（交通信息工程及控制专业论文）通信流程管理的研究.pdf

摘要 摘要 由于企业间竞争的不断加剧，各企业都希望有一套适合自己的管理系统，来辅助管 理人员对企业进行管理，从而实现企业资源的整合，提高企业的工作效率和质量，降低 企业运营成本，使企业可以为客户提供更好的产品和服务。工作流管理系统可以定义、 管理和执行企业的业务流程，并把企业中的组织、人员、信息等资源有效的组织起来， 使他们能够协调的工作，从而发挥出最大的效能，这样就可以帮助企业实现上述管理目 标，并最终提高企业的市场竞争力。因此，将工作流技术和工作流管理系统引入到企业 的管理当中就成为了必然。 通信企业具有业务流程繁多，过程结构复杂多变，与设备关联紧密等特点，流程管 理的难度就要大大高于其他企业，所以对流程管理系统的需求也就更加的迫切。然而， 目前并没有一套成熟的、适合通信行业特点的流程管理系统可以使用，现有的系统不是 功能简单，就是使用复杂、成本巨大，或者不能适应通信行业的特点。 本文首先对工作流技术及其相关标准进行了研究，继而提出了自己的工作流管理系 统的设计方案。方案中包括对系统的体系结构及其中各个模块的详细设计，并针对通信 行业中的特殊需求提出了自己的解决方法，力求使整个系统既能提供一般工作流管理系 统的功能，又可以适应通信行业发展的现状和特点。在文章最后，我们还使用v c + + 以 及s q ls e r v e r 等工具对系统的部分模块进行了简单的实现，以此来验证设计的可行性， 并希望在将设计转化为实现的同时，对设计的部分细节进行完善。 关键词：流程；流程管理系统；过程定义；工作流引擎 大连交通大学工学硕十学位论文 a b s t r a c t b e c a u s eo ft h ea g g r a v a t i n gc o m p e t i t i o nb e t w e e ne n t e r p r i s e s ，m a n yo ft h e mh o p et oh a v e as e to fm a n a g e m e n ts y s t e mw h i c hi ss u i t a b l ef o rt h e m s e l v e s ，a n dw h i c hc a nh e l pt h e a d m i n i s t r a t o r st om a n a g et h ee n t e r p r i s e s w i t l lt h eh e l po ft h es y s t e m s ，t h e s ee n t e r p r i s e sc a n i n t e g r a t et h e i rr e s o u r c e s ，i m p r o v et h ew o r k i n ge f f i c i e n c ya n dq u a l i t y ，r e d u c et h e i rc o s t ，a n d p r o v i d eb e t t e rp r o d u c t sa n ds e r v i c e st ot h e i rc u s t o m e r s w o r k f l o wm a n a g e m e n ts y s t e m sc a n d e f i n e ，m a n a g ea n de a r l yo u tt h eb u s i n e s sp r o c e s so ft h e s ee n t e r p r i s e s t h e yo r g a n i z et h e e n t e r p r i s e sr e s o u r c e si n c l u d i n gd e p a r t m e n t s ，s t a f fa n d i n f o r m a t i o nt od i s p l a yt h e i rb e s te f f e c t ， s ot h a tt h e yc a nh e l pt h e s e e n t e r p r i s e s t oa c h i e v et h e i rg o a l sa n dt oi m p r o v et h e i r c o m p e t i t i v e n e s s t h e r e f o r e ，i ti sn e c e s s a r yt ob r i n gt h ew o r k f l o wt e c h n o l o g ya n dt h e w o r k f l o wm a n a g e m e n ts y s t e mt oo u re n t e r p r i s e s t h ec o m m u n i c a t i o ne n t e r p r i s e sh a v et o om a n yc o m p l e xb u s i n e s sp r o c e s s e s ，s oi ti sm u c h h a r d e rf o rt h e mt om a n a g et h e s ep