高可 靠性、町维护性、n j 移植性等优点。本系统的实施对中小企业实施信息化具有较 强的示范作用，为中小企业信息化提供了方法和思路。 关键字p d m ：工作流；s t r u t s ；s p r i n g ：h i b e r n a t e ab s 下r 八c t a b s t r a c t p d ma n dw o r k f l o w t e c h n o l o g y a re i m p o r t a n tt e c h n o l o g i e s i n c o m p u t e r a p p l i c a t i o n s a sa ne n a b l i n gt e c h n o l o g ya n di n t e g r a t i o nf r a m e w o r kf o re n t e r p r i s et o a c t u a l i z ei n f o r m a t i o n i z a t i o n ，p d mh a sb e e na d o p t e db ym o r ea n dm o r ee n t e r p r i s e s w o r k f l o wi san e wt e c h n o l o g yt h a ti su s i n ga b r o a d p d ml a y sp a r t i c u l a rs t r e s so n e n t e r p r i s e s i n f o r m a t i o ni n t e g r a t i o n ，a n do f f e r sb a s i cd a t am a n a g e m e n tp l a t f o r mf o r e n t e r p r i s e s w o r k f l o wl a y sp a r t i c u l a rs t r e s so np r o c e s si n t e g r a t i o n ，s ot h a t i tc a l l m a n a g et h e b u s i n e s s p r o c e s s i th a sp r o f o u n d t h e o r e t i c a l s t u d ya n dp r a c t i c a l a p p l i c a t i o nv a l u ei fw ea p p l yw o r k f l o wt e c h n o l o g yt op d m i nt h ea s p e c to ft h ed e v e l o p m e n tt e c h n o l o g y ，w i t ht h ee x p l o r a t i o no ft h ej 2 e e f f a m e w o r k ，t h ed i s a d v a n t a g e so ft h et r a d i t i o n a lj 2 e ef r a m e w o r ke m e r g eg r a d u a l l y s u c ha s ：e j bm o d u l eh a ss t r o n gi n b r e a k ，e x p e n s i v e ，n e e dal o n gt i m et ob ed e v e l o p e d ， a n ds oo n a si ss t a t ea b o v e ，t h i sp a p e r p u t sf o r w a r dal i g h tw e i g h tj 2 e ec o m b i n a t i o n f r a m e w o r kd e s i g n ；m a k es t u d i e so ft h et h r e ef r a m e w o r k s ：s t r u t s ，s p r i n ga n dh i b e r n a t e i ta n a l y s e st h ef u n c t i o no fe a c hf r a m e w o r ki nd i f f e r e n tl a y e r s h e r e i n t o ，i nt h eu il a y e r , s t r u t sf u l f i l l st h ep a g e s d i s p l a ya n dr e s p o n d st ou s e r s r e q u e s t i nt h eb u s i n e s sl a y e r , s p r i n gd e a l sw i t h b u s i n e s sl o g i ca n dt r a n s a c t i o n s ，i t