（企业管理专业论文）工作流技术在铁路货运电子商务中的应用研究.pdf

西南交通大学硕士研究生学位论文第l 页 摘要 经过多年的发展，我国的铁路信息化建设已取得巨大成就，但是，我 国的铁路信息化建设，尤其是铁路货运信息化建设大部分集中在铁路系统 内部，与系统外部的信息化建设即在开展铁路货运电子商务方面还停留在 比较落后的阶段。如何开展铁路货运电子商务已成为目前亟需研究的课题。 工作流技术是近年来发展比较迅速的技术，其特点是面向流程，实现 了应用逻辑和过程逻辑的分离，能够在不修改具体功能模块实现方式的情 况下，通过修改过程模型来改变系统功能，并且能够部分或全部自动化地 使业务流程按照事先设定的顺序，将特定的任务在恰当的时间分配给合适 的人或工具，从而有效地把人、信息和工具合理地组织在一起，发挥系统 的最大效能，提高工作效率。 本文在对工作流技术和铁路货运电子商务业务流程研究分析的基础 上，根据工作流技术的原理、特点及应用范围，针对目前我国铁路货运电 子商务的诸多不足，提出了将工作流技术应用于铁路货运电子商务这一论 题。文章以成都铁路局火车东站铁路货运整车发货业务流程为例，实现了 一种基于l o t u sd o m i n o n o t e s 开发平台的铁路货运电子商务工作流管理系 统。系统采用带有条件约束的有向图建立过程模型，并辅以组织模型和资 源模型全面描述铁路货运电子商务业务流程。结合工作流管理联盟( w f m c ) 提出的工作流管理系统参考模型和l o t u sd o m i n o n o t e s 开发平台特点，由 应用数据库、组织目录数据库、过程定义数据库和设计存储数据库组成工 作流引擎，结合l o t u sw o r k f l o wa r c h i t e c t 过程建模工具，完成了铁路货 运电子商务整车发货流程工作流管理系统的原型设计和实现。 关键词：工作流电子商务铁路货运l o t u s 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 i 页 a b s t r a c t t h r o u g hm a n yy e a r sd e v e l o p m e n t ，o u rc o u n t r y sr a i l w a yi n f o r m a t i o n c o n s t r u c t sh a v em a d eh u g ea c h i e v e m e n t s b u to u r c o u n t r y sr a i l w a y i n f o r m a t i o nc o n s t r u c t s ，e s p e c i a l l yr a i l w a yf r e i g h ti n f o r m a t i o nc o n s t r u c t s ，i s l i m i t e di nr a i l w a ys y s t e m s ，i tl a c kc o m m u n i c a t i o nw i t ho t h e rs y s t e m s o u r c o u n t r y sr a i l w a yf r e i g h te - b u s i n e s si s o nab e g i n n i n gp h a s e s h o wt o d e v e l o po u rc o u n t r y sr a i l w a yf r e i g h te - b u s i n e s sh a sb e c o m ea ni m p o r t a n t q u e s t i o n i nr e c e n ty e a r s ，t h ed e v e l o p m e n to fw o r k f l o wt e c h n o l o g yi sv e r yr a p i d ； i t sc h a r a c t e ri sp r o c e s so r i e n t e da n ds e p a r a t ea p p l i c a t i o nl o g i ca n dp r o c e s s l o g i c w ec a nc h a n g es y s t e m sf u n c t i o nt h r o u g hc h a n g i n gp r o c e s sm o d e l ， a n dd i s t r i b u t e g i v e n t a s kt o p e o p l e o rt o o l so n r i g h tt i m ea c c o r d i n g e n a c t m e n to r d e ra u t o m o t i v eo rs e l fa u t o m o t i v e i t o r g a n i z e sp e o p l e ， i n f o r m a t i o na n dt o o l st o g e t h e r , a n dm a k e st h em o s te f f i c i e n c y , a n di