r o c e s s e sa n dt h e i rd e m a n df o rt h ew o r k f l o wm a n a g e m e n t s y s t e m sa r ee v e nm o r eu r g e n t h o w e v e r ，w eh a v en om a t u r ew o r k f l o wm a n a g e m e n ts y s t e m s s u i t a b l ef o rt h ec o m m u n i c a t i o ni n d u s t r yt ou s e t h ed e f e c to ft h e mi st h a tt h ef u n c t i o n so f t h e s es y s t e m sa r es os i m p l yo rt h es y s t e m sa l et o oh a r dt ou s ea n dc o s tt o om u c h , o re l s et h e y h a v en o tc o n s i d e r e dt h ec h a r a c t e r i s t i co ft h ec o m m u n i c a t i o ni n d u s t r y n l i sd i s s e r t a t i o nd o s es o m er e s e a r c ho nt h ew o r k f l o wt e c h n o l o g ya n d 也er e l e v a n t s t a n d a r d s ，t h e ni tb r i n g sad e s i g ns o l u t i o no ft h ew o r k f l o wm a n a g e m e n ts y s t e mt ou s t h e s c h e m ei n c l u d e st h ed e s i g no fs y s t e ms t r u c t u r ea n dt h em o d u l eo ft h es t r u c t u r e i tb r i n g s f o r w a r di t so w ns o l u t i o nt ot h es p e c i a ld e m a n do ft h ec o m m u n i c a t i o ni n d u s t r y ，a n dt r i e si t s b e s tt om a k et h ew h o l es y s t e mt op r o v i d en o to n l yt h ec o m m o nf u n c t i o nb u ta l s ot h ef u n c t i o n w h i c ha d a p t sf o rt h ec u r r e n ts i t u a t i o na n dc h a r a c t e r i s t i co fc o m m u n i c a t i o ni n d u s t r y a tt h e e n do ft h ed i s s e r t a t i o n ，s o m em o d u l e so ft h es y s t e ma r ec a r d e do u tt or e a l i t yb yt h et o o l ss u c h a sv i s u a lc + + a n ds q ls e r v e r 1 1 1 ep u r p o s ei st ov e r i f yt h ef e a s i b i l i t yo ft h es c h e m ea n dt o p e r f e c tt h es c h e m ei ns o m ed e t a i l sd u r i n gr e a l i z a t i o n k e yw o r d s ：w o r k f l o w ；w f m s ；p r o c e s sd e f m i t i o n ；w o r k f l o we n g i n e i l 第一章绪论 第一章绪论 1 1 课题背景及意义 随着改革开放的不断深入和经济的飞速发展，现代企业面临的市场竞争日益激烈， 各个企业都希望以自己高质量的产品和良好的服务在竞争中赢得一席之地。这不仅需要 企业有先进的生产技术，同时也对企业的信息化管理水平提出了更高的要求。 然而，随着企业规模的扩大，企业部门数量繁多，并且呈现区域分散的分布态势， 各部门之间相对独立，有自己的工作方法和原则，甚至有已经使用的针对自己部门的信 息管理系统( 比如财务部门的财务管理系统，人事部门的人事管理系统等等) ，部门间的 信息大多以口头的方式或者网络邮件的方式传递，这种方式不便于对信息的控制和管 理，信息的正确性受到质疑，并且信息的安全也得不到保障，基础数据得不到深入挖掘。 