（管理科学与工程专业论文）had环境下的虚拟配送中心工作流管理系统研究.pdf

摘要 摘要 在经济全球化、全球信息化的今天，企业面l 临的市场环境日益严峻，生存压 力与日俱增。借鉴虚拟企业的新思路，以虚拟组织理论为指导，以信息网络为 依托实现信息和资源整合，通过面向服务的企业问业务流程再造，组建虚拟配 送中心，可以有效利用社会闲散的物流资源，提高我国中小型物流企业的竞争 力。 为了在异构、自治和分布的环境( h a d 环境) 下管理、协调和控制虚拟配 送中心的企业问业务流程，构建跨企业工作流管理系统是一个有效的方法。跨 企业工作流管理系统能够为虚拟配送中心配送过程的实现提供有力的支持，是 h a d 环境下虚拟配送中心运转的核心支撑平台。 本文首先介绍了企业业务流程再造的基本理论和工作流技术的基础知识，然 后结合企业间业务流程再造理论和跨企业工作流技术，重点探讨了虚拟配送中 心的跨企业工作流建模。通过组合运用自项向下和由底而上二种建模手段，实 现了虚拟配送中心工作流过程模型的分布式定义，从理论上提出了虚拟配送中 心工作流在h a d 环境下所必须处理的分布、自治和异构问题的解决思路。在具 体分析了虚拟配送中心工作流管理系统的构建要求之后，本文给出了虚拟配送 中心工作流管理系统框架，讨论了工作流的互操作模式及h a d 环境下虚拟配送 中- 0 , 9 - 作流管理系统的集成方式，并在理论和技术研究的基础上，详细介绍了 一个基于m v c 开发模式，采用j a v a 、w e b 服务、x m l 和m y s q l 等技术开发 的虚拟配送中心工作流管理系统原型v d c w n v i s ( v i r t u a ld i s l x i b u t i o nc e n t e r w o r k f l o wm a n a g e m e n ts y s t e m ) 。 本文最后指出了虚拟配送中心工作流的进一步研究方向。 关键词：虚拟配送中心，工作流，企业问业务流程再造，跨企业集成，w e b 服 务，h a d 环境 a b s t r a c t a b s t r a c t t o d a y , e n t e r p r i s e sa r ef a c i n gg l o b a lc o m p e t i t i o na n df l u c t u a t i n gm a r k e tc o n d i t i o n s v i r t u a le n t e r p r i s ei sa ne m e r g i n gp a r a d i g mw h i c hr e s u l t sf r o mt h er a p i d l yc h a n g i n g b u s i n e s se n v i r o n m e n t ，i u s ta sv i r t u a ld i s t r i b u t i o nc e n t e r ( v d c ) ，w h i c hc a nb e a c l l i e v e da f t e rs u c c e s s f u lc r o s s - o r g a n i z a t i o n a ls e r v i c eo r i e n t e dr e - e n g i n e e r i n g ，b y w h i c hs c a t t e r e dl o g i s t i c sr e s o u r c e si no u rs o c i e t yw i l lb em a d ef u l lu s eo fa n dt h e c o m p e t i t i v ea b i l i t yo f o u rs m a l la n dm e d i u ml o g i s t i c se n t e r p r i s e sw i l lb ee n h a n c e d t h eb u i l d i n go fc r o s s o r g a n i z a t i o n a lw o r k f l o wm a n a g e m e n ts y s t e mi sag o o dw a yf o r m a n a g i n g ，c o o r d i n a t i n ga n dc o n t r o l l i n gt h ea c t i v i t i e so fv i r t u a ld i s t r i b u t i o nc e n t e ri n h a d e n v i r o m n e n t c r o s s - o r g a n i z a t i o n a lw o r k f l o wm a n a g e m e n ts y s t e mc a np r o v i d ea s t r o n gs u p p o r tf o rt h ei m p l e m e n t a t i o no ft h ed i s t r i b u t i o np r o c e s s e si nv d c i ti st h e c r u c i a ls u