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密级： 工程硕士专业学位论文（设计）题 目 基于工作流的招商项目审批系统的研究 作 者 王秀刚 完成日期 2011年 月 日培养单位 四 川 大 学 指导教师 谢汶 工程领域 软 件 工 程 授予学位日期 2011年06月 日2 硕士学位论文基于工作流的招商项目审批系统的研究硕士研究生：王秀刚指导教师：谢汶学科、专业：软件工程分类号： 密级： UDC： 单位代码： 基于工作流的招商项目审批系统的研究研究生：王秀刚 指导老师：谢汶 基于工作流的招商项目审批系统的研究软件工程 领域研究生 王秀刚 指导老师 谢汶随着计算机和通信技术的不断发展和普及，异构分布式办公自动化已经成为一个发展的趋势。在异构分布式办公自动化环境下，软件的协同工作成为必须要解决的问题。工作流属于计算机支持的协同工作的一部分。工作流要解决的主要问题是：为实现某个业务目标，在多个参与者之间，利用计算机，按某种预定规则自动传递文档、信息或者任务。简单地说，工作流就是一系列相互衔接、自动进行的业务活动或任务。招商项目的审批涉及到规划、国土、环保、经济发展、安监等多个部门，需要按照既定的流程来进行操作。在传统的方式下，企业需要多次跑多个部门，既浪费了人力物力，也导致了效率的低下。为了克服这些缺点，这就需要一个整合了多个部门操作的异构分布式办公自动化平台，让企业用户足不出户就能享受到快捷的“一站式”服务。基于工作流技术实现多部门B/S模式系统的异构分布式办公自动化平台可以很好的解决招商项目的审批工作。本文以潍坊滨海开发区为例对招商项目的审批进行了详细的分析，依照ISO9000管理体系认证标准，给出了招商项目审批办理流程，同时给出了以petri网作为抽象模型描述的招商项目审批的工作流，基于EMSFLOW工作流平台，对基于工作流的招商项目的审批系统进行了研究，给出了基于EMSFLOW工作流平台的B/S模式的系统架构。关键词：工作流 petri网 EMSFLOW工作流平台 B/S 1Research on the Investment Project Approval SystemBased on WorkflowSoftware EngineeringGraduate Student：Wang Xiugang Adviser: Xie WenWith the continuing evolution and popularization of computer and communication technology, heterogeneous distributed office automation has become a trend. In that circumstance, software interoperability is a problem that must be solved. Workflow is part of the computer supported team work. The main problems for workflow to solve are: to achieve a certain business goal, automatically transmit the book documents, information or tasks according to a prerequisite rule between a numbers of actors by computer. In short, workflow is a series of interrelated, automated business activities or tasks. The approval of investment projects relate to planning, land, environmental protection, economic development, safety supervision and other departments, so it needs to follow established procedures to operate. In the traditional manner, enterprises have to run to a number of departments for many times, which not only waste human and material resources, but also led to inefficiency. To overcome these shortcomings, it requires a Heterogeneous Distributed office automation platform which integrates the operation of several departments, so that the enterprise users will be able to enjoy efficient one stop service at home. Achieving multi-sectoral B / S model system, based on workflow technology, the heterogeneous distributed office automation platform can solve the investment project approval. In this paper, Weifang Binhai Development Zone is taken as an example to analyze the approval of investment projects in detail, and the investment project approval process are given in accordance with ISO9000 management system certification standards. At the same time, it elaborates the investment project approval workflow based on an abstract model of petri net; founded on workflow-based EMSFLOW platform, it researches the workflow-based approval system for investment projects, and it gives the B / S mode system architecture based on the EMSFLOW workflow platform. Keywords: Workflow petri net EMSFLOW Workflow System B/S2目 录1 绪 论11.1论文研究的背景及意义11.1.1论文研究的背景11.1.2论文研究的意义11.2国内外研究概况、水平和发展趋势21.2.1国外研究现状21.2.2国内研究现状41.2.3发展趋势41.3研究的基本思路41.3.1研究的主要内容41.3.2技术路线51.3.3研究方法52 招商项目审批系统的理论和支撑平台62.1 招商项目审批系统的理论分析62.2工作流概述62.3工作流管理系统72.4工作流体系结构82.5 工作流的参考模型92.6 工作流的建模方法102.6.1 工作流建模方法概述102.6.2基于petri网的工作流描述122.7 招商项目审批系统采取的工作流管理系统的特点162.8 EMSFLOW工作流平台172.8.1 EMSFLOW概述172.8.2 EMSFLOW工作流基本知识182.8.3 EMSFLOW总体结构222.9 本章小结223 招商项目审批系统的总体设计233.1系统的设计233.2 系统架构的设计243.3本章小结274 系统的详细设计284.1 由专业技术人员和应用维护人员共同组成工作流的设计中心284.2 以关系数据库为基础294.3 采用轻量级工作流引擎294.4 系统数据库设计314.4.1系统功数据模型314.5本章小结39参考文献1作者在读期间科研成果简介1声 明2致 谢11 绪 论1.1论文研究的背景及意义1.1.1论文研究的背景传统的办公条件下，政府管理部门多采用审批中心的形式处理招商项目的审批。传统的招商项目的审批存在着场地限制、人员数量限制、工作效率低下、权钱交易等各种弊端。而随着计算机和通信技术的不断发展和普及，异构分布式办公自动化已经成为一个发展的趋势。在现有的技术条件下，完全可以采取技术手段来克服传统招商项目审批的缺点。随着电子政务的发展，计算机在政府机关的应用已不仅仅停留在诸如文档处理、公文流转以及信息发布等这些简单的事务性业务层面上，越来越多的政府机关要求将信息技术扩大应用到关键业务中，并且需要计算机来辅助完成他们的决策支持。在成熟的技术支撑和完善的平台之上，搭建异构分布式办公自动化平台，让招商项目审批的相关部门通过这样一个平台实现工作协同。这样既提高了效率，又降低了成本。1.1.2论文研究的意义本文以潍坊滨海开发区为例对招商项目的审批进行了详细的分析，依照ISO9000管理体系认证标准，给出了招商项目审批办理流程，同时给出了以petri网作为抽象模型描述的招商项目审批的工作流，基于Workflow工作流平台，对基于工作流的招商项目的审批系统进行了研究，给出了系统的架构。在成熟的技术支撑和完善的平台之上，搭建异构分布式办公自动化平台，让招商项目审批的相关部门通过这样一个平台实现工作协同。这样既提高了效率，又降低了成本。1.2国内外研究概况、水平和发展趋势1.2.1国外研究现状工作流技术发端于1970年代中期办公自动化领域的研究工作，但工作流思想的出现还应该更早，1968年Fritz Nordsieck就已经清楚地表达了利用信息技术实现工作流程自动化的想法。1970年代与工作流有关的研究工作包括：宾夕法尼亚大学沃顿学院的Michael D. Zisman开发的原型系统SCOOP，施乐帕洛阿尔托研究中心的Clarence A. Ellis和Gary J. Nutt等人开发的OfficeTalk系列试验系统，还有Anatol Holt和Paul Cashman开发的ARPANET上的“监控软件故障报告”程序。