（无线电物理专业论文）分布式工作流引擎的设计及在无线电审批管理中的应用.pdf

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已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作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：马焘江日期：亟! ：! ! ：f ；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)蝣：趣新签啤e t 期：挫垒! ! ! ：堡山东大学硕士学位论文摘要随着无线电技术的广泛应用和快速发展，无线电管理工作的任务日益繁重、复杂；行政许可法的实施，对无线电审批管理的规范性和时效性提出了严格要求。建立科学、规范、灵活的管理机制，提高现有无线电审批工作的电子化、网络化水平，是目前嗳待解决的问题。本文在对无线电审批流程分析的前提下，提出将工作流技术应用于无线电管銎i ! 中，使整个无线电审批管珲的业务过程科学化、规范化、自动化。在研究工作流管理联盟( w f m c ) 组织规定的一系列相关规范、标准，了解工作流技术的国内外研究现状及其产品的发展现状，详细分析比较各种工作流模型和基本技术的基础上，结合系统需求，提出了分布式工作流引擎组件的总体结构和实现机制。文中首先对无线电管理的现状进行了广泛和有效的分析，然后将工作流技术应用于实际无线电审批流程中。提出了基于完全文档驱动的分布式工作流平台来实现审批流程的自动化和智能化，文中详细讨论了基于完全文档驱动的工作流模型、文档的设计方法、以及系统的设计实现。4 ，本系统将无线电业务审批管理的过程与频率台站数据库紧密的结合，借助最新的计算机和通信技术，建立具有内部通信和信息发布平台、文档管群自动化、工作流程自动化和辅助办公的集信息处理、业务流程于一体的应用系统。可以实现网上办理无线电频率、台站的自动审批业务，同时系统会自动对审批过程的规范和时效进行监督、提醒，这将极大的提高无线电管翌 ! 审批工作的质量和效率。系统通过使用开放式、自描述和可扩展的标准化标记语言x m l ( e x t e n s i b l em a r k u pl a n g u a g e ) ，实现审批流程中文档的灵活定义，通过使用j 2 e e ( j a v a2p l a t f o r m ，e n t e r p r i s ee d i t i o n ) 架构、e j b 技术和数据库技术，采用分层的体系结构来设计实现整个分布式工作流平台。并且平台提供统一的接口，方便进行二次开发。基于j a v a 语言的程序实现，以及x m l 网络传输的标准是的系统的很好的跨平台性，解决了异构环境下数据交换的问题。系统设计实现了基于网络的无线电频率台站申请、设备检测、频率占用费收缴、电台执照核发、办结公文的归档、山东大学硕士学位论文生成服务公众查询的文件等一系列过程。实际中的应用表明，使用基于完全文档驱动的分布式工作流平台的无线电审批管理系统达到科学、规范、高效，灵活的目标。设计的分布式工作流系统引擎采用j 2 e e 技术x m l 语言，具有先进性、可移植性、可扩展性和互操作性的特点，可以广泛应用于不同类型的实际环境。具有广阔的应用前景，将发挥巨大的社会效益和经济效益。本文工作得到了山东省软件发展基金项目基于完全文档驱动模型的分布式工作流平台( 2 0 0 3 2 0 0 5 ) 的支持。关键词：无线电审批流程、基于完全文档驱动、分布式工作流平台、x m l ，j 2 e e2山东大学硕士学位论文a b s t r a c tw i t ht h ew i d e l ya p p l i c a t i o na n dr a p i dd e v e l o p m e n to fr a d i ot e c h n i q u e ，t h ew o r ko fr a d i om a n a g e m e n ti sg e t t i n gh e a v ya n dc o m p l e x t h ei m p l e m e n t a t i o no fa d m i n i s t r a t i o na d m i s s i o nl a wr e q u i r e sr a d i oe x a m i n ea n da p p r o v em a n a g e m e n tt ob es t a n d a r da n da c t u a le f f e c t s o ，b u i l d i n gas c i e n c e ，s t a n d a r d ，f l e x i b l em a n a g e m e n tm e c h a n i s mt oe n h a n c et h el e v e lo f r a d i om a n a g e m e n tb e c a m e sau r g e n tw o r kn e e d e dt ob ed o n e a f t e ra n a l y z i n gt h ep r o c e s so fr a d