m p r o v e s w o r ke f f i c i e n c y a tf i r s t ，t h ep a p e rr e s e a r c ha n da n a l y s i so fw o r k f l o wt e c h n o l o g ya n d r a i l w a yf r e i g h te b u s i n e s sp r o c e s s ，b a s eo nt h e o r y , c h a r a c t e ra n da p p l i c a t i o n a r e ao fw o r k f l o wt e c h n o l o g y , a i ma tt h e s h o r t a g e o fr a i l w a y f r e i g h t e - b u s i n e s s ，b r o u g h t w o r k f l o w t e c h n o l o g ya p p l y i n r a i l w a yf r e i g h t e - b u s i n e s s t h ep a p e rg i v ea ne x a m p l eo ft h er a i l w a yf r e i g h tp r o c e s si n c h e n g d ur a i l w a yb u r e a ue a s ts t a t i o n ，a c h i e v er a i l w a yf r e i g h te - b u s i n e s s w o r k f l o wm a n a g e m e n ts y s t e m ，w h i c hb a s eo nl o t u sd o m i n o n o t e s t h e s y s t e mu s ec o n d i t i o nr e s t r i c td i r e c t i o nc h a r t a sp r o c e s sm o d e l ，c o m p l e t e o r g a n i z a t i o nm o d e la n dr e s o u r c em o d e l a c c o r d i n gw f m c w o r k f l o wm o d e l a n dt h ec h a r a c t e r o fl o t u s d o m i n o n o t e s ， a p p l i c a t i o n d a t a b a s e ， o r g a n i z a t i o nd i r e c t o r yd a t a b a s e ，p r o c e s s d e f i n i t i o nd a t a b a s ea n dd e s i g n d e p o s i t e dd a t a b a s ec o n s t i t u t ew o r k f l o we n g i n e ，l o t u sw o r k f l o wa r c h i t e c t s e r v ea s p r o c e s s m o d e lt o o l ，a n dc o m p l e t e dt h ep r o t o t y p ed e s i g na n d a c h i e v e m e n to fw o r k f l o wt e c h n o l o g y i n r a i l w a yt r a n s p o r tf r e i g h t e b u s j n e s s k e yw o r d s ：w o r k f l o w ；e b u s i n e s s ；r a i l w a yt r a n s p o r tf r e i g h t ；l o t u s 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 第1 章绪论 1 1 我国铁路货运电子商务发展现状 经历多年的发展历程，我国的铁路信息化经历从无到有，如今已取得 巨大成就。铁路内部有着跨越全国各个地区的广域网，从铁道部到铁路局、 基层站段，铁路内部网层层相连，运行着各种各样的信息系统，甚至连偏 僻不见人烟的小站，都连上铁路的内部网。铁路客票发售和预定系统 ( t r s ) 、铁路运输管理信息系统( t m i s ) 和铁路调度指挥管理信息系统 ( t d c s ) 等信息系统日益发挥出巨大作用。但是，目前我国铁路信息化建 设，尤其是铁路货运信息化建设大部分集中在系统内部，铁路货运与系统 外部的信息化建设即在开展铁路货运电子商务方面，总体上还停留在比较 落后的阶段。 铁路货运电子商务即铁路部门运用计算机和网络技术，实现其管理和 服务职能，同时实现组织结构和业务流程重组优化，并且向全社会提供高 效优质、规范透明和全方位管理和服务的过程。简单地说，铁路货运电子 商务就是借助信息技术进行的铁路货运活动。 