si o ca n da o pt h e o r yr e d u c e m o d u l e s c o u p l i n ga n di n c r e a s et h er e u s e dp o s s i b i l i t y i np e r s i s t e n c el a y e r , h i b e r n a t e o p e r a t e st h ed a t as o u r c ec o n n e c t i o np o o la n ds u p p o r t so t h e rh i b e r n a t es e r v i c e i t s i m p l i f i e st h eo p e r a t i o no ft h ed a t as o u r c e i nt h ep r o c e s so fs y s t e md e s i g n i n g ，w eu s e dt h ea d v a n c e dt e c h n o l o g ya n dt h e m o d e lo fm a n a g e ri np d m w em a d eaf u l lu s eo ft h es o f t w a r et o o l st om a k et h e t r a n s f e ra n dt r a n s f o r mm o r es m o o t h l y ，s ot h a tw ee n h a n c e dt h ec o m m u n i o na n d c o o p e r a t i o ni nd i f f e r e n td e p a r t m e n t a l s o ，w ea v o i d e dr e d u n d a n c ya n dh a n d w o r kt o i m p r o v ew o r ke f f i c i e n c y ， t h i sp a p e ru s e ds s h ( s t r u t s ，s p r i n ga n dh i b e r n a t e ) c o m b i n a t i o nf r a m e w o r kt o 东j j 警硕_ 学伊沦文 d e v e l o pa ni n f o r m a t i o ns y s t e mb a s e do np d mf o ra ni n s p e c t i o ni n s t i t u t e t h er e s u l t s s h o w e dt h a t ，t h ew h o l es y s t e md i d n td e p e n do nt h ep l a t f o r m ；a l s o ，i th a st h e c h a r a c t e r i s t i c so fh i g hm a i n t a i n a b i l i t y , e x p a n s i b i l i t ya sw e l la sr e u s e da b i l i t y t h e s y s t e m si m p l e m e n t a t i o nh a st h es t r o n ge x e m p l a r yr o l ef o rt h es m a l la n dm e d i u m s i z e d e n t e r p r i s e si n f o r m a t i o n i z a t i o n ；a l s o ，i tp r o v i d e dt h em e t h o da n dc o n c e p t i o nf o rt h e s m a l la n dm e d i u m - s i z e de n t e r p r i s e si n f o r m a t i o n i z a t i o n k e y w o r d sp d m ；w o r k f l o w ；s t r u t s ；s p r i n g ；h i b e r n a t e i v 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下， 独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论 文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的科研成果。对本 文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标 明。