p p o r t i n gs y s t e mf o rt h eo p e r a t i n go f v i r t u a ld i s t r i b u t i o nc e n t e r f i r s t l y , b a s e do nc r o s s - o r g a n i z a t i o n a lb u s i n e s sp r o c e s sr e e n g i n e e r i n gt h e o r ya n d a p p l y i n gc r o s s - o r g a n i z a t i o n a l w o r k f l o w t e c h n o l o g y , t h ec r o s s o r g a n i z a t i o n a l d i s t r i b u t e dw o r k f l o wm o d e lo fv i r t u a ld i s t r i b u t i o nc e n t e ri sg i v e n s e c o n d l y , e f f o r t s a r em a d et o e x p l o r et h ew o r k f l o wm a n a g e m e n ts y s t e ma r c h i t e c t u r e ，i n t e r o p e r a t i o n m o d ea n ds y s t e mi n t e g r a t i o nm e t h o d t h i r d l y , aw o r k f l o wm a n a g e m e n ts y s t e m p r o t o t y p ef o rv d c ( v d c w f m s ，v i r t u a ld i s t r i b u t i o nc e n t e rw o r k f l o wm a n a g e m e n t s y s t e m ) o nt h eb a s i so ft h ee m e r g i n gi n f o r m a t i o nt e c h n o l o g y ( j a v a ，x m l ，w e b s e r v i c e ，m y s q l ) a n dm v cd e v e l o p m e n tm o d e i sd e s c r i b e di nd e t a i l i nt h ef i n a l i t y , t h ep r o b l e m sr e q u i r i n gf u r t h e r s t u d i e sa r ed i s c u s s e d k e yw o r d s ：v i r t u a ld i s t r i b u t i o nc e n t e r , w o r k f l o w , c r o s s o r g a n i z a t i o n a lb u s i n e s s p r o c e s sr e e n g i n e e r i n g ，c r o s s o r g a n i z a t i o n a li n t e g r a t i o n ，w e bs e r v i c e h a de n v i r o n m e n t i i 学位论文版权使用授权书 本人完全了解同济大学关于收集、保存、使用学位论文的规定， 同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版 本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、 扫描、数字化或其它手段保存论文：学校有权提供目录检索以及提供 本学位论文全文或者部分的阅览服务：学校有权按有关规定向国家有 关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前 提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。 学位论文作者签名：顽藏劣 伽占年3 月9 日 经指导教师同意，本学位论文属于保密，在年解密后适用 本授权书。 指导教师签名：学位论文作者签名： 年月目年月日 同济大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行 研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文 的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的 作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集 体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任 由本人承担。 签名：涟燕蘑 例占年s 月8 日 第1 章绪论 第1 章绪论 跨入2 l 世纪的世界全球生产力的空日口发展和各种高新技术的广泛应用使 得社会经济日益全球化和信息化，从根本上改变了企业经营环境。