目前，我国铁路货运电子商务的开展情况可大致分为以下三种层次： 第一，大多数铁路货运站点还没有开展铁路货运电子商务，虽然它们 有自己的管理信息系统，但是它们和铁路货运企业( 以下简称企业) 的信 息交互停留在传统的手工交互阶段，人为失误较多，货运效率低下。第二， 部分大多数铁路货运站点虽然声称开展了铁路货运电子商务，但是这种所 谓的电子商务仅仅是建有自己的网站，网站的功能限于信息发布和查询， 不具有业务处理能力，还处于电子商务的初级阶段。第三，铁道部和少数 年运输量特别大的企业探索性地开展了大客户铁路货运电子商务，企业可 以通过铁道部提供的铁路货运电子商务网站在线提交订单。 1 2 课题由来 不难看出，我国在开展铁路货运电子商务方面，总体比较落后。即使 是正在试点的大客户铁路货运电子商务也仅实现了铁路货运的一个环节 在线提交整车订单，在模式上采取铁道部和大客户企业之间“直接对 话一的模式，将铁路货运站点、中小企业和个人排除在外，服务面狭窄。 而随着信息技术的迅猛发展，许多中小企业走上了信息化的道路，面对激 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 页 烈的市场竞争、落后的铁路货运电子商务现状和低下的铁路货运效率，他 们迫切希望和要求将企业内部的信息系统和铁路内部的信息系统对接，开 展广泛的，面向铁路货运流程的铁路货运电子商务。 要广泛开展铁路货运电子商务，首要任务就是规范铁路和企业之间的 信息交换标准。因此，铁道部将铁路货运电子商务信息规范( t f b x m l ) 及应用研究列为2 0 0 5 2 0 0 6 年度重点课题，对铁路和企业之间的信息交 换标准加以制订和研究，本文为该课题的子课题，主要以成都铁路局火车 东站为研究实例，以铁路货运核心流程整车货运发货流程为研究对 象，研究工作流技术在铁路货运电子商务中的应用。 1 3 将工作流技术应用于铁路货运电子商务的可行性及优 势 铁路货运过程需要多人共同参与，协作完成任务，其间存在着大量复 杂的诸如订单审批、运单审批、入库以及装车等活动，这些活动各自独立， 但活动与活动之间又环环相扣，存在内在联系。虽然铁路货运站点和部分 企业拥有自己的信息系统，例如，铁路系统内部的货运装车计划系统 ( f m 0 s ) 、货票制票系统及企业内部的e r p 等，但是这些信息系统是事务 处理系统，局限于解决某个活动内部的问题，处理不了流程性工作。要实 现铁路货运电子商务就必须使信息化贯穿整个铁路货运业务过程，而且铁 路系统永远处在不断运动和变化发展中，其资源类型、工作活动内容、制 度和流程等都处在不断调整变化的工程中，要使铁路货运电子商务系统具 有一定的生命力和适用性，则必须能够适应铁路系统的变化和发展。显然， 传统的事务处理系统技术不能胜任这些要求。 而工作流技术的特点就是面向流程，实现了应用逻辑和过程逻辑的分 离，能够在不修改具体功能模块实现方式的情况下，通过修改过程模型来 改变系统功能，完成对生产经营部分过程或全部过程的集成管理，有效地 把人、信息和应用工具合理地组织在一起，发挥系统的最大效能。工作流 管理系统的目标就是对业务过程中各个步骤发生的先后次序以及各个步 骤相关的人力或信息资源的调用进行管理和规划，从而实现业务过程的部 分或全部自动化。 因此，铁路货运业务过程的自身属性和工作流技术的特点决定了工作 流技术适用于铁路货运电子商务。 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 页 另外，信息技术的迅猛发展和企业信息化程度的不断提高，为工作流 技术应用于铁路货运电子商务提供了前提条件。工作流技术经过多年的发 展，日臻成熟，并且在其他领域和行业( 如电子商务、电子政务、医院和 物流企业等) 有成功应用的先例，这为工作流技术应用于铁路货运电子商 务提供了参考和借鉴。而且实施工作流管理系统可以最大程度整合铁路和 企业现有信息资源，这使得工作流技术应用于铁路货运电子商务与其它实 现铁路货运电子商务的方法相比在经济上具有优势。 因此，将工作流技术应用于铁路货运电子商务不但具有可行性，而且 具有铁路货运电子商务其他实现技术不可比拟的优势： 1 工作流技术的应用将铁路货运电子商务中各个独立，却又有内在联 系的活动连接了起来，以流程化形式规范业务过程，极大缩短了业务过程 的处理时间，提高了货运效率。 2 工作流技术的应用将最大程度整合铁路和企业现有信息资源，实现 资源的共享和充分利用。 3 工作流技术的应用将应用逻辑和过程逻辑的分离，提高铁路货运电 子商务系统的柔性和开放性，增强铁路货运电子商务运作的灵活性和应变 能力。 4 工作流技术的应用有利于管理者监管和分析铁路货运电子商务业 务流程，通过分析已完成的工作流实例，找出不合理之处，进而不断改进 业务流程。 因此，本文研究工作流技术在铁路货运电子商务中的应用，拓宽了工 作流技术的应用领域，为建设铁路货运电子商务系统提供了一条新的思路 和方法，并在理论和实践上做了初步探索，本文的研究还将为其他行业或 领域应用工作流技术提供借鉴和参考。 1 4 国内外研究现状 1 4 1 工作流技术研究方面 1 4 1 1 工作流技术的理论基础研究 工作流技术的理论基础研究主要为工作流技术的发展解决理论上存 西南交通大学硕士研究生学位论文第4 页 在的问题，探讨工作流管理系统体系结构和工作流模型等。这一部分研究 工作相对薄弱，研究难度较大，研究成果主要集中在国外。