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中国科学技术大学硕士学位论文基于b p m 企业信息系统开发平台的研究与设计 摘要 信息系统是企业中的一个组成成分，它主要通过对信息技术的使用，向企业 内部员工和客户提供所需的物资、产品、信息和能力。随着新信息技术的不断涌 现，信息系统的开发方法也日新月异。b p m 、b p m l 、b p e l 、网络服务和x m l 技术的 逐渐流行，使得信息系统的研究突破性的向前迈进。一些部门的研究也表明，信 息系统的开发正经历着革命性的变化。 本文在回顾传统信息系统开发模式的基础上，主要讨论了基于b p m 的信息系 统开发模式。业务流程管理( b p m ) 是通过一些技术手段，对企业的业务流程进 行梳理、分析、改善和监控，并通过对业务流程的持续优化，从而有效地降低业 务处理成本，提高业务处理效率，并快速反应市场与客户需求，进而提升企业决 策反应能力。 按照b p m 开发模式，本文详细的进行了信息系统开发平台的设计。信息系统 开发平台包括两个主要部分，分别为业务建模平台和业务流程执行平台。而其中 的核心技术则为业务模板的规范定义，其定义参照b p m l b p e l ，在实际设计中， 借鉴或修改这两标准，形成一个可实现绝大部分功能的标记集合。最后在第五章 中，根据第四章的平台设计要求，实现了基于b p m 的信息系统模拟开发平台，包 括界面实现、基本功能实现等，基本满足设计要求。并在该章的最后，介绍基于 b p m 信息系统开发平台的特点。 本文重点集中在b p m 开发模式和基于该模式的信息系统开发平台的研究与 设计。其创新之处在于提出了精简的x m l 文档的标记集合，即业务模板，基本满 足平台开发的要求。并在此基础上，初步完成了该开发平台的实现。 关键词：信息系统：b p m ；开发模式；开发平台；业务模板；网络服务 中国科学技术大学硕士学位论文 基于b p m 企业信息系统开发平台的研究与设计 a b s t r a c t i n f o r m a t i o ns y s t e m ( i s ) i sav e r yi m p o r t a n t p a r to f a n e n t e r p r i s e i sp r o v i d e st h e m a t e r i a l ，p r o d u c t ，i n f o r m a t i o na n dc a p a c i t yf o re m p l o y e e sa n dc u s t o m e r sb yt h e i n f o r m a t i o nt e c h n o l o g y ( i t ) w i t ht h ee m e r g e n c eo ft h en e wi t , l i k eb p m ，b p m l ， b p e l ，w 曲s e r v i c e sa n dx m l ，t h ed e v e l o p m e n tm o d e lo fi sc h a n g e sw i t he a c h p a s s i n gd a y i nt h eb e g i n n i n go ft h et h e s i s ，w eh a v es u m m a r i z e dt h et r a d i t i o n a ld e v e l o p m e n t m o d e l sm a i n l yu s e dn o w b u tt h e r ea r es o m el i m i t a t i o n sa n dd e f i c i e n c ye x i s t i n gi n t h e s et e c h n o l o g i e s ，s ot h en e w d e v e l o p m e n tm o d e lo fb p mt e c h n o l o g yi sp r e s e n t e d i nt h ef o l l o w i n gp a r t , w em a k eaf u l li n t r o d u c t i o no nb p m ，b p m l ，b p e l ，w 曲 s e r v i c e sf r o mc o n c e p t ，r e s e a r c hm e t h o d ，c l a s s i f i c a t i o n , d e v e l o p m e n t a lt r e n d ，a n ds o o n b a s e do nb p m ，w ei n t r o d u c et h e d e s i g n o fi s d e v e l o p m e n tp l a t f o r m t h e p l a t f o r m i n c l u d e st w op a r t s ，w h i c ha r eb u s i n e s sm o d e l i n gp l a t f o r m ( b m p ) a n d b u s i n e s sp r o c e s se x e c u t i o np l a t f o r m ( b p e p ) a n dt h ek e yt e c h n o l o g yi sb u s i n e s s t e m p l a t e 每个流程都有输入和输出。