SCOOP, Officetalk和Anatol Holt开发的系统都采用Petri网的某种变体进行流程建模。其中SCOOP和Officetalk系统，不但标志着工作流技术的开始，而且也是最早的办公自动化系统【10】。进入1990年代以后，相关的技术条件逐渐成熟，工作流系统的开发与研究进入了一个新的热潮。据调查，截至1995年共有200多种软件声称支持工作流管理或者拥有工作流特征。工作流技术被应用于电讯业、软件工程、制造业、金融业、银行业、科学试验、卫生保健领域、航运业和办公自动化领域。 1993年8月，工作流技术标准化的工业组织-工作流管理联盟（WfMC）成立。 1994年，工作流管理联盟发布了用于工作流管理系统之间互操作的工作流参考模型，并相继制定了一系列工业标准【1】。进入2000年以后，随着Web服务技术的兴起，多个标准化组织制定了各自和工作流技术相关的Web服务标准，如XLANG，WSFL等。 2002年8月，IBM，Microsoft为等企业联合提交并发布了BPEL规范。工作流管理技术到目前为止经历了三个发展阶段：第一阶段（1989-1992）：对于工作流过程建模和过程执行的初步认识阶段，能够开发出提供一定工作流功能的工具，并在实践基础上得出一些理论和产品原型。第二阶段（1992-1995）：在总结第一阶段所获得的各种成功和失败经验的基础上，发展了概念模型和系统体系结构。这一阶段明显区别于第一阶段的是独立工作流引擎的出现，工作流过程模板的定义和应用程序中过程的执行相分离，使工作流过程实现动态的改变成为可能。工作流过程的路由、系统开放性、交互性技术进一步成熟，相关工作流系统产品不断涌现。具有标志性意义的是，工作流管理联盟（Workflow Management Coliation,简称WfMC）于1994年11月制定了工作流参考模型，使各种工作流系统有了统一的标准。不过，这个阶段，工作流系统的灵活性仍然在很大程度上受到过程定义和执行引擎的限制。第三阶段（1995 年至今）：随着信息技术的发展，协同工作环境要求有更复杂、更有效、更灵活的工作流管理系统（Workflow Management System, 简称WfMS）,动态自适应性成为这一领域的前沿课题。动态自适应性工作流要求工作流模板可以随着应用环境的需要而进行动态地调节，整个系统能够方便地移植到不同的硬件和软件平台上，并易于系统扩展，增加新的功能。Internet技术的发展与工作流技术的发展相辅相成，基于Web的WfMS就是两者结合的产物。目前，除了工作流管理联盟WfMC以外，很多研究机构也开始致力于工作流研究，包括工作流与过程重组国际协会（Workflow and Reengineering for Information & Image Management）、IBM的 Almadan研究中心、WIDE工作流研究组、Infocosm公司的MWTEOR产品研究组等。研究工作流标准化的组织也由1994年的WfMC一家增加到了现在的十几家。Petri网是1960年代由卡尔A佩特里发明的，适合于描述异步的、并发的计算机系统模型。 Petri网既有严格的数学表述方式，也有直观的图形表达方式，既有丰富的系统描述手段和系统行为分析技术，又为计算机科学提供坚实的概念基础。Petri网是1960年代由卡尔A佩特里发明的，适合于描述异步的、并发的计算机系统模型。 Petri网既有严格的数学表述方式，也有直观的图形表达方式，既有丰富的系统描述手段和系统行为分析技术，又为计算机科学提供坚实的概念基础【16】。1.2.2国内研究现状国内也积极开展了这方面的研究并且开发出了相应的工作流产品。如：东大阿尔派公司的Universal WorkFlow通用工作流平台，它为最终用户提供以工作流驱动为基础的全面企业解决方案。以清华大学、浙江大学、国防科技大学、上海交通大学、东北大学、东南大学为代表的多家高校也都在进行这方面的研究工作。其中，清华大学国家CIMS工程研究中心研制的基于CORBA和Web的分布式工作流管理系统CIMFlow、上海交通大学的基于Petri网的分布式工作流管理的研究、浙江大学研制的工作流过程描述语言编译制导的工作流建模支撑平台，都取得了良好的研究成果。1.2.3发展趋势最初的手续办理,都是靠单纯的手工来完成的，各个审批流程都必需经过手工的方式来完成手续的办理功能，工作效率低,费时费力。计算机技术在各方面的应用普及以后，相应的管理软件才出现，大大提高了各招商企业手续办理服务的工作效率，到目前为止，此类系统的开发技术已久比较成熟。1.3研究的基本思路1.3.1研究的主要内容本文分为六个部分，第一部分绪论。主要阐述选题的背景和意义，对国内外研究现状进行评述，并就基本框架及主要内容做简要介绍。第二部分，理论基础研究。首先对工作流和petri网的理论知识和发展历程进行概述，分析了Workflow工作流平台的功能；其次，针对招商项目审批系统，选择网络架构平台，开发工具，Workflow工作流平台，后台数据库。第三部分， 对招商项目审批系统进行总体设计，通过对招商项目审批系统的总体框架、功能模块的分析，提出系统设计方案，确定系统的功能，根据系统设计原则、系统实现的总体要求（即系统功能需求和结构需求），建立每个功能各自的功能模型，分析招商项目审批系统的功能流程和开发流程，设计出一套基于Workflow工作流平台的异构分布式环境下的B/S模式的招商项目审批系统。