1 9 9 5 年，工 作流管理联盟( w o r k f l o wm a n a g e m e n tc o a l i t i o n ，w f m c ) 发布的 t h e w o r k f l o wr e f e r e n c em o d e l 提出了工作流管理系统的开发框架，为工作 流管理系统提供了一个公共“参考模型”，确定了工作流管理系统的相关 术语、体系结构及应用接口等方面的一系列标准，其中，该参考模型的体 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特征，可为实现工作流产品之 间的互操作提供公共的基础。2 0 0 2 年，w f m c 推出了s c h e m a 格式的) ( m l p r o c e s sd e f i n i t i o nl a n g u a g e 即x p d l i 0 ，x p d l i 0 使业务流程定义的 描述一致化，解决了不同应用系统之间业务流程不能互通的问题，为工作 流过程定义语言的标准化做出了重要贡献。 1 4 1 2 工作流的实现技术研究 工作流的实现技术研究主要从工作流技术实现的角度探讨如何将先 进的技术应用到工作流管理系统中来，其目的在于提高工作流管理系统的 性能和可靠性。2 0 0 4 年，杨波、林星等人研究了将x m l 、w e bs e r v i c e s 应用到工作流中，利用) ( 1 i l 的良构性和与平台无关性统一数据交换标准， 实现异构数据之间的交换，利用w e bs e r v i c e s 实现跨平台应用。2 0 0 5 年， 黄强在基于短信平台的审批工作流系统中提出在银行信用卡审批流程 中引入短信平台，通过短信的方式将各个独立的活动联系起来，从而实现 流程的自动化。同年，宋涛在基于l o t u sd o m i n o 的简单工作流的设计 与实现中提出了将l o t u s 群件应用于办公自动化，他利用“作者”域和 视图两类设计元素对数据库中的文档进行过滤，同时在表单中设置状态 域，标示文档所处的活动，编程实现文档按状态域被路由到不同的评阅者， 从而达到文档流动的目的。 1 4 1 3 工作流技术的应用研究 工作流技术的应用研究主要探讨了工作流技术在不同应用领域的应 用方法、应用软件集成等。这一部分研究工作在国内已开展得较多。2 0 0 3 年，曹东屏在工作流技术在电信企业办公自动化系统中的应用研究中， 西南交通大学硕士研究生学位论文第5 页 以贵州省电信公司办公自动化系统为实例，在传统关系d b m s 基础上，讨 论了一个轻量级工作流引擎的具体设计原理与实现方法，研究了工作流技 术在办公自动化系统中的应用。2 0 0 4 年，刘白军在工作流技术在网上 工商管理系统中的应用研究中，从电子政务和网上工商的实质出发，针 对目前工商行政管理部门电子政务系统中的诸多不足，提出了将工作流技 术应用其中这一论题，并对此进行了具体、深入的研究，提出了一个基于 l o t u sd o m i n o n o t e s 开发平台、具有分布式工作流引擎的工作流管理系 统。 1 4 2 工作流产品方面 作为独立的软件系统，工作流管理系统的供应商或产品已经有数百 种，国外比较著名的有i b m 公司的m q s e r i e s w o r k f l o w 、佐治亚大学计算 机系研究开发的具有自适应能力的工作流管理系统一一m e t e r 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 ) 以及德国的埃尔兰根纽伦堡 ( e r l a n g e n r n b e r g ) 大学的数据库系统组( d a t a b a s es y s t e m sg r o u p ) 开发的m o b i l e 等。国内工作流产品供应商的研发能力无法与国外相比， 有些供应商将工作流管理功能集成到其主要产品中，有些则专门开发工作 流管理系统。其中比较著名的有北京东方易维的e w a yw o r k f l o w 、上海 东兰科技的l i v e f l o w 以及四川领讯科技的l e a d e r p r o c e s s 等工作流产品。 1 4 3 铁路货运电子商务研究方面 国内在铁路货运电子商务方面的研究刚刚起步，其研究主要集中在对 铁路货运电子商务进行功能和模式等规范研究，实证研究较少。2 0 0 4 年， 西南交通大学的周勇在铁路货运电子商务的功能和基本框架结构中， 通过分析铁路货运业务流程和一般电子商务平台的结构模式，提出了铁路 货运电子商务的功能和基本框架结构，他提出在铁路货运电子商务中，应 具有查询、托运、延伸服务、结算和货物事务及理赔五大功能。2 0 0 5 年， 郑州铁路局的王永军在铁路货运企业电子商务系统的模式及功能中在 分析铁路货运企业信息系统结构的基础上，从企业角度分析了铁路货运电 子商务系统的模式及功能。但是他们的研究仅止步于此，没有进一步深入 西南交通大学硕士研究生学位论文第6 页 研究实施铁路货运电子商务的具体实现技术。2 0 0 3 年，北京铁路分局的 张春侠等人在铁路货运日计划网上作业设计与实现中通过分析铁路货 运日计划手工作业过程及存在的问题，提出了货运日计划网上申报和审批 的实现方案，设计出了系统的功能模块。