顾客 ( c u s t o m e r ) 导向、竞争( c o m p e t i t i o n ) 激烈、变革( c h a n g e ) 迅速成为当今市 场环境最为显著的3 c 特征。 面对这些新形势的挑战，传统的管理理论和技术已显得力不从心。各种致 力于企业变革的新方法、新理论纷纷问世，各种高新科技尤其是计算机科学和 信息技术的发展也为人们寻找新的对策创造了条件。1 ，从2 0 世纪7 0 年代的准时 制理论( j i t ，j u s t i n t i m e ) 、全面质量管理c r q c ，t o t a lq u a l i t yc o n t r o l 或v q m ， t o t a lq u a l i t ym a n a g e m e n t ) 到2 0 世纪8 0 年代的各种重组重构理论、并行工程； 从早期的自动化技术、系统工程方法到日益朝着复杂性、分布性、并行性、协 同性、实时性等方向发展的信息技术，虽然这些理论和技术各自的角度不同， 重点不同，具体方法也不同，但它们均旨在增强企业竞争力与应变力。其中， 虚拟组织理论和工作流技术成为企业组织和应用中的二个璀璨的新亮点。 1 1 问题的提出 1 1 1 虚拟配送中心的产生背景 随着社会经济的高速发展，传统的企业组织结构模式如直线职能式和矩阵 式等越来越暴露出刚性过强，柔性不足的缺陷。在市场环境动态多变，客户需 求多样化、个性化的今天，企业的机遇转瞬即逝。为了继续生存和发展，现代 企业逐渐显现出如下的新特性“。： 夺虚拟特性越来越多的企业流程跨越多重部门甚至跨越组织边界，流程 连接客户、供应商和业务伙伴，组织边界变得越来越模糊，企业逐渐呈 现虚拟化特性。 夺动态特性客户是企业服务的对象，客户需求在不断变化：市场机会是 企业增值的直接载体，市场也在不断变化：为客户提供产品和服务的业 务流程往往需要跨越多个企业，而合作企业也可能经常发生变化。 第1 章绪论 夺协调特性面对全球化经济，协调能力成为企业成功的重要因素。 可以看出，为了适应充满竞争和挑战的新环境，传统的实体企业组织管理 模式正在做出相应的调整和变革，向着具有足够弹性的和自适应性的、更加灵 活的组织管理模式慢慢转变。这种模式就是以核心能力为基础的、对企业外部 资源进行优化整合的虚拟企业组织管理模式“1 。 虚拟企业作为2 l 世纪先进的组织管理模式和技术手段之一，是企业提高竞 争力的重要手段。它最显著的一个特征就是通过信息将各个分散的、独立的企 业联结在一起，实现信息的共享和实时传输。信息对于虚拟企业的运作具有极 为重要的作用”1 。 虚拟配送中心正是采用虚拟企业模式进行物流信息和资源整合，从而缓解 甚至解决我国物流企业普遍面临的规模较小或功能单一，难以应对国内外巨大 竞争压力这一问题的有效手段。 在当前形势下，国内绝大多数配送企业的资源非常有限，单纯通过自身发 展而形成一定规模的难度较大，而且在目前流通管理体制不完善和市场不规范 的情况下，也难以通过市场途径方便的取得企业发展所急需的网络资源和技术 资源。因此，各个中小型配送企业通过组建虚拟配送中心的方式获取所需要的 资源，实现共同发展以应对市场挑战成为一种必然的选择。 1 1 2 虚拟配送中心的i - l a d 环境分析 虚拟配送中心与实体配送中心的信息系统环境有很大的差别。这是因为虚 拟配送中心的成员企业都拥有独立的自主权，而且可能分散在世界各地，它们 一般都拥有各自独立的信息系统，所以信息资源是分布在一个异构的计算机环 境( 即不同的硬件平台、操作系统、数据库、网络协议等并存于个系统中) 中，信息源之间的连接表现出松散耦合自吁特点，这样的信息系统环境称为异构 ( h e t e r o g e n e o u s ) 、自治( a u t o n o m o u s ) 、分稚( d i s t r i b u t e ) 环境，简称h a d 环 境。而虚拟配送任务一般时效性较强，各成员企业之间信息交互频繁，迫切需 要一种动态灵活的集成技术来支持虚拟配送中心的正常运转。 1 1 3 虚拟配送中心工作流管理系统研究的目的与意义 信息资源是虚拟配送中心最重要的资源之一，是它得以顺畅运转的基础， 因此，对信息支撑平台进行研究是虚拟配送中心运作模式的重要研究方向之一。 2 第1 章绪论 夺协调特性面对全球化经济，协调能力成为企业成功的重要因素。 可以看出，为了适应充满竞争和挑战的新环境，传统的实体企业组织管理 模式j 下在做出相应的调整和变革，向着具有足够弹性的和自适应性的、更加灵 活的组织管理模式慢慢转变。这种模式孰是以核心能力为基础的、对企业外部 资源进行优化整合的虚拟企业组织管理模式”。 虚拟企业作为2 l 世纪先进的组织管理模式和技术手段之一是企业提高竞 争力的重要：3 z 段。它最显著的一个特征就是通过信息将各个分散的、独立的企 业联结在一起，实现信息的共享和实时传输。信息对1 二虚拟企业的运作具有极 为重要的作用”1 。 虚拟配送中心正是采用虚拟企业模式进行物流信息和资源整合，从而缓解 甚至解决我国物流企业普遍面临的规模较小或功能单一，难以应列国内外巨大 竞争压力这一问题的有效手段。 