（机械电子工程专业论文）基于web的工作流系统的研究与实现.pdf

摘要 随着业务需求不断变化，业务流稷的设计、优化和管理成为企业竞争 的重要手段，目前工作流技术己成为流程定义、管理、监控的核心技术， 工作流管理系统以工作流技术为基础，通过合理的调用和分配有关的信息 及资源来协调业务过程中的各个活动，促馒企业业务目标的高效实现，更 好地进行业务流程再造。然而，随着i n t e r n e t 上电子商务的飞速发展， 传统工作流管理系统越来越不能适应现代企业业务流程管理的要求，主要 表现在系统不能适应企业越来越多，量更加复杂的业务处理流程、缺乏柔 性和豆操作性，难以支持动态变化和跨组织的工作流程。 w o r k f l o wf o u n d a t i o n 是一个企业级工作流开发框架和引擎，提供了一 个编程框架和工具以开发和执行各种不同的基予工作流的应用程序。它允 许把一个王作流定义为系列的活动，并提供了运行时基础、灵活的工作 流控制机制、长时间运行和状态化工作流、对用户而言运行时和设计时的 透明性，以及用于规则遵从和记录管理过程的审核能力，支持有人参与的 ( h u m a n ) 、系统的( s y s t e m ) 、连续的( s e q u e n t i a l 和状态机 ( s t a t e m a c h i n e ) 工作流。 本文针对传统工作流管理系统的不足，在深入研究w o r k f l o w f o u n d a l i o n 开发方法基础上，提出了一个基于w o r k f l o wf o u n d a t i o n 的工作 流管理系统，并提出了一种将工作流技术应用于企业的工作流管理系统的 通用架构。在层次结构上使用的是n 层架构，有良好的跨平台能力和系统 健壮性；在工作流模型上，提出了能够有效适应企业大规模业务流程的组 织模型、姿源模型、数据模型和活动模型：在流程设计上，提出了基于活 动的工作流构造方法，并且比较详细地讨论了系统各功能组件地协作过 程，最后给出了一个应用实例。 关键词：工作流工作流管理系统活动w o r k f l o wf o u n d a t i o n a b s t r a c t w i t ht h eb u s i n e s sr e q u i r e m e n t sc h a n g i n gc o n s t a n t l y , t h ed e s i g n ，o p t i m i z a t i o n a n dm a n a g e m e n to fb u s i n e s sp r o c e s sb e c o m ei m p o r t a n tm e a n so fe n t e r p r i s e c o m p e t i t i o n n o w , w o r k f l o wt e c h n o l o g yh a sb e c o m et h ec o r et e c h n o l o g yf o r t h ed e f i n it i o n ， m a n a g e m e n t a n dc o n t r o lo f p r o c e s s 。 a n dw 6 r k f l o w m a n a g e m e n ts y s t e m ( w f m s ) i sb a s e do nw o r k f l o wt e c h n o l o g y b y t r a n s f e r r i n gr e a s o n a b l ya n dd i s t r i b u t i n gc o n c e r n e di n f o r m a t i o na n dr e s o u r c et o c o r r e s p o n de a c ha c t i v i t yi nb u s i n e s sp r o c e d u r e ，i tc a nh e l pt or e a l i z eb u s i n e s s o b j e c to fe n t e r p r i s ee f f i c i e n t l ya n dt or e f o r g eb u s i n e s sp r o c e d u r e sb e t t e r h o w e v e r , a st h er a p i dd e v e l o p m e n ti nt h ee l e c t r o n i cc o m m e r c ei nt h ei n t e r n e t 。 t h et r a d i t i o n a lm a n a g e m e n ts y s t e mo ft h ew o r kf l o wc a n n o ta d a p tt ot h a to ft h e r e q u e s to fm o d e r ne n t e r p r i s e m a i n l yf o rt h es y s t e mc a n ta d a p tt ot h eb u s i n e s s h a n d l i n gp r o c e s s e so ft h ee n t e r p r i s ew h i c ha r eg e t t i n gm o r ea n dm o r ec o m p l e x ， a n dl a c k sf l e x i b i l i t ya n dt h ei n t e r o p e r a b i l i t y , t h e r e f o r ec a n n o ts u p p o r tt h e w o r kf l o ww h i c hk e e p sd y n a m i c a l l yc h a n g i n ga n dt r a n s o r g a n i z a t i o n s w o r k f l o wf o u n d a t i o ni sa ne n t e r p r i s ew o r kc l a s sd e v e l o p m e n tf r a m ea n d t h ee n g i n e ，h a sp r o v i d e dap r o g r a m m i n gf r a m ea n dt h et o o l d e v e l o p sa n d c a r r i e so u te a c hk i n dd i f f e r e n t l yb a s e do nt h ew o r kc l a s sa p p l i c a t i o np r o c e d u r e i ta l l o w saw o r kc l a s st od e f i n ea sas e r i e so fa c t i v i t i e s 。