但是，他对功能的设计也局限于 货运日计划网上申报和审批等单个事务处理系统，没有面向整个货运流 程，也没有提及工作流概念。 1 5 论文的组织结构 第1 章绪论。主要介绍本课题的研究背景，提出将工作流技术应用 于铁路货运电子商务的论题，简要论述其可行性和优势，并对目前在工作 流技术和铁路货运电子商务方面的研究现状做了简要回顾和总结。 第2 章工作流技术综述。主要介绍工作流和工作流管理系统的背景 知识，主要包括基本概念、功能、分类和参考模型等。 第3 章铁路货运电子商务业务流程分析。以成都铁路局火车东站为 例，选取铁路货运业务流程中的典型流程整车货运发货流程作为研究对 象，并对其流程进行了详细分析。 第4 章铁路货运电子商务工作流管理系统设计。选择l o t u sd o m i n o n o t e s 为铁路货运电子商务工作流管理系统的开发平台，给出了系统的 体系结构，完成了工作流建模和数据库设计，并对系统的存取控制和安全 性作了具体设计。 第5 章铁路货运电子商务工作流管理系统实现。以铁路货运整车发 货流程为实例，完成了铁路货运电子商务工作流管理系统的原型实现。 西南交通大学硕士研究生学位论文第7 页 第2 章工作流技术综述 2 1 工作流问题的起源和发展 工作流的概念起源于生产组织和办公自动化领域，它是针对日常工 作中具有固定程序的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、角色，按照一定的规则和过程来执行这些任务并对它 们进行监控，最终提高办事效率、减低生产成本、提高企业生产经营管 理水平和企业竞争力。 实际上，自从进入工业化时代以来，有关过程的组织管理和流程的 优化工作就一直在进行，这是企业管理的主要研究内容之一。只不过在 没有引入计算机信息系统的支持以前，这些工作是人工完成的。进入2 0 世纪9 0 年代，随着计算机与网络技术的飞速发展，现代企业的信息系 统呈现出自治、异构和分布性特征，传统的集中式的信息处理模式已经 不能满足新的需求了，取而代之的是大规模的异构、分布式的信息处理 与应用执行环境。这种新的处理模式和应用环境要求信息系统不仅仅要 处理单个的任务，还要能够监控和处理过程逻辑，即实现处理过程的自 动化或半自动化。在这种背景下，工作流管理系统也由最初的创建无纸 办公环境，转而成为实现业务流程自动执行的必要工具。这样的一个转 变，把工作流技术带入了一个崭新的发展阶段，使得人们从更深的层次、 更广的领域对工作流展开研究。1 9 9 3 年8 月，工作流技术的标准化组织 国际工作流管理联盟( w f m c ) 的成立，把工作流技术的研究及相关的产 品开发带入了一个崭新的阶段。 2 2 工作流的定义 关于工作流的定义，不同的研究者和工作流产品供应商从不同的角 度给出了工作流的定义。 工作流管理联盟( w f m c ) 给出的工作流定义是：工作流是一类能 够完全或者部分自动执行的经营过程，它根据一系列过程规则、文档、 信息或任务能够在不同的执行者之间进行传递与执行 i b ma l m a d e n 研究中心给出的工作流定义是：工作流是经营过程的 一种计算机化的表示模型，定义了完成整个过程所需用的各种参数。这 些参数包括对过程中每一个步骤的定义、步骤间的执行顺序、条件以及 西南交通大学硕士研究生学位论文第8 页 数据流的建立、每一步骤由谁负责以及每个活动所需要的应用程序。 清华大学范玉顺教授给出的工作流定义是：工作流是一种反映业务 流程的计算机化的模型，是为了在先进计算机环境支持下实现经营过程 集成与经营过程自动化而建立的可有工作流管理系统执行的业务模型 “2 】 以上几个定义基本上都说明了这样一个问题，即工作流是经营过程 的一个计算机实现，它将一组任务组织起来完成某个经营过程。因此， 我们可以给出工作流在铁路货运电子商务中的定义，即铁路货运电子商 务中的工作流就是种反映铁路货运电子商务流程的计算机化的模型， 是为了在先进计算机环境支持下实现铁路货运电子商务过程集成与自 动化而建立的可由工作流管理系统执行的业务模型。 2 3 工作流管理系统 2 。3 1 工作流管理系统定义 工作流管理联盟( w f m c ) 给出的工作流管理系统( w o r k f l o w m a n a g e m e n ts y s t e m ，w f m s ) 的定义是：工作流管理系统是一个软件系 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。 清华大学范玉顺教授给出的工作流管理系统的定义是：工作流管理 系统是支持企业经营过程高效执行并监控其执行过程的计算机软件系 统1 ”。 具体地讲，工作流管理系统是用于定义工作流模型、建立工作流实 例和管理工作流执行的系统。它通过运行一个或多个被称作工作流引擎 的软件来解释过程定义，与工作流的参与者交互，并给参与者分配相应 的资源，以推动工作流实例的执行，同时监控工作流的运行状态。工作 流管理系统将过程逻辑与业务逻辑相分离，由工作流引擎专门完成对过 程逻辑的计算，从而使开发人员将主要精力集中在业务逻辑的处理上。 在很大程度上，工作流管理系统为企业的业务系统运行提供一个软件支 撑环境，它非常类似在单个计算机上的操作系统，只不过工作流管理系 统支撑的范围更大、环境比较复杂而己。