在当前形势下，国内绝大多毅配送企业的资源非常有限，单纯通过自身发 展而形成一定规模的难度较大，而且在e l 前流通管理体制不完善和市场不规范 的情况下，也难以通过市场途径方便的取得企业发展所急需的曝络资源和技术 资源。凼此，各个中小型配送企业通过组建虚拟配送中心的方式获取所需要的 资源，实现共同发展以应对市场挑战成为一种必然的选择。 1 1 2 虚拟配送中心的h a d 环境分析 虚拟配送中心与实体配送中心的信息系统环境有很大的差别。这是因为虚 拟配送中心的成员企业都拥有独立的自主权，而且可能分散在世界各地，它们 般都拥有各自独立的售息系统，所以信息资源是分布在一个异构的计算机环 境( 即不 司的硬件平台、操作系统、数据库、网络协议等并存于一个系统中) 中，信息源之间的连接表现出松散耦台盼特点，这样的信息系统环境称为异构 ( h e t e r o g e n e o u s ) 、自治( a u t o n o m o u s ) 、分布( d i s t r i b u t e ) 环境，简称h a d 环 境。而虚拟配送任务一般时效性较强，各成员企业之问信息交互频繁，迫切需 要一种动态灵活的集成技术来支持虚拟配送中心的正常运转。 1 1 3 虚拟配送中心工作流管理系统研究的目的与意义 信息资源是虚拟配送中心最重要的资源之一，是它得以顺畅运转的基础 因此，对信息支撑平台进行研究是虚拟配送中心运作模式的重要研究方向之一。 因此，对信息支撑平台进行研究是虚拟配送中心运作模式的重要研究方向之。 2 第1 章绪论 作为一种企业集成技术，工作流技术是虚拟配送中心信息支撑平台研究的关键 技术之一。工作流管理系统的集成能力能够与虚拟配送中心的集成性相匹配。 虚拟配送中心的工作流管理是一个意义重大而又相当复杂的问题。 通过构建跨企业工作流管理系统，共享信息资源，虚拟配送中心可以在h a d 环境下实现对虚拟配送流程的集成和控制，从而方便的协调各成员企业的功能， 把组织、信息、应用和资源合理地组织在一起，获得最佳的运营效益，换句话 说，虚拟配送中心因此可以按照客户的需求动态设置配送流程，再按照流程来 组织成员企业和工作组，真正做到将客户放在首位，赢得最大的客户满意度。 由此可见，虚拟配送中心工作流管理系统的研究和应用对虚拟配送中心的业务 流程实现自动化和协调控制具有深远的意义。 然而，在h a d 环境下建立跨企业工作流管理系统，实现虚拟配送中心信息 资源的共享是一项极大的挑战，需要面向对象技术、w e b 服务技术、分布式计 算技术、a g e n t 和i n t e m e t 等多种支撑技术和管理技术的支持。开放标准是解决 问题的关键。 本文通过探讨h a d 环境下虚拟配送中心跨企业工作流管理的应用要求和关 键技术，在结合国内外相关研究的基础上，给出了虚拟配送中心工作流管理系 统框架，并实现了一个原型系统，对虚拟配送中心工作流的进一步研究和实际 应用具有一定的参考价值。 1 。2 国内外相关研究 1 2 1 虚拟配送中心研究综述 对虚拟配送中心的研究历史可以从虚拟物流开始追溯。 我国国家标准对于虚拟物流的定义是：以计算机网络技术进行物流运作与 管理，实现企业问物流资源共享和优化配置的物流方式。 从这个定义中可以看出，虚拟物流运作的基础是以计算机网络技术为平台， 虚拟物流的目的是实现物流企业间的资源共享和优化配置。 目前对虚拟物流的研究多集中在对虚拟物流企业一般概念和形成原理等方 面，研究成果总体上讲还比较少。对虚拟物流的信息支撑平台的研究成果就更 少了。 董敬欣等”1 从供应链角度对虚拟物流企业进行了研究，认为虚拟物流企业的 3 第1 章绪论 实质是供应链的信息集成平台，是以先进的信息技术为基础，以共享供应链信 息、获取物流领域的规模化效益为目的而构建的物流企业动态联盟。 王小丽等0 1 从技术角度和管理角度对我国物流企业构建动态联盟的相关问 题进行了分析，指出信息管理、供应链协调、成员之间的合作是发展物流企业 动态联盟所需要解决的问题。 罗雄飞等“1 以运输企业虚拟组织( t e v o ) 为研究对象，对多代理技术在虚 拟运输企业中的应用做了探讨。文中定义了虚拟运输企业a g e n t 的性质和结构模 型，并根据a g e n t 之间的相互作用和关系性质将虚拟运输企业组织结构区分为静 态结构和动态结构，还对虚拟运输企业的分层异构组织结构进行了讨论。 戴勇n 0 对虚拟物流联盟的构建和管理进行了比较全面和系统的研究，提出 了以虚拟物流联盟整合商为核心的虚拟物流联盟运作模式，并对伙伴选择、组 建模式、信息平台以及激励机制等一系列问题进行了研究。 对虚拟配送中心的具体研究，有少量文献进行了探讨。 殷豪“”指出虚拟配送中一1 1 , 是虚拟组织形式应用于配送中心的产物，虚拟配 送中心是一种网络化的配送中心，并对虚拟配送中心的组织结构进行了分析， 但没有对虚拟配送中心的运作机制作进一步研究。 胡湘玲1 对虚拟配送中心的组织结构、建立与运作机制和信息框架结构进 行了相对细致的描述。文中分析了虚拟配送中心信息化建设的要求和信息技术 在虚拟配送中心中的重要作用，提出了基于x m l 的虚拟配送中心信息交互方案， 并给出了相应的实施步骤，但总的来说比较抽象和理论化，实践应用方面涉及 的较少。 