a n dh a sp r o v i d e dw h e n t h em o v e m e n tt h ef o u n d a t i o n ，t h en i m b l ew o r kc l a s sc o n t r o lm e c h a n i s m ，t h e l o n gt i m em o v e m e n ta n dt h ec o n d i t i o nw o r kc l a s s ，w h e nt i m et h em o v e m e n t a n dt h ed e s i g nt r a n s p a r e n c ys p e a k i n go ft h eu s e r ，a sw e l la su s e si nt h er u l e d e f e r e n c ea n dr e c o r d sm a n a g e m e n tp r o c e s sv e r i 蠡c a t i o na b i l i t y , ap o s s e s s o r p a r t i c i p a t e si n ( h u m a n ) ，t h es y s t e m ( s y s t e m ) ，c o n t i n u a l ( s e q u e n t i a l ) a n dt h e s t a t em a c h i n e ( s t a t e m a c h i n e ) t h ew o r kc l a s s a i m i n ga tt h ed i s a d v a n t a g e so ft h et r a d i t i o n a lw o r kf l o wm a n a g e m e n t s y s t e m ，b a s e do nd e e ps t u d yo fw o r k f l o wf o u n d a t i o n ，as y s t e mi st ob es e tu p 如rw o r k f l o wa p p li c a t i o ni n t h i sp a p e 。a n dg i v eo u tac o m m o nw o r k f l o w m a n a g e m e n ts y s t e ms t r u c t u r ew h i c hi su s e f u lw h e ny o uw a n tt oa p p l y w o r k f l o wt e c h n o l o g yt oe n t e r p r i s ea p p l i c a t i o n 。o ni t sh i e r a r c h i c a ls t r u c t u r en l a y e r t r u s si su s e dw i t ht h en a t u r e so fe x c e l l e n t t r a n s p l a t f o r ma n d s y s t e m a t i c a lt o u g h n e s s ；o nt h ew o r k f l o wm o d e l ，i ti sp r o p o s e dt oa d o p t o r g a n i z a t i o nm o d e l ，r e s o u r c e sm o d e l ，d a t am o d e la n da c t i v em o d e lw h i c hc a n e f f c c t i v e l ya d a p tt o t h el a r g e s c a l ee n t e r p r i s es e r v i c ef l o w 0 nt h ef l o w d e s i g n i n g ，aw o r kf l o wc o n s t r u c t i n gm e t h o di sp r o p o s e dt ou s eb a s e do nt h e d r i v eo ft h ea c t i v i t i e s a n di ti sd i s c u s s e da b o u th o wv a r i o u sf u n c t i o n s m o d u l e so ft h es y s t e mc o o p e r a t ei nd e t a i l 。a tl a s t a na p p l i c a t i o ne x a m p l ei s g i v et oi l l u s t r a t et h ei s s u e s k e yw o r d 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 ts y s t e m ； a c t i v i t y ； w o r k f l o w f o u n d a t i o n 插图目录 鬻2 。董工作流捆关的一些基本概念和穗互关系一8 圈2 2w f m c 工作漉参考模型l o 图2 3 工作流管理系统功能关系1 2 图2 4 工作流管理系统的体系结构图1 4 图3 1 ，n e tf r a m e w o r k 体系结构2i 图3 2 ，n e tf r a m e w o r k 3 。0 架构2 3 图3 。3w f 譬l 擎结构2 5 圈3 ，4w f 引擎创建工作流过糕2 7 图3 5 ( a ) 顺序工作流2 8 图3 5 ( b ) 状态机工作流2 8 图3 6 工作流管理系统体系结构3 2 蓬3 7 缀织模型中的实体关系3 4 图3 8 系统运行赡三层絮梅图。