第四部分， 系统的详细设计，分为系统的数据库设计和系统功能模块的设计两部分。首先介绍数据库的设计原则，数据库中数据的备份方式，数据表格的设计，数据库在系统功能中的作用体现；其次设计系统中的各个功能子系统的设计模块。第五部分， 对招商项目审批系统的安全问题进行讨论，提出相应的安全维护措施。1.3.2技术路线本课题首先对招商项目审批系统的基本理论进行深入研究，通过对比分析，选择B/S模式的网络架构平台；同时根据潍坊滨海招商项目审批流程的ISO9000质量管理体系认证的分析，确定招商项目审批系统的实际功能需求，然后，对系统数据库进行详细的设计；最后建立系统实现的功能模块，并对系统的安全问题提出相应的维护措施。1.3.3研究方法（1）理论与实际相结合的方法。将招商项目审批系统的理论部分与中职学校财务管理的实际需求相结合，得出具体的系统功能需求和结构需求，作为系统总体设计的主要依据。（2）对比分析的方法。通过C/S模式和B/S模式优缺点的对比分析，选择适合招商项目审批的网络架构平台。（3）定性分析与定量分析相结合的方法。通过协调性理论作为调节手段和控制职能，解决各子系统或各要素之间、系统各功能之间、结构之间的融合关系，应用定性分析与定量分析相结合的方法确定系统的协调度。（4）循序渐进的设计方法。在招商项目审批系统的设计过程中，主要采用循序渐进的设计方法，首先对系统的总体架构进行分析和设计，然后根据系统功能需求进行系统的详细设计，不断完善系统的功能模块。2 招商项目审批系统的理论和支撑平台随着信息网络的不断发展，新的网络应用系统开发技术不断涌现，要想更好地实现网络环境下财务管理系统的各项功能就必须从多个方面分析和设计现代网络开发技术的特点，找出理论依据，为下一步应用系统的总体设计与开发打下坚实的基础。同时，根据系统的开发技术选择相应地的开发工具，将会对系统的设计开发起到事半功倍的作用。2.1 招商项目审批系统的理论分析随着电子政务的不断发展，作为电子政务重要组成部分的审批系统也会不断发展。招商项目审批系统较一般的审批系统而言，具有多个部门参与、审批流程复杂、过程中安全性和保密性要求更高的特点。主要表现在以下几点：（1）审批流程复杂。招商项目的审批涉及到规划、国土、环保、经济发展、安监等多个部门，需要按照既定的流程来进行操作。（2）接口复杂。招商项目相关的部门的许多业务功能模块多是异构分布式的，它们之间需要再统一的平台和标准下进行交互。（3）数据结构复杂。招商项目审批系统涉及的的文件和表格结构复杂。（4）数据的真实性、安全要求很高。招商项目审批系统是国家作出的行为许可，所以对数据的真实性、安全性有更高的要求。各单位交互的数据之间要有严格的加密和认证。2.2工作流概述根据国际工作流管理联盟(Workflow Management Coalition，WfMC) 的定义，工作流（Workflow）就是自动运作的业务过程部分或整体，表现为参与者对文件、信息或任务按照规程采取行动，并令其在参与者之间传递。简单地说，工作流就是一系列相互衔接、自动进行的业务活动或任务。我们可以将整个业务过程看作是一条河，其中流过的就是工作流【1,3,4】。工作流概念起源于生产组织和办公自动化领域，是针对日常工作中具有固定程序活动而提出的一个概念，目的是通过将工作分解成定义良好的任务或角色，按照一定的规则和过程来执行这些任务并对其进行监控，达到提高工作效率、更好的控制过程、增强对客户的服务、有效管理业务流程等目的。尽管工作流从产生到现在已经取得了相当的成就，但对工作流的定义还没有能够统一和明确，不同学者从不同角度对工作流做出了不同的定义【10】。 Georgakopoulos给出的工作流定义是：工作流是将一组任务组织起来以完成某个经营过程：定义了任务的触发顺序和触发条件，每个任务可以由一个或多个软件系统完成，也可以由一个或一组人完成，还可以由一个或多个人与软件系统协作完成【2】。 IBM Almaden Research Center将工作流定义为：工作流是经营过程的一种计算机化的表示模式，定义了完成整个过程需要的所有参数；这些参数包括对过程中每一个步骤的定义、步骤的执行顺序和条件、步骤由谁负责以及每个活动所需要的应用程序等【3】。 1993年工作流管理联盟(Workflow Management Coal ition，WfMC)作为工作流管理的标准化组织而成立，标志着工作流技术逐步走向成熟。WfMC对工作流给出定义为：工作流是一类能够完全或者自动执行的经营过程，根据一系列过程规则、文档、信息或任务在不同的执行者之间进行传递与执行【1】。2.3工作流管理系统根据 WfMC 的定义，工作流管理系统（Workflow Management System, WFMS）是一个软件系统，它完成工作流的定义和管理，并按照在计算机中预先定义好的工作流逻辑推进工作流实例的执行4。通常，工作流管理系统是指运行在一个或多个工作流引擎上用于定义、实现和管理工作流运行的一套软件系统，它与工作流执行者（人、应用）交互，推进工作流实例的执行，并监控工作流的运行状态。工作流管理是一个被业界广泛应用并迅速发展的技术，它的主要特点是使处理过程自动化，使人以及各种应用工具相互之间协调工作，以完成某项工作。其目的是为了让台适的人或软件在恰当的时间执行正确的工作。