项宁“结合配送企业的业务流程和运作特点，以虚拟企业建模框架为指导， 结合a r i s 建模方法，多视图、多层次、全生命周期地描述了虚拟企业建模过程， 并给出了虚拟配送中心的a r i s 模型，但对基于i n t e r n e t 的虚拟配送中心分布式 建模研究不足，没有提出有效的方法快速复成分布在各点的成员企业模型。 孙涛博士“”以基于资源观的理论为基石，在总结相关理论研究的基础上， 对虚拟配送中心的运作模式进行了较为全面、系统和深入的研究。在虚拟配送 中心的信息支撑体系研究方面，文中提出了基于成员企业的遗留系统，运用w e b 服务实现企业间跨平台无缝集成的解决方榘，但对虚拟配送中，i i , 工作流建模和 工作流管理系统的具体实现没有给出比较细节的论述。 虚拟配送中心是一种松散型的联盟，组织结构和信息结构具有分布性、自 治性和异构性。如何在这种异构、自治、分布的环境( h a d 环境) 下实现基础 信息的交换，以较低的成本进行虚拟配送中心的跨组织流程集成、功能协调与 4 第1 章绪论 过程控制，还需要进行实践性较强的应用研究。 1 2 2 工作流管理的研究现状及其发展趋势 工作流是一个跨学科、综合性的研究领域，涉及计算机支持的协同工作、 人机交互、数据库、管理学、社会学等学科。从技术发展曲线上看，工作流目 前还处于初级发展阶段，还很不成熟，有许多需要补充和完善的内容。范玉顺 教授在他的工作流管理技术基础“”一书中指出，目前在工作流理论与实施 技术方面，需要研究的主要内容包括： ( 1 ) 工作流管理系统体系结构的研究： ( 2 ) 工作流模型与工作流定义语言研究： ( 3 ) 工作流的事务特性：研究如何实现高级事务处理技术与工作流管理技 术的结合，用定义良好的模型语义与恢复机制来提高工作流系统的正确性与可 靠性，从而能够更好地支持企业复杂的业务流程； ( 4 ) 工作流实现技术：包括面向对象技术、异构分布式计算技术、图形化 用户界面、消息通讯、数据库、n v w 等在内的与工作流系统的设计实现有关的 各项技术及方法； ( s ) 工作流的仿真与分析方法； ( 6 ) 基于工作流的应用集成与互操作技术：研究异构应用系统的集成以及 不同工作流系统之间的互操作问题； ( 7 ) 工作流与业务流程再造( b p r ) ：研究如何通过工作流系统的实施来支 持企业快速高效地实现业务流程再造； ( 8 ) 工作流技术的其他应用：研究如何将工作流技术在不同的领域进行应 用，包括在c i m s 中的应用。 为了弥补工作流技术目前存在的缺陷和不足，国际上还提出了工作流技术 与其他技术的结合研究，主要方向有： - 工作流管理技术与事务管理技术的结合 事务的概念虽然来自于数据库研究领域，用以解决数据的并发访问和出错 恢复问题，但实际上，事务性问题在工作流管理系统中更为重要。因为工作流 管理系统比数据库管理系统的操作更复杂，分布更广、异构性程度更高，因而 工作流执行过程中出现错误的可能性更大，错误造成的后果非常严重。如果能 够实现将事务管理技术应用于工作流管理中，必然会大大提高工作流管理系统 在正确性和可靠性等方面的性能水平，尤其是在虚拟企业应用情况下，系统的 5 第l 章绪论 正确性和可靠性具有决定性的作用。 研究人员在数据库事务模型的基础上，提出了多种高级事务模型( a d v a n c e d t r a n s a c t i o nm o d e l ) 来描述工作流过程，包括嗽套事务模型、多层事务模型、柔 性事务模型等。高级事务模型放宽了经典事务模型对a c i d 特性的要求，以适应 不同性质的实际问题，因此又被称为扩展事务模型。a n d r e a sr e u t e r 等人在德国 s t u t t g a r t 大学的c o n t r a c t s 研究项目中认为扩展事务模型不能有效进行长时间事 务管理。该项目首次真正把工作流作为研究对象。c o n t r a c t s 模型跳出了原有的 高级事务模型的局限，提出了自己的高级数据模型和高级并发控制机制。g e o r g i a 大学的a m i ts h e t h 等在高级事务模型的基础上提出了事务工作流( t r a n s a c t i o n a l w 碱n o w ) 的概念，完全从工作流的角度进行任务的结构化定义以及基于任务 问依赖关系的工作流定义。一个事务工作流包含了多个任务的协作运行，这些 任务可能要访问异构、自治、分布的数据库系统，任务问的协调则通过基于相 互依赖的控制流方法进行描述。 国际上的一些研究项目也已经取得了一定的成果。例如，i b ma l m a d e n 研 究中心开展的研究项目e x o t i e a 研发的e x o t i c a j f m q m ( f l o w m a r ko nm e s s a g e q u e u em a n a g e r ) 提供了一个中间件e x o t i c a f m t m ，它可以用作将复杂的高级事 务模型转化成工作流过程模型的预处理器。用户创建了符合规范的事务模型之 后，预处理器就可将之转化为f l o w m a r k 过程模型。