本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名： 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同意 学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允 许论文被查阅和借阅；本人授权山东大学可以将本学位论文的全部 或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他 复制手段保存论文和汇编本学位论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 一：獬翩虢蚪 第1 市绪论 1 1 课题提出的背景 1 1 1 检测行业现状 第1 章绪论 随着检测行业与国际接轨和检测行业市场化的推进，以日订做惯了“检查团” 角色的检测人员必须改变观念。检测将来的定位就是市场化，既然要做到市场化， 就必须做好服务，这就决定了检测行业必须要提高服务态度和服务质量。这种服 务不是指牺牲检测公正性去迎合某些客户的需要，因为它同时要受到政府部门的 监督，而是在确保检测公正性的前提下提高检测服务的满意度。只有提供满意服 务的检测单位才能在公平的检测市场环境下生存发展。因此作为检测机构来讲要 谋求发展必须建立起现代企业管理观念，借鉴和利用一切企业管理的先进手段和 方法来帮助检测机构健康发展。比如利用p d m 的思想管理检测报告来提高检测 的严肃性，控制和降低检测成本、提高检测工作的效率；利用c r m 软件来提高 客户服务质量；利用“5 s ”的管理方法来加强检测现场的有序性：借助品牌推广 手段来提高检测机构的信誉度等等。只有检测行业真l f 引入现代企业管理先进经 验，柃测行业才可能真正的“做强做大”。 菏泽质检所成立于1 9 8 4 年9 月，隶属于菏泽质量技术监督局，是经政府批准 成立的综合性专职检验机构。主要承担产( 商) 品质量监督检验，第三方评价性检 验，产( 商) 品质量仲裁检验和各单位的委托检验，同时帮助企业培训检验人员， 开展技术咨询和技术服务工作。菏泽质检所积极承担企业、工商和技术监督部门 的委托检验；司法机关的仲裁检验或质量鉴定：为客户提供最新的标准信息查询； 帮助企业制订产品技术标准；建立健全质量保证体系：协助工商、技术监督等部 门进行商( 产) 品的抽样，并为其提供各种商( 产) 品抽样方法的培训等。 随着质检所业务的不断增加，质检所迫切需要新的管理方法来解决报告信息 量增大与企业信息管理手段匮乏之l 日j 的矛盾。在这种情况下，本文提出了丌发 p d m 系统作为企业信息集成的公共平台。 l 【i 东人等：硕 j 学伊沦文 1 1 2p d m 系统及其工作流管理技术现状 p d m 系统 p d m 是p r o d u c td a t am a n a g e m e n t ( 产品数据管理) 的缩写【2 】【3 】，是指某一类软 件的总称。我们可以这样理解p d m ：从产品来看，p d m 系统可帮助组织产品设 计，完善产品结构修改，跟踪进展中的设计概念，及时方便地找出存档数据以及 相关产品信息。过程上来看，p d m 系统可协调组织整个产品生命周期内诸如设计 审查、批准、变更、工作流优化以及产品发布等过程事件。同时，p d m 必须是一 种可以实现的技术：必须是一种可以在不同行业、不同企业中实现的技术：必须 是一种与企业文化相结合的技术。因此，它与企业自身密切相关。 为了解决大量工程图纸、技术文档及c a d 文件的计算机管理问题，人们于 2 0 世纪8 0 年代初期提出了p d m 技术。随着p d m 技术的不断完善与扩展，其功 能逐渐渗透到设计图纸和电子文档的管理、材料明细表的管理及工程文档的集成、 工程变更请求或指令的跟踪与管理等领域。现指的p d m 的叫法源于美国，是对 上程数据管理、文档管理、产品信息管理、技术数据管理、技术信息管理、图像 管理等信息管理技术的概括与总称。随着网络、数据库技术的发展，以及客户机 服务器与面向对象技术的应用，p d m 技术产生了突飞猛进的发展，它也越来越引 起人们的关注。 随着w e b 技术的日益成熟，企业竞争热点从产品的成本、质量和上市时间转 向能够快速响应市场变化的产品创新。将产品整个生命周期的所有数据收集并有 效组织起来，通过提供一个统一的入口让产品开发工程师随时能够共享、访问并 重复利用这些企业财富，在短时间内开发出高质量满足用户个性化要求的产品成 为众多企业追求的目标。但从总体上看，我国的p d m 软件由于应用比较晚，还 处于初级阶段，有关p d m 实施的专业咨询也很匮乏，从而使p d m 的实施受到很 多限制。p d m 登陆中国仅仅几年，到1 9 9 8 年为止在国内并无真正成功之企业级 应用。这与国内许多客户对p d m 的认识尚待深入以及某些p d m 供应商的误导 有关。近几年，国内p d m 系统的开发和应用方兴未艾。 