所以，也有人称工作流管理系 西南交通大学硕士研究生学位论文第g 页 统是业务操作系统( b u s i n e s so p e r a t i n gs y s t e m ，b o s ) ，工作流管理 系统在一个企业或部门的经营过程中的应用过程就是一个业务应用软 件系统的集成与实施过程。 2 3 2 工作流管理系统的功能 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，但是它们还是具有许多共同的特性。从较高层级抽象地看工作流管 理系统，不难发现工作流管理系统普遍具有以下3 种功能： 2 3 2 i 建立阶段功能 工作流管理系统建立阶段的功能主要完成业务过程的计算机化的 定义。在这个阶段，利用一个或多个建模技术和工具，完成实际的业务 过程到计算机可处理的形式化定义的转化，所得到的定义称为过程模型 或过程定义。过程建模或过程定义是业务过程分析与业务过程重组的重 要基础。 2 3 2 2 运行阶段的控制功能 在完成了过程模型的定义后，所生成的过程模型将由工作流执行服 务软件即工作流引擎，进行实例创建并控制其执行过程。工作流引擎对 使用工作流模型描述的过程进行初始化、调度和监控过程中每个活动的 执行，在需要人工介入的场合完成应用软件与操作人员的交互。 2 3 2 3 运行阶段的人机交互功能 在工作流管理系统的运作过程中，人和应用是完成整个业务过程的 主体。工作流过程定义工具、工作流引擎和任务表管理器都是为完成业 务过程和支持人员工作提供的运行环境和工具。在整个工作流执行中， 人需要完成过程模型的定义、工作流任务管理器提供的业务处理工作以 及对系统运行状态的监控工作。 图2 1 给出了工作流管理系统3 个主要功能之间的关系。 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 0 页 图2 - 1 工作流管理系统的功能 2 3 3 工作流管理系统分类 在进行工作流管理系统分类之前，先对经营过程中处理的不同业务 工作按照重复性和结构化程度进行简单分类。首先，按照过程的重复性 可以将经营过程分为周期重复型、无规律重复型和唯一型。 周期重复型：该种工作的执行过程完全按照固定流程执行，如 银行申请贷款业务等。 无规律重复型：该种工作经常需要执行，但由于任务内容不同， 处理过程略有区别，如用户对产品质量的投诉和处理过程等。 唯一型：该种工作一般仅在特定的情况下发生一次，如项目管 理中的项目。 按照工作任务的结构化程度可以将经营过程分类为完全结构化、半 结构化和非结构化三种类型。 完全结构化：该种工作的执行逻辑完全可以事先确定，即可以 对其制定严格的工作计划，一旦投入运行，它将严格按照事先 确定的逻辑顺序执行。 半结构化：该种工作的基本结构( 整体框架) 可以事先确定， 但是其中某些具体的任务逻辑需要根据实际情况动态确定。 西南交通大学硕士研究生学位论文第11 页 非结构化：该种工作的活动顺序无法事先确定，如新产品类型 设计等。 其中，工作流管理系统最适用于有规律、重复的结构化工作，采用 先进的柔性工作流管理系统也能够处理半结构化和唯一的工作，项目管 理系统则最适合于应用在唯一的结构化工作过程中。 根据所实现的业务过程、底层实现技术及任务项传递机制可对工作 流管理系统进行以下分类： 2 3 3 1 根据所实现的业务过程分类 1 管理型工作流：在该类工作流中活动可以预定义，并且有一套简 单的任务协调规则，如：大学里的课程选修等。 2 设定型工作流：与管理型工作流相似，但一般用来处理异常或发 生机会比较小的情况，有时甚至是只出现一次的情况，这与参与的用户 有关。 3 协作型工作流：参与者和协作的次数较多。在一个步骤上可能反 复发生几次直到得到某种结果，甚至可能返回到前一阶段。 4 生产型工作流：实现重要的业务过程的工作流，特别是与业务组 织的功能直接相关的工作流。与管理型工作流相比，生产型工作流一般 应用在大规模、复杂的和异构的环境下，整个过程会涉及许多人和不同 的组织。 2 3 3 2 根据底层实现技术分类 1 以通信为中心：该种类型的工作流管理系统以电子邮件为底层的 通信机制，适用于协作型工作流，不适用于生产型工作流。 2 以文档为中心：该种类型的工作流管理系统基于文档路由机制， 同外界应用的交互能力有限，许多基于表的管理型工作流管理系统可以 用以文档为中心的作为底层实现技术 3 以过程为中心：该种类型的工作流管理系统对应生产型工作流， 它们一般建立在数据库之上，有自己专用的通信机制，并且提供了同外 部进行交互的接口。 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 2 页 2 3 3 3 根据任务项传递机制分类 1 基于文件的工作流管理系统，以共享文件的方式来完成任务项传 递。 2 基于消息的工作流管理系统，通过用户的电子邮件系统来传递文 档信息。 3 基于w e b 的工作流管理系统，通过w w w 来实现任务的协作。 4 群件系统，其本身就构成一个完整的应用开发环境。 2 3 4 工作流管理系统的实施 如前文所述，工作流管理系统与普通事务处理系统存在显著区别， 所以工作流管理系统在实施方法上也不同于普通事务处理系统。