工作流管理联盟(Workflow Management Coalition，简称WfMC）给出了工作流管理系统的定义1：(1)工作流是一个业务过程部分或全部地用计算机自动执行；2)工作流管理系统是一个完全定义、管理和执行工作流的系统，它通过计算机表示的工作流逻辑来驱动软件有序地运行。 虽然不同的工作流管理系统具有不同的应用范围和不同的实施方式，但它们具有很多共同的特性。概括地说，工作流管理系统提供了3 种功能（如图2.1）8,9：1) 建立阶段的功能：主要考虑工作流过程和相关活动的定义和建模功能。2) 运行阶段的控制功能：在一定的运行环境下，执行工作流过程，并完成每个过程中活动的排序和调度功能。3) 运行阶段的人机交互功能：实现各种活动执行过程中用户与 IT 应用工具之间的交互。图2.1工作流管理系统的特性2.4工作流体系结构图 2.2为WFMC 提出的工作流参考模型的体系结构图。这个参考模型的体系结构给出了抽象的工作流管理系统的功能组成部件和接口，它能够满足工作流管理系统和产品应该具有的主要功能，可为实现工作流产品之间的互操作提供公共的基础。必须指出，组成工作流管理系统的每个功能部件可以在不同的软硬件平台上采用不同的方法实现，同样接口也可以在不同的软硬件平台上采用不同的设计技术和编程语言进行编程。一般说来，工作实现不同工作流产品之间的集成，它们会按照互操作和协作的不同要求在一定层次上开放其接口9。图 2.2 工作流管理系统的体系结构图2.5 工作流的参考模型图 2.3给出了WFMC 提出的工作流参考模型。工作流执行服务器周围的接口是WAPI（Workflow APIs），通过这些接口可以访问工作流系统的服务，这些接口还控制工作流控制软件与其他系统组件间的交互。在这5 个接口中的许多功能，都是被2 个或更多个接口同时拥有的，因此WAPI 可以看作是统一的服务接口，可以交叉使用这5 个接口来支持工作流管理功能，而不是单独的使用其中某个接口【9】。图2.3 工作流参考模型WFMC 定义的5 类接口的功能：1. 接口 1：过程定义输入输出接口，工作流服务和工作流建模工具间接口，包括工作流模型的解释和读写操作；2. 接口 2：客户端函数接口，工作流服务与客户应用之间的接口，这是最主要的接口规范，它约定所有客户方应用与工作流服务之间的功能操作方式；3. 接口 3：激活应用程序接口，工作流机和直接调用的应用程序之间的直接接口；4. 接口 4：工作流执行服务之间的互操作接口，工作流系统之间的互操作接口；5. 接口 5：系统管理与监控接口，工作流服务和工作流管理工具之间的接口。2.6 工作流的建模方法2.6.1 工作流建模方法概述目前工作流建模技术还远没有成熟，还处于百家争鸣的时代。我们对当前流程建模领域出现过的主流建模方法进行了归纳分析，以期确定出我们要研究的合理方向。通过归纳分析，可以把它们分成5大类：脚本语言、基于网的方法、基于规则的方法、基于逻辑的方法和代数方法【10】。（1）脚本语言(Script Language) 脚本语言中有描述控制流和数据流的语句结构，它提供了一种简明的描述方法，对于有经验的设计者来说更易于使用。它的主要缺点是缺乏流程本身的形式化语义，语言的语义主要是供语言解释器使用。 （2）基于网的方法 适合于流程的可视化建模，一般都使用状态变迁网，流程中的活动用结点表示，控制流用边表示。使用状态变迁网的主要问题在于是否有形式化的语义，大多数工作流产品的可视化建模方法都缺乏形式化语义。在具有形式化语义的状态变迁网中，使用得最多的就是Petr网和状态图(State Charts)。具有形式化语义的基于网的方法可以转换成其它建模方法，如基于规则的、时序逻辑的和脚本语言的方法等。 （3）基于规则的方法 目前研究得最多的基于规则的方法是ECA(EventCondltionActon，简称EcA)规则，ECA规则是早用于AO0DBS，而后又被用于工作流管理领域。ECA规则具有形式化基础，也可以转换成其它的建模方法。如Petri网、时序逻辑等，但是ECA规则的可视化工作量比较大。另外，如果规则集比较大时就难以管理。 （4）基于逻辑的方法 基于逻辑的方法适合于描述系统的动态性，其中时序逻辑是一种常用的方法，它具有很好的形式化基础，验证工作流模型的属性比较方便。但是时序逻辑的主要缺点是很难实现可视化不容易转换成其它的描述方法，描述业务流程的系统行为太复杂。 （5）基于代数的方法 过程代数(Proees Algebra)主要还是局限在理论探讨上，在工作流管理领域用得很少，只有一种基于过程代数的描述语言LOTOS被用于工作流管理领域。代数方法的主要缺点类似于基于逻辑的方法，并且在自动执行和形式化验证方面表现得比基于逻辑的方法更差，建模方法缺乏直观性，难以理解。 根据以上的比较可以看出，各种建模方法各有优缺点。但从总体上来看，脚本语言、基于网的方法和基于规则的方法更具有吸引力。2.6.2基于petri网的工作流描述（1）petri网【16,18】Petri网是对离散并行系统的数学表示。Petri网是1960年代由卡尔A佩特里发明的，适合于描述异步的、并发的计算机系统模型。 Petri网既有严格的数学表述方式，也有直观的图形表达方式，既有丰富的系统描述手段和系统行为分析技术，又为计算机科学提供坚实的概念基础。（2）基于petri网的工作流描述【24,27,30,31】Petri网是一个图形化的数学建模工具。