工作流程管理 工作流最初来源于生产组织和办公自动化领域，主要是针对企业同常运营中 2 第1 千绪沦 一些固定程序的活动所提出的一个概念，其目的是将任务分解成定义良好的任务、 角色，并按照一定的规则、条件和过程柬执行这些任务，以用来进行全局的控制。 从而提高企业工作效率、降低生产成本、提高企业经营管理水平和竞争力。 在工作流发展初期主要由工作流产品开发公司推动其发展，随着在实际应用 中不断取得良好的效果，工作流管理得到了人们充分的重视，并且得到了迅速的 发展。相对于工作流产品市场的繁荣，工作流相关理沦研究则显得有些滞后。在 过去很长一段时间罩，有关工作流产品的研究主要有商品化的工作流管理系统丌 发商所领导。本着把工作流产品推向市场的目的，这些开发商大多把研究的注意 力放在工作流管理系统的开发实施方面。而在工作流设计方法学、工作流概念模 型等方面还没有形成一套比较成熟的理论和方法。目前工作流技术的研究正同益 受到人们的重视，许多大学和研究机构都开展了很多研究项目，取得了众多的研 究成果，对工作流技术的发展做出了贡献。如i b m 公司a l m a d e n 研究中心开发 的基于持久消息队列的分布式工作流管理系统- - - - e x o t i c a f m q m ( f l o v c m a r k o n m a s s a g eq u e u em a n a g e r ) 、佐治亚大学计算机系研究丌发的具有自适应能力的工作 流管理系统m e t e o r ( m a n a g i n ge n d t o - e n do p e r a t i o n s ) 、基于分布式主动数据库技术 的工作流管理系统一一w i d e ( w o r k f l o wo ni n t e l l i g e n ta n dd i s t r i b u t e dd a t a b a s e e n v i r o n m e n t ) 以及基于状念与活动图的工作流管理系统一一m e n t o r ( m i d d l e w a r e f o re n t e r p r i s ew o r k f l o wm a n a g e m e n t ) 。 p d m 系统及其工作流管理技术现状 自8 0 年代仞p d m 系统诞生而来，p d m 软件的功能彳i 断增强，覆盖范围也越 束越广，国内外很多大公司纷纷投资实施p d m 项目，取得了显著的成果。但总 体来看，p d m 项目在国内实施规模小，效果不理想。许多企业的投资得不到相应 的回报。对大多数中小企业，引进国内外大型p d m 软件，实施一个中等规模的 p d m 项目，需要大量资金作为软件费用和实施费用，而且一般要很长时f j a 能交 付使用。另外，存实施过程中，还需要企业提供管理及技术人员配合项目的进展， 有时出于项目需要，还要增加额外投资用于购买各种硬件设备。针对这种情况， 中小型企业须立足于企业现状，寻求p d m 的实旌方案。 随着网络的应用和发展，工作流技术越来越引起人们的重视，1 9 9 3 年成立的 l i i 东人学硕卜7 7 伊论文 工作流管理联盟在实现不同工作流产品之i 白j 的互操作性、工作流管理系统的相关 术语、体系结构和应用程序接口等方面制定了一系列的标准，它的出现标志着工 作流技术开始进入相对成熟的阶段。工作流技术在各应用系统的应用，给企业i t 应用带来了巨大变化。以工作流为基础可配置可重构的企业应用系统，可将工作 流和应用系统的事务处理结合在一起进行考虑，加强流程控制与事务处理系统的 集成，使应用系统具有更好的集成性和更长的生命周期，工作流技术在企业应用 系统中的应用成为新的研究热点。 1 1 3j 2 e e 研究现状 j 2 e e 多层架构是目前流行的w e b 应用丌发架构之一，己成为解决企业级应 用的标准平台。随着业务层解决方案e j b t 4 】1 5 川机制不足的同益暴露，开发者越来 越青睐于可复用、易扩展且经过良好测试的软件组件，从而有更多的时间来分析、 构建业务逻辑应用。于是，开发者将相同类型问题的解决途径进行抽象，形成一 个个应用框架，最受人们关注的是s t r u t s 、s p r i n g 和h i b e r n a t e 框架技术。 s t r u t s 、s p r i n g 和h i b e r n a t e 都是开源框架1 7 】【8 】【9 】：s t r u t s 是一种m v c 架构的表 示层开源框架，作为一个开放源代码的应用框架，在最近几年得到了飞速的发展， 在j s pw e b 应用开发中得到广泛的应用，成为j s pw e b 应用框架的标准。s p r i n g 是一个新兴的轻量级的j 2 e e 应用程序框架，其目标是实现一个全方位的整合框 架。它的核一t l , 概念是i o c 和a o p ，这些将在下面的给出详细介绍。h i b e r n a t e 是采 用o r m 模型实现数据持久层的一个优秀的j a v a 丌源框架，它提供了强大高效的 将j a v a 对象进行持久化操作的服务。