（管理科学与工程专业论文）基于智能表单的工作流管理系统的设计与实现.pdf

中国科学技术大学研究生学位论文 中文摘要 随着计算机网络技术的飞速发展，社会节奏不断加快，社会信息迅猛膨胀， 各单位都追切需要一整套从信息收集、信息整理到信息共享高度自动化的信息管 理系统。 最早开发的电子表单不能根本性解决纸质表单的缺点。采用f o x p r o 、p b 、 d e l p h i 等工具在软件中实现的表单，由于开发工具的限制，需要最终用户具备一 定的专业素质。同时，开发人员必须是精通这些工具的专业软件人员，极大增加 了项目开发和实旆的时间。还有，传统的办公自动化系统和大型m i s 系统在处 理企业管理流程中大多采用企业业务流程重组( b p r ) ，其核心思想就是要先优 化企业业务管理流程，再根据优化后的流程建设企业信息系统。这样不仅在系统 建设中工作量巨大，同时面i 脑来自企业内部重重的阻碍，使得系统建设项目停顿 甚至反复。 针对上述问题，本文提出了基于智能表单的工作流管理系统解决方案。智能 表单技术使得开发过程中业务与技术实现松耦合，开发人员可以专注于系统开 发，而与业务联系紧密的电子表单部分由业务人员完成。工作流管理提供强大的 自定义功能，支持企业复杂的工作流设置。 本文的工程实践背景是桐城市电力公司的信息化建设项目。文章首先讨论了 原型法的特点，并提出了自己的设计方法。根据这个设计方法，抽象归纳出了系 统需求。针对这些需求分析选择了b s 三层网络结构，采用a s e n e t 平台与x m l 标准技术，并对系统建模，分解成智能表单解释器、位置管理器、工作流引擎和 定义管理模块等四大子模块。重点介绍了这些子模块的详细设计与数据库设计， 最后介绍了系统接口详细设计。 关键词：原型法，智能表单，工作流，工作流管理系统，智能表单解释器 工作流引擎，x m l ，a s e n e t 中国科学技术大学研究生学位论文 a b s t r a c t w i t ht h er a p i dd e v e l o p m e n to fc o m p u t e r sn e t w o r kt e c h n i q u e ，s o c i a lr h y t h mi s q u i c k e n i n gc o n t i n u o u s l ya n ds o c i a li n f o r m a t i o ni se x p a n d i n gr a p i d l y e v e r yu n i t n e e d sas e to fh i g h l ya u t o m a t i ci n f o r m a t i o nm a n a g e m e n ts y s t e mu r g e n t l yf o r i n f o r m a t i o nc o l l e c t i n g ，i n f o r m a t i o na r r a n g i n ga n di n f o r m a t i o ns h a r i n g t h ee a r l i e s tf o r m sc a n tr e s o l v et h ep r o b l e mo fp a g e rf o r m s b e c a u s eo ft h el i m i t o ft h ed e v e l o p m e n tt o o l s ，t h el a s tu s e r sn e e dt h ep r o f e s s i o n a ls k i l l st ou s ef o r m sw h i c h a r em a d eb yf o x p r o 、p b 、d e l p h i a tt h es a m et i m e ，p r o g r a m m e r sm u s tm a s t e ri nt h e s e t o o l s ，w h i c hi n c r e a s e st h et i m eo fp r o j e c th i g h l y t h et r a d i t i o n a lo f f i c ea u t o m a t i o n s y s t e ma n dl a r g em i sa d o p tt h et h e o r yo f 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 gi nd e a l i n g w i t ht h eb u s i n e s sp r o c e s so fe n t e r p r i s e t h ec o r eo ft h i st h e o r yi st h a to p t i m i z i n gt h e b u s i n e s sp r o c e s sf i r s ta n dt h e nc o n s t r u c t i n gt h em a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e m