i oe x a m i n ea n da p p r o v e ，ii n t r o d u c e dw o r k f l o wt e c h n i q u e st or a d i om a n a g e m e n tt om a k et h ep r o c e s s e so fr a d i oe x a m i n ea n da p p r o v em a n a g e m e n tt ob em o r es c i e n t i f i c ，m o r es t a n d a r d ，a n dm o r ea u t o m a t i c a tf i r s t ，ir e s e a r c h e ds o m er e l e v a n tc r i t e r i o n so fw f m c ，t h e n ，if o u n do u tt h er e s e a r c ha n dp r o d u c ta c t u a l i t yo fw o r k f l o wt e c h n i q u ea th o m ea n da b r o a d ，a n da n a l y z e dk i n d so fw o r k f l o wm o d e l sa n df u n d a m e n t a lt e c h n i q u e s a tl a s t ，1p r o p o s e dt h ef r a m e w o r ko fd i s t r i b u t e dw o r k f l o we n g i n ea n di t sr e a l i z a t i o n sm e c h a n i s m ，a c c o r d i n gt ot h en e e d so fr e a l i t y i nt h i sp a p e bf i r s t ，ia n a l y z e dt h ea c t u a l i t yo fr a d i om a n a g e m e n tb r o a d l ya n dd e e p l y , a n dt h e ni n t r o d u c e dw o r k f l o wt e c h n i q u e st or a d i oe x a m i n ea n da p p r o v ep r o c e s s ad i s t r i b u t e dw o r k f i o wp l a t f o r md r i v e nb yd o c u m e n ti sc a r r i e do u tt or e a l i z er a d i oe x a m i n ea n da p p r o v ep r o c e s sa u t o m a t i c a l l ya n di n t e l l i g e n t l y w ed i s c u s s e dt h ew o r k f l o wm o d e lb a s e do nd o c u m e n td r i v e ni nd e t a i l s ；t h ed e s i g no fd o c u m e n t ，a n dt h er e a l i z a t i o no f p l a t f o r ma r ea l s og i v e n x m l ( e x t e n s i b l em a r k u pl a n g u a g e ) w a su s e dt od e s i g nt h ed o c u m e n ti ne x a m i n ea n da p p r o v ep r o c e s s ，a n dj 2 e e ( j a v a2p l a t f o r m ，e n t e r p r i s ee d i t i o n ) s t r u c t u r e ，e j bt e c h n i q u ea n dd a t a b a s et e c h n i q u ew e r ea d o p t e dt od e s i g na n dr e a l i z et h ed i s t r i b u t e dw o r k f l o wp l a t f o r mi nl a y e r s m o r e o v e r ，u n i f o r mi n t e r f a c e sa r ea l s od e s i g n e dt or e a l i z et h es e c o n d a r yd e v e l o p m e n tc o n v e n i e n t l y i ts o l v e dt h ep r o b l e mo ft r a n s m i t t i n gd a t ab e t w e e nt w od i f f e r e n ts y s t e m st h a tj a v aw a su s e