一方面可以利用图形化方式描述工作流过程，另一个方面可以通过形式化分析技术检查工作流模型的正确与否，甚至对其进行性能分析。Petri网定义成三元组，PN=(P，T，F)，其中：P=pl，p2，p3pm是库所的有限非空集；T=tl，t2，t3tn是变迁的有限非空集；F=PTUTP是有向弧的集合(表示笛卡尔集合)，P和T还满足PT=且PTn；Petri网由库所和变迁组成，圆圈表示库所，矩形表示变迁，库所和变迁用有向弧连接。Petri网的动态行为用托肯(token)的分配来描述，Petri网结构是固定的，而库所中的托肯的分布是可以变化的。变迁出发的条件是它每个输出库所中含有的托肯数目要多于从该库所到变迁的有向弧数。变迁是Petri网中的主动元素，通过实施变迁，过程从一个状态转移到另一个状态。变迁经常表示为事件、操作、转换、传输；库所是Petri网中的被动元素，不能改变网的状态，通常表示为媒介、缓冲器、位置、阶段、条件；托肯表示为对象，可以表示为一个特定的事务或抽象的信息。 通过扩展Petri网模型定义，满足如下两个条件：条件1，使得工作流网必须具有一个起始点和一个终止点，进入起始库所的托肯代表一个过程实例的开始；而进入终止库所的托肯代表一个过程实例的结束；条件2，使得工作流网中不存在处于孤立状态的活动与条件，所有的活动与条件都位于起始点到终止点的通路上，该Petri网就能被称为工作流网，其数学定义为：N有两个特殊的库所i和o。i是一个起始库所，即*i=；o是一个终止库所，即o*=。如果在N中加入一个新变迁t*，使*t=O且t* =m，则得到的N是一个强连通的Petri网。在建模过程中，如果使用条件和任务的概念，则库所表示条件，变迁表示任务。一个变迁(任务)有一定数量的输入和输出库所，分别表示任务的前置条件和后置条件。库所中的托肯表示可以使用的资源或数据。被建模系统的状态可以用每个库所中的托肯表示状态的变化由变迁的触发引起，变迁触发的结果是每个连到该变迁的库所，在触发后，所有的输入库所减少一个托肯，而所有的输出库所增加一个托肯状态的变化代表了流程的演进过程。（3）工作流模式与工作流网的映射在工作流系统应用范畴内，用工作流过程表示企业的一个业务流程，用库所表示条件，其中包含一个开始库所和一个结束库所分别对应了过程的开始和结束，用变迁表示任务，任务的执行方式由路由决定。根据WfMC的定义，工作流应该包括4种基本的路由结构，分别是顺序、分支、并行、循坏，由它们能构造出复杂的流程。顺序路山用于表达任务间的因果关系。见图2.4。只有A执行完后B才能开始。C1模拟任务A的后置条件和任务B的前置条件。活动的前置条件指明相应活动的启动条件，启动条件是通过相应活动的直接前趋活动以及相应的状态标志来表示的；活动的后置条件是当前活动所对应的任务结束后该启动哪些后继活动。在Petri网中，通过在两个任务间添加一个库所进行链接的方式来建模。并行路由如图210(B图)所示，任务B和C可按任意顺序执行。为了表达这种关系，在Petri网中添加And-Split任务和And-Join任务。任务A表达了B与C并行的关系，而D表达了同步的思想，只有B与C所在的活动都执行结束后D才可以开始。图2.4 用Petri网描述T作流的四种基本模式选择路由(隐式或分支)当c2含有托肯后，就出现了B和C任务同时就绪的情况，但哪个能够真正被执行，从图中无法得知(所以称为隐式或分支)，这取决于B和C被触发的结果。如果B先于C触发，则B执行，C被禁止，反之则C执行，B被禁止。这里B与C的选择结果与A无关。触发机制有4种不同类型，见图2.5。自动触发：任务就绪后就能被触发，用于自动型的任务。人工触发：任务的执行是通过执行者从工作流任务列表中选择来触发。消息触发：来自系统外部的消息触发任务的执行。时间触发：由控制时间的定时器触发就绪的任务。图2.5触发机制有4种不同类型选择路由(显式或分支)见图2.4(D图)，任务A具有两个输出库所c2与c3，但这里与“与分支”不同，A在这里表示“或分支”业务流程建模是为了获得一个业务流程的工作流模型描述，不同的建模方法有不同的适用范围。目前比较典型的工作流建模方法主要有三种：A只能根据其某个活动属性X的值来决定向哪个库所输出托肯。比如，若x0，c2获得托肯，任务B被执行；若x0，则c3获得托肯，任务C被执行。循环路由见图24(D图)所示，B是被反复执行的任务，C可以理解为一个起控制作用的任务，用来检验B的执行结果，来决定是把托肯转移到c4还是移回c2，如果托肯被移到c4，B不再被执行，而是继续推进流程的执行；如果托肯被移回c2，B将反复的执行。用工作流术语来描述：工作项是准备执行任务的组合；活动是一个工作项的实际执行；工作项被实际执行，就转化为活动。用Petri网的术语来描述：工作项对应了一个就绪的变迁；任务对应了一个或多个变迁；活动对应了一个变迁的实施。在对某个业务流程进行分析时，构造块（如 And-split，And-join，Orsplit，Or-join)被用来建模顺序、条件、并行、循环路由，工作项由变迁来构建，因果依赖使用库所和有向弧来构建。在Petri网与工作流过程映射中，一个库所对应一个条件，能用作某个任务的前转发条件和或后依赖条件；一个And-split对应一个或多个输出库所的变迁，一个And-join对应着一个或多个输入库所的变迁。Or-splitOr-join对应一个或多个输出输入弧的库所。