随着h i b e r n a t e 的发展，它已经成为最具影 响力的o r m 工具。 1 2 课题研究的意义 产品数据管理( p d m ) 1 0 1 是为了解决在传统企业信息化过程中信息共享程度 低、信息传递速度慢、业务管理落后、支撑技术不配套、应用集成效率不高等问 题而提出的。它是以软件为基础，管理所有与产品相关的信息( 包括电子文档、 数字化文件、数据库记录等) 和所有产品相关过程( 包括工作流程和更改流程) 的技术。本系统中采用p d m 管理技术，利用p d m 的思想对产品( 主要为检验报 4 第1 帚绪沦 告) 及与产品相关的信息( 如检验人员信息、报告进程信息、数据库记录等) 和 所有与产品相关工作流( 产品检验流程) 技术为检验报告提供全生命周期的信息 管理。提高了检验效率、缩短了检验时间、提高了检测数据的准确性和一致性， 为检验业务的实施节省了大量的人力物力。 通过本文的研究，提出了种使朋成熟的框架，柬减少重复丌发工作量、缩 短开发时间、降低开发成本、增强程序的可维护型和可扩展性。根据j 2 e e 应用软 件的四个层次，即表现层、业务逻辑层、数据持久层、域模型层，分别在表现层 使用s t r u t s ，在业务逻辑层使用s p r i n g ，在数据持久层上使用h i b e r n a t e 。通过这三 个框架的高效组合，解决了在传统的j 2 e e 丌发应用软件时所遇到的分层、松耦合、 扩展性、以及事务管理等问题，还解决了使用商业软件开发时所遇到的开发成本 高、开发周期长等问题，从而为中小企业的网上信息系统的开发提供了一种具有 松耦合、高叮靠性、易扩展、开发成本低、开发周期短的设计模式。 本系统使用基于轻量级的框架技术丌发的中小企、i k 的基于p d m 的企业信息化 系统，并成功的结合t 作流程管理技术，这对于提高质检所现代化管理水平，提 高工作效率有十分重要的意义。同时，本文对企业信息化建设的关键技术和企业 信息化过程进行了深入探索，具有较强的应用推广价值，为企业实现信息化提供 了方法和思路。 1 3 本文选题和主要工作 针对以上情况，本课题以“菏泽市质量监督榆验所信息化系统为依托，依 据企业信息化的相关标准，认真分析质检所的基本业务流程，掌握其对信息系统 的主要功能需求，并在此基础上利用现有成熟的系统丌发工具和技术，进行质检 所信息系统的发计研究。本课题完成的主要工作有： l 、全面分析了p d m 系统和工作流技术的相关概念，其中包括：p d m 的基本 概念和功能、工作流管理系统的体系结构及其访问控制要求、工作流参考模型、 工作流引擎等。通过对p d m 系统的工作流管理需求分析，本文给出了p d m 系统 与工作流管理系统的集成框架。 2 、对s t r u t s 、s p r i n g 和h i b e r n a t e 进行了理论研究，通过对三种框架优缺点的 东人：硕十号：f f 论文 分析，提出了整合三种框架技术的新的架构思想以耿长补短，发挥各自优势。通 过对整合框架工作流程分析，给出了s s h 框架总体结构设计。整合框架技术与传 统j 2 e e 框架技术的比较，显示了整合框架技术理论上的优势和实践的应用价值。 3 、通过对系统分析，本文给出了基于p d m 思想并结合工作流技术的信息化 系统，并给出了系统安全策略和权限控制设计、系统数据库设计、系统流程设计 和s s h 框架的总体结构设计。 4 、本文在对系统进行详细设计的基础上，实现了基于p d m 思想的质检所信 息化系统，介绍了表示层、业务逻辑层和持久层的详细实现过程。给出了各个模 块的实际运行效果。 论文工作也在集成架构的基础上，丌发一个实际项目，具体探讨如何将s t r u t s 动作委托给s p r i n g ，如何实现s t r u t s 和s p r i n g 之l 白j 的解耦。使用合适的框架，可 以节省丌发人员的时间，使其有更多的精力从事业务本身的分析与研究，成熟的 框架本身就是对系统质量的保障。s t r u t s 、s p r i n g 、h i b e r n a t e 是比较成熟的开源框 架，被认为是一种理想的框架组合方式。所以，本系统采用此组合框架，由于其 丌源性，为项目开发节省了成本，也为中小企业实施企业信息化实施提供了经济 基础。 1 4 本章小结 本章从检测行业和p d m 系统及其工作流技术的现状出发，分析了本论文的 选题和主要工作，指出了基于s s h 框架的p d m 系统的完成将为中小企业开展企 业信息化建设开拓一条便捷可行的途径。 6 第2 章p d m 系统j t 作流瞥邢系统 第2 章p d m 系统与工作流管理系统 2 1p d m 技术 p d m 的中文名称为产品数据管理( p r o d u c td a t am a n a g e m e n t ) 】【12 1 。p d m 是一门用来管理所有与产品相关信息( 包括零件信息、配置、文档、c a d 文件、 结构、权限信息等) 和所有与产品相关过程( 包括过程定义和管理) 的技术。