顾客下订单是输入，输出则是交货给顾客和收款。 ( 2 ) 每个流程都有顾客。所谓顾客，就是企业为之做事的入或机构。丽顾客对企业的 任何一项需求，就是一个订单。 ( 3 ) 每个流程都有个核心的处理对象，一个大的流程往往是实现一个对象的生命周 期。例如，销售合同完成过程的核心处理对象是销售合同，整个过程是：从获取合同( 诞生) ， 到执行用户验收、付款，实现公司销售收入为止的全生命周期。 ( 4 ) 流程往往是跨职能部门的。销售合同完成流程可能经过销售部门、采购部门、生 产部门、财务部门。 表面上看，企业组织是以业务和职能部门来划分的，但实际上起作用的是流程。没有一 个部门单独的活动能够刨造价值只有将所有活动一起放在一个整体框架里进行才能创造价 窟 中国科学技术大学硕士学位论文基于b p m 企业信息系统开发平台的研究与设计 值，那个框架就是流程。它是一组相互关联的工作或活动，它们一起给顾客创造价值。作为 各部门不同人员活动的组合，流程在运转中实现了价值的增长。 3 1 1 。2 业务流程管理b 眦( b u s i n e s sp r o c e s sm a n a g e m e n t ) 业务流程管理( b u s i n e s sp r o c e s sm a n a g e m e n t ，b p m ) 是通过一些技术手段，对企业的 业务流程进行梳理、分析、改善和监控，并通过对业务流程的持续优化，从而有效地降低业 务处理成本，提高业务处理效率，并快速反应市场与客户需求，进丽提升企业决策反应能力。 。过去的技术所能够提供的自动化程度都是有限的，因为它们无法把复杂的系统连接起来或 是执行以人为中心的业务处理工作。b p m 的出现，代表了一种重要的管理方式和技术的转 变，它使得企业应用之间不再孤立，能够在全公司范围内实现自动化。企业软件更加模块化、 标准化，从而使公司变得更加敏捷、更加灵活。 b p m 能够用来使任何流程实现自动化。最常用的就是实现跨系统流程的自动化，比如 涉及到多个系统的顾客供货流程。b p m 最突出的就是能够实现自动和手工混合流程的自动 化。举个例子信用处理和购买确认涉及到与多个系统的交互，还包括一些手工处理。b p m 能够把这个流程中的所有系统连接起来，实现所有步骤( 包括手工的和系统实现的) 的自动 化。多个流程可以作为独立的单元进行处理。也可以联合起来形成一个更高层次的流程。 企业流程管理的目的是构建一套业务流程自动化系统，帮助企业管理和优化企业的业务 流程，井从优化的业务流程中创造更多的效益。企业流程管理的核心部分是一个自动化的、 具有分析能力的流程处理中心。 在现代企业中，信息化的程度不断提高，但企业的业务处理效率依然取决于流程逻辑运 行的效率和处理流程的人的效率：一个流程( 很可能是非常庞大的项目) 的处理时问= 流 程中各个步骤处理所需的时间+ 各个步骤处理间的等待时间当各个步骤处理所需的时问不 变时，如何尽可能缩短每个步骤处理间的等待时间，优化所有事务中的步骤传递逻辑，就成 为了企业效率的关键。 因此，一个有效地提升企业业务流程处理效率的步骤为：深入了解企业目前的运作流程、 分析和进行流程的优化，并进行有效的监控和管理，并在不断的应用中持续优化和改进使 企业在持续的流程改进中获得更多的效益。 9 中国科学技术大学硕士学位论j 基于b p m 企业信息系统开发平台的研究与设计 3 1 2b p m 的特点 在关系型数据库出现之前，数据都是和应用连在一起的，这成了一个发展瓶颈。现在流 程足和应用连在一起的，这也成了一种瓶颈。事实上，流程独立性和数据独立性是相似的。 不过流程独立性更进步的一个地方在于，它是一种高层次的单元，它的抽象性可能会引起语 义的发展，这些数据独立性都是无法做到的。 b p m 解决方案能够迅速产生可见的效果。b p m 能够处理微观的只涉及单一业务部门内 的流摧，也可以处理宏观的跨越整个价值链的复杂流程，这样就可以在局部迅速产生回报。 b p m 还能够以增量方式在已有的系统上进行实施，因此就不会有把系统推倒重来那样的高 成本、长时间和高风险。 领先的b p m 产品都能够提供工具，以便进行迅速的流程设计、集成和执行。不仅是提 供可视化的流程建模上具，而且可以在短时间内用很小的成本完成流程的实施。而且每个流 程用户界面、数据元素、业务规则、工作流都能够不用编程就定义。这种能力既能够使 专业l t 人员投入更多的力量子深层的系统技术和集成也让业务入员能够参与并贡献其专 业业务流程知识，参与到业务流程的改造中。 而b p m 的另一个特点是灵活。不像很多信息系统的实施，要么是为企业度身定做，要 么就是企业改变自身去适应软件。而b p m 系统则不同，它的目标虽然也是使企业的流程成 为最优但是它的起点就是企业的现有流程，因此，系统的实施的起点也就是企业的现状 然后逐步向这目标同步迈进。 