2.7 招商项目审批系统采取的工作流管理系统的特点工作流管理系统应该支持异构、自治和分布环境中应用系统的集成和互操作，提供集成以前的应用系统的方法，以保护过去的投资，能够是活地支持组织机构的改组，并支持当今有关动态企业(Dynamic Enterprise)的技术具有一定的容错能力，在有错误产生时工作流管理系统能保证工作流执行的正确性和可靠性。 工作流管理系统功能示意图如图2.6所示：图2.6 工作流管理系统功能示意图随着互联网的普及也出现了一些基于Web的工作流解决方案。通过观察当前商品化的基于Web技术的工作流管理系统，显示出大多数产品都仅仅是可以部分地使用Web，但是发展的趋势是越来越多地使用面向Web，这种趋势可以在目前的一些研究项目中体现出来，如WebFlo、OzWeb、DartFlow等。但是由于Web及浏览器本身的限制，只能提供ClientServer计算模式，并且所使用的CGI接口只有有限的编程能力，在位置透明性、支持事务功能、安全性、性能等方面还有待于进一步改善。基于Web的工作流管理系统的体系结构如图2.7所示：图2.7 基于Web的工作流管理系统的体系结构2.8 EMSFLOW工作流平台2.8.1 EMSFLOW概述EMSFLOW业务基础软件平台是一个综合性平台，完全基于JAVA/J2EE架构实现,平台采用多种成熟的开源软件作为架构一部分，系统有良好的开放心和扩展性，成熟稳定，简单易用，EMSFLOW所有的功能都完全可以在线设计，平台包括EMSFLOW流程管理平台、EMSFLOW VisualWeb(快速J2EE开发)、EMSFLOW协同办公、EMSFLOW业务构件几部分组成【9】。2.8.2 EMSFLOW工作流基本知识（1）包-package“包”提供一个容纳来自工作流过程定义实体(作者,版本,状况,等等)的许多公共属性的容器。包内包含的每一过程定义将自动继承源自包的任何公共属性，除非它们在过程定义中分别进行局部重新定义。在一包内，一些实体的定义范围是全局的，包内所含的工作流过程定义(以及与之相关的任务和转移)都可引用这些实体。这些实体是：1）工作流参与者定义2） 工作流应用声明3） 工作流相关数据包引用允许在包内使用，或在引用的外部包中所引用的顶层实体中包含的对象内使用：1）子流程引用的流程标识2） 工作流参与者定义3） 工作流应用声明为达到任何必要的全局唯一性，在同一资源地址空间内跨不同包的命名和标识符管理规范由用户/开发商自己定义。在流程指定期间，采用的规范是按下述搜索顺序作名称引用：1）流程标识 首先在同一流程模型内(包括任何在不同服务中远程运行的流程定义应用)， 然后在任一引用的外部流程模型内。2）应用/参与者 首先在同一流程模型内，然后在任一引用的外部模型内。（2）流程-process定义完成一个任务的所需过程，例如销售订单处理。工作流的运行也是以process 为单位的。一个process 由多个activity 组成。（3）活动-activity主要属性有活动名称、活动类型(人工活动、自动活动、子流程等)、参与者设置、表单、触发事件及回退等。活动是构成流程的单元，主要反映完成业务流程需要执行的操作。（4）工作项-workitem一个活动启动后分配在当前活动实例中的唯一编号，表示完成对应的活动所要完成的任务。（5）参与者-participant它主要描业务流程在实例化后的运行过程中参与操作的人员、角色或组织。（6）流程实例一个业务流程启动以后产生的运行编号，此编号唯一的标识了一个运行的业务流程。（7）活动实例一个活动启动后分配的在当前流程实例中唯一的编号（8）工作流相关数据它定义在流程运转期间各个流程实例内创建及使用的数据。在流程运转期间，该数据对任务或执行的应用有效，且用于在任务间与/或为条件表达式计算（诸如转移或参与者设定）传递持久化信息或中间结果。工作流相关数据是特殊类型。XPDL包含各种各样基本及复杂数据类型的定义（包括date, string等)、任务、调用的应用与/或转移条件可引用工作流过程相关数据。（9）转移-Transition主要负责为流程实例的推进提供导航依据，引擎根据转移条件实现流程的流转。（10）聚合模式(Split Mode)指当流程中的一个活动存在多个前驱活动时，该活动产生实例的规则将根据“聚合模式”而定。聚合模式包括：全部聚合/单一聚合/多路聚合(AND/XOR/OR)；“全部聚合”模式表示只有当所有前驱活动都运行结束后才启动该活动实例，如果存在尚未运行结束的前驱活动，则该活动处于等待状态。“单一聚合”模式表示只要任何一个前驱活动运行结束，则该活动即进入运行状态。“多路聚合”模式表示满足条件的前驱活动都完成，该活动才可进入运行状态。（11）分支模式(Join Mode)当一个活动的后继活动有多个时，需要确定这些后继活动产生活动实例的规则（即分支模式）。分支模式包括：全部分支/单一分支/多路分支(AND/XOR/OR)；“全部分支”模式表示条件表达式计算结果为True的所有活动都产生活动实例；“单一分支”模式则表示从后继活动中任选一个条件表达式为“True”的活动产生实例。“单一分支”模式下需要指定一个“缺省迁移”，当所有条件都为“False”时，此缺省迁移对应的活动则会产生实例。“多路分支”表示该活动的完成会触发所有满足条件的后继活动。