dt op r o g r a ma n dx m lw a su s e dt ob e3山东大学硕士学位论文t h ec r i t e r i ao f d a t at r a n s m i s s i o n t h ep l a t f o r mw ed e s i g n e dr e a l i z e dt h ee x a m i n ea n da p p r o v ep r o c e s so fr a d i o ，i n c l u d i n gf r e q u e n c ys t a t i o nr e q u i r e m e n t ，e q u i p m e n td e t e c t i o n ，f e ec a p t u r e ，l i c e n s ed i s p e n s i n g ，d o c u m e n t sf i l i n g ，q u e r y i n gd o c u m e n tb u i l d i n ga n ds oo n t h ea p p l i c a t i o ni nr e a l i t ys h o w st h a tw i t ht h eh e l po fd i s t r i b u t e dw o r k f l o wp l a t f o r mb a s e do nd o c u m e n td r i v e n ，t h es c i e n c es t a n d a r d ，e f f e c t i v e n e s s ，f e x i b i l i t yo fe x a m i n ea n da p p r o v ep r o c e s so fr a d i om a n a g e m e n ta r ee n h a n c e dg r e a t l y t h ew o r k f l o we n g i n ew ed e s i g n e dh a st h ea b i l i t yt ot r a n s p l a n ta n de x t e n d ，i tc a nb eu s e di nk i n d so fe n v i r o n m e n t t h ea p p l i c a t i o no u t l o o ki sv e r yw i d e l y , i tw i l lb eb r i n gg r e a ts o c i a la n de c o n o m yb e n e f i t s t h i sp a p e rh a sb e e ns u p p o r t e db ys o f td e v e l o pl o u dp r o j e e t d i s t r i b u t e dw o r k f l o wp l a t f o r mb a s e do i ld o c u m e n td r i v e n ) ) r 2 0 0 3 2 0 0 5 ) o f s h a n d o n gp r o v i n c e k e y w o r d s ：e x a m i n ea n da p p r o v ep r o c e s si nr a d i om a n a g e m e n t ，d o c u m e n td r i v e n ，d i s t r i b u t e dw o r k f l o wp l a t f o r m ，x m l ，j 2 e e4山东大学硕士学位论文第一章引言1 1 我国无线电管理的现状与需求分析1 1 1 无线电技术的发展现状及管理需求随着我国经济的快速增长，各类无线电业务得到了迅猛发展，无线电通信业务涵盖了固定、陆地移动、水上、航空、广播、无线电导航、无线电定位、卫星和业余等业务；使用的无线电频率从中波、短波、超短波到微波各个频段；通信内容包括了语音、数据、图象、视频及多媒体等多种形式，各类无线电台广泛应用于航空、铁路，水利、电力、石油、气象、公安、安全、金融、公众通信以及社会管珲的各个部门。无线电业务的使用和发展为我国的经济建设和社会发展提供了快捷便利的信息传递方式，为应付各种突发事f - l ：, 抢险救灾等提供了有力保5 氟一方面，无线电业务的快速增长，无线电台数量的快速大量增加，使得无线电频谱资源日趋紧张，各类无线电干扰日益增多、电磁环境更加恶化，这使得无线电管理工作中频率台站箭理、干扰投诉处理、无线电设备检测、电磁环境监测等仟务越来越繁重、复杂，现有的管理方式、管理方法与各类无线电业务对频率需求及电磁环境净化要求的矛盾日益突出。另一方面，随着通讯和信息技术的高速发展，新业务层出不穷，无线电业务适用的范围更加广泛。“十五”期间，无线通信网由过去以对讲通信为主转变为无线数据传输、数字集群通信、卫星通信、微波接力通信、各类无线接入等多种业务齐驾并驱。“十一五”期间公众移动通信、数字集群、无线接入、卫星通信、数据通信、无线电定位、测控等主要无线电业务将继续保持高速发展。数字广播电视、第三代移动通信、宽带无线接入、平流层气球通信、r f i d 、u w b 、w i w a x 、w i f i等无线电新技术、新业务将得到较快应用发展。