t h i s b r i n g sh u g ew o r k st oc o m p l e t et h ep r o j e c t ，a n di sf a c e dw i t ht h er e s i s t a n c eo ft h e i n s i d eo fe n t e r p r i s e ，m a k e st h ep r o j e c ts u s p e n do rr e v e r s e a i m e da tt h e s ep r o b l e m s ，t h i sp a g e r p u t sf o r w a r d sas o l u t i o n 一一aw o r k f l o w m a n a g e m n e ts y s t e mb a s e do ni n t e l l i g e n tf o r m s t h et e c h n o l o g yo fi n t e l l i g e n tf o r m s m a k ew i t ht h el o o s e l yc o u p l e da r c h i t e c t u r eo fb u s i n e s sl o g i ca n d t e c h n o l o g y p r o g r a m m e r sc a nd e v o t et h e i rm i n dt oc o d i n g ，a n db u s i n e s so p e r a t o r sc a nd e f i n et h e f o r m sw h i c h d e p e n do nt h eb u s i n e s sl o g i c t h es o l u t i o no fw o r k f l o wp r o v i d et h e f u n c t i o no fc u s t o md e f i n i n g ，w h i c hm o d e l st h ec o m p l e xb u s i n e s sp r o c e s so fe n t e r p r i s e t h ep r o j e c to ft h i sp a g e rn a m e si n f o r m a t i z a t i o no ft h ee l e c t r i cp o w e r e n t e r p r i s e i nt o n g c h e n g t h i sp a g e rf i r s td i s c u s s e st h ec h a r a c t e r i s t i co fp r o t o t y p i n g ，a n dt h e n p u t sf o r w a r do u ro w nt e c h n i q u eo fs y s t e md e s i g n a f t e ra n a l y s i n gt h es y s t e m r e q u i r e m e n t ，w ed e c i d et oa d o p tb st h r e e t i e r e dn e tf r a m e w o r k t h i ss y s t e mi s c o m p o s e do fi n t e l l i g e n tf o r m si n t e r p r e t e r , p o s i t i o nm a n a g e l w o r k f l o we n g i n ea n d d e f i n i n g m a n a g e m e n tm o d u l e w ee m p h a s i so nt h ed e s i g no ft h e s em o d u l e sa n dt h e d a t a b a s e a tl a s t ，t h i sp a g e ri n t r o d u c e st h em a i nc l a s s e se n c a p s u l e di nt h es y s t e mw h i c h u s e st h et e c h n o l o g yo fa s n n e ta n dx m l k e y w o r d s ：p r o t o t y p i n g ，i n t e l l i g e n tf o r m s ，w o r k f l o w , w o r k f l o wm a n a g e m e n t s y s t e m ，i n t e l l i g e n tf o r m si n t e r p r e t e lw o r k f l o we n g i n e ，x m l ，a s e n e t 2 一 中国科学技术大学研究生学位论文 1 绪论 1 1 背景 在新经济中，人们对信息的依赖性越来越强。信息和信息技术在经济中的广 泛利用降低了交易成本，构筑了新的产业秩序，形成了具有独立产业循环空间的 信息产业。