使用b p m ( 业务流程管理) 能使企业能够自行定义并实施全新的业务流程以便达成战 略目标。通过b p m 能够创建一个流程知识库，在日常工作中，企业经理们能够参考这个流 程知识库，使用可视化的工具对流程进行修改、实施和监督其执行。有了b p m ，业务流程 的改变可以真接通过b p m 来执行，同时将大量减少以往信息化过程中商业模式和i t 系统 的配合问题。 实际上b p m 能够实施持续的流程改造，这是因为，在b p m 系统的管理下，流程活动 能够被实时计算和评价，其结果再被用来改变和优化处理流程。因此，b p m 使得业务流程 持续改进成为可能。这种持续改变，对于一个企业来说，是必要的。正如质变需要量变的积 累一样。企业管理模式的改变也不能够期望一蹴而就。市场、人员、技术都在不断变化，不 可能存在一种模式会永久有效。任何有价值的模式都必须因环境变化而不断调齄，b p m 恰 恰能保证这一点。 1 0 中国科学技术大学硕士学位论文基于b p m 企业信息系统开发平台的研究与设计 3 1 3b p m 与b p r ( 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 ) 1 9 9 3 年以前，b p r ( 企业流程再造) 概念提出之后，逐步成为企业实施管理信息化工 程的指导思想。然而，就是在这个思想的指导下，全球的e r p 项目实施成功率不到2 0 。 了二是，自2 0 0 2 年起。业内人士开始质疑b p r 。井以b p m ( 企业流程管理) 来取代b p r 。 b p r 是指通过重新设计组织经营的流程。以使其增值内容最大化，其他内容最小化。 从而获得绩效改善的跃进。b p r 所强调的是突变( 跃进) 。基本理论是信息化的管理手段与 传统管理手段存在巨大区别，以及企业处在竞争更激烈、顾客处于主宰地位和迅速变化的市 场环境中。b p r 失败的原因在于背离了人们循序渐进认识问题这一基本规律。 b p m 是一种以规范化地构造端对端的卓越业务流程为中心，以持续地提高组织业务绩 效为目的的系统化方法。 虽然二者都强调通过改造流程来改善绩效但其中有两点重要区剐：其一，b p m 强调 规范流程，而不一定要完全重新设计流程；其二，b p m 方法是持续提高组织绩效，而不提 倡“跃进”，从以前b p r 的教训看，这种提法是比较实事求是的。而且b p m 具有更多的工 具和方法。例如使用建模工具不仅可以快速定义流程和表单。而且可以逼真模拟新建流程 的工作过程和绩效表现，从而大大降低了企业新流程上线可能带来的各种风险。 3 。1 4 基于t t p m 信息系统开发模式发展原因 企业信息系统软件为公司内大部分业务流程提供了接口和执行能力。在目前瞬息万变、 竞争激烈的市场中，企业必须变得敏捷灵活才能生存下来。而以前的企业软件信息系统缺乏 灵活性，这正成为企业竞争成功的障碍。 这种状况通常是企业经过2 0 到3 0 年的发展而形成的。公司内存在着各种各样的操作系 统、应用软件、硬件、接口、软件平台以及行业软件包。这些遗留技术的大杂烩又叫做 功能“烟囱”使得公司的i t 系统变得十分脆弱，难以维护或加强。 要解决以上问题，我们需要一种新的开发应用软件的方法，它必须支持变化、连接，较 短的开发周期以及企业间协作流程的自动化，并且这种方法不需要企业在实施前几个月或几 年就做出设计决策。 我们不能因为原来的企业软件无法适应变化不管这种变化来自于业务方向的调整 还是解决问题新思路的发现而丧失商业机会。我们需要一种更好、更快、更便宜的方法 来开发灵活f 勺适应性强的软件。 中国科学技术人学硕士学位论文基于b p m 企业信息系统开发平台的研究与设计 软件需要一种新的改进的制造流程，以缩短开发周期，提高质量。现在的许多焦点技术 ( 例如w e bs e r v i c e s 、x m l 以及一系列新的图形模型工具) 正使软件变得模块化、可连接。 随着这些技术的发展，软件将会是从一些现有的模块中纽装起来，而不是每次都要从头开始 写。 一种新的开发方法是必需的，因为要达到灵活性不是靠创建一个新系统就能解决的，这 需要把所有的应用联合起来形成一个网络来解决。 即使是在现在这么不景气的i t 环境f ，b p m 仍能紧紧抓住f t 执行官的目光，因为它 能够解决三个重要问题。这三个问题几乎能在每个i t 部门前五位问题列表上找到： 软件集成的成本和难度 软件维护的成本和难度 现有技术所能创建软件类型和范围的局限性 不仅如此，b p m 还能够以增量方式在已有的系统上进行实施，因此就不会有把系统推 倒重来那样的高成本、长时间和高风险。 总的来说，b p m 的基础是开放性的流程，这些流程能够在图形界面中组合成更大的流 程。这些更大的流程内的数据流通过一种开放性的公开语言来展现。由于流程的独立性和可 存取性以及x m l 创建半结构化数据的能力，这些流程能够存取工具软件从而能享受 e m a i l 和办公软件的强大功能和灵活性。这构成了b p m 和端到端业务流程自动化的基础。 