【l 】据预测，“十一五”期间无线电管理工作的业务量，每年将至少以2 0 以上的速度递增。这些新技术、新业务对频率资源需求大、对无线电管理的水平和伶理的方式提出了更高、更严的要求。只有建立科学、规范的无线电管理机制，提高现山东大学硕士学位论文有管理工作的电子化、网络化水平，才能更好地适应新任务的发展需求，并进一步推动新技术的广泛应用和新业务的健康持续发展。【1 】1 1 2 行政许可法对无线电审批管理的要求行政许可法的实施，对行政审批的规范性和时效性提出了严格要求【2 】，目前的无线电审批管弹高“便捷、高效和优质”的要求还有很大差距，这不仅要提高管理人员的个人的技术和素质，更要制定无线电管理技术标准、规范、规定以及相关程序，改进、规范无线电频率、台站审批工作的流程，同时提高管理的自动化水平，才能实现无线电管理科学化、程序化和制度化。1 1 3 目前无线电审批管理的办公自动化现状目前各级无线电管理部门办公自动化使用水平普遍较低，现有软件有：国家无线电监测中心开发的京华o a 办公自动化系统和无线电频，牢台站伶壬i ! 系统。其中京华o a 办公自动化系统是上世纪9 0 年代初开发的一个通用办公软件，只能实现简单的文档管理已不适应形式的发展，不能实现专用数据库的访问和查询。频率台站管理系统是基于无线电台站数据库的数据录入和查询，并没有频率台站的深批流程的管理，没有将台站审批与数据库相结合。这两种办公系统都已不适应时代的发展与需求。无线电技术申请表、各种技术资料表多数由手工填写后再由管理人员录入数据库，不能实现网上审批管理及审批过程与频率台站数据库的有效结合；上下级管理部门之间的批复与申请仍通过邮局寄送；各市地间的频率协调仍需会议形式；各地箭理部门的监测数据不能实现共享。总之，无线电审批管理的办公自动化水平暧需提高。1 1 4 无线电审批管理办公自动化的需求无线电管理的频谱是指频率从3 0 0 0 h z 到3 0 0 0 g h z 频段的电磁波【3 ，4 】。就无线电频率资源的本质而言，它是一种可以被利用来为社会创造财富的，在一定条件下可以重复利用的，不可消耗的无限的人类共享的宝贵自然资源。但由于科技6山东大学硕士学位论文发展的局限，目前人类对3 0 0 0 g h z 以上频段还不能开发利用，同时由于无线电波的特性，在传播的过程中容易受到自然噪声和人为噪声的干扰，所以，相对一定的时间、空间、地点，频率资源又是有限的。由于无线电频率资源的自然属性决定了它同矿藏、水流、森林、山岭、草原一样，是国家宝贵的自然资源，随着无线电技术的广泛应用和快速发展，有限的频谱资源日趋紧张。国家对无线电频谱资源实行统一规划、合理开发、科学管理、有偿使用的原则【5 】。无线电管理应当坚持科学管理、保护资源、保障安全、促进发展的原则【6 】。无线电审批管理是专业性、技术性、政策性及社会性很强的工作，用户申请设置无线电台时除了要填写频率、台站申请表外，还需填各种技术资料表，如地面固定业务技术资料表、雷达站技术资料表、蜂窝无线电通信基站技术资料表、广播电台技术资料表、地球站技术资料表、航空器电台技术资料表等等【7 。每一份申请表或技术资料表又包括台站频率、收发信机的特性数据、天馈线数据等多项内容。每一个通信网往往有几十部设备，要对每一部设备都填写技术资料表，因此各种无线电频率、台站申请表和技术资料表的填写要求技术性强、非常精细但又非常复杂、烦琐。无线电管理部门审批前要审查这些资料和用户单位的无线电组网方案等文挡资料；审批过程中要监听、监测、进行电磁兼容分析；有时还要与邻区无线电管理机构进行频率协调或报上级管理部门审批：对已设台站的发射频率、发射功率、杂散发射、邻频道功率等多项指标进行检测；最后还要整理资料录入数据库，核发电台执照等。如果能将这一系列的烦琐、复杂的工作规范化、电子化、自动化将极大的提高工作效率和质量。现代网络通信与计算机技术的发展更对无线电审批管理这种行政行为提出了灵活、简便、可以通过网络进行管理部门与无线电台用户间双向信息交流、基于网络办结频率台站审批的要求。行政许可法对无线电审批这种行政行为提出了严格的规范性和时效性要求。这一些要求无线电审批过程不f u 要自动化、网络化，还要有灵活、方便的提醒机制对审批过程中的各种操作的规范和时效进行监督、提醒。由于通信技术的高速发展，无线电新业务的更新很快，相应的我国无线电管理方式、方法的更新节奏加快。这要求设计的无线电审批管理系统要有较高的灵山东大学硕士学位论文活性、可扩展性，即软件系统对诸如业务流程、组织结构框架、任务重新分配的变化具有很强的适应性。我们设计的是基于完全文档驱动的分布式工作流引擎，将其运用于无线电审批管理系统中，使整个无线电审批管理的业务过程科学化、规范化、自动化，体现了一站式服务的理念。本系统将无线电业务审批管理的过程与频率台站数据库紧密的结合，借助最新的计算机和通信技术，建立具有内部通信和信息发布平台、文档管理自动化、工作流程自动化和辅助办公的集信息处理、业务流程于一体的应用系统。可以实现网上办理无线电频率、台站的自动审批业务，同时系统会自动对审批过程的规范和时效进行监督、提醒，这将极大的提高无线电管理审批工作的质量和效率。