信息技术正在渗透到价值链的每一点。由于新技术的成本不断下降和 功能不断增强，管理人员可以进一步将信息技术配置到企业更低层次的管理中 去，以改变价值活动的方式和它们之间联系的性质。信息技术也正在影响竞争范 围，这些影响使信息技术具有了战略意义。 加入世贸组织，把中国同世界紧密地联系起来。未来的国际竞争主要表现为 经济领域的角逐而非军事上的较量。在没有硝烟的经济战争中，企业是决定胜负 的“师团”。企业是社会的细胞和国民经济的根基，企业的强弱决定了国民经济 的实力。在信息时代，没有信息化的企业就如没有“武装”的“师团”是不堪一 击的。哈佛著名的竞争理论专家迈克尔波特指出：信息技术的战略意义，不管 给予多高的评价都不会有夸大之嫌。这项技术正在改变产品、作业过程、公司、 产业甚至竞争本身的性质。大部分管理人员都只是将信息技术视为一种支持性服 务，而将其归于电子数据处理( e d p ) 部门。但是，现在每一个公司都必须清楚理 解新技术广泛的影响和运用，以及新技术如何能够产生显著而持久的竞争优势。 企业信息化的重点任务是企业经营和管理的信息化，可以说企业信息化的其 他任务最终都是围绕管理信息化而开展的。事实上，企业管理信息化关系到企业 管理水平的提高，关系到企业竞争力的提高，因此，它应该成为整个企业信息化 构架的重点。 1 2传统信息系统的一些问题 1 2 1 表单设计问题 随着信息化的深入发展，使用具有传统纸张特性的数字文档已成为当前趋 势。数字文档使原来基于纸张的使用习惯、制度法规、工作方式等都能平滑过渡 到数字形态，为推进信息化提供了有力支持，提高人们的工作效率。其中，表单 的电子化和智能化是数字文档中一项很重要的内容。那么电子表单目前是一个什 么样的发展状况，究竟对日常工作和沟通能带来什么样的便利呢? 恐怕不少人都曾经遇到这样的问题，在日常工作中填写的纸质表单难以保 存，容易丢失，而真正令人烦恼的是处理这些用纸质表单收集到的信息更为麻烦， 中国科学技术大学研究生学位论文 需要重新统计、录入，浪费人力不说，还容易出错。据统计，在美国每年用于事 先印制各种纸质表单的费用大约是2 2 0 亿美元，而且这些表单中有3 0 根本就是 浪费，印出来以后根本就不会被使用。而且纸质表单的使用不可避免的带来了诸 如浪费人力、效率低下、容易出错、难以统计等诸多弊端。这些问题无论对于政 府还是企业都是无法容忍的。 最早开发的电子表单却不能根本性解决纸质表单的缺点。采用w e b 技术实 现的表单，开发人员必须是精通w e b 表单设计工具的专业软件人员。常常出现 的情况是，开发人员不懂业务，而业务专家不懂技术，二者之间需要经过多次沟 通讨论，才能得出用户满意的结果，大大增加了项目开发和实施的时间。对系统 开发者更大的灾难在于，用户的需求无时不在变更，即便是按照用户最初的需求 完成了所有需要的表单，到输入数据时，用户的需求也会发生，系统软件不得不 重新修改。于是项目变的没完没了，成本居高不下。而且，h t m l 格式的w e b 表单，通常与h t m l 和诸如i a v a s c r i p t 这样的技术紧密绑定，h t m l 表单也和 h t m l 技术本身一样，充满了缺陷。h t m l 结构松散，并且没有标准的开发界 面，使得电子表单的优势根本无法体现。 1 2 2 表单流转问题 企业管理信息系统的主要功能有三个：信息处理、事务处理、决策支持。信 息传递和信息处理构成了企业和行政管理部门的业务工作中的主要内容之一，也 是管理信息系统的主要功能之一，它是企业进行事务处理( 如销售定单处理、经 营计划、物料采购计划生成、车间作业分配、库存管理等) 和经营决策的基础。 在信息传递和信息处理结果的基础上，各级领导进行相应的决策活动，这些决策 决定了企业业务的开展方式和经营战略。 i n t e r n e t i n t r a n e t 的迅猛发展，为信息的交流和共享，团队的协同运作提供了 技术的保证，在现有办公自动化系统和大型信息管理系统中得到了广泛的应用。 这些系统一般都把企业业务流程重组或者是表单文件流转功能作为核心功能。企 业办公主要是一个表单流转的过程，所有的办公事务都可以抽象成一个数据库表 单。传统的办公自动化系统和大型m i s 系统在处理企业管理流程中大多采用企 业业务流程重组( b p r ) ，其核心思想就是要先优化企业业务管理流程，再根据 优化后的流程建设企业信息系统。这样不仅在系统建设中工作量巨大，同时面临 来自企业内部重重的阻碍，使得系统建设项目停顿甚至反复。而且开发出来的系 中国科学技术大学研究生学位论文 统过于刚性，不具备可扩展性，如果对现有业务流程做一些改动，不得不对系统 二次开发，造成维护成本高昂，系统使用寿命短等问题。 1 3 论文结构 针对上述两个问题，本文第2 章研究了当前系统开发方法之后，对传统的原 型法进行了扩展改进，提出适合于本系统开发的解决方案。 第3 章详细介绍了本文系统的两个关键技术：智能表单与工作流。 第4 章描述系统需求，根据这些需求选择了b s 三层网络结构，做出系统的 总体设计。 第5 章介绍了系统开发运行环境与辅助工具。 第6 章对本系统的各个子模块进行详细设计，包括数据库设计与系统接口设 计。 最后第7 章小结。 