又如德国萨尔兰大学 ( u n i v e r s i t yo f s a a r l a n d ) 、苏黎士联合银行( t h eu n i o nb a n ko f z u r i c h ) 和苏黎 士工程研究院( e t hz u r i c h ) 合作的研究项目m e n t o r ( m i d d l e w a l ef o r e n t e r p r i s e w i d ew o r k f l o wm a n a g e m e n t ) 中开发的工作流管理系统中包括了日志 管理器、历史管理器和一个中央监控器t pm o n i t o r 。日志管理器记录工作流机的 操作，包括工作流中所有的状态改变、事件和控制流相关数据( c o n t r o l - f l o w r e l e v a n td a t a ) 的变化，以用于恢复。它通过向t pm o n i t o r 发送事务型的请 求，将向外发出的同步信息与日志管理器的记录绑定为个事务，保证整个系 统的一致性。历史管理器用于对数据库进行修改并记录，它还负责记录目前正 在运行和已经结束的工作流实例的状态，以实现状态查询、实例控制和事后评 估。t p m o n i t o r 为系统提供了可靠的消息队列，能够保证一个事务内部各项操作 的原子性，并确保每条消息只被发送一次。t pm o n i t o r 还记录系统中各个部件的 登录和退出。当其中一个节点失效时，t p m o n i t o r 会自动重新启动之。并参考日 志记录将该节点恢复到上一次同步时的状态。 基于事务的工作流管理系统目前还处于发展的初级阶段。由于其在保证工 作流管理系统的可靠性和出错恢复上有重要意义，必将会得到充分的重视和发 6 第l 章绪论 展。 一 工作流管理技术与事件驱动技术的结合 事件驱动提供了一种统一的组件行为描述机制，可以通过严格定义事件语 义来保证工作流的正确执行及其监控。基于e c a 规则实现的工作流管理系统以 事件驱动工作流实例的推进。以事件驱动为核心不仅可以处理复杂的工作流过 程，而且允许在工作流执行过程中修改过程结构，能够大大提高系统柔性。 有研究人员提出了一种综合了面向对象数据库技术、角色技术和e c a 规则 的工作流管理系统。该系统以面向对象数据库为基础，在数据库的上层定义了 基于e c a 规则的主动部件和通用的对象基类。这些基类可以生成工作流模型。 通过在对象中引入角色以处理工作流执行过程中组织的变化。基于e c a 的主动 部件用于处理工作流执行过程中的变化。 瑞士苏黎士大学计算机系的研究者还提出了一种基于事件的工作流执行服 务中间件平台体系结构，成为e v e ( e v e n te n g i n e ) ，用以集成工作流执行过程 中松散耦合的分布式功能组件( 包括各类企业应用) 。在e v e 的体系结构中，工 作流的执行由分布在网络上的代理( b r o k e r ) 通过响应由e v e 服务器( 相当于 工作流机) 检测到的事件来完成，同时，代理在提供服务的过程中又会产生新 的事件。每一个代理代表一种活动任务的处理实体，其行为由e c a 规则来定义。 e v a 中定义了多种不同的代理，分别用于提供用户接口、组织管理、外部应用 集成以及系统组件等功能。 - 工作流管理技术与移动代理技术的结合 所谓“可移动代理”是一段可以在自身的控制下由异构网络系统中的一台 机器转移到另一台机器上运行的程序，也就是说，可移动代理能够在执行到某 一点时挂起自身程序，将代码传递到另外的网络节点继续运行。 由于可移动代理能够移动到网络上用户所需数据资源的所在地，可减少网 络流量，加上代理移动时，可以携带过程所需的执行代码与数据，无需每一步 都通过中央服务器来交换数据，因此，基于移动代理技术实现的工作流管理系 统可以在一定程度上解决集中式工作流管理系统的性能瓶颈和单点失效问题。 利用移动代理的持久能力，还可以间接保证系统的可靠性。即使最初生成移动 代理的主机处于非连接状态，代理依旧能够自主地在网络上的不同机器间移动 和执行，这种计算模式特别适用于复杂的计算环境，如移动计算。 达特茅斯大学( d a r t m o u t hc o l l e g e ) 计算机系开发的工作流系统d a r t f l o w 就是一种基于可移动代理的工作流管理系统。它较好地解决了一般工作流管理 系统所欠缺的柔性、自适应性、规范性等问题。 7 第1 章绪论 随着市场竞争的加剧，电子商务、虚拟企业和供应链等管理理论的发展， 跨组织的工作流必将成为企业运行的主体形式。在协作主体上，工作流往往跨 越部门( 企业内部) 和虚拟企业( 组织之问) ，而非仅局限于同部门成员。 业务的大规模化、网络化和分布化导致工作流的分布化、复杂事务化和w e b 化是未来的一个发展趋势“”。”。在这样的环境条件下，工作流管理系统正在日 益朝着开放化和可重构化方向发展。主要表现在以下方面： 夺支持异构、自治、分布的运行环境( h a d 环境) ； 夺实现历史遗留系统集成； 夺支持事务工作流； 夺支持面向w e b 的应用等。 t 2 3 虚拟企业工作流管理系统研究评述 有关采用工作流技术来管理虚拟企业的课题已引起了学术界的广泛关注。 例如，m c c u s k e r ( 1 9 9 3 ) 认为非常有必要在虚拟企业中实施工作流管理，因为 工作流管理可以在一定程度上防止虚拟企业商业过程失控5 1 。而a l a nb e r f i e l d ( 2 0 0 2 ) 等更认为建立虚拟企业需要解决的主要问题之一，就是在分布、异构、 自治的环境下动态的扩展和整合成员企业工作流管理系统”，。 