1 2 工作流技术概述1 2 ，1 工作流技术的起源与发展工作流的概念 8 】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的活动而提出的一个概念，提出的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，达到提高办事效率，降低生产成本，提高企业经营生产管理水平和提高企业竞争力的目标。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，它是企业管理的主要研究内容之一，只不过在引入计算机信息系统的支持之前，这些工作是由人工完成的，人们希望出现一种无纸化的、计算机使能的办公环境。上个世纪7 0 年代中期到8 0 年代初期，许多公司和企业引入办公流程模型的概念，建立了自己专用的或者可商品化的表单传递应用系统，通常运行在大型机或小型机上，用于实现日常表单处理的电子化与自动化【9 】，这种系统可以看成是现代工作流系统的一个雏形。2 0 世纪8 0 年代中期f i l e n e t 和v i e w s t a r 等公司率先开拓了工作流产品市场，成为最早的一批工作流产品供应商。他们把图像扫描、复合文档、结构化路由、8山东大学硕士学位论文实例跟踪、关键字索引以及光盘存储等功能结合在一起，形成了一种全过程支持某些业务流程的集成化的软件( 包) ，为业务流程的自动化甚至业务流程的改进和重组提供支持，这便是早期的工作流管理系统，比较典型的有f i l e n e t 于1 9 8 4 年推出的w o r k f i o wb u s i n e s ss y s t e m 和v i e w s t a r 于1 9 8 8 年推出的v i e w s t a r 。进入9 0 年代，随着计算机的普及、网络的延伸，现代企业的信息资源越来越表现出一种异构、分布、松散耦合的特点，企业的分散性、决策制定的分散性、对日常业务活动详尽信息的需求以及c l i e n t s e r v e r 体系结构、分布式处理技术( c o r b a 、w w w 、o l e 、j a v a ) 的日益成熟，都说明了这样一个事实：集中式信息处王i i ! 的时代已经过去，实现大规模的异构分布式执行环境，使得相互关联的任务能够高效运转并接受密切监控己成为一种趋势。这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、更广的领域上对工作流展开了研究，具体可分作二个方面：一方面是人们开始制订工作流的有关标准，为进一步发展奠定基础；一方面是许多新产品的问世，推动了市场和应用的蓬勃发展；再一方面是人们进一步深入、系统地研究工作流理论和技术，使工作流的理论和技术都取得了众多重要的进步。近年来，工作流管珲方面的研究十分活跃，在北美和欧洲等地，相关的研究机构纷纷成立，主要的研究项目有i b me x o t i c a ，m e n t o r ，h po p e np m 等。在国内，清华大学、浙江大学、国防科技大学和上海交通大学等高校也进行了一定的研究工作。1 2 2 工作流技术的标准化组织一工作流管理联盟工作流技术的标准化组织一工作流管理联盟( 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 ) 于1 9 9 3 年8 月成立，目前已拥有1 0 0 余个成员，成员包括工作流产品的供应者、应用者，有关大学的研究机构和个人，它是一个国际性的非赢利组织。在w f m c 成立之前，工作流的研究发展主要是以产品研发为推动力，不同产品供应商各自独立地研究开发自己的产品，缺乏统一定义和标准，以至于工作流领域的许多基本概念与技术，有着众多彼此不尽相同的定义方式，造成了不同产品间无法协同工作、互操作性差的状况，这对工作流的长久发展非常不利。该组织颁9山东大学硕士学位论文布了一系列工作流产品标准，包括工作流参考模型、工作流术语表、工作流管理系统各部分间接口规格、工作流产品的互操作性标准等，它对工作流领域的基本概念、体系结构等众多方面进行了统一定义和标准化工作，改变了在此之前工作流技术受产品推动、自由及不规范发展的局面，为工作流技术进一步研究和规范发展奠定了摹础【8 】。1 2 3 工作流定义近2 0 年来，不同的研究者对工作流分别提出了不同的定义。根据工作流联盟( w f m c ) 给出的定义，工作流是一类能够完全或部分自动执行的业务过程，它根据一系列的过程规则，将文档、信息或任务在不同执行者之间进行传递和执行，从而实现某个预期的业务目标，或是促使该目标的实现。该定义反映了业务过程如下几个方面的问题，即业务过程是什么( 有哪些活动、任务组成，也就是结构上的定义) 、怎么做( 活动间的执行条件、规则以及所交瓦的信息，也就是控制流和信息流的定义) 、由谁来做( 人或者计算机应用程序，也就是组织角色的定义) 、做得怎样( 通过工作流管理系统进行监控) 。工作流的基本元素包括：( 1 ) 工作流对象：在系统中流动的文档、表单、事件或消息。工作流对象有相应的起始点和终止点。工作流对象激发了一个工作流。( 2 ) 角色：产牛行为或接受行为的人或机构部门。( 3 ) 路由：在工作流中，工作流对象的起始点，中间点和终止点。工作流对象会在各个角色之间流动。( 4 ) 规则：决定工作流对象路由的原则或条件。