1 4 课题的工程实践背景 本研究课题的工程实践是以桐城市电力公司的信息化建设为背景的。公司原 本信息化建设落后，各部门业务相对独立操作，靠计划、报表等相互联系沟通， 公司领导对各个部门业务信息的了解也是靠汇报、统计报表或亲自下去查看，不 能做到信息及时准确，往往错过了控制的机会。因此，公司迫切需要整个生产经 营过程的信息共享，在网络系统的支撑下，各部门的业务信息可以及时准确的在 网上传递，以支持企业生产经营决策，提高整个公司的经济运行质量。 桐城市电力公司的信息化建设就是要对全市范围内的计算机联网，以实现对 公司业务处理的自动化。信息化建设不仅要支持公司目前的管理模式，还要对其 进行改进和补充，以适应新的系统环境和新的业务流程，使企业的管理工作提高 到更高的水平。不仅要提供对日常业务的支持，还要为各部门提供管理信息和辅 助决策手段。信息化建设还需要对己有的和可能有的各种情况都给予充分的考 虑，尽量满足企业业务对灵活性、适应性的较高要求。因此，桐城市电力公司的 信息化建设如何适应公司业务流程变化和灵活性的问题称为研究的一个重点。 2 系统开发方法研究及解决方案的提出 2 1系统开发几种方法 随着计算机的普及，越来越多的企业希望用计算机进行管理，建立企业管理 信息系统同时对系统开发周期的要求也越来越短，对系统的可扩展性、可修改性 中国科学技术大学研究生学位论文 的要求也越来越高。企业管理信息系统的建设是一项大型复杂的系统工程，是一 种社会、技术系统工程。对于其艰巨性和复杂性，马丁在1 9 9 3 年的专著中就曾 经说过，全企业集成化管理信息系统建设的复杂性一点也不亚于航天飞机的建设 因此，对企业集成化管理信息系统方法论的研究和实践非常重要，系统的开发方 法是否正确直接关系到开发成本的高低，开发质量的优劣，开发周期的长短和系 统开发的成功率。目前在m i s 开发领域指导系统开发的理论翻方法有多种， 最常用的如结构化生命周期法、原型法、面向对象的分析与设计等。 2 1 1 结构化系统分析与设计( s s a & d ) 方法 s s a & d 2 】方法是六十年代西方工业发展国家总结了系统开发的经验和教训 逐步发展起来的一种方法。它是从计算机程序结构设计而来，自顶向下地对系统 进行科学的分析和设计，其系统分析的基本思想是将系统开发看作工程项目，按 部就班，有计划有步骤地进行工作。一个工程项目经过用户请求、可行性分析、 立项批准、设计、施工，最后交付用户使用这种方法的理论基础是严密的，它 要求系统开发人员和用户在系统的开发初期就要对整个系统的功能有全面而深 刻的认识，并制定出每一阶段计划和说明书，以后的工作便围绕着这些文档进行。 结构化开发模型包括六个阶段：系统请求、系统规均与初步调查、系统分析、系 统设计、系统实施、系统运行与维护。 结构化系统分析与设计方法的最大的优点是能够自项向下地对系统进行科 学的分析和设计，因而能全面的考虑，得到优化的整体设计。这与那些从局部 作起，对系统一步步拼凑的方法相比，更加科学化、系统化。它的另一个优点是 具有严格的阶段划分和文档控制，便于工程的组织和管理，特别是对于较大规模 的m i s 系统工程，信息系统的开发有章可循，也就是按统一的步骤一步步地进 行，克服了以前凭经验开发所带来的缺点。这种有序的安排不仅条理消楚，便于 计划管理和控制，而且后面阶段的工作又是以前阶段的工作成果为依据，基础扎 实。但是，结构化系统分析与设计方法也有其固有的缺点： 生命周期法要求用户一开始就清楚地提出所有需求，这往往是困难的， 而且生命周期法很难适应许多项目开始阶段存在的不确定性。越是生命周期 的后面阶段，由于需求变化造成的代价越大； 实际项目很少完全遵循该摸式提出的工作顺序，即明确的一个阶段一个 阶段去完成，往往重复迭代； 中国科学技术大学研究生学位论文 可运行的程序一直要到项目的最后阶段才可能得到。因疏忽而导致的错 误要到检验运行时才能发现，从而造成经济、时间的损失； 因此使用此方法的条件是决策问题有较成熟和完善的理论方法和模型，基础 信息比较齐全，计算机技术可以满足当前系统支持方式的需要，要求开发队伍实 力较强。另一方面，对于用户要求，结构化方法要求必须严格定义或预先加以明 确说明。但是系统开发的实践表明尽管在许多情况下用了这种或那种严格定义 或预先说明的方法，当系统建成后，用户仍然会觉得建立的系统或者是不完全正 确的，或者是不完备的随着计算机应用的普及应用领域的扩展，用户在不断 扩展，不断提出新的需求，系统难以适应变化了的新形式，需要经常进行修补， 甚至返工。 2 1 2 原型法 原型法【3 】的实质是基于一个原型去实现一个新系统。采用用原型法时设计人 员只需对已有系统作初步调查分析后即可快速设计并实现一个原型，用户和开发 者在反复试用原型的过程中，反复评估，不断地改进原型系统，进一步确定需求 的各种细节，适应需求的变化，从而提高最终系统的质量。在原型法中要求用户 参与开发全过程和决策：用户的需求在一个快速反复的开发过程中由用户的主动 参与开发而逐步搞清楚。快速原型法实质上不断运用“可执行原型”启发用户和 开发者揭示新需要和新规律，评价和改进旧原型，从而构造出符合实际需要的 应用。 原型化并不会改变整个项目实施和管理的有效性和合理性，而是作一些适当 的调整。