第二节基于b p i i 信息系统开发的关键技术 3 2 1 通用语言b p 虹 业务流程建模语言( b u s i n e s sp r o c e s sm o d e l i n gl a n g u a g e b p m l ) 和业务流程执行语言 ( b u s i n e s sp r o c e s se x e c u t i o nl a n g u a g e ，b p e l ) 是w e bs e r v i c e s 专门为b p m 设计的语言。 这两种语言都能够用一种通用标准的方式把企业和应用内的流程串联起来。它们能够用一种 不可预见的非确定性的方式来描述业务流程，从而提供一种高度的灵活性。具体的讲，这两 种语言能够描述以人为中心的活动、自动化的机器业务、流程中变化，能够比传统的计算机 语言更有效的实现并行活动。 这两种语言是模拟和连接业务流程的方法，是实现b p m 信息系统开发的关键。 1 2 中国科学技术大学硕士学位论文基于b p m 企业信息系统开发平台的研究与设计 3 2 1 1 b p m l 定义 业务流程由下面四种实体组成：流程( p r o c e s s ) ，活动( a c t i v i t i e s ) ，组件和数据 ( c o m p o n e n t s ) ，控制部分( c o n t r 0 1 ) 。 流程：能够完成预定任务的一组顺序执行的步骤，一个流程包括活动和相关数据。 活动：一个活动即是流程中的一个步骤，有自己的名字、类型、执行条件以及限制。 组件：指实际的应用软件，例如用来存储数据的数据库。 控制部分：用来决定将要执行的活动以及利用数据连接器( c o n n e c t o r ) 控制活动中 间传递的数据流。 b p m l 是基于x m l 的扩展，由b p m i 于2 0 0 1 年3 月提出，是描述业务流程建模的元 语言，同时b p m i 提出了相应的规范对如何使用b p m l 描述业务流程做了详尽的规定。 b p m l 中的实体由参与者( p a r t i c i p a n t ) ，简单活动( s i m p l ea c t i v i t y ) ，复杂活动( c o m p l e x a c t i v i t y ) ，流程活动( p r o c e s sa c t i v i t y ) ，消息( m e s s a g e ) ，规则( r u l e s ) ，事务( t r a n s a c t i o n ) ， 流程数据( p r o c e s sd a t a ) 组成。这些实体在b p m l 流程文档中用b p m l 定义的标签来表示， 例如一个流程的参与者是那些与流程交互的实体，交互的实体可以是应用程序，也可以是人， 它的标签为 。 b p m l 是一种象x m l 用于业务数据建模一样的应用于业务流程建模的交互语言。更多 的专用的业务流程建模语言可以用标准b p m l 来定义，b p m l 本身也使用了x m l 技术。 b p m l 使得流程定义清晰化成为可能。它确保流程的定义在产品生命周期内保持一致， 因此b p m l 允许项目领导、流程分析师和技术人员分享自身的设计、实旌并改善流程。同 样的，因为基于业务伙伴间对业务流程的一致认识，协同工作也将变得简单。由于有了清晰 明确的流程定义，公司的集成也将变得简单。同样，这样的流程定义也给业务的外包提供更 好条件。 据f o r r e s t e r r e s e a r c h 公司的一份研究报告。到2 0 0 4 年b m p l 语言将成为业界标准。到时 电子商务的合同将会是机器可识别的流程描述，这使提交和验证顾客商务流程自动化，从而 实现电子商务自动化和2 4 小时无人值守运作模式。 3 2 2b p e l 3 2 2 1b p e l 定义 用于w e bs e r v i c e s 的业务流程执行语言( b u s i n e s sp r o c e s se x e c u t i o nl a n g u a g ef o rw e b 中国科学技术大学硕士学位论文基于b p m 企业信息系统开发平台的研究与设计 s e r v i c e s ，b p e l 4 w s ，即b p e l ) 是由m i c r o s o f t 、i b m 和b e a 共同开发，它融合了 m i c r o s o f t 和i b m 各自开发的上一代流程语言：x l a n g 和w s f l 。b p e l 的基本功能在 于能够对w e bs e r v i c e s 加以编排和协调，以便它们开展协作和事务性行为。b p e l 规范已 作为协议标准提交至o a s i s 标准机构进行审核和最终命名，以供公众使用。 b p e l 为指定基于w e b 服务的业务流程行为定义了一种表示方法。用b p e l 4 w s 表示 的流程只能通过使用w e b 服务接口来导出和导入功能。o 描述业务流程的方式有两种。可执行业务流程可以模拟业务交互中的参与者的实际行 为。相对而言，业务协议使用流程描述来指定涉及协议的每一方能相互看到的消息交换行为， 但并不公开他们的内部行为。业务协议的流程描述被称为抽象流程。b p e l 4 w s 应被用来模 拟可执行流程和抽象流程的行为。 