1 2 4 工作流分类 1 0 ：工作流的分类可依据研究角度的不同分类，诸如按照结构特征可分为：结构化工作流和非结构化工作流：依据管理模式的差异又可分为：管理型工作流和生产性工作流；根据事务处珲能力的不同也可分为：事务工作流和非事务工作流；参照工作流仟务可变与否可分为：动态工作流和固定工作流。1 0山东大学硕士学位论文可以根据工作流过程本身的特点、系统建模的方式、所使用的底层支撑技术、以及工作流过程的执行方式等的不同而对它们进行相应的分类如下：( 1 ) 结构化的与即席的结构化工作流指的是在实际工作过程中会反复重复、严格按照某个固定的步骤进行的业务过程。定义此种工作流所需要的各种类型的信息可以通过对业务过程进行详细的分析而得到，从而得到完整的过程定义并在以后的应用过程中反复使用。大量的办公程序，如公文处理、审批等都属此类。即席工作流则是针对那些重复性不是很强或没有重复性的工作流程的，关于这类流程执行所需的有关参数( 如参加者等) 事先无法确定，而必须推迟到过程实例运行时才能确定，同时在执行过程中间还可能会发生一些意外的情况。这种动态多变的特点在提供更高灵活性的同时，也为过程的建模与执行带来更多的复杂性。( 2 ) 面向文档的与面向过程的前者的侧重点在于将电了形式的文档、图像等在有关的人员之间进行分发，以便能够得到不同人的处理与审阅。在面向过程的工作流管理系统中，工作流被描述成一序列执行环节。与各环节相应都有待处理的数据对象。各环节的数据对象可以按不同的方式分发到其他环节中去，如可以将数据对象的值作为控制条件、或者依此数据对象组装成其他的数据对象等。( 3 ) 基于邮件和摹于数据库前者可以充分发挥电了邮件系统在广域环境下的数据分发功能，使用电了邮件来完成过程实例执行过程中消息的传递、数据的分发与事件的通知，但整个系统将运行于一种松散耦合的模式下。在基于数据库的w f m s 中，所有的数据都保存在某种类型的d b m s 中，过程的执行实际上就是对这些数据的查询与处殚。( 4 ) 任务推动的与目标托动的前者指的是从过程的开始逐步地一个又一个环节的执行，当某个活动实例被处理完之后，后续的有关活动将被创建并被激活，由此直至整个工作流程的完成，这是目前大多数面向过程的w f m s 所使用的执行方式。而在目标拉动的w f m s中，一个业务流程被看成是一个目标，过程实例执行时，该目标将被分解得到多个相互之间按一定约束条件的关联起来的可执行的多个环节，其中各环节还可以山东大学硕士学位论文当成是子目标而进一步进行分解，在各环节均执行完毕之后，整个过程也就完成了，目标拉动是一种全新的执行方式，下一代的w f m s 将具有此种特征。1 2 5 市场上的工作流产品市场上的工作流产品根据工作流系统所采用的任务项传递机制的不同，基本上可以划分为4 类 1 1 1 ：( 1 ) 基于文件的工作流系统：以共享文件的方式来完成任务，这种类型的产品是产生最早、发展最成熟、最具多样性的，通常包含有c l i e n t s e r v e r 模式的图像、文档与数据库管理系统。代表产品有f l i e n e t 的v i s u a lw o r k f l o w 1 2 、i b m 的f l o w m a r k 1 3 1 、l n c o n c e r t 的i n c o n c e r t 1 4 等。( 2 ) 基于消息的工作流系统：通过用户的电了邮件系统来传递文档信息，这种类型的产品都己实现了与一种或多种电子邮件系统的集成。代表产品有n o v e l l与f i l e n e t 合作开发的e n s e m b l e ，j e t f o r m 的i n t e m p o 、k e y f i l e 的k e y f l o w 。( 3 ) 基于w e b 的工作流系统：通过w w w 来实现任务的协作，这类产品起步较晚( 在1 9 9 5 年以后) ，但是发展迅速，己成为一种最新的市场流行趋势，许多供应商纷纷开发新产品或者在原有产品的基础上增加对w e b 的支持。代表产品有a c t i o n t e c h n o l o g i e s 的a c t i o nw o r k sm e t r o 1 5 、u l t i m u s 的u l t i m u s 1 6 】。( 4 ) 群件与套件系统：依据划分标准，这一类产品与前面3 种有很大程度的重叠，但是在这里却有必要把它们单独划分成一类，因为这类产品都需要依赖自己系统的应用基础结构，包括消息传递、目录服务、安全管理、数据库与文档管理服务等，它们本身就构成了一个完整的应用开发环境。代表产品有i b m l o t u s的l o t u sn o t e s 、m i c o r o s o f t 的o f f i c e 与e x c h a n g e 、n o v e l l 的g r o u pw i s e 。