由于在建立原型时，加强了用户参与系统开发的意识，用户可以根据原 型系统提出、修改或确定需求，提高了用户对系统的安全感，减少了用户投资的 不确定性和风险性。由于发现并改正了许多需求及设计方面的问题，因而大大缩 短了测试时间。又由于在目标码版本基础上，减少了错误，而且可由原型出发， 经过改进来得到代码( 不必从设计开始从头做起) ，所以编码时间也减少了从这 一点上来看，原型方法能减少软件开发的工作量。但是，随着用户的参与，用户 对系统的认识也会不断发生变化，从而需求也不断发生变化，这就需要开发者不 断地构造原型。随若交互的不断增多，设计人员的工作量也随之加大，尤其是当 数据库的结构发生改交时。设计人员将不得不重新设计一个完全结构相异的原 型。原型法另外一个问题是难于对开发过程进行管理及控制，其次是原型的设计 难度较大，需要较高层次的设计人员。 中国科学技术大学研究生学位论文 2 1 3 面向对象方法 面向对象方法学【3 】是以类、对象、消息、继承性、多态性和动态联编等概念 和原理为中心展开的。其中对象、类是核心，消息是连接他们的纽带，而继承性 是其独特之处所在，多态性和动态联编使得这一方法更加完善。 自底向上的归纳 面向对象的软件开发方法的第一步是从问题的陈述入手，构造系统模型从真 实系统导出类的体系，即类的属性、与子类、父类的继承关系、以及类之间的关 联，这是一种自底向上的归纳过程。在归纳过程中，为使子类能更合理地继承父 类的属性和行为，可能需要自顶向下的修改，从而使整个类体系更加合理。由于 这种类体系的构造是从具体到抽象，再从抽象到具体，符合人类的思维规律，因 此能更快、更方便地完成任务 自顶向下的分解 系级模型建立后的工作就是分解，与结构化系统分析与设计方法按功能分解 不同在面向对象的软件开发方法中通常按服务来分解。服务是具有共同目标的 相关功能集合。面向对象方法具有自顶向下方法的优点即能有效地控制模块的 复杂性，同时避免结构化系统分析与设计方法中功能分解的困难和不确定胜。 面向对象软件开发方法的基础是对像模型 每个对象类由数据结构( 属性) 和操作( 行为) 组成。有关的所有数据结构 ( 包括输入、输出数据结构) 都成了软件开发的依据。当输入、输出数据结构( 即 系统的边界) 发生变化时，在面向对象的软件开发方法中系统边界的改变只是增 加或减少一些对象而己，整个系统改动极小。 需求分析彻底 需求分析不彻底是软件失败的主要原因之一，开发过程中用户需求的变化会 导致种种问题。面向对象软件开发需求分析过程与系统模型的形成过程一致开发 人员与用户的讨论是从用尸熟悉的具体实例( 实体) 开始的。开发人员与用户之 间有共同的语言，从而避免了传统需求分析中可能产生的种种问题。 可维护性大大改善 在面向对象软件开发方法产生之前，其他方法都是基于功能分解的尽管软 件工程学在可维护方面作出了极大的努力，使软件的可维护性有较大的改进，但 从本质上讲，基于功能分解的软件是不易维护的。因为功能一旦有交化都会使开 发的软件系统产生较大的变化，甚至推倒重来。更严重的是，在这种软件系能中， 中国科学技术大学研究生学位论文 修改是困难的。由于种种原因，即使是微小的修改也可能引入新的错误。所以传 统开发方法很可能合引起软件成本增长失控、软件质量得不到保证等一系列严重 问题。面向对象开发力法的基础是目标系统的对象模型，而不是功能的分解。功 能是对象的使用，它依赖于应用的细节，并在开发过程中不断变化。由于对象是 客观存在的因此当需求变化时对象的性质要比对象的使用更为稳定，从而使建 立在对象结构上的软件系统也更为稳定。 2 2系统开发方法选择 传统开发方式中，一旦生成了最终的应用系统，各种模块就被组装成具有固 定逻辑和行为的一个紧耦合系统。这样的紧耦合系统要实现诸如系统的逻辑规则 改变、系统功能转换等逻辑扩充将是很困难的，因而是一种固定逻辑系统。传统 软件中，软件一旦开发完成，其功能也就固定了，即使只是需求上的较小的变化， 用户也无法让现有的软件适应。这也是软件工程领域普遍存在的问题。造成这种 情况的根本原因在于当前所普遍采用的程序设计方法是一种逻辑与功能实现互 相融合的方法。由于没有将逻转从实现一级抽象出来，因此，无法在不修改功能 实现的情况下实现系统的逻辑转换。 目前，在软件工程领域，一些国内外软件研究机构都在进行将软件系统的逻 辑和实现相分离的方法学研究。将软件系统的功能与逻辑分离，提取出软件系统 逻辑这一个层次，是实现动态软件技术的关键。这样，只要软件中已有的功能模 块可以满足新的需求，只需要改变这些功能单元的组织逻辑，就能够更新软件的 功能。 2 2 1 基于可定制逻辑的软件系统 将逻辑实现与功能实现相分离的概念贯穿于软件的整个生命周期，则是从一 个新的角度来看待一个软件系统： 将软件系统看作是一个由若干条业务过程组成的系统 将软件的功能实现看作是若干个业务过程的执行 通过业务过程的更新实现软件功能的改变 这时，对于已经处于运行阶段的软件，可以通过重建业务过程而改变软件的 功能，快速生成新的软件，甚至可以在软件运行阶段动态地更新软件的功能。这 时，要求业务过程不仅是一种逻辑存在，还要实际存在于软件的结构中，并有对 业务流程的控制的能力。本系统的设计思想正是从这一个角度出发的。 