从产品 来看，p d m 可以帮助组织产品设计，完善产品结构修改，跟踪进展中的设计概念， 及时方便的找出存档数据及相关产品信息：从过程来看，p d m 可以协调组织整个 产品生命周期内诸如设计、审查、批准、变更、工作流程优化以及产品发布等过 程枣什。p d mt 要功能有： 图文管理 p d m 的图文档管理主要是要实现：分布式电子仓库、图文档的版本、图文档 的统一编码、图文档的属性检索和查询、文档的使用权限及安全保密、统一的产 品数据主模型等，提供对分布式异构数据的存储、检索和管理功能。同时它也为 用户存取数据提供一种安全的控制机制，并允许用户透明地访问企业的产品信息， 而不用考虑用户或数据的物理位置。p d m 图文档管理的核心是电子资料室，它建 立在火系数据库( 如s q ls e r v e r ) 基础上，主要保证数掘的安全性和完整性，并支 持各种金询与检索功能。通过建立在数据库之上的相关联的文本型记录，用户可 以利用电子资料室来管理存储于异构介质上的产品电子数据文档，p d m 通过权限 控制和审批流程控制来保证这些数据的安伞性和完整性。 工作流或过程管理 工作流程管理的任务是对产品的整个形成过程进行控制，并使该过程在任何 时候都可追溯。通常认为p d m 系统中的工作流程管理技术主要用于实现产品设计 与修改过程的跟踪控制，包括工程数据的提交与修改、管理和监督、文档的分布 控制和自动通知等。工作流程管理是项目管理的基础，主要管理当一个用户对数 掘进行操作时会发生的情况、不同用户之问的数据流动以及在一个项目的生命周 期内跟踪所有事务和数掘的活动。一般来说，我们把工作流中的任务、产品数据 和片j ，_ 归结为工作流的王要素，它们之l u j 的关系如图2 1 所示： 山东人 硕卜学付论文 动态建立和撤销 图2 - l1 ：作流的三要素 专产品结构与配置管理 产品结构与配置管理是实现对产品结构与配置信息和物料清单( b o m b i l lo f m a t e r i a l ) 的管理。它以数据库为底层支持，以产品图纸的明细栏为其组织核，t l , ，把 表示最终产品的所有工程数据和文档联系起来，使企业各部门在产品的整个生命 周期内共享统一的产品配置，实现产品数据的组织、管理与控制，并在一定的目 标和规则的约束下，向用户或应用系统提供产品结构的不同视图和描述，生成不 同的b o m 。企业的不同部门可以按其需要的形式来对产品结构进行组织。 项目管理及零件库管理 p d m 可以对产品的开发过程及其进度进行管理与监控，为进展中的项目或活 动提供所需要的各种信息。p d m 也可以对已有设计信息进行分类管理，以便最大 程度地重新利用现有设计成果，为开发新产品提供支持。 用户及其权限管理 对使用p d m 系统的所有用户进行管理，具体包括用户注册，用户权限控制， 用，1 角色确定，用户密级确定等。用户管理一般通过组织一角色一权限模型来实 现。 2 2 工作流技术 关于工作流的定义，不同的研究者或工作流的产品供应商从不同侧面给出了 不同的定义：如工作流管理联盟( w o r k f l o wm a n a g e rc o a l i t i o n ，w f m c ) 给出的 工作流的定义：工作流是指整个或部分经营过程在计算机支持下的全自动或半自 第2 辛p d m 系统j1 作流霄甲系统 动化。i b ma l m a d e n 研究中心给出的工作流的定义是：工作流是企业经营过程的 计算机化表示，并定义了整个过程所需的每个步骤的定义、步骤的执行顺序、流 转条件以及数据流的建立、每个活动所需调用的程序等。 工作流所要解决的主要问题是“描述经营过程，通过定义任务的触发顺序或 触发条件来实现任务的触发和同步，使信息流在组织或人员间传递，从而实现某 个预期的业务目标，或者是促使此目标的实现”。工作流管理系统是以格式化的流 程描述作为输入的软件组件，它维护流程的运行状念，并在人和应用之l 、日j 分派活 动。 根据工作流管理联盟( w o r k f l o wm a n a g e rc o a l i t i o n ，w f m c ) 的定义，工作 流管理系统是一个软件系统，它完成 作流的定义和管理，并按照在计算机预先 定义好的工作流逻辑推进工作流实例的执行。工作流管理系统的主要目标是对业 务过程中各步骤( 或称活动、环节) 发生的先后次序及同步各步骤相关的相应人 力或信息资源的调用等进行管理而实现业务过程的自动化。 2 2 1 工作流管理系统体系结构分析 工作流管理系统，不仅要实现工作流程的定义、实例的执行、控制管理还要 提供一套完善的接口与其他应用系统进行集成，共同完成业务处理的过程。 w f m c 提出了工作流程管理系统参考体系结构，如图2 - 2 所示【1 3 1 ，按此体系 结构，完整的工作流程管理系统主要包括： 工作流建模工具：以计算机能够处理的形式进行过程的定义，输出能够被 工作流程服务器解释并执行的工作流程定义。