国际上的一些研究项目已经开始在这一新的应用领域开展工作流管理问题 的研究“”1 “。例如i b m 领导的n i l l p 项目、美国的t e a m 计划，还有w i s e 、 c r o s s f l o w 、v i v e 、a c e f l o w 等。但是其中大多数的解决方案主要面向合作 关系长期稳定的虚拟企业，要求企业间业务流程预先确定并且固定，如果动态 性和不确定性较强就不适用了。这里介绍两个对于本文参考价值较大的项目： w i s e 和c r o s s f t o w 。 w i s e ( w o r k f l o wb a s e di n t e m e ts e r v i c e s ) ”。，旨在设计、构建和测试一个 能可靠用于商业的分布式i n t e r n e t 应用开发架构。该架构提供了一个基于i n t e m e t 的工作流引擎，该引擎在控制分布式应用执行中起着相当于分布式操作系统的 作用，还提供了定义和监控过程的过程建模工具。它通过提供个基于代理 ( b r o k e r ) 的平台，与异构的独立的应用程序交互并实现事务机制，从而将工作流 系统扩展到i n t e m e t 上。这些解决方案将集成为一个健壮的、安全的以及具有扩 展性的执行机( e x e c u t i o ne n g i n e ) ，从而能以分布的方式控制i n t e r n e t 上应用程序 的执行，解决目前工作流系统的局限。 c r o s s f l o w ”是一个研究虚拟企业中跨组织工作流管理支持的欧洲研究项 8 第1 章绪论 目。它的目标是开发和实施跨组织工作流和电子贸易环境下连接w f m s 和不同 组织的其他类似于w f m s 的机制。c r o s s f l o w 为跨组织工作流定义了一种面向服 务的模型，在该模型中，一个服务规定了其完成工作流中的哪一部分应用。 c r o s s f l o w 还介绍了一种灵活的变化控制机制，以对工作流执行中的潜在问题做 出反应。 针对合作关系会发生动态变化的虚拟企业，m i a m i 项目用基于代理的工作 流管理系统完成企业问共享业务过程的执行，分布在不同业务域的专用工作流 ，弋理相互合作，完成所共享的虚拟企业过程实例。m i a m i 项目首次引入了动态 虚拟企业的概念“7 “”3 。 还有一个e u r e s c o mp 8 1 5 项目，它的目的是发展一个跨企业的开放、分 布、自适应、基于代理的工作流管理系统，它全面采用、发展并成功证明了自 己所提出的分布、自治的跨企业域进行业务过程执行和管理的概念，也可以为 动态虚拟企业提供跨组织工作流支持“”1 。 从国内的研究情况来看，实质性的成果还比较少。北京航空航天大学的刘 洋、王勇等提出了基于w e b 服务的跨组织工作流管理系统，给出了系统的设计 原理、总体结构和实现机制，并研究了关键技术和算法等“。西北工业大 学的张锋铭博士对虚拟企业工作流的基础技术和关键技术进行了深入的研究， 并且实现了一个基于多代理和w e b 服务的原型系统“。 从文献情况来看，尽管对h a d 环境下的跨组织工作流系统的研究已经引起 了相关领域学者的重视，但已有研究大多只是提出了跨组织工作流系统的模型 和建立原则，关于h a d 环境下工作流系统与分布式系统的集成的研究成果总体 上讲还不丰富。 1 3 论文的研究思路和内容框架 构建跨企业工作流管理系统是实现h a d 环境下虚拟配送中心业务流程管王早 的个有效方法。本文作为高等学校博士学科点专项科研基金项目“虚拟配送 中心运作模式”研究任务的一部分，在结合国内外相关研究的基础上，分析了 虚拟配送中心工作流管理系统的构建要求，提出了一种针对虚拟配送中心运作 的基于w e b 服务技术的系统结构和解决方案。 文中结合企业间业务流程再造理论和跨企业工作流授术，建立了虚拟配送 中心跨企业工作流模型，给出了虚拟配送中一c c e 作流管理系统框架，讨论了工 作流的互操作模式及虚拟配送中心工作流管理系统的集成方式，并在理论和技 9 第l 章绪论 术研究的基础上，开发了一个基于m v c 模式的，采用j a v a 、w 曲服务、x m l 和m y s q l 等技术的跨组织分布式工作流管理系统一一v d c w f m s ( v i r t u a l d i s t r i b u t i o n c e n t e r w o r k f l o w m a n a g e m e n ts y s t e m ) 。全文安排如下： 第一章分析了当今市场环境下企业所面i f i ；的经营管理挑战，提出了h a d 环 境下虚拟配送中心工作流管理问题，并对相关研究作了有重点的回顾和评述。 第二章介绍了企业业务流程的相关理论，并进步引申到对企业问业务流 程再造的探讨。第三章主要研究了跨企业业务流程集成问题，在介绍了工作流 的相关概念和基本知识的基础上，加以扩展，提出了跨企业工作流管理系统的 研究论题。 在第二章和第三章的基本理论和技术知识的指导下，第四章侧重于从理论 抽象角度，介绍了工作流模型的概念和建模方法，并根据虚拟配送中心的具体 特点，重点探讨了h a d 环境下虚拟配送中心工作流模型的构建问题。