1 2 6 目前工作流研究的主要内容纵观工作流技术及相应软件产品从8 0 年代的萌芽到当今的繁荣，在工作流这一框架下，比较基本的、主要的研究内容包括以下几个方面 1 7 】：工作流管理系统体系结构的研究；工作流模型与工作流定义语言的研究；山东大学硕士学位论文工作流的事务特性研究：研究目的在于将高级事务处理技术与工作流管理技术相结合，用定义良好的模型语义与恢复机制来更好地支持企业的经营过程，提高工作流系统的可靠性与实用性；工作流的实现技术研究：包括面向对象技术、异构分布式计算、图形用户界面、消息通信、数据库、v a m 等在内的，与工作流系统设计实现有关的各项技术和方法；工作流的仿真与分析方法研究：工作流的集成与互操作技术研究：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；工作流与经营过程重组研究：研究如何通过工作流系统的实施来有效地实现企业的经营过程重组。1 2 7 目前工作流技术中存在的不足尽管经过工作流产品开发商与工作流研究人员二十多年的不懈努力，使得工作流技术由最初的萌芽状态逐步发展起来，并取得了相当的成果，但多数研究还不能说十分成熟，甚至还相当薄弱( 如工作流建摸、仿真等) ，从工作流系统的实际应用状况来看，还远未达到人们所期待的理想状态。甘前主要存在以下几个方面的不足【1 7 ，1 8 】：( 1 ) 在工作流的模型描述方面，缺乏一种支持过程定义、过程演进以及过程分析的形式化的数学模型。工作流模型的核心是对过程的定义，包括组成过程的基本活动以及活动之间的时序关系。目前的各种工作流模型，大部分都是从直观感觉出发，以图形语言或者文本语言来定义工作流过程，这种定义的方法实际上仅仅是处于用户层上，对用户而言是比较王i ! 想的方式，但并不利于实际系统的实现，也无法对工作流的本质特征进行描述，更谈不上对过程的分析与评价。由于缺乏理论层的模型支持，使得工作流在应用的许多关键特性上无法得到保证，包括柔性定义、过程重用、事务管理、异常处理等，这些都大大限制了工作流在企业应用中的推广。( 2 ) 在工作流的执行方面，缺乏一个标准化的集成框架来支持对企业常用的分山东大学硕士学位论文布式应用的集成。企业在应用工作流进行业务流程的运作时，最为关心的就是工作流系统能否与企业原有的各个应用系统( 比如m r p i i 系统、c a d c a m 系统等)很好地集成起来，使它们成为一个完整的业务流程中有机的组成部分，而不是像原来那样处于一种“孤岛”状态。但目前来看，工作流应用中的一个很大的瓶颈就是工作流管理系统所能支持的企业应用太少，在集成的方式方法上还没有统一的标准，很大程度上要受到外部应用的限制。( 3 ) 实现的复杂性。工作流应用的开发不仅仅是过程的定义，还需要完成其他许多任务。比如对外部的应用系统进行封装、建立工作流引擎运行所必须的分布计算环境、设计开发相应的用户界面等等。目前的工作流产品，几乎不能为这些仟务提供有力的帮助，所有的工作流应用都需要工作流产品供应商与应用开发人员进行很长时间的合作才能最终完成。另外，工作流系统的实施给企业带来的不仅仅是技术上的变化，同时也会对企业原有的管理制度造成一定的影响，这也是对企业的一种冲击。( 4 ) 在工作流的仿真评价方面尚处于一种几近空白的状态。应该说，在缺乏仿真方法与仿真工具支持的情况下，整个工作流系统是不完善的。因为人们难以预料所部署的工作流过程将有可能出现怎样的结果、它有哪些不合珲的地方、其性能指标如何，这一切都必须等到实际运行以后才能由工作流管理系统所记录的数据中获得，显然这并非是一种合理的方式。针对工作流进行仿真的难点主要在于：仿真的性能指标不好确定，仿真的内容较为复杂等。( 5 ) t 作流技术本身的不成熟性。目前尚没有一种工作流产品或原型系统能够在过程执行的可靠性与一致性方面达到与关系型数据库管理系统同水平的功能。尽管在实际应用时对工作流系统并没有那样高的性能要求，但具备这样的能力对于一个工作流系统而言是很重要的，只有这样，才能使企业有信心采用工作流技术来对那些利用其他技术( 如数据库) 实现的关键任务应用进行重组。1 2 8 当今工作流领域的主要研究热点和发展趋势目前，关于工作流技术的研究主要是围绕以下几个方面l 、工作流模型研究山东大学硕士学位论文工作流模型是对工作流的抽象表示，也就是对经营过程的抽象表示。工作流模型应该完整地提出支持工作流定义的概念，为建模用户提供工作流定义所需要的组件或元素，理想的工作流模型能够清楚地定义任意情况下的工作流，能够适应用户在建模过程中所提出的各种要求，既要提供充分的表达能力，又必须采用形式化的描述方式，还需要具备良好的可珲解性。工作流模型研究属于工作流基础理论研究方向。目前这方面的研究已经取得了一些成果，提出了一些有效的工作流模型，并得以在实际产品中应用【1 3 ，1 9 ，2 0 l 。比较有代表性的模型有i b m 公司基于活动网络的模型、w i n o g r a d 与f l o r e s 提出的基于语言行为理论的工作流模型、k e l l e r 提出的基于事件驱动的过程链模型( e p c ) ，以p e t r i 网为基础的工作流n ( w f - n e 0 模型等等。这些模型各有独到的优势，但相对于理想的工作流模型，还有相当差距。工作流模型理论和建模方法有待于进一步地深入研究，这方面工作的进展和重大突破，可望为工作流技术的发展带来本质的进步。2 、分布式工作流系统研究随着市场竞争日趋激烈和计算机网络技术的迅速发展，现代企业或组织的信息系统表现出了越来越明显的的分布性、异构性和自治性，同时企业组织合并与重组更加频繁，新的组织形式不断出现，传统的针对企业内部的、地理上集中的、基于局域网的业务流程的工作流管理系统显然无法满足需求，而基于广域网技术、分布式计算技术，支持企业之间及企业内部跨地域的分布式工作流系统成为工作流技术研究的重点和热点之一。