而企业的业务流程却往往是由多个部门紧密合作共同完成的，所以企业就迫切需要一种 新的管理模式来将部门、人员、物资、数据，甚至原有的信息系统有效的组织在一起， 来提高企业业务处理的效率。 另外，面对用户多样化的需求，企业需要不断扩大自己的业务范围，然而，多样化 的企业业务流程也必将导致管理的困难，所以企业需要将自己的业务流程信息化，以便 于管理和控制，同时可以在需要的时候对业务流程进行重组，以满足变化的需求。 工作流技术就可以满足企业的上述需求，它可以让企业把自己的业务流程抽象出 来，以计算机可以处理的形式保存和管理，从而达到帮助企业逐步规范和梳理真实清晰 的现实流程的目的。在没有引进工作流技术之前，企业的业务执行也是有些规章制度可 循的，但是在真正的执行过程中，往往由于各方面的因素导致业务过程并没有严格的按 照规章制度被执行，而多数业务过程的管理者和过程中间环节的参与者并不能知道在此 之前整个业务过程经历了哪些环节，由什么人来执行，他们只能按照自己的经验做出判 断，并执行或者管理整个业务过程。企业引进工作流技术之后，不仅可以得到规范、真 实的现实流程，而且企业的业务流程也同时进入到了一个良性循环当中，随着对业务流 程的监管，管理者很容易发现流程中的薄弱环节并加以改善，从而可以使企业的整体运 转达到最佳状态。 工作流技术还可以改变企业原有的按照职能划分的组织模式，让企业真正实现以客 户为中心，以流程为导向的管理模式和组织模式( 如图1 2 ) ，它把企业的各种资源有效 的组织在一起，使他们能够协调的工作，从而发挥出最大的效能，这样不仅节约了成本， 而且还提高了业务响应速度，使企业可以更加快速，灵活的，高效的为客户服务。同时， 大连交通大学丁学硕+ 学位论文 它把业务过程逻辑和应用逻辑相分离，只通过修改过程模型就可以改变整个系统的功 能，这样也有利于集成企业原有的信息管理系统，使企业可以逐步的向新的管理模式过 度，而不必经历彻底、快速变革的风险【1 1 。 图1 1 企业流程管理的良性循环 f i g 1 1v i r t u o u sc y c l eo fb u s i n e s sw o r k f l o wm a n a g e m e n t 企业业务流程 图1 2 以流程为导向的组织模式 f i g 1 2o r g a n i z a t i o nm o d e ld i r e c t e db yw o r k f l o w 快速，妥善的把以流程为导向的管理方法和技术引入到企业当中，可以极大地提高 企业的竞争力，使企业获得丰厚的回报。越来越多的企业领导者意识到了这一点，纷纷 试图引进适合自己企业的工作流产品，并准备借此机会开展企业业务流程的重组和优 化，于是工作流技术便成为了各个企业重点关注的问题，而企业的需求也使工作流技术 成为了当前管理信息领域的一个热点问题。 1 2 工作流技术的发展 工作流技术起源于1 9 世纪7 0 年代在自动化办公领域的研究，这个领域有着比较固 定的工作流程，他只需要按照一种既定的规则将信息、任务或者文档在不同的参与者之 间传递或执行，这便是最早的工作流的概念。人们认为工作流技术可以让办公效率有显 著的提高，但是事实并非如此。工作流技术将办公领域的业务流程固化，人们按照固化 以后的流程工作，然而需求却是不断变化着的。原有的业务流程不能适应变化的需求， 使用工作流技术开发出来的办公自动化系统也同样宣告失败。失败的原因并不只是工作 流技术的不成熟，同时也有诸如网络不够普及等众多因素存在。 2 第一章绪论 到了1 9 世纪8 0 年代，工作流技术又在除了自动化办公之外的其他领域有了些常识 性的应用，但是大多数都以失败告终。 从1 9 世纪9 0 年代开始，随着科技的进步，计算机和网络已经非常普及，相关的技 术也已经比较成熟，工作流技术于是迎来了白它诞生以来最有意义的一个发展高峰。 1 9 9 3 年8 月，工作流管理联盟( w f m c ) 正式成立，该组织致力于工作流技术的标准 化工作。1 9 9 4 年，工作流管理联盟提出了工作流参考模型，并相继制定了一系列的工业 标准，以此来引导工作流技术的研究方向并规范工作流产品的开发。到目前为止已有 m i c r o s o f t ，i b m ，s u n ，o r a c l e 等三百多家企业成为了该组织的会员，并相继开展了工 作流技术的研究工作。 目前对工作流技术的研究主要集中在基础理论研究，系统实现技术研究以及项目实 施技术研究这三个方面。在工作流相关标准方面，虽然w f m c 已经推出了自己的行业 标准，多家大公司也都加入其中并且开展了全面和深入的研究，但是由于在w f m c 诞生 之前这些公司就已经在进行这方面的研究，而且或多或少都取得了一些成果，有些甚至 还开发出自己的工作流管理系统，所以在实际应用当中还是有多种标准存在的，他们真 正的向w f m c 的标准靠拢还需要一段时间。另外，关于工作流的建模方法，各个组织 和企业还没有统一的意见，多种建模方法被应用到工作流的研究和工作流系统的实现当 中，目前孰优孰劣还没有定论。不仅是国外的大型软件公司，国内的诸如清华大学、上 海交通大学等高校也在进行工作流技术的研究，并取得了不错的成果1 2 , 3 1 。 