（12）流程实例(Process)的状态代码英文名称中文名称含义0 OPEN_NOTRUNNING_NOTSTARTED_INT未启动流程实例创建，但是还未启动，不能执行1 OPEN_NOTRUNNING_SUSPENDED_INT被挂起流程实例被挂起，活动不能被执行，等该流程恢复后，可以继续执行2 OPEN_RUNNING_INT正运行过程实例已经执行，过程中的活动如果条件满足就可以执行。3 CLOSED_ABORTED_INT关闭退出非正常关闭4 CLOSED_TERMINATED_INT关闭中断非正常关闭5 CLOSED_COMPLETED_INT完成正常执行结束（13）活动实例(Activity)的状态代码英文名称中文名称含义0 OPEN_NOTRUNNING_INT未启动活动实例创建，但是还未启动，不能执行1 OPEN_SUSPENDED_INT被挂起活动实例被挂起，本活动不能被执行，等该活动恢复后，可以继续执行。2 OPEN_RUNNING_INT正运行过程实例已经执行，过程中的活动如果条件满足就可以执行。3 CLOSED_ABORTED_INT关闭退出非正常关闭4 CLOSED_TERMINATED_INT关闭中断非正常关闭5CLOSED_COMPLETED_INT完成正常执行结束，启动下一活动（14）工作项(WorkItem)的状态代码英文名称中文名称含义0 OPEN_NOTRUNNING_INT未启动工作项创建，但是还未启动，不能执行1 OPEN_SUSPENDED_INT被挂起工作项被挂起，本工作项不能被执行，等该活动恢复后，可以继续执行。2OPEN_RUNNING_INT正运行工作项已经执行，过程中的活动如果条件满足就可以执行。3 CLOSED_ABORTED_INT关闭退出非正常关闭4 CLOSED_TERMINATED_INT关闭中断非正常关闭5 CLOSED_COMPLETED_INT完成正常执行结束，如果符合任务完成策略，将结束本活动，启动下一活动2.8.3 EMSFLOW总体结构总体结构如图2.8所示：图2.8 EMSFLOW总体结构图2.9 本章小结本章对工作流的概念、定义、研究进展进行了总结；对工作流管理系统的定义、系统架构、参考模型进行了研究；对工作流建模方法进行了总结，对petri网进行了介绍；对EMSFLOW工作流平台进行了介绍。最后论证了以petri网对工作流进行建模，通过EMSFLOW工作流平台实现异构分布式环境下招商项目审批系统的可行性。3 招商项目审批系统的总体设计 3.1系统的设计整个项目审批实现的流程中进行的操作大致如图3.1所示：图3.1 滨海招商项目审批流程图3.2 系统架构的设计基于 Web 的工作流管理系统由工作流服务器、过程定义设计器、监控管理器、Web 服务器等组成。活动管理器存放在服务器端,控制活动代理,与服务器交互获取全局控制信息；活动代理可通过Browser 从Web 服务器下载,负责与用户交互完成所分配的工作。活动激发的依赖关系通过服务器与管理器交互解决。服务器含有工作流执行状态的信息,管理监视工具中存放所有工作流执行状态的信息。系统的体系结构如图3.2所示【5,12,14,15,17,20,26】。图3.2 系统的体系结构基于 Web 的工作流管理系统的主要部件是工作流服务器。它负责所有用户及应用的工作流相关任务管理。在系统中,我们采用IBM J2EEWeb Services 平台来实现基于Web 服务的工作流管理系统。在过去的几年里,J2EE 已经被证明是一个稳定的、可扩展的、成熟的平台。EMSFLOW工作流平台符合基于 Web 的工作流管理系统。基于Web 的工作流管理系统是支持跨广域网工作过程管理的计算机系统。为了使系统具有可扩展性、开放性和可靠性,必须采用标准的、先进的、成熟的技术和方法来实现。在系统的设计中, 我们采用了IBM J2EE WebServer,JSP,Java,JBavaean,HTML 和数据库系统。其系统组成如图3.3 所示。图3.3 基于Web 的工作流管理系统组成用户使用工作流定义工具产生工作流的定义,然后通过事先定义的接口在工作流运行服务中注册,注册后的工作流定义可随时启动。工作流的参与者通过浏览器访问服务器,下载JavaApplet。整个系统在浏览器下载客户端后,就不需要与Web Server 作任何通信,系统独立运行。工作流参与者与客户端的交互动作激发请求,工作流运行服务对参与者的请求做出处理,并把处理结果返回客户机。把WFMC 结构中的监督/管理工具与客户端小程序合并在一起后,客户端在得到系统的一定权限后,可以察看、管理工作流的执行,即可随时察看某一工作流程的进展情况、中止或启动某一工作流程等等。系统需要知道工作流的每一步是否开始、正在执行或已经结束,因此,当某一步处理需要人工处理时,工作流的参与者加载客户机小程序后,得知自己的新任务,通知系统自己开始处理新任务。任务完成后,参与者将自己处理的结果传给工作流运行服务,并通知系统自己已完成任务。系统执行流程的下一步任务。如果流程的某一步时机器自动执行的,则工作流运行服务激活所需的应用程序对数据进行处理。客户机每隔一段时间就与工作流运行服务通信,察看有无新任务的到达,从而保证工作流的参与者可以及时获得新任务的通知。工作流定义具有定义流程的完整过程,支持图形表示,用户通过鼠标的拖拉及每一步属性的定义完成流程的定义。如果