关于这方面的研究目前主要包括：( 1 ) 分布式的体系结构研究：主要是为了突破现有系统中单工作流执行引擎的各种局限，通过多个引擎之间的协作共同完成过程实例的执行，如各工作流引擎分别控制部分活动的运行或者是不同活动的运行。当一个结点崩溃之后，其余结点可以立刻接替其工作。分布式的结构在提高过程实例的执行效率与系统可靠性的同时也会带来一些新的问题，如过程实例状态的维护以及用户工作项列表的维护都将比集中式结构下更为困难。( 2 ) 分布式数据锊理研究：数据管理是工作流系统的一个重要功能，目前大多数系统都是基于某种d b m s 建立起来的，它们本身在数据管理方面的能力比较差。山东大学硕士学位论文由此带来的一个问题就是由于d b m s 本身并不理解它所管理数据的语义，因此对数据的管理不可能达到理想的效果。为了同分布式的体系结构相适应，同时也是为了增强工作流系统在数据管理方面的能力，研究者将分布式数据库系统方面的有关理论，如分布式的查洵处理、差错恢复等引入到工作流系统中。3 、基于w e b 的工作流系统研究w e b 技术因其界面的一致、简单及与平台的无关性等特点而在其出现之后就得到了迅猛发展，i n t e m e t 的发展及企业i n t r a n e t 的构建为人们提供了一个理想的协同工作环境，同时也使得基于w e b 建立工作流系统成为可能。开始时一般使用h t m l 页面通过w e b 浏览器向用户表示工作流系统中的各种信息，如用户的工作项列表、待处理的数据、过程的进行状态等，而在w e b 服务器端，则通过c g i ( c o m p u t e rg r a p h i c si n t e r f a c e 计算机图形接口) ，或特定的a p i( a p p l i c a t i o np r o c e s si n t e r f a c e 应用程序接口) 完成工作流引擎与w e b 服务器之间的信息传递。但h t m l 最突出的缺点是其交瓦能力的不足。j a v a 技术的成熟正好弥补了这些不足，例如可以直接以j a v a a p p l e t 作为用户界面，使用户可以在w 曲浏览器中进行工作流程的定义及工作项的处理。近几年来，分布式对象、组件、a g e n t等技术发展很快，o m g 的支持c s 模式的通用对象请求代理机僚i ( c o r b a ) 得到众多厂家的支持，企业范围的协同工作系统、群件软件，如l o t u sn o t e s 和m i c r o s o f tb a c k o f f i c e 得到了广泛的应用，以上这些都大大促进了基于w e b 工作流系统的研究。4 、工作流系统之间的互连随着大量各具特色的工作流产品涌入市场，不同的企业或企业内的不同部门可能会选用不同厂家的产品。而跨企业及企业问大型工作流应用需求的增强要求能够将这些异质的工作流系统瓦连起来( 即在两个或多个工作流系统之间传递工作项和执行控制) 以协同完成复杂的业务过程。工作流系统互连的关键性问题包括三个不同的方面：首先是互操作模型的确定，即一个工作流引擎上的过程实例与另外一个工作流引擎上的过程实例的执行关系。w f m c 参考模型给出了四种不同的互操作模型( 链式、嵌套，对等及并行同步) ，这些模型分别适用于不同的业务过程执行情况；其次，对不同的互操作模型，需要确定所需的瓦操作一致性级别，w f m c 一共定义了八种级别，从最简单的“无1 6山东大学硕士学位论文互操作”到最复杂的“一致的外观和感受”；最后，在选定的互操作模型和级别下，定义一个操作集来实现之。5 、工作流系统同相关应用软件的集成技术工作流系统本身是一个进行过程符理的软件系统，它必须和企业己投入使用的和即将投入使用的业务应用软件实现集成，才能有效地发挥过程管理的职能。分布计算技术特别是软构件技术的发展，如c o r b a 2 1 、j a 、，a 以及m i c r o s o f i 公司的d c o m 等等，为w f m s 与应用软件的集成提供了良好的支撑技术，但真正的集成实施工作，仍然是一项繁重且困难的工作，集成的问题和方法有待于进一步探讨。上面是工作流领域的一些主要研究方向，工作流领域中还有许多研究方向和课题，有待于进一步的研究解决，工作流技术的进一步发展和成熟，将给工作流的应用、甚至是计算机的应用带来一次新的飞跃。1 3 工作流技术在办公自动化领域里的应用近年来，随着我国经济的飞速发展和政府企业的职能和规模的壮大，对于可提高工作效率和强化管理的办公自动化系统的需求越来越多，并要求其具有功能全面性。因此办公自动化系统借助最新的各种计算机和通信技术，逐渐发展为现在具有内部通信和信息发布平台、文档管理自动化、工作流程自动化和辅助办公的集信息处理、业务流程和知识管理于一体【2 2 】的应用系统。而作为实现办公流程自动化的主要技术一工作流技术，将办公流程的定义、执行和管理作为一个整体研究，提高办公流程的自动化程度和灵活性，成为新的研究热点。而随着政府上网工程的全面实施，机关事业单位纷纷构建自己的电子政务系统，所谓电予政务系统( e l e c t r o n i