在工作流产品方面，国外有i b m 的m q s e f i e sw o r k f l o w 等，这些产品功能比较强大， 但是使用非常复杂，并且平台的成本非常高，并不适合当前国内的实际情况。国内的有 西安协同的s y n c h r o f l o w ，北京用友的n u c l e u s 工作流引擎等产品，这些产品使用比较 方便，但是功能相对薄弱，经常需要根据具体的项目进行扩展。 总之，工作流技术是一个新兴领域，它集计算机，管理等多学科的概念于一体，工 作流技术的发展和广泛应用必将导致企业管理水平的大幅度提高和企业效益的显著增 加。也正因为这样，工作流技术才能成为当前研究的热点。无论是在工作流相关技术、 标准还是工作流产品方面都未发展成熟，特别是国内的工作流研究还处在一个起步阶 段，还没有一个公认的比较成熟的工作流产品。所以，此时对工作相关技术和工作流管 理系统进行研究、分析和设计更是有着很高的学术价值和实用价值。 1 3 课题主要研究内容 鉴于国内工作流技术研究还处在起步阶段的事实，本课题首先要研究工作流技术的 基础理论，通过大量的查阅国内外相关资料，力求对工作流的参考模型以及其他标准等 3 大连交通大学工学硕十学位论文 有一个全面深入的了解。然后提出一个工作流管理系统的技术方案，该方案主要面向通 信行业的流程管理，力争做到符合通信行业特点，解决实际问题。然后着手开发系统中 的过程定义工具部分和工作流引擎部分，在系统的实现过程中进一步验证和完善上述设 计方案，从而为今后的研究开发工作奠定基础。 1 4 论文的组织安排 本章作为绪论部分，主要介绍了课题的背景、意义以及主要研究，还对工作流技术 的发展历史做了回顾。 在下一章，我们将对工作流相关的技术和标准做一个概述，主要包括工作流和工作 流管理系统的定义、工作流参考模型以及工作流管理系统体系结构等内容。 第三章我们将提出整个流程管理系统的技术方案，首先从需求分析开始，然后提出 了系统的体系结构，接着对体系结构中的功能模块逐个进行设计并将i c e 引入到模块间 的接口当中，最后提出了系统和通信行业的结合方式。 第四章作为系统实现部分，分别对流程定义工具和工作流引擎进行了简单的实现。 本章小结 本章作为绪论部分，首先指出本课题的背景及现实意义，在改革开放不断深入的大 环境下，各企业面临着巨大的竞争压力，纷纷趋向于以客户为中心，以市场为导向的管 理模式，于是工作流技术也就自然的被引入到企业当中。然后本章用一节的篇幅简单回 顾了工作流技术的发展过程，最后介绍了课题主要研究的内容和论文的组织安排。 4 第二章工作流技术概述 第二章工作流技术概述 工作流技术发展迅速，应用也开始越来越广泛，国内外很多厂商都正在研究或者已 经有了自己的工作流产品。然而由于没有统一的标准，这些工作流产品不仅在功能和体 系结构上参差不齐，产品间的协同工作也成了当前面临的主要问题之一。直到工作流管 理联盟的工作流参考模型出现，这一局面才有了一些改观，各种工作流产品纷纷向这一 标准靠拢，本章介绍的工作流技术也将以这一标准为基础。 2 1 工作流及工作流管理系统 2 1 1 工作流 t 1 1 ec o m p u t e r i z e df a c i l i t a t i o no ra u t o m a t i o no fab u s i n e s sp r o c e s s ，i nw h o l eo rp a r tt 4 1 工作流就是全部或者部分由计算机支持或者自动处理的业务过程。这是来自工作流管理 联盟对工作流的定义。这个定义看起来比较抽象，但是它指出了工作流的本质其实就是 “业务过程”，只是他被抽象成了计算机可以处理的形式。 下面我们来看一个具体的业务过程，从中我们会发现一个工作流中应该具备的元 素。这是一个单位安装电话的业务过程。首先，单位向通信公司发出安装电话的申请； 接着，这个申请需要交给办公室主任和通信所长审批；如果审批通过，通信公司的调度 人员需要办理调度手续，发出调度命令；然后，负责执行安装任务的员工开始安装电话， 接通线路，这些工作需要在两个工作日之内完成；最后，当电话安装完成以后，由客户 服务人员电话回访，以获得电话安装情况，和用户的满意度等信息。 这就是一个完整的业务过程，我们发现这个业务过程由申请、审批、调度、安装、 回访这5 个步骤组成。这些步骤之间有一定的顺序关系，不可以缺少哪一步，或者调换 他们的顺序，每一个步骤的开始和结束都是有条件的，甚至在任务执行当中一些特殊条 件的达成，也可能需要做特定的处理。例如：如果审批工作没有完成，调度的任务就不 可以执行；如果员工安装电话的过程超过了两天的时间，就会由调度人员重新安排任务， 并调查任务拖延的原因等等。除了任务和任务之间的关系之外，在整个工作流中另一个 非常重要的元素就是参与者，在这里包括参加审批的领导，安装电话的员工等等，他们 负责完成工作流中每个步骤的任务，他们可以是具体的员工，任务所需求的角色，一 个部门的员工，甚至是一些计算机应用程序。还有，在每个任务的执行过程中，都会有 一些输入和输出。输入就是任务完成所需要的前提条件，输出就是该任务产生的结果， 他们包括信息或者文档等等，这些资源不仅仅针对某一个任务，也可能是在整个或者部 分工作流中传递。综上所述，活动、活动间关系、参与者、资源( 包括生产材料，信息 5 大连交通大学工学硕士学位论文 或者文档等) 合理的组合在一起就构成了一个完整的业务过程。