中国科学技术大学研究生学位论文 2 2 2 软件概念模型 图1 可定制逻辑软件系统概念模型 由图1 中可见，功能模块作为完成基本功能的单元存在。模块通过功能软件 包的形式进行组织和管理。软件构架以业务过程的形式来实现，与子系统形式的 构架相比，这是一种动态的软件构架。不同的业务过程代表软件的不同功能，表 示模块的逻辑组织关系。不同的业务过程中模块之间的逻辑关系不同，并且可以 共享功能构件。同时，为了实现模块的动态重组，模块之间的耦合应该尽量减弱， 避免相互之间的直接功能调用和参数传递。这种结构清晰地表示了功能与逻辑的 分离。 2 2 3 可定制逻辑的系统开发方法 传统原型法认为：在系统开发的过程中，只要用户和开发人员认真努力、积 极配合，就能对原型系统不断的改进，趋向最终需求。然而，本文系统需求的特 点是极不稳定，需求变化不仅发生在系统开发阶段，而且还出现在项目完成之后 的维护阶段。原型法根本无法解决在系统运行维护阶段出现的需求变化问题。 为了解决这个问题，本文系统的开发过程分解成两个阶段( 如图2 所示) 。 第一阶段，根据基本的需求，开发一个高度灵活的自定义平台，此开发过程采用 传统的原型法，业务人员参使用，系统开发人员修正改进；第二阶段，在这个平 台上进行表单设计与流转描述，此过程是解决用户需求不稳定的关键之处。通过 定制业务逻辑，构建文档工作流模型，业务逻辑验证通过，则生成系统业务过程 中国科学技术大学研究生学位论文 供最终用户使用。如果验证不通过，则在这个自定义平台上修正改进，其中几乎 不涉及对平台的修改，由业务人员独立完成。 y 图2两阶段原型法 2 2 4 系统需求的分类 根据逻辑实现与功能实现相分离的思想，系统需求相应的划分为两类，业务 需求与功能需求。业务需求主要有表单设计与流转，包括系统中最不稳定的那部 分需求，应用于系统开发第二阶段；功能需求是对业务需求的高度概括，相对业 务需求来说稳定可靠，由系统开发第一阶段完成。比如表单设计问题，系统开发 前不可能预先设计好所有表单，即使客户表单规范、具有统一标准格式，但谁也 中国科学技术大学研究生学位论文 不能保证该表单在今后几年内不再变动。如果表单格式、内容发生变化，不需返 回第一阶段重写编译代码，只需返回第二阶段进行表单修改。 2 2 5 灵活性与可扩展性 由于实现了功能与逻辑的分离，可以在现有功能模块的基础上改变执行逻 辑。同时，动态的系统构架实现方式为系统提供了的功能扩充的灵活型。通过向 系统中加入功能软件包安装新的模块，就可以在这些模块的基础上建立新的业务 过程，或者更新原有的业务过程，从而使系统的功能实现扩展。 2 3解决方案的提出 可以看出，第一阶段的自定义平台是实现本文系统的关键所在。它采纳了两 种先进技术：智能表单和工作流。 智能表单技术很好的解决了表单设计问题。开发过程中业务与技术实现松耦 合，开发人员可以专注于系统开发，而与业务联系紧密的电子表单部分由业务人 员完成。电子表单自动与数据库联系，不需要技术人员的参与。系统完成之后， 如果客户需求发生变动，不需要二次开发，业务人员通过重新定义电子表单轻松 完成，维护成本得到了很好的控制。这样的技术框架还具有很好的通用性，如果 开发类似项目，只需简单的复制系统代码再稍加修改，系统就能投入使用，剩下 的工作就是定义一些特定的电子表单。 工作流管理为表单流转工作流程自动化问题提供了技术支持。工作流管理提 供强大的自定义功能，支持企业复杂的工作流设置。企业可对工作流的组成因素 包括工作流完成需要的阶段、各个阶段的流转顺序、每个阶段的负责人，使得工 作流的定义完全与企业的政策和实际运营相符合，而不必进行复杂的二次开发。 由于采用了电子化的方式处理工作流，与传统的纸张操作相比，每个请求都被可 靠地保存而不会丢失。请求一旦被创建，就会沿着预先定义好的流程被发送给相 应阶段的相关负责人，无论是请求的处理还是信息的反馈都得以高效地进行。同 时，完全电子化的工作流保证了企业运作的规范化和透明化。通过对内部以及外 部业务处理采取电子化管理动作，有效提高组织效率。工作流管理同时也提供了 可定制的浏览和报告的功能，用户可以对工作流的关键信息进行任意的定义以获 得特定的报表。 3 相关知识简介 3 1智能表单技术 中国科学技术大学研究生学位论文 3 1 1 智能表单的出现 智能表单又称之为动态表单，这个概念随着微软、a d o b e 等商业公司推出 i n f o p a t h 与a d o b es y s t e m 软件包，逐渐出现于人们的视野当中。为了更好的商业 推广，故取名智能表单( 如同智能手机一样，并非真正意义上的智能，只是在手 机上安装了现代意义上的操作系统) 。没有严格的学术定义，但大家已经约定成 俗，认可了这一个概念。 智能表单是解决办公无纸化问题的主流技术，特别是x m l 技术出现以后， 为表单进入智能化阶段提供了难得的契机。基于x m l 技术的表单，在数据采集 的源头，就已经将数据按照特定的结构进行了组织，并且以x m l 格式进行数据 的传输和处理，从而，信息共享变得轻松自如。同时，所见即所得的表单编制， 极大降低了系统开发的难度，连不懂技术的用户都可以自助地编制和分发表单。 智能表单具有传统表单无法比拟的优势，给i t 开发效率带来的革命性突 破。