工作流 管理系统的着眼点是面向市场、面向客户，其目标是提高整个企业的业 务处理水平和对市场的应变能力。实施工作流管理系统，首先要在战略 层次上对企业的目标进行分析，确定企业的战略目标和组织要求，然后 才能进入真正的实施阶段。 工作流管理系统在实际中的应用一般分为三个阶段，即模型建立阶 段、模型实例化阶段和模型执行阶段。 模型建立阶段利用工作流建模工具完成业务过程模型的建立，将实 际业务过程转化为计算机可处理的工作流模型。模型的实例化阶段为每 个过程设定运行所需的参数，并分配每个活动执行所需要的资源。模型 执行阶段完成业务过程的执行，在这个过程中重要的任务是完成人机交 互和应用的执行，并对过程与活动的执行情况进行监控与跟踪。 工作流管理系统实施的三个阶段如图2 - 2 。 图2 2 工作流管理系统实施的三个阶段 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 3 页 工作流管理系统的实施是一个不断循环、不断改进的过程，这个特 性使得工作流管理系统的实施和应用在柔性、可扩展性上要远远优于普 通的管理信息系统。 2 4 工作流管理系统参考模型 2 4 1 工作流管理系统体系结构 随着对工作流产品需求的不断扩大，许多软件供应商纷纷推出了不 同的工作流产品，这些工作流产品都有自己的特点，也有自己的协议和 接口标准，它们在不同领域进行了广泛应用。但是，由于工作流技术与 产品缺乏统一的标准，不同的工作流产品从术语的定义和使用、系统结 构的设计到与应用之间的接口规范上都存在较大的差异，所以，这些产 品之间、产品与其它应用之间的集成十分困难，这在一定程度上阻碍了 工作流产品的推广和发展。 为了能更好地支持经营建模、分析和实施，适应市场的多元化趋势， 实现不同工作流产品之间的互操作，国际上成立了工作流管理联盟 ( w f m c ) 。它提出了有关工作流管理系统的一些规范，定义了工作流管 理系统的结构及其与应用、管理工具和其他工作流管理系统之间的应用 编程接口，其主要目的是为了实现工作流技术的标准化和开放性，从而 支持异构工作流管理系统与产品之间的互操作，并且使得其它应用可以 使用该结构和定义好的通用a p i 访问不同的工作流管理系统提供的服 务，实现与其它应用的快速有效集成。 图2 - 3 为w f m c 提出的工作流参考模型的体系结构图。该参考模型 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特征，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1 ：3 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。 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 4 页 彝恩勰巍 h 口辨舔产晶，数据 图2 3 工作流管理系统的体系结构图 从该体系结构图可看出，工作流管理系统主要由三类构件组成： 1 软件构件：完成工作流管理系统不同组成部分功能的实现，包括 过程建模工具、工作流引擎、任务表管理器和用户界面。 2 系统控制数据：工作流管理系统中的一个或多个软件构件使用的 数据，包括过程定义、过程定义可能会引用到的组织角色模型数据、 工作流控制数据、工作流相关数据、任务表。 3 应用与应用数据：对于工作流管理系统来讲，它们不是工作流管 理系统的组成部分，而是属于外部系统和数据，它们被工作流系统调用 来完成整个和部分工作流管理的功能。如被工作流管理系统调用的外部 应用以及这些应用所操纵的工作流应用数据。 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 5 页 2 4 2 工作流参考模型 工作流参考模型是从工作流管理系统体系结构中发展而来的，它描 述了工作流管理系统体系结构中主要模块以及模块之间的接口。图2 - 4 给出了w f m c 提出的工作流参考模型，在该模型中涉及3 种类型的数据： t ：作漉臀理 工嚣 接疆5 j ：忭矗 h0 空 熟格式 接n 4 接珏2 工工 接酗， 工作口瞵户丑l 工竹魔磬l 豇叠 席用 驾i 糖萌勇；两“ 一o k 。* 葬它r 柞漉 执 j - 撮务 图2 - 4 工作流参考模型 1 工作流控制数据：工作流引擎通过内部的工作流控制数据来辨别 每个过程或活动实例的状态。这些数据由工作流执行服务工作流引擎 进行控制。用户、应用程序或其他的工作流引擎不能对其直接进行读写 操作，它们可以通过向工作流引擎发消息请求来获得工作流控制数据的 内容。 2 工作流相关数据：工作流管理系统通过工作流相关数据来确定过 程实例状态转换的条件，并选择下一个将执行的活动。这些数据可以被 工作流应用程序访问并修改。因此，工作流管理软件要在活动实例之间 传递工作流相关数据。 3 工作流应用数据：这种数据是指那些由应用程序操作的数据。它 们是针对应用程序的，是政府部门完成具体的业务功能所需要的数据 西南交通大学硕士研究生学位论文第16 页 2 4 3 工作流参考模型基本组成部分 2 4 3 1 过程定义工具 过程定义包含了描述一个能够由工作流引擎执行的过程所需要的 所有信息。