由此我们得出对工作流 的一个比较具体的解释：工作流就是真实业务过程的计算机表示形式，它由若干个任务 按照特定的规则组合而成，在工作流执行期间，文档，信息等资源按照既定的规则在参 与者之间传递，从而实现业务过程整体或者局部的自动化。 工作流技术不仅可以用在企业流程重组( b p r ) 和企业流程管理( b p m ) 当中，在 其他行业中也有着巨大的发展前景。应用工作流技术可以把企业的各个部门、人员、生 产资料、信息等有效的组织在一起，使他们可以协调的工作。改变了部门间各自独立的 格局，真正让企业做到以流程为导向，不仅降低了企业运营成本，提高了企业业务执行 的效率，而且让企业可以相对灵活的改变自己的业务流程来更快更好的适应客户的需 求，最终使企业的市场竞争力有大幅度的提升。 2 1 2 工作流管理系统 工作流管理联盟对工作流管理系统给出了这样的定义： as y s t e mt h a tc o m p l e t e l yd e f i n e s ，m a n a g e sa n de x e c u t e s w o r k f l o w t h r o u g ht h e e x e c u t i o no fs o f t w a r ew h o s eo r d e ro fe x e c u t i o ni sd r i v e nb yac o m p u t e rr e p r e s e n t a t i o no ft h e w o r k f l o wl o g i c t 4 1 工作流管理系统是一个完整的定义、管理和执行工作流的系统，它通 过执行一些软件来执行工作流，这些软件的执行顺序由工作流逻辑的计算机表示形式决 定。 工作流管理系统的运行环境，实现方式和适用范围多种多样，但是不同的工作流管 理系统之间还是有很多共同的特性，如图2 1 所示f 4 1 ，该图描述了工作流管理系统的基 本功能和功能间的关系。 从图中我们看到，一个完整的工作流管理系统主要有三个基本功能： ( 1 ) 建立时期功能：工作流过程及其组成活动的定义和建模。在这个时期，工作 流管理系统的主要任务就是利用一些分析建模工具将现实世界的业务流程转换成计算 机可以表示的形式，转换之后的结果就叫做过程模型。过程定义由活动，活动间关系， 参与者和资源组成，在模型建立时期，它可以被表示成图形，文档甚至是特定的建模语 言的形式1 5 1 。不同的工作流管理系统都有各自的建模工具，有些简单易用，有些复杂但 是定义出的过程模型却详细而且准确，这也往往是用户区分工作流管理系统好坏的最直 接的标准。如果给建立出来的过程模型订立一个标准，所有的工作流产品都按照这个标 准来定义自己的过程模型，这样即可以保证定义工具的灵活性，又可以使不同的过程定 义工具与运行时期的产品能够很好的协同工作。因为在运行时期，系统只需要知道建立 时期的结果，也就是一个具体的过程模型就可以了，它不需要关心这个模型是怎么建立 6 第二章工作流技术概述 出来的，也就是说使用不同的方法建立的过程模型，只要是符合订立的标准的，就都可 以在这里使用。这将为工作流管理系统向组件装配的方向发展提供便利，同时也可以最 大限度的满足用户的需求 6 i 。 ( 2 ) 运行时期功能：按照既定规则执行工作流，并管理整个工作流过程。运行时 期功能实现的基础是工作流引擎，也叫工作流机。它负责解释建立时期的过程模型，并 根据这个模型创建过程实例，这个过程实例才是真正要执行起来的业务流程。在实例的 执行过程中，工作流引擎根据定义好的规则安排流程中活动的执行时间和顺序，并在适 当的时候分配资源，调用参与者或应用程序来完成活动所带表的任务，最终实现业务流 程的流转，将计算机中抽象的过程模型再转变成现实的业务过程。这个流程不再是死的， 不变的模型，而是真正运转起来的真实业务过程，它可以引导企业各部门、资源协调合 作，完成最终的任务，为企业创造价值。有些相对复杂的工作流管理系统还允许工作流 引擎在实例运行时回调过程定义工具的功能，来实现对过程定义的实时修改。 ( 3 ) 交互功能：工作流运行时，与用户、应用程序交互，来完成组成工作流的各 种活动。过程实例的流转需要参与者的支持，流程中的所有活动都是由人或者应用程序 来完成的，所以一个工作流管理系统一定要提供交互功能，才能把完成活动任务的主体 连接到这个业务过程中来，随着人或应用程序完成任务，改变活动的状态，一个过程实 例就顺利的流转起来了。 过程设计和定义 i过程定义工具 建立时期 运行时期 过程实例化和控制 与用户和应用程序交互 过程定义 丌虿 兰 |兰竺竺竺 工作流执行服务 应用程序和i t 工具 图2 i 工作流管理系统特性 f i g 2 1w o r k f l o wm a n a g e m e n ts y s t e mc h a r a c t e r i s t i c s 7 大连交通大学工学硕士学位论文 2 2 工作流参考模型 工作流管理联盟通过对各种工作流管理系统结构的分析，发现多数的工作流产品都 有一些相同的功能模块，只是不同的产品在各组件功能的复杂程度，实现方式上有所不 同。产品中各模块之间使用一些接口和定义好的数据格式进行通信，但是属于不同产品 的功能模块之间却无法进行交互。