b p e l 4 w s 提供了正式指定业务流程和业务交互协议的语言。这样做是为了扩展w e b 服务交互模型并使它支持业务事务。b p e l 4 w s 所定义的可互操作的集成模型应该能够促进 在企业内和企业间的自动流程集成的扩展。b p e l 采用x m ls c h e m a 编写，并正式定义了 用丁纽成复杂的业务流程交互的基础和结构化活动。v i s i o 和v i s u a ls t u d i o n e t 的b p m 模 板均可以从流程的图形表示生成b p e l 指令集。 作为标准的w e bs e r v i c e s 编排语言，b p e l 将在w e bs e r v i c e s 技术的广泛应用中起到 关键作用。尽管w e bs e r v i c e s 为在无限制网络上进行应用程序间的消息和方法调用提供了 具体方法，但其自身却无法满足业务流程的操作要求，它们将表现为一系列偶然而有序的活 动，执行这些活动将及时产生可预见且可重复的结果。如果在b p m 环境中部署b p e l 且 该环境支持b p e l ，则w e bs e r v i c e s 将会满足这些标准。 3 2 。3w e bs e r v i c e s b p m 与w e bs e r v i c e s 是一种协作关系，因此b p m 能够利用w e bs e r v i c e s 已经建立好的 市场声誉。b p m 被认为是一种能够从业务领域和应用领域出发提供全盘的商业解决方案的 方法论。而具有平台独立性的w e bs e r v i c e s 能够为达成b p m 的目标提供一个技术平台。但 是与抽象的w e bs e r v i c e s 比起来，b p m 更能够引起用户的共鸣。 3 。2 3 。lw e bs e r v i c e s 定义 近几年来v e b 服务( w e bs e r v i c e s ) 已成为一大热点。支持w e b 服务的软件产品从数据 1 4 中国科学技术大学硕士学位论文 基于b p m 企业信息系统开发平台的研究与设计 库系统，应用服务器，标准应用到办公应用，大量涌现，各种支持w e b 服务的开发和部署工 具等也已出现。w e b 服务成为现代系统体系结构的一个密不可分的成分。 w e b 服务是指那些由u r i 来标识的应用组件，其接口和绑定信息可以通过x 2 d l 定义、 描述、发布和查找，并且通过基于i n t e r n e t 协议的x m l 消息交互。简单的讲，w e b 服务 就是可以通过标准的i n t e r n e t 协议访问的虚拟组件。它不依赖于特定的硬件、操作系统和 编程环境。本质上，w e b 服务是面向对象和组件的一种逻辑上的延伸。w e b 服务支持面向服 务体系结构，基于三种角色服务提供者、服务注册中心和服务请求者之间的交互。交互 涉及发布、查找和绑定三类操作。这些角色和操作一起作用于w e b 服务的组件：w e b 服务 描述和软件模块。在这种交互模型中，服务请求者能发现w e b 服务，动态地绑定。w e b 服务 的核心技术是w e b 服务之间的通信，因此，为了使对应的异质、分布和基于动态发现的环境 可以t 作，互操作性是关键，也是各种标准必须满足的。 3 2 3 2w e bs e r v i c e s 应用 目前，企业应用集成已不仅仅局限于集成企业内部的应用。也要集成企业间的应用，即 必须实现跨越i n t e r n e t 的松耦台集成。解决异构应用间的交互、协作，实现i n t e r a c t 范围内 松耦合集成的关键是让软件应用超越现有的分布式组件体系结构，基于x m l 的网络服务技 术正是解决这个问题的有效手段。 通过w e b 服务交互，可以实现多个系统的相互协作，集成分布式应用中的各个组件就 有了一个公共的框架。w e b 服务最终趋向于w e b 服务的复合，而不是各个服务孤立地存在 w e b 服务。复合的本质就是若干w e b 服务协调工作，从而灵活地满足更复杂的业务需求。 w e b 服务的复合隐含着由过程模型驱动，因而也带来了在w e b 服务复合语言设计方面的需 求。在语言和相应支撑系统方面i t 界已有一些初步成果，代表性的工作有b p e l 4 w s ， b p m l ，w s f l ，x l a n g ，w s c i 等复合语言，以及相应的支持系统。 3 2 3x 札相关技术 对于b p m 来说，还有两个因素和通用语言、w e bs e r v i c e s 技术一样重要 非结构化数据向半结构化数据的转换 把工具软件整合到业务流程中的能力 x m l 支持半结构化的数据结构。可以表达像手工信息、文本处理、电子表文件这样有 中国科学技术大学硕士学位论文基于b p m 企业信息系统开发平台的研究与设计 定的格式，但不能被应用直接处理的数据。 第三节基于b p n 信息系统开发模式特点 3 3 1b p m 开发模式 b p b 开发模式代表下一代的信息系统的方向，它的出现可能超越先进数据库管理系统给 信息系统带来的冲击。我们认为下一代的信息系统将是一个崭新的以b p m 为中心，以企业流 程为基础的i t 产品市场。 