如e n h y d r a 的工作流建模工具 j a w e 。 工作流引擎：它是工作流管理系统的核心，负责解释过程定义、创建过程 实例并控制其执行、调度各项活动、为用户工作表添加工作项、支持用户操作的 界面等。如e n h y d r a 的工作流引擎s h a r k 。 任务管理器：向用户提供任务列表，监督并记录工作完成情况。 用户界面：提供人机交互接口，接受并记录用户操作。 在此参考体系结构中，主要涉及以下几种数据，它们足对工作流程进行监测 9 尔人学硕 j ：i 伊沦艾 和控制的基础： 工作流控制数据：由工作流执行服务i 作流机进行控制的数据，工作流执 行服务工作流机通过内部的这些数据来辨别每个过程或活动实例。 工作流程应用数据：它们不是工作流管理系统的组成部分，属于外部系统 的数据。 工作流程相关数据：指确定过程实例状念转移条件的数据。这些数据可以 被工作流应用程序访问并修改 啊 用户 厂 i - j 厂 i j 图2 2f ：作流管理系统的体系结构图 软件组件 系统控制信息 外部引州数据 第2 章p d m 系统j 丁作流符砰系统 2 2 2 工作流参考模型分析 为了实现不同系统之间的开放性和互操作性，w 舢c 给出了一个工作流参考模 型，提供了通用工作流管理系统的体系结构，包括实现特定功能的模块和模块之 问进行交互的标准接口。具体的工作流参考模型如图2 3 所示f 1 4 】1 1 5 】： 图2 3i ：作流参考模刑 工作流参考模型的基本组件有： 过程定义工具 主要功能是为用户提供一种对实际业务过程进行分析、建模的手段，并生成 业务过程可被计算机处理的形式化描述。同时，过程定义工具通过图形方式把复 杂的流程定义显示出来并加以操作。 【作流执行服务 它是工作流管理系统的核心部件，它借助工作流引擎，激活并解释过程定义 的全部或部分，并同外部应用程序进行交- 瓦，完成过程实例的创建、执行和管理， 为上作流程的运行提f j t s 4 c 境。 客户端应用程序 客户端应用程序给用户提供一种手段以处理流程实例运行过程中需要人工干 预的任务，并通过请求的方式客户端应用调用工作流执行服务。 1 i i 刁：j j 字7 ，f ! f ；f 青沦文 供调用应用程序 供调用应用程序指工作流执行服务在过程实例的运行过程中调用的用以对数 据进行处理的程序。在过程定义中包括有这种应用程序的详细信息，如类型、地 址等。 管理与监控工具 管理与监控工具主要指对组织机构、角色等数据的维护管理和流程实例执行 情况的监控；管理监控工具同工作流执行服务交互，如用户管理、角色管理、审 计管理、资源控制等。 在工作流参考模型中建立构件之阳j 关系的五个接口作用如下： 接口一( 工作流定义交换) 它为过程定义与工作流执行服务之f b j 的信息交换提供了标准的互换格式及 a p i 调用。其中包括工作流模型的读写和解释操作，实现建模环境和运行环境的分 离，使多个工作流产品使用同一类型的过程定义语言。和操作方式协同工作。 接口二( 客户应用程序a p i ) 它约定了所有客户方应用与工作流服务之间的功能操作方式，主要用于客户 端应用访问工作流引擎和工作列表。接口二主要包括以下几部分：会话建立、工 作流定义操作、过程状态功能、工作列表任务项处理功能、过程监控功能、数据 处理功能。 接口三( 应用程序调用接口) 其目标是提供一些标准的服务供应用代理使用，应用工具和作为6 ，j 端应用代 理可以直接使用这些接口与传统应用或者其他非工作流应用进行交互。 接口四( 互操作接口) 用于不同工作流系统之间的互操作，通过定义互连模型、互连一致性级别及 操作元素集等建立不同工作流厂商的工作流产品之间的交互与集成。 接口五( 管理及监控接口) 该接口规范详细描述了需要从工作流程执行过程所发生的各种事件上捕获和 记录各种信息，用于系统管理应用访问工作流执行服务。 筇2 章p d m 系统勺t 仃流霄砰系统 2 2 3 工作流引擎分析 工作流引擎( w o r k f l o we n g i n e ) 是工作流管理系统的核心软件组元，其功能包 括为工作流管理系统在定义时期提供支持、创建过程实例并控制其执行、在运行 时期提供解释和执行服务、实现所有的工作流算法和规则、通过应用程序接口 ( a p i ) 调用应用程序以提供监督和管理功能等【1 6 】。 工作流引擎的一个重要功能就是活动实例和控制实例的状态转换。w f w c 参 考模型中为过程实例的运行状态和活动实例的状态进行了定义，并给出了状态转 换的条件。图2 4 和图2 5 分别表示了过程实例和活动实例各个状态之间的转化。 图2 - 4 过群实例状态转换图 过程实例过程包括以下几种运行状念： 初始( i n a c t i v e ) ：过程实例己经生成，但该过程实例并没有满足开始执行的 条件； 准备运行( r u 肌i n g ) ：该过程实例己经丌始执行，但是还不满足丌始执行第 一个活动并生成一个任务项的条件； 运彳亍中( a c t i v e ) ：一个或多个活动已经开始执行( 也就是己经生成一个工作项 并分配给了合适的活动实例) ； 择起( s u s p e n d e d ) ：该过程实例币在运行，但处于静止状态，除非有一个“重 启”的命令使该过程实例回到准备运行状态，否则所有的活动都不会执行； 山东人。