于是，工作流管理联盟提出了工作流参考模型，模型 制定了一套标准的接口和数据交换格式来支持不同产品的功能模块间的通信，如图2 2 所示 4 1 。 工作流管理 工具 口 图2 2 工作流参考模型 f i g 2 2w o r k f l o wr e f e r e n c em o d e l 这个参考模型描述了工作流管理系统的主要功能模块以及模块之间的接口，下面我 们分别介绍一下。 ( 1 ) 过程定义工具：用来生成计算机可以处理的过程模型，多数的定义工具都采 用了表格或者图形的形式让用户设计业务流程，这样做清晰、直观，很容易被用户所接 受，更有些定义工具提供了编译过程定义的能力，可以在一定程度上检查用户设计的工 作流是否正确，对于错误的工作流，定义工具会给出提示，并禁止由该过程模型创建工 作流实例，进而避免实例运行期间发生的错误为用户带来损失【7 1 。 ( 2 ) 工作流执行服务器：由一个或者多个工作流引擎组成，负责创建和管理过程 8 第二章工作流技术概述 实例，并引导实例的运行。工作流执行服务器周围的接口是w a p i ( w o r k f l o wa p i ) ， 通过这些接口它可以与其他系统模块进行交互。 服务器中的工作流引擎负责为实例的运行提供环境。单独一个工作流引擎也可以作 为工作流服务器来运行，它能够完成过程实例运行期间的所有任务，包括过程实例的控 制和相关数据的维护等等。但是在很多时候，一个工作流执行服务器是由多个工作流引 擎组成的，主要是因为企业各部门之间存在着地域上的差异，而且这种方式也可以分散 单个工作流引擎的压力。如果企业之间需要协作，或者企业的部门之间使用的是不同的 工作流系统，还需要考虑异种工作流引擎之间的交互问题。 工作流执行服务器就像是一台改变活动状态的机器，过程实例中的活动在与外部发 生交互之后，服务器负责判断该活动的输出结果，进而改变活动的状态。随着过程实例 中活动状态有序的改变，整个实例也就流转起来了。 ( 3 ) 工作流管理工具：对整个工作流的执行过程进行监控，并且提供一些管理功 能，包括用户管理，权限管理，安全性管理和统计功能等等。 ( 4 ) 工作流客户端应用：帮助用户操作系统分配给自己的任务，可能包括任务表 管理器等模块。它是用户和工作流交互的桥梁，让用户可以接受整个工作流中的某些任 务，或者把任务执行的结果反馈给系统。 ( 5 ) 工作流引擎直接调用的应用程序：在组成工作流的所有任务当中，有些是不 需要人工操作来完成的，工作流引擎只需要调用相应的应用程序，并传递合适的参数就 可以完成这些任务，这也是自动化的一个体现。 在工作流执行服务器周围一共有5 个接口，服务器通过这些接口与其他功能模块进 行通信，只要其中两个模块之间符合接口所定义的标准，就可以j i f 页n 的实现交互。 接口1 ：过程定义接口，定义了过程模型的数据格式和读写操作。 接口2 ：客户端应用程序接口，定义了工作流执行服务器同客户端应用程序的接口。 接口3 ：外部应用程序接口：定义了服务器与外部应用程序之间的交互方式，服务 器通过这个接口调用外部应用程序来执行一个活动。 接口4 ：工作流执行服务器之间的互操作接口o 定义了异种的工作流管理系统之间 的通信方式。 接口5 ：工作流管理工具接口：定义不同管理工具与执行服务器之间的互操作方式 1 4 1 。 9 大连交通大学r t 学硕士学位论文 2 3 工作流系统实现模型 在更加具体和细致的层面上，工作流管理联盟还给出了工作流管理系统的体系结 构，作为工作流系统的一个实现模型，它可以规范工作流产品所应具备的主要功能模块， 也为产品之间的互操作提供了基础。 图2 3 通用工作流管理系统体系结构 f i g 2 3g e n e r i cw o r k f l o wm a n a g e m e n ts y s t e ms t r u c t u r e 图2 3 就是通用工作流管理系统的体系结构图 4 1 ，下面我对结构中的各个功能模块 做一个说明： 1 0 第二章丁作流技术概述 ( 1 ) 过程定义工具：用来创建计算机可以处理的过程模型，这在上一节我们已经 介绍过了。 ( 2 ) 过程定义：由过程定义工具创建的过程模型，它是现实业务流程的计算机表 示形式。其中包含该过程运行时的所有信息，定义中除了包含活动、活动间关系之外， 还将引用组织模型中的数据或者是相关的应用程序作为活动的参与者。其中，组织模型 模型包含企业中所有人员的组织方式和所属角色。 ( 3 ) 工作流引擎：负责解释过程定义，创建过程实例并引导实例的运行，它可以 为各个参与者指派任务，并生成工作列表。工作流引擎还负责维护工作流控制数据，这 些数据主要包括整个工作流实例的状态等信息以及工作流引擎之间用来合作的同步信 息等等，他们只能被工作流引擎所访问，外部不可以访问。另外，工作流引擎还将引用 组织模型中的数据，或者调用一些外部的应用程序，它将过程定义中的参与者与这些数 据或者应用程序对应起来，将活动所代表的任务指派给相应的参与者，并为他们生成工 作列表。 ( 4 ) 工作流相关数据：这些数据与过程定义一起来控制工作流流转的路由，并且 提供整个工作流和工作流中活动的开始和结束条件。