b p m 开发模式如图3 - 1 所示，通过调查企业信息系统需求，使用业务建模工具创建业务 流程模型，最终形成b p m l b p e l 表示的业务模板，然后通过业务流程执行平台解释生成企业 实际应用信息系统。企业其他的原有e r p 、c r m 或应用信息系统，通过提供w e bs e r v i c e s 接口引用，融合到整个系统之中，形成完整应用。 图3 - 1b p m 信息系统开发模式 根据定义，b p m 技术的一个特征便是设计和开发功能从程序层面提升到了信息( 文档) 和传输( 消息) 层面。应用程序不再是一个以数据为中心和不透明的过程式结构；它是能够 处理丰富( x m l ) 文档向外界暴露的声明性属性的一个消息传递事件或者消息传递代理。 工作流的过程、集成应用程序或者商务伙伴之间的交互由一组经过编排的消息流组成，消息 可以根据消息的内容、格式要求和业务规则被路由、转换和处理。 透明度和模块化也是b p m 技术的显著特征。向外界暴露、能够自我描述和可扩展的不 中国科学技术大学硕士学位论文基于b p m 企业信息系统开发平台的研究与设计 仅仅是文档和消息，就连通过消息和文档进行交换和操作的通信端点定义、服务、业务规则、 转换映射以及过程的执行方法也是如此。流程的某个组件可能与其它组件以“松散耦合”的 方式结合再一起。以便对流程中的一个操作或组件所做的修改不会影响到其它操作或组件。 每一个组件在功能上都独立于其它组件。 3 3 2 与传统信息系统开发模式比较 由第二章介绍的企业信息系统开发模式得知，原先信息系统开发模式各具特色，分别反 映了不同阶段的开发技术水平，对现今企业应用来说，存在着明显的缺陷。 结构化开发方法：结构化开发方法强调系统开发过程的整体性和全局性，适用于目标明 确的大型复杂系统的开发，用户能完整表达需求，周期长，费用高。因此不够适应多变 的需求，或者系统升级换代而且应用失败的可能性高。 原型法：它是一种基干4 g l 的快速模拟方法。它通过模拟以及对模拟后原型的不断修 改最终建立系统。它多被用于小型局部系统或处理过程比较简单系统的设计到实现环 节，时间短，规模小，用户不能清楚表达需求，费用较低。 面向对象方法：面向对象法是一种围绕对象来进行系统分析与设计的方法，适用于系统 需求变化快，重用性较高的情况但是不适合整体规划。 企业信息系统开发方法是影响系统能否成功的关键因素之一。由上面分析可以看出结构 化方法、快速原型法及面向对象的开发方法等都具有其各自的优点与不足及适用范围，对于 开发现今企业这样大型、复杂、安全性、快速反应要求较高的信息系统，上面的任一种方法 开发都没有显示出足够的优势。 而对于基于b p m 的信息系统开发模式。能够快速反应现今企业应用的多变性，企业更 高效、更经济地整合内部系统以及连接交易伙伴。 3 3 2 1 系统可集成性 企业在发展过程中，由于逐渐出现的信息系统需求，企业中存在不只一套信息系统，而 且各信息系统由于开发平台和开发工具的不同选择应用侧重点不一，从企业总体出发，系 统集成的技术难度和费用相当高。 对于原先的信息系统开发方式，当需要把不同的局部应用整合成整体应用时，需要推倒 旧的系统或者在旧的系统基础上，采用昂贵、复杂、私有的集成方法，不仅技术实现上难度 中国科学技术大学硕士学位论立基于b p m 企业信息系统开发平台的研究与设计 高而且系统强壮眭弱，结构无比复杂，不利于以后系统的升级。图3 2 显示了这种系统的 集成方式。 图3 - 2 传统系统集成方式 对于b p m 开发模式，建模丁具和w e bs e r v i c e s 两者合起来提供了一个更强壮的集成平 台。在b p m 中，软件组件是模块化的，在流程层进行组合，这与过去高度复杂的集成技术 相比是一种政进。在流程层进行组合也代表了集成和应用开发相融合的开始。 许多公司，尤其是那些使用e a i 软件包的公司，正从数据级集成向流程级集成升级。 大部分e a 软件包提供编制功能于是编制数据流的公司能够通过加入流程流开始逻辑升 级。经过一段时间后，流程流的比例应该逐步上升，数据流则逐步下降。在完成这一过程后， 或与这一过程同时，公司可以加入人的因素，并逐步转向业务流程自动化。图3 3 以一个简 单的例子表示了这种集成方式。 1 8 中国科学技术大学颇士学位论文 基于b p m 企业信息系统开发甲台的研究与没计 图3 - 3b p m 开发模式的集成方式 3 3 2 2 系统可变更性 对于旧的开发模式，当需求改变时，需要重新通过系统的各个开发阶段，一步步的修改 原系统，处理周期慢，且变更不容易。 对于b p m 开发模式，所有的系统实现均是通过b p m l b p e l 等基于x m l 文档记录的 标记完成的，系统扩充、修改仅需要改变x m l 文档中的元索属性，完全不需要重新编译、 发布系统对于细节级的修改( 如输x 输出样式，界面行为控制) ，完全可以即时进行，甚 至在系统运行中也可以随时调整和修改。 3 3 2 3 系统开发周期 随着企业的快速发展企业信息系统生命周期逐渐缩短，导致要求信息系统开发周期相 1 9 中国科学技术大学硕士学位论文基于b p m 企业信息系统开发平台的研究与设计 应减短。