第五章侧 重于从技术实现角度，描述了虚拟配送中心工作流管理系统原型的系统框架、 互操作模式和集成方式等，并对其实现细节作了翔实的介绍。这两章是本文的 重点。 第六章对全文作了总结，并指出了进一步研究的方向。 论文的框架结构如图卜4 所示： 图卜1 论文的内容框架 1 0 第1 章绪论 1 4 本章小结 本章从分析当今市场环境下企业所面临的经营管理挑战出发，提出了虚拟 配送中心工作流管理问题，并对相关研究作了有重点的回顾和评述。虚拟企业 工作流已经成为国际上研究的热点，结合虚拟配送中心的应用实际，对该技术 进行深入研究对虚拟配送中心的业务流程实现自动化和哳调控制具有深远的意 义。 第2 章企业间业务流程及其再造 2 1 企业流程 第2 章企业问业务流程及其再造 “流程”和“过程”之间的差别非常微妙，是一对同义词。一般认为，在 企业管理范畴中，“过程”和“流程”可以等同。 在i s 0 9 0 0 0 中对于流程( p r o c e s s ) 是这样定义的：一组将输入转化为输出 的相互关联或相互作用的活动，如图2 一l 所示。 输入资源( 输出顾客满意的价值 图2 1 流程 上述定义指出了流程的几个重要特征，即由活动组成、具有输入和输出、 具有特定的目的和可分解性。 流程的涵义很广，企业或者组织中部存在流程。按照企业流程所涉及的组 织范围，可以有企业问流程、企业内流程、部门问流程和部门内流程。 企业间流程涉及多个企业，也称为多企业流程，是由若干个企业流程有机 组合而成的一个具有一定功能的复杂的流程。 企业内流程是指涉及整个企业的流程。 部门问流程则指涉及企业内部的多个职能部门，但不一定包括整个企业的 所有部门。 而部门内流程只涉及企业内的某个职能部门。一 我国学者蒋志青0 7 1 根据多年的工作实践和理论研究，按照流程所处理的事 务性质，将企业流程分为经营流程、管理流程和业务流程。 - 经营流程主要是设定企业目标和为实现目标进行资源配置，如价值定位、 目标定位和产品定位，资源配置计划，确定基本流程等。 - 管理流程为实现企业目标而有效地利用资源的具体过程，如人力资源管理 流程、财务管理流程、技术及设备管理流程、质量管理流程等。 - 业务流程确保某项特定的业务有效地并且有效率地执行的过程，如市场营 销流程、设计开发流程、生产流程、销售管理流程、储运管理流程、服务管 第2 章企业间业务流秽及其再造 理流程等。 其中，经营流程决定业务流程的方向，管理流程是经营流程和业务流程的 支撑。三者关系如图2 2 所示： 巴卜冒 广一 l 巴掣一 图2 - 2 经营流程、管理流程和业务流程之间的关系 企业通过业务流程建立和发展顾客关系，将满足顾客需求的产品和服务交 付给顾客。它涉及信息、需求、预测、计划、采购、生产、仓储、运输和交付 等的全过程。业务流程设计的目的是要按尽可能低的成本、最快的速度支持业 务活动，以增值和响应速度为标准，提高执行力，满足顾客的产品和服务需求。 ! 臣务流程是企业的核心流程，也是流程再造、优化和工作流实现的重点对 象。 2 2 企业业务流程再造 对企业业务流程有多种理解，迄今为止，仍未形成公认的定义。许多学者 从不同角度提出了自己的定义。 d a v e n p o r t ( 1 9 9 3 ) 将企业业务流程定义为：“一系列结构化的可测量的活动 的集合，并为特定市场或特定顾客产生特定的输出是活动的组合。” j o h a n s s o n 等( 1 9 9 3 ) 给出的定义为：“一系列把输入转化为输出的相联系的 活动的集合。它应该对输入增加价值，并产生对输入的接收者更有效的输出。” h a m m e r ( 1 9 9 6 ) 则认为是“一系列完整的端对端( e n d - t o e n d ) 的活动，联 合起来为顾客创造价值。” 从上述定义可看出： ( 1 ) 企业业务流程是为顾客服务的，其目的在于向顾客提供价值； ( 2 ) 业务流程是跨越了组织和职能界限的： ( 3 ) 业务流程的目标是通过将输入转化为输出来实现的，而转化则是通过 1 3 第2 章企业间业务流程及其再造 一系列相关的业务活动的完成来实现，活动的完成需要消耗资源和时间； ( 4 ) 业务流程的优劣可通过绩效指标进行评估。 同样的，对企业业务流程再造( b u s i n e s sp r o c e s sr e e n g i n e e r i n g ，b p r ) 的具 体定义也是众说纷纭。 最先提出b p r 理论的m h a m m e r ( 1 9 9 0 ) 认为，b p r 是对企业业务流程作 根本的再思考和彻底的重设计，以求成本、质量、服务、效率等关键经营指标 取得大幅度的改善。 t d a v e n p o r t 和j s h o r t ( 1 9 9 0 ) 的观点是，b p r 是对组织内或组织间的工作 流程所进行的分析与设计。 n v e n k a t r a m a n ( 1 9 9 1 ) 给出的定义为，b p r 是运用信息技术从根本上重构 业务的经营方式，并且在设计信息系统时不是把原来的业务流程作为约束前提， 而是将其加以重新设计，从而最大限度的发挥信息技术的能力。 r l m a n g a n e l l i 和m m k l e i n ( 1 9 9 4 ) 则认为，b p r 是对企业中战略性的