它们将在活动之间传递，可以被工 作流引擎所使用，同时也可以被外部应用程序使用。 ( 5 ) 工作列表处理器和用户界面：他们负责参与者与工作流引擎之间的交互，当 过程实例运行时，工作流引擎会将当前的活动与活动的参与者相连接，为参与者生成工 作列表。参与者在认领工作的时候需要使用工作列表处理器来选择自己的任务。工作列 表处理器可能只提供简单的任务认领功能，也可能提供包括任务委托或者重新分配等高 级的功能。参与者认领到工作以后，就通过用户界面来处理当前的任务，包括调用其他 应用程序来辅助完成任务，反馈处理结果等功能，都是通过用户界面来完成的。工作列 表处理器和用户界面常常被统称为客户端应用程序。 ( 6 ) 应用程序和应用程序数据：应用程序被工作流管理系统所调用，用来自动的 完成某些任务，或者辅助参与者完成任务。应用程序数据是应用程序内部使用的数据， 对系统中的其他部分是不可见的。 总结一下，一个完整的工作流管理系统由3 个部分组成： ( 1 ) 软件组件：实现系统功能的部分，包括过程定义工具，工作流引擎和用户界 面等。 ( 2 ) 过程定义和系统数据：他们被一个或者多个软件组件所使用，包括过程定义， 工作流相关数据，组织模型等。 大连交通大学工学硕十学位论文 ( 3 ) 应用程序和应用程序数据：严格的说，他们并不是工作流管理系统的一个部 分，他们只是被系统所调用来辅助任务的完成。但是有些应用程序将会被工作流引擎直 接调用，其中有一些是专门为特定工作流管理系统所开发的，所以他们也可以算做是系 统的一部分。 2 4 过程定义元模型 工作流管理系统的核心是工作流引擎，它负责控制过程的流转，而这个流转的基础 则是由过程定义工具所定义的过程模型，可以说整个工作流管理系统都是围绕这个模型 来工作的。为此，工作流管理联盟定义了一个描述过程模型的模型，叫做过程定义的元 模型。它描述了工作流模型内部所包含的元素、元素之间的关系以及他们所具有的属性。 该模型的建立，有利于规范工作流定义的内部结构，也有利于不同的定义工具和工作流 引擎之间的交互。 图2 4 基本过程定义元模型 f i g 2 4b a s i cp r o c e s sd e f i n i t i o nm e t a - m o d e l 图2 4 就是基本的过程定义元模型，他描述了过程定义所需要的上层实体，下面介 绍一下这些实体【4 1 。 1 2 第二章工作流技术概述 ( 1 ) 工作流定义：一个现实业务过程的计算机表示形式，它由若干个相互关联的 活动组成。 ( 2 ) 活动：过程定义的基本组成部分，它代表一个现实中的任务，任务的完成需 要参与者和资源的支持。所以活动中将包含参与者的信息以及对资源占用的信息等等。 活动可以分为非业务活动和业务活动两种类型，其中非业务活动又进一步分为逻辑活动 和标志活动，非业务活动并不是真实的任务，他就像一个路牌，只负责通过对特定条件 判断来选择路由，或者标志起点和终点；业务活动也可以再分为人工活动，自动活动和 子过程三种类型，业务活动是一个真实的任务，需要被人或者应用程序处理，其中，子 过程比较特殊，它也代表一个过程，它可以和父过程在同一个工作流引擎上运行，也可 以被安排到不同的引擎上运行，它帮助完成了工作流定义的嵌套功能。 ( 3 ) 转移条件：它连接在活动之间，判断一个活动的结束是否可以导致另一个活 动的开始。当一个活动完成时，它的输出将作为转移条件的参数，经过判断，再来确定 后续活动是否要开始。它也可以通过和逻辑活动的结合来产生一些复杂的路由控制条 件，比如分支和汇聚等等。它有时被定义在活动之间的连接弧上，有时就直接被定义在 活动当中，作为活动的开始和结束条件。 ( 4 ) 参与者：表示活动的执行者，他可以是一个组织、单个人、或者是应用程序。 它被活动所引用，作为活动对象的一个属性。有些时候，参与者也从广义上包含活动完 成所需要的资源和信息等等。活动的参与者通常包含在一个预先定义的组织模型或资源 库当中，但是这些在工作流管理联盟的规范中并没有定义。 ( 5 ) 工作流相关数据：被工作流实例或者实例中的活动所使用的数据，他们可能 在活动之间传递，也可能终止在某一个活动当中，从而作为工作流的中间数据被保存。 他们可以被引入转移条件中进行判断，从而与过程定义的结构一起，在过程实例运行时 实现灵活的路由控制。 ( 6 ) 工作流应用程序：指被工作流引擎所调用的应用程序，它们可以自动完成任 务或者起到辅助任务完成的作用。它们可能是现有的工具软件也可能是特别为系统编写 的软件，它们在运行过程中将会与引擎进行大量的交互。特别说明的是，当任务分配给 参与者之后，由参与者主动使用的应用程序不属于这个范围之内，它们不是在过程模型 的定义中确定的，严格来说不属于工作流管理系统的一部分。 表2 1 中描述了工作流过程定义中各个实体的属性，这也是元模型所描述的最后一 部分内容。表的第一行包括过程定义中所有元素的通用属性，包括元素i d ，元素名称， 描述以及扩展属性，虽然元模型中已经定义了很多元素的属性，但是有些时候这些属性 并不能满足特定的需要，所以还需要扩展属性的支持，将扩展属性列入元模型中属性描 大连交通大学工学硕十学位论文 述的行列，也是对标准化的另外一种支持；第二行为各个元素特有的属性定义；第三行 的元素属性需要参考其他元素的定义；最后两行分别是元素的描述信息和有关过程模拟 和优化的信息。 