这些信息包括过程的开始和完成条件、构成过程的活动以及 进行活动间路由的规则、用户所需要完成的任务、可能被调用的应用、 工作流引擎的引用关系以及所有与工作流相关数据的定义。过程定义可 以引用组织结构中的角色等信息，在定义信息对象时，过程定义只需指 定完成某项活动的组织实体或角色，而不是定义具体的参与者。这样不 仅增加了过程定义的方便性，也增加了过程定义灵活性。 过程定义工具以计算机能够处理的形式进行过程的定义，它可以基 于形式化的过程定义语言和对象关系模型来进行过程定义，对于比较简 单的系统，也可以采用一组路径选择命令的方式来描述信息或文档在不 同参与者之间的传递。 过程定义工具则是将过程定义转换成计算机能够处理的形式的工 具，它可能作为工作流产品的一部分，也可能作为一个单独的产品提供 给用户。 2 4 3 2 工作流执行服务与工作流引擎 工作流执行服务是工作流管理系统的核心，由一个或多个工作流引 擎( 工作流机) 组成，它提供了过程实例执行的运行环境。实际上它是 企业经营过程的任务调度器，在某种程度上也是企业资源的分配器，主 要完成以下功能： 1 实例化及执行过程模型：解释业务过程的过程定义，根据过程定 义需要的初始条件和执行参数生成过程实例，运行过程实例并管理其运 行过程。 2 为过程和活动的执行进行导航：根据过程定义和工作流相关数 据，为过程实例的运行进行路由，如根据过程的进入和退出条件启动和 终止一个过程实例，给用户提供需要操作的工作流任务项信息等。 3 与外部资源交互完成各项活动：工作流执行服务通过客户应用接 西南交通大学硕士研究生学位论文第17 页 口和直接调用应用接口方式两种途径完成与外部资源和用户的交互。对 于客户应用方式，工作流引擎通过任务项列表管理器对应用的执行进行 管理。对于直接由工作流引擎启动的活动，由工作流引擎直接调用相应 的应用来完成。 4 维护工作流控制数据和工作流相关数据：工作流在执行过程中要 维护不同过程和活动实例的内部状态信息，以及用于协调和恢复的各种 检查数据和恢复信息。 2 4 3 3 工作流客户应用 工作流管理系统的客户端功能是指用户操作工作流管理系统分配 的任务或活动的功能，它由工作流任务表管理器和用户操作共同完成， 工作流任务表是指分配给一个特定用户或一组用户处理的由任务项组 成的队列。 在实际应用中，经常需要将工作流管理系统集成到用户的其他桌面 应用环境( 如办公自动化系统) 中，从而为最终用户提供一个集成化的 统一任务管理系统。 工作流引擎通过存取工作流任务表来完成特定任务到特定用户的 分发过程，而工作流任务管理器存取工作流任务表示为了获取任务项， 将它们提供给用户进行处理，并得到处理结果。 2 4 3 4 被调用的应用 被调用的应用指在工作流实例运行期间，有工作流执行服务所调用 的用于处理应用数据的外部程序。 2 4 3 5 工作流执行服务之间的互操作 工作流管理联盟的目标之一是定义一个标准，使不同软件供应商提 供的工作流产品能够协同工作，整个系统能够无缝地在各个产品之间传 递任务项，实现应用集成。工作流管理联盟在互操作性上的工作集中提 供一系列互操作的场景，从传递简单的任务到传输整个工作流过程模型 和工作流参考数据。 西南交通大学硕士研究生学位论文第18 页 2 4 3 6 工作流管理工具 工作流管理系统的管理与监控是系统一个非常重要的功能，在系统 实际运行过程中，不可避免地会出现许多意外情况，正确及时地处理这 些意外情况对于保证应用系统良好运行具有十分重要的意义。 工作流管理系统管理与监控工具能够对工作流在整个组织内的流 动状况进行监视，并提供一系列的管理功能，实现安全性、过程控制和 授权操作等方面的管理。 2 4 4 工作流参考模型接口 2 4 4 1 过程定义输入输出接口 该接口为在不同物理或电子介质之间传递过程定义的信息提供了 交互的形式和a p i 调用函数。使用标准定义接口具有很多好处。首先， 它实现了建模环境和运行环境的分离，使用某种建模工具创建的模型可 以运行在不同工作流产品上。其次，它使得多个工作流产品可以协同工 作，构成一个工作流执行服务，并运行根据同一个过程模型所生成的过 程实例。工作流管理联盟提供的a p i 函数在建模方面主要覆盖了以下 几个功能： 1 通信建立：各个参与的系统之间通信的建立与断开。 2 工作流模型操作：过程模型名称检索、对过程模型对象的读写 等。 3 工作流模型对象操作：在建模工具中创建、检索和删除对象；创 建、设置和删除对象的属性。 2 4 4 2 客户端函数接口 该接口约定所有客户端应用与工作流服务之间的功能操作方式，主 要定义了以下几个方面的功能： 1 通信建立：各个参与运行的系统之间通信建立与断开。 2 工作流定义操作( 对过程模型定义操作) ：对于过程模型的名称和 属性的查询和检索功能。 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 9 页 3 过程实例管理功能：创建开始结束一个过程实例；挂起重新 激活一个过程实例；强行改变过程实例或活动实例的状态；查询过程实 例或活动实例的属性。 4 过程状态管理功能：设置过滤条件，打开关闭对一个过程实例 或活动实例的查询；设置过滤条件，获得部分过程实例或活动实例所需 的详细信息；获得过程实例或活动实例的详细信息。 5 任务项列表任务项处理功能：设置可选的过滤条件，打开关闭 一个任务项列表查询；设置过滤条件，获得任