丫：硕1 _ j 字：何沦文 结束( c o m p l e t e d ) ：该过程实例满足结束的条件，工作流管理系统将执行过 程实例结束后的操作( 如统计) ，并删除该过程实例； 终止( t e r m i n a t e d ) ：该过程实例在工f 常结束前被迫终止，工作流管理系统将 执行补救措施，并删除该过程实例。 图2 5 活动实例状态转换图 活动的运行状态包括： 未开始( i n a c t i v e ) ：该活动实例己经生成但还没有被激活( 例如活动丌始条件 没有满足) ； 运行中( a c t i v e ) ：该活动实例己经被激活了： 挂起( s u s p e n d e d ) ：该活动实例处于静止状态； 结束( c o m p l e t e d ) ：该活动己经执行完毕，工作流管理系统将进行活动结束 后的导航工作，激活下一个符合启动条件的活动实例。 2 2 4 工作流管理系统中访问控制的要求分析 访问控制及其分类 所谓访问权限控制【1 7 】【1 引，就是实施允许被授权的主体对某些客体的访问，同 时拒绝向非授权的主体提供服务的策略。访问控制决定了谁能够访问系统，能访 问系统的哪些资源以及对这些资源所允许进行的操作。正确的访问控制能够阻止 未经允许的用户有意或无意地获取不应得到的资料。因此，访问控制的目的就是 限制主体对客体的访问，保证合法的资源被合法的用户访问，在这里假设访问控 制系统中的主体是人或智能程序，客体是w e b 服务器端的静态和动态页面或者是一 1 4 第2 章p d m 系统j t 作流管于甲系统 个应用程序的进程和普通的文件资源。访问控制的手段包括用户识别代码、口令、 登录控制、资源授权( 例如用户配置文件、资源配置文件和控制列表) 、授权核查、 同志和审计。访问控制规定了哪些主体能够访问哪些客体，以及访问权限的大小， 它的一般原理如图2 6 所示。在主体和客体之间加入了一个访问控制系统，由它来 负责依据访问控制信息来判断主体对客体的访问操作权限，从而控制主体对客体 的访问。 图2 6 访问控制原理图 在传统的访问控制策略中，有两种访问控制：自主访问控制和强制访问控制。 另外，还有美国国家技术标准委员会( n i s t ) 2 0 世纪9 0 年代初提出了基于角色 的访问控制。 自主访问控$ 1 j ( d i s c r e t i o n a r ya c c e s sc o n t r 0 1 ) 又叫任意访问控制，是一种允许 主体对访问控制施加特定限制的访问控制类型。它的基本思想是：允许某个主体 显式的指定其他体对该主体所j 井j 有的信息资源是否可以访问以及执行。 强制访问控$ 1 j ( m a n d a t o r ya c c e s sc o n t r 0 1 ) 也称基于网格的访问控制是一种 不允许主体干涉的访问控制类型，它预先定义用户( 主体) 的可信任级别及信息 ( 客体) 的敏感程度与安全级别，利用基于安全标识和信息分级等信息敏感性的 访问控制，通过无法回避的存取控制来防止各种直接和问接的攻击。 基本角色的访问控$ 1 ( r o l e b a s e da c c e s sc o n t r 0 1 ) 1 9 】【2 0 】的基本思想就是 依掘r b a c 策略系统定义各种角色，每种角色可以完成定的职能，资源访问许 可被封装在这些角色中，不同的用户根据其职能和责任被赋予不同的角色，一旦 某个用户成为某角色的成员，用户就可以通过角色l 、日j 接地访问资源。其核心思想 ijj 东人硕 j 学何论文 就是将访问权限与角色相联系，通过给用户分配合适的角色，让用户再与访问权 限相联系。 工作流管理系统中访问控制的要求 工作流管理系统的访问控制功能属于以上我们所说的管理监控工具，其功能 是向工作流管理系统中的工作流提供访问控制服务。工作流作为一种特殊的 c s c w ( c o m p u t e rs u p p o n e dc o o p e r a t i v ew o r k ) 系统，对访问控制有着特殊的要 求，工作流管理系统提供的访问策略也不同于其他共享系统，至少应满足以下要 求【2 2 】： 提供对用户组进行访问控制； 支持根据不同协同阶段动态改变用户权限； 支持协同权限的说明和控制：c s c w 系统中除了普通的数据访问操作如读 写外，还有有关用户交互、协作的访问操作，应该提供相应的对协同权限的控制； 提供方便的授权取消机制和操作合法性检查机制； 用户之间的授权关系； 支持对操作依赖关系的描述。 本系统采用基于角色的访问控制在用户和权限之间引入了一个角色概念并可 构造角色之l 白j 的层次关系