表2 1 工作流定义的实体属性 t a b l e2 1e n t i t ya t t r i b u t e so fw o r k f l o wd e f i n i t i o n 包工作流过程活动 转移条件 应用程序相关数据参与者 通用标识标识标识标识标识标识标识 元素名称名称名称名称名称名称名称 属性描述描述描述描述描述描述描述 扩展属性扩展属性扩展属性扩展属性扩展属性扩展属性扩展属性 特有x p d l 版本创建日期活动模式数据类型参与者类型 属性 供应商i d 版本发散 创建日期创建者汇聚 版本号代码页优先权 创建者关键词限制 代码页发布状态开始模式 关键词优先权结束模式 发布状态 限制最终期限 一致类开始时间 优先权截至时间 参考责任参数执行者条件参数初始值 外部包 责任 工具类型来源 子流程类型目的 活动集 真实参数 描述文档文档文档 图标图标图标 模拟单位成本单位持续时间成本 优化持续时间持续时间 等待时间等待时间 工作时间工作时间 其中最值得我们注意的就是包的定义。在过程定义的时期，可能有多个模型之间存 在着相互的关联，这些模型以及模型中实体的属性可能是通用的，而不只是在单独的过 程定义中使用。于是工作流管理联盟提出了包的概念，它将过程的定义再一次分类，它 1 4 第二章工作流技术概述 就像是一个容器，将有紧密联系的过程定义容纳在其中。于是我们可以在包的层次上对 过程实体进行定义，而不只是在过程的层次上定义。包中对一些通用的属性进行了声明， 这些声明适用于包中的过程定义，只有在单独的过程定义中对包中的属性进行重新定 义，才可以改变这些属性的声明。 2 5 工作流引擎的协同工作 在2 2 节我们介绍了，一个工作流执行服务器可以由一个或者多个工作流引擎组成， 多个工作流引擎可以分担多任务的压力，但是同时也要求引擎之间有良好的组织和协 调，以避免冲突的发生。图2 5 给出了四种基本的引擎协作模式，他们分别是链条模式、 子过程模式、对等模式和同步模式。 如图所示，在链条模式中，工作流a 在引擎a 中运行，当它运行到a 5 活动时，会 把过程b 传递给工作流引擎b ，并由引擎b 负责执行工作流b ，工作流a 在引擎a 中 继续执行，并不需要等待工作流b 的完成，工作流a 、b 的运行是异步的，但是b 要由 a 触发才可以执行；在子过程模式当中，工作流a 运行到a 3 活动时，会触发一个子流 程b 在工作流引擎b 中执行，同时a 流程将等待b 的完成，在b 流程执行完成后，控 制权又返回到引擎a 当中，活动a 3 继续完成自己的任务；子过程模式还有另外一种形 式，就是a 流程运行到a 3 并启动b 流程以后，自己没有马上等待，而是继续运行到后 面的某一个活动( 假设是a 5 ) 再开使等待，直到b 流程执行完毕，返回结果给a 5 ，a 流程才继续正常运行下去1 5 1 ；在对等模式中，工作流a 同时被工作流引擎a 、b 所解释 和推动，而不是在运行时才在a 、b 之间传递，流程a 中的活动都可以对等的在a 或b 引擎上执行，活动的分配可以是随机的，也可以按照某些规则进行；对于同步模式下的 两个流程a 、b ，它们其实是两个独立运行的工作流，只是a 、b 中都存在一个预定的 点，当它们中的任何一个运行到这个预定点时，就会暂时停止并等待另一个的运行，当 两个流程都到达预定点时，他们就会开始交互，交互完成以后又各自运行。工作流引擎 协同工作的模式并不只这几种，这里只是简单的举例加以介绍。 本章小结 本章以工作流管理联盟所制定的工作流相关标准为线索，先后介绍了工作流和工作 流管理系统的定义，工作流管理系统的特性，工作流参考模型以及工作流管理系统的体 系结构。就像图2 6 中描述的那样，他们它们一步一步的深入，对工作流相关标准做出 介绍。 大连交通大学工学硕士学位论文 系统的共同特性主要将系统功能分为建立时功能，运行时功能和交互功能三个部 分，并介绍了他们之间的关系；参考模型描述了工作流管理系统中可能出现的五个接口 以及接口所连接的模块，定义接口的标准可以方便不同工作流引擎之间的交互，同时这 个参考模型也让我们看到了工作流管理系统的雏形；体系结构模型更加详细的定义了一 个工作流管理系统的体系结构，他将参考模型中的客户端应用工具分为工作流列表管理 器和用户界面等部分，同时还加上了对系统中数据的描述。除了这三个描述工作流系统 的模型之外，在本章的最后，我们还介绍了过程定义元模型，这个元模型描述了过程定 义中的元素、元素间关系以及元素的各个属性。 彳产交替执行 l i 工作流引擎a 卜一工作流引擎b i 图2 5 工作流引擎协同工作方式 f i g 2 5w o r k f l o wi n t e r o p e r a b i1 it ym o d e l s 1 6 第二章工作流技术概述 豳豳 图2 6 模型间相互关系 f i g 2 6r e l a t i o n s h i pb e t w e e nm o d e l s 本章介绍的所有模型和标准，不仅让我们从内部了解了一个工作流管理系统的各个部 分，同时也是我们自己的系统设计方案的基础。 1 7 睾 大连交通大学工学硕士学位论文 第三章流程管理系统技术方案 目前，对工作流技术的研究已