对于旧的开发模式，需要严格按照软件工程理论。经过需求调研、系统分析、系统 实现、系统测试等多个步骤，开发周期一般较疑。 而对于b p m 开发模式，突出的特点就是开发周期短。通过使用建模工具和业务流程执 行平台，大大缩减了编程的工作量，只需关注于业务流程的分析，从而减少了系统开发的时 间。 第四节本章小结 本章通过简单介绍b p m 的相关知识和涉及的关键技术，包括b p m l 、b p e l 、w e b s e r v i c e s 和x m l 等，突显出针对现今企业l t 发展要求，基于b p m 信息系统开发模式的优 势。 中国科学技术大学硕士学位论文基于b p m 企业信息系统开发平台的研究与设计 第四章基于b p m 模式信息系统 开发平台的设计 在本章中，按照b p m 开发模式，将详细的进行信息系统开发平台的设计包括总体设计 和业务模板的设计。信息系统开发平台包括两个主要部分，分剐为业务建模平台和业务流程 执行平台。而其中的核心技术则为业务模板的规范定义，其定义参照b p m l b p e l ，在实际设 计中，借鉴或修改这两标准，形成一个可实现绝大部分功能的标记集合。 第一节平台设计目标 4 1 1 企业的信息系统需求 伴随着i t 应用在企业运营中的逐步深化和企业业务行为的网络化，如何有效的进行符 合企业需求的管理信息系统开发，已经成为软件业广泛关注的话题。 总体来讲，企业对信息系统的需求有以下几方面的变化： 1 、伴随着对业务活动控制的要求越来越精确，软件系统所需要管理和覆盖的业务层次 越来越多，企业对管理软件的需求，已经从传统的财务、生产管理，逐步演进到供应链、客 户关系、营销系统、物流控制系统等业务活动的方方面面，由此带来的软件规模以级数方式 增长。 2 、软件开发周期和生命周期的进一步缩短。技术的发展、竞争的加剧，要求企业的业 务流程、信息流、物流面对变化能够及时进行反应与此相对应企业所应用的软件系统也 必须其备灵活修改和配置的能力。 3 、业务逻辑的复杂，应用规模的增加，使得开发人员和客户之间的沟通变得困难客 户需要一种方便、直观和便于维护的方式进行系统架构和维护，而非难于理解的计算机语言 代码。 4 、软件系统已经日益成为企业运营流程驱动的基础平台，任何情况下的系统停止都将 会给企业运营带来很大的混乱和损失。因此，新的软件系统必须具备全天候运转的能力。任 何的系统变化，流程的修改，必须能够平滑实时切换，在不影响系统运转的 毒况下透明完成。 5 、关联应用需求的增加。供应商、经销商、交易服务商和生产商之间相互联系的愈 加紧密势必要求软件系统需要具备自动关联商业伙伴间系统应用的能力能够灵活的连接 2 中国科学技术大学硕士学位论文基于b p m 企业信息系统开发平台的研究与设计 备种类型的应用系统。 6 、随着互联网的成熟稳步发展，企业愈加倾向于方便快捷且低成本的网络交易，同 时基于互联网的相关技术，如w e bs e r v i c e s 、b p m 、b p e l 等逐渐成为业界标准，新一代信 息系统开发模式崭露头角。 4 1 2 平台设计目标 基于b p m 模式信息系统开发平台是以b p m 为基础，改变以程序为中心的信息系统开 发方法而转变为以流程为中心的开发方式，更能适应敏捷企业的需求。 鉴于此，该平台的设计应该达到以下几个基本目标： 符合敏捷企业的i t 应用要求，能够在该平台上实现快速开发应用信息系统，缩短 研发周期。 符合b p m 开发模式要求，以流程设计为中心，实现流程独立性，即漉程的变更不 会影响平台设计的变更，流程层与程序层分离开来。 能够实现业务建模平台和业务流程执行平台，信息系统开发人员可以使用平台，通 过从客户需求、业务逻辑、数据逻辑到系统实现二次开发模式，基本不涉及程序具 体设计。 完成一个可用的、规范化的、完整的业务模板，即x m l 文档标记的规范。 第二节平台总体设计 4 2 1 平台设计原理 基于b p m 模式信息系统开发平台是以业务导向和驱动的、可快速构建应用软件的平台， 平台的基本内容包括两部分：业务流程执行平台和业务建模工具。业务流程执行平台是信息 系统快速开发平台的支撑环境，也是解释与执行业务建模工具所开发软件系统的主要载体； 业务建模t 具采用业务导向，负责提供业务模型，并在业务持续完善的过程中实现快速调控。 它通过运行平台奁接执行企业的业务，实现业务模型和系统实现技术的分离。 平台构造原理如下： 首先，用户( 业务调研人员) 通过建模工具，使用标准化的业务定义语言描述业务数据和 业务流程。被定义好的业务流程，通过种引擎机制被自动转化为动态业务组件，从而自动 中国科学技术大学硕士学位论文基于b p m 企业信息系统开发平台的研究与设计 生成应用系统运行组件。 与传统的代码自动生成不同，平台生成的是采用i n f o b u s 技术的插入式业务组件，它可 以自动暴露业务接口并醴插入式的方式无缝的接入到运行系统中。甚至在系统运行期间也 可以方便的进行系统修改和升级。 整个系统平台原理如图4 一l 所示： 业务平台 图4 一l 系统平台原理图 中国科学技术大学硕士学位论文基于b p m 企业信息系统开发平台的研究与设计 4 2 2 平台总体设计 业务流程执行平台和业务建模工具之间的信息传递使用规范化的x m l 文档，即业务模 板。