新一代的智能表单系统，为开发商提供了表单编制的柔性平台，通过改善系 统的自适应能力来应对用户需求的变更，从而使得企业对信息系统拥有更大的主 动性和控制权。科技的发展，再一次体现了“以人为本”的思想。 对于集成商和软件开发商而言，新一代智能电子表单系统的意义还不止于 此。表单编制的自助化，使得业务专家能够在整个系统开发周期中全程参与，编 制和他日常工作中所使用的纸质表单风格完全一致的电子表单，从而减少了沟通 的环节和对项目需求误解的风险，并且极大加快了项目开发的进度。而此前的系 统开发，这些工作往往是由程序员来完成的。开发效率的提高和系统自适应能力 的增强，以及项目实施风险的降低，带来的直接效果就是开发周期缩短，项目收 益提高。 正因为上述原因，智能电子表单一出现就赢得了用户的青睐，随之而来的， 就是智能电子表单市场空前的繁荣。据初步估计，当前全球每年智能电子表单的 市场需求大约在3 0 亿美元左右，而且每年增长速度为5 0 。正是这样一个初步 成熟并且不断发展的广阔市场促使国外巨鳄关注这个市场，逐鹿电子表单。 3 1 2mic r o s o f to f fic ein f o p a t h m i c r o s o f to f f i c ei n f o p a t h 是一个新的桌面应用程序，它能帮助团队和组织通 过丰富的动态表单有效地收集所需的信息。i n f o p a t h 包含设计和运行时环境，使 用窗体的用户必须在自己的桌面上安装它。它的体系结构包括了独特的设计特 中国科学技术大学研究生学位论文 性，能够帮助您轻松地完成x m l 文档的结构化创作，并提供灵活的x m l 文 档视图。 以下是i n f o p a t h 的核心设计目标以及主要的体系结构( 如图2 t 5 1 ) 特性： 1 1 构建一个综合性的工具，结合了最好的文档编辑模式和表单所具备的严 谨的数据捕获功能。最终用户可以在传统的字处理环境中使用编辑视图来 查看和修改抽象的数据结构，这种处理环境提供了很多用户熟悉的功能， 如多信息文本的格式化、对表格和图片的支持以及自动更正功能。最终用 户可以动态地扩展表单，有效地添加可选的、重复的元素和属性，而不必 查看这些元素和属性。 l数据库 l 一 可r _ l 三， 数据处理平台 电子 w e b张e 扫s h a r e p o i n t 其他 邮件 服务服务器服务器 服务器 可丁 提交i n f o p a t h 表单 t 丁 填写i n f o p a t h 表单 丁r i n f o p a t h i 表单一 可丁 发布平台 共享文 s h a r e p o i n tw j b 件夹 表单库服务器 可丁 l n f o p a t h l 表单一 丁丁 设计i n f o p a t h 表单 可r 架构信息 a c c e s s s q ll x m li 数据文佳，j i服务描毒剖 s e e r a d o 拶 架构j 1 f 图3i n f o p a t h 体系结构 中国科学技术大学研究生学位论文 2 ) 对于输入和输出，使用从属于自定义的架构的x m l 文档。i n f o p a t h 使 得普通的最终用户能够读取和创建从属于自定义的x m l 架构的半结构 化x m l 文档。然后用户可以通过s o a p 或h t y pp o s t 方法提交 x m l 格式的数据。i n f o p a t h 使用并生成x m l 架构和x s l 转换( x s l t ) 文件，并集成了x m l w e bs e r v i c e 标准。 3 1 提供了结构化编辑功能。利用i n f o p a t h ，可以收集能够在整个企业范围 内重复利用的结构化的、已验证的x m l 信息，并使普通的最终用户能 够轻松地创建x m l 内容。为向用户呈现一个简单易用的用户界面，以 查看和编辑x m l 分层数据，视图中的嵌套字段组和字段被映射到文档 对象模型( d o m ) 树，而视图中上下文相关的下拉菜单则使最终用户可以 添加或删除有效的字段组。i n f o p a t h 支持自定义的x m l 架构，同时还支 持对用户界面进行符合该架构的自定义。由于提供了行业标准的x m l 架 构验证以及附加的自定义声明限制，并且还支持基于脚本的验证和业务逻 辑，因此能够防止数据错误并确保得到的x m l 文档满足您的需求。 4 ) 提供了灵活的视图。为了用最恰当的方式向最终用户呈现x m l 文档， i n f o p a t h 使用x s l t ，以不同于x m l 数据结构的方式组织编辑视图的内 容。i n f o p a t h 遵循将文档中的数据与格式分离的x m l 模式，从而实现了 严谨的、结构化的数据捕获。 ( 一) 设计表单 i n f o p a t h 窗体具有与o f f i c e 界面类似的外观，包括丰富的交互式控件以及 创作功能，例如拼写检查、字体格式和其他熟悉的工具。窗体是动态的，允许可 选节和重复结构，这使得用户可以高效地输入要捕获的信息。通过强制的数据类 型和商业规则，组织可以确保所捕获的信息是有效信息。使用所见即所得的窗体 设计器，开发人员可以轻松地生成基于现有数据源( 例如自定义的x m l 架构) 的i n f o p a t h 窗体。 设计i n f o p a t h 窗体时可以依据自定义的x m l 架构、x m l 数据文件、行 业标准的w e b 服务或a c c e s s s q ls e r v e r 中的a d o 记录集。无论拥有何种架 构信息，i n f o p a t h 都将基于该信息，自动应用数据类型和结构化验证。您也可以 从空白窗体开始，根据需要插入控件。在这种情况下，i n f o p a t h 将在后台自动创 建一个架构，您可以在以后需要时对其进行修改。i n f o p a t h 没有自己的文件格式。 中国科学技术大学研究生学位论文 在i n f o p a t h 窗体中输入的数据将以x m l 格式保存在创建窗体时使用的架构 中。 i n f o p a t h 提供了一种易于使用的所见即所得设计模式，该模式使窗体开发人 员可以设计或修改窗体模板，而无需编写任何代码。i n f o p a t h 支持众多的控件和 布局功能，并提供基于基础架构数据类型的默认建议。 使用m i c r o s o f to f f i c ei n f o p a t h2 0 0 3t o o l k i tf o rm i c r o s o f tv i s u a ls t u d i o n e t ， 可以用编程的方式来自定义i n f o p a t h 窗体解决方案。该工具包为编写托管代码 提供语言支持，包括对c 、m i c r o s o f tv i s u a lc 撑、m i c r o s o f tv i s u a lc + + 和v i s u a l b a s i c n e t 的支持，也为使用运用m i c r o s o f tj s c r i p t 和m i c r o s o f tv i s u a lb a s i c s c r i p t ( v b s c r i p t ) 语言的m i c r o s o f t 脚本编辑器提供语言支持。i n f o p a t h 包括一 个可靠的对象模型，使用该模型可以与应用程序、应用程序的窗体以及窗体包含 的数据进行交互。i n f o p a t h 还实现了多个事件，使用这些事件可以响应应用程序 状态、用户启动的操作或是在窗体的基础x m l 文档中所做的更改。 每个i n f o p a t h 窗体解决方案都与一个特定的x m l 架构紧密相关，使用它 可以打开符合该架构的任何x m l 文档。已保存的x m l 文档包括用来标识相 应的模板解决方案，以便您能够移动文档。 ( 二1 发布表单 完整的i n f o p a t h 解决方案由多个文件组成【6 】，包括x m l 架构、x m l 模板、 视图文件、演示文稿文件、脚本文件和自定义商业规则文件。所有这些文件都打 包到扩展名为x s n 的c a b 文件中。在这些文件中，有一个称为“窗体定义文 件”的x m l 文件，该文件是描述如何构造、使用和部署窗体的指令清单。设 计窗体时，i n f o p a t h 会自动创建此指令清单，但您也可以对其进行手动修改，以 便进一步控制解决方案的运行方式。 开发人员可以从提供无提示下载和自动下载的服务器部署i n f o p a t h 解决方 案，以确保用户始终拥有最新的窗体。i n f o p a t h 提供了多种表单的发布模式，其 中共享文件夹、w e b 服务器发布模式操作简单，只需把x s n 的c a b 文件复制到 一个可下载的目录当中即可。s h a r e p o i n t 表单库发布模式是微软推荐的发布模式。 许多团队使用m i c r o s o f tw i n d o w ss h a r e p o i n ts e r v i c e s 表单库来收集信息和共享 文件，当然也包括m i c r o s o f to f f i c ei n f o p a t h 。表单库的作用类似于文件服务器， 用户可在表单库中填写和存储基于同一i n f o p a t h 表单模板。每个表单库有一个表 单模板与之相关联，从而保证从该表单库中创建的所有表单都具有相同的结构和 外观。 中国科学技术大学研究生学位论文 f 三) 提交表单 为了处理捕获的信息，i n f o p a t h 与可通过w e b 服务访问的任何服务器进行 交互操作，包括使用a d o n e t 的那些服务器。同时，i n f o p a t h 还为使用a d o 的a c c e s s 和s q ls e r v e r 数据库以及通过h t t p 提交x m l 数据提供内置支 持。除了内置功能，您可以编写自定义代码，以检索并提交x m l 数据。此外， 您可以将i n f o p a t h 与m i c r o s o f tw i n d o w ss h a r e p o i n ts e r v i c e s 中的窗体库一起 使用，以增强工作组的协作，也可以仅仅将i n f o p a t hx m l 文件保存到本地计算 机。 i n f o p a t h 对通用x m l 文档固有的支持，使各公司可以轻松地将i n f o p a t h 窗体集成到工作流程中。选