x m l 文档记录整个系统业务逻辑模型，包括系统界面信息、用户操作和业务流程。在 业务建摸工具时，该x m l 文档信息可以表现为针对客户的以自然语言描述的业务流程和可 视化界面；而在业务流程执行平台时x m l 文档信息表现为程序控制结构和数据处理规则。 基于b p m 模式信息系统开发平台的总体结构如图4 - 2 所示。 图4 - 2 基于b p m 模式信息系统开发平台总体结构 第兰节业务建模平台 4 3 1 业务建模工具现状 企业建模并非易事，这并不奇怪。首先，现在的企业业务更加复杂而管理企业的人却 被要求在很少的条件下做很多事情。然而，企业建模工作困难还有另一个原因，这就是有许 多不同的模型都可以用来描述企业系统。 在这些模型之中，近些年来为大家关注的主要是数据设计模型、对象模型、系统模型和 业务流程模型。 虽然u m l 并不适合于任何的建模问题，但是u m l 得到日益广泛的接受t 并给建模工具领 域带来了更多的凝聚力。通向不同工具高度结合的道路可能刚刚开始，未来还不明朗，但是 有迹象表明，业务模型和数据模型正在越走越近。期望“以少做多”正在逐渐影响数据建模 【具市场，业务流程建模又重新成为其关注焦点。 2 4 中国科学技术大学硕士学位论文 基于b p m 企业信息系统开发平台的研究与设计 不同的是那些新的建模工具强调的是不同的方面，而这些方面今后可能会成为个问 题。s y b a s e 的p o w e r d e s i g n e r9 5 和q u e s ts o f t w a r e 的o d e s i g n e r 可以支持u m l 的九种 图和元数据集成。e m b a r c a d e r o 公司已经开始提供e r s t u d i o 数据设计工具与d e s c r i b e 和 d t s t u d i o 应用建模工具的多种集成。c o m p u t e ra s s o c i a t e s 公司的a l l f u s i o ne r w i n 数据 建模工具4 1 版本具备管理多种模型的能力，并允许不同的数据库管理员和开发者基于同样 的模型开展工作。 所有新的数据建模工具的共同之处是更侧重于业务流程建模。 数据建模的领先企业s y b a s e 继续为其p o w e r d e s i g n e r 产品不断升级。并且业务建模是 其主要侧重点。他 f 、 通过业务流程模型从而在p o w e r d e s i g n e r 9 0 版中增加了业务流程建模 能力。 s y b a s e 认为i t 项目的失败通常并不是有b u g 的代码造成的，而是由于技术与公司目标 或者业务运作方式不符造成的。这就是业务流程模型背后的推动力。有了它，“信息技术就 可以极方便的与企业业务进行有效和高效的交流。它为业务自身提供了再工程的方法。” 4 3 2 业务建模平台 业务建模平台能够为企业提供前所未有的软件生产率，业务建模直接从管理和业务出 发，通过模型驱动来构架、简化和集成各类业务系统，从根本上提升软件的开发、发布和维 护效率，真正实现企业信息化过稃中的用户参与、快速开发、快速应用、灵活调整，大幅度 提升管理系统实施和应用的成功率及投入产出比。 业务建模平台能支持图形化的方式进行业务流程建模、数据规则和界面设计。业务建模 平台的使用者为业务分析人员。图4 3 表示了业务建模平台的结构。 萎圉 茎削 攀区 r 。 i 数据规则f 园 图4 - 3 业务建模平台结构 中国科学技术大学硕士学位论文基于b p m 企业信息系统开发平台的研究与设计 第四节业务流程执行平台 没有实现业务流程集成的企业系统中，业务流程的实现分布在应用的代码中，并需要跨 部门的手工合作来做业务操作，这样进行快速流程变更的灵活性极小。采用以业务流程驱动 的企业架构后，将业务流程的逻辑从应用中释放了出来，集中到业务流程管理器，形成了一 个新的层，可以称之为”业务流程集成层”。旨在帮助企业从战略上，管理和提高动态业务流 程效率。这正是”业务管理”的本质所在。 对于复杂系统的分析与实现，分层理论认为，降低其复杂性与提高效率的最好办法是将 系统分层实现，并由此而找到软件开发中标准化与个性化之间的恰当的契合点。 在软件的发展历程中。有三个标志性的软件平台，即操作系统平台、数据库平台、中间 件平台( 应用服务器) 。进入2 i 世纪，软件平台的主要变化有两点，一是中间件平台开始向 软件基础架构平台转变，二是业务流程执行平台的诞生。 业务流程执行平台是一种以业务为导向、可快速构建应用系统的软件平台。它将管理软 件的开发基本技术封装，从而实现了管理软件的业务逻辑和开发技术分层，即实现了技术无 关性。技术无关性屏蔽了操作系统、软件基础架平台的技术细节，使得应用系统的开发和实 施者可以仅关注业务任务，而不必关注其技术的实现。 业务流程执行平台是负责管理流程步骤，应用业务逻辑，以及调用复杂流程和( 或) 事 务集台的支持程序。其实现的系统结构如图4 - 4 所示。 图4 - 4 业务流程执行平台 中国科学技术大学硕士学位论文基于b p m 企业信息系统开发平台的研究与设计 第五节x m l 业务模板 4