3 8 匿4 。l 监务过程活动模型的类型。一鹌 图4 2 业务过程的流向模型。4 2 图4 3 业务过程的基本结构4 2 图4 4 活动事件及状态转换4 3 图4 。5 工作流元模型4 4 甏4 6 活动状态转换嚣4 6 圈4 。? 运雩亍状态转换图4 6 躅4 。8 工作流模式类圈4 7 图4 9w f 互作流运行时和实例类一4 8 图4 1 0w f 运行时驻帮在c l r 应用程序域中4 9 图4 11w f 引擎运行图5 0 胬4 1 2w f 程序实例关系5 l 图4 1 3w f 程痒实铡的激活5 l 图4 1 4w f 实例状态转换5 2 图4 。15w f 引擎执行服务5 2 匿4 + 1 6 跟踪服务类瑟5 5 圈4 。1 7w f 跟踪事件5 5 图4 1 8w f 跟踪服务执行过程5 6 图4 1 9 出差借款甫批过程5 7 图4 2 0 出差借款过程模型6 0 图4 2 1 用户鼹录页面。6 0 圈4 。2 2 用户管理页面6 0 鋈4 2 3 麓色管理燹面。6 量 躅4 。2 4 角色权限修改。6 l 图4 2 5 机构管理甄面。6 l 图4 2 6 出差借款流程申请填写。6 l 图4 2 7 出差借款流程申请提交。6 l 藿4 2 8 部门矮导审批流程舞西6 2 鎏4 。2 9 部门领导查看申请6 2 銎4 。3 0 部趣领导添鸯曩审批意见6 2 图4 。3 l 所领导添加审批意见6 2 图4 3 2 申请入查看申请表状态6 2 图4 3 3 申请人借款6 2 图4 3 4 提交借款审请6 3 图4 3 5 率请人不借款6 3 銎4 3 6 串请人查看审请表状态6 3 圈4 。3 7 不重新审请。6 3 盈4 3 8 财务主任审批借款申请6 3 图4 3 9 财务会计登记借款申请6 3 表格目录 表4 1 活动类属性4 3 表4 2 活动状态及其对应的事件。碡3 表4 3 持久化事件。碡9 4 4 ( 1 ) 实例事件i 4 9 4 4 ( 2 ) 实例事件2 4 9 4 5 实例类方法4 9 4 6 服务类方法4 9 独创性声明 本人声明所星交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。据我所知，除了文中特别加以标志释致谢的地方外，论文中不包含其纯人已 经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得 金趱王丝太堂一或其他教育机构 的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贯献均已 在论文中作了明确的说明并表示谢意。 靴做储辩：枇社 签字日期：肿易月缈日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解金罄王些塞堂 有关保留、使用学位论文的巍定， 有权保留并向圜家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅或借 阅。本人授权 盒肥王些太堂 可以将学位论文的全部或部分论文内容编入有关数 据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫搦等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密詹适用本授权书) 名l 辟雪松 签字日期：为诱年占月f 口e t 学位论文作者毕业后去向： 工作单位： 通讯地址： 导师签名： 签字目期6 月 电话： 邮编。 致谢 首先十分感谢我的导师董玉德教授，在三年的研究生学习生活中，无 论是在学习还是在工作上，董玉德老师都给予我无微不至的关怀，对我完 成硕士学位的攻读给予了极大的指导和帮助。董玉德老师严谨求实的治学 态度、诲人不倦的敬业精神对我影响至深，从他那里我不仅学到了专业知 识，更加学至l 了做人的道理及从事科研活动的正确态度。在此，我向董玉 德老师表示最真挚的敬意和感谢。 我要感谢实验室里的其他老师和所有同学，在我学习成长的过程中给 予我的关怀和帮助。我要特别地向同一项翟组的：高大鹏、袁亮、柳吉庆 等同学表示感谢，感谢你们在工作上对我的支持和帮助。 1 。1 研究背景 第一章绪论 2 0 世纪末，随着计算机技术以及网络技术的迅速发展，网络办公、电子商 务等的商务应用逐渐普及，企业信息化建设逐步深入，企业内部以及企业内都 与外部建立起越来越多的业务应用系统。这些应用给企业带来了巨大的效益， 与此同时企业对软件提出的要求也越来越高，单独某个业务的解决方案已不能 满足企业更高级别的要求。如何整合企业现有的薹t 资源，以业务过程为中心 进行应用系统的集成，最大程度地发挥各种资源的效益，提高业务各环节间的 响应速度，降低企业成本，正逐渐成为企业关注的重要问题，解决这一问题， 将会大大提高企业的整体效益，加强企业的竞争力。 起源于生产组织和办公自动化领域的工作流技术着眼于协调企业内的各 种资源，目的就是通过将工作流分解成定义良好的任务、角色，并按照一定的 规赠和过程来执行这些任务并对它们进行监控，试图使各种业务过程在一定程 度上自动进行以高效地达成企业的业务强标2 9 1 。如果能够以i n t e r n e t i n t r a n e t 为基础构造工作流系统实现企业网络环境下各种资源的高效协调，将能够最大 限度地发挥这些资源的综合潜力，为企业的业务目标服务，能够很好的解决上 述问题。 随着社会经济的发展，现代企业集团的规模圈益扩大，管理中所包含的信 息资源迅速增长，相应的业务过程也越来越复杂，这对企业的信息化管理提出 了新的要求，主要体现在| 以下三个方面“5 1 ： 第一，市场竞争的日益激烈、用户需求的不断变化和产品生命周期的缩短 要求企业对其业务过程能够进行快速的重组。 第二，面向市场帮客户的理念要求企业的组织模式铁面向功能的组织结构 转变为面向过程的组织结构，并采用过程管理( 项目管理) 和过程集成的方法提 高其管理水平。 第三，现代企监的监务过程往往涉及到大量分布在不同地域的资源( 包括人 员、设备、物料、数据信息、软件系统等) ，要求企业能够根据业务过程对这些 资源进行统一的协调管理和利用。 在这样的情况下，传统的以职能为基础的企业组织机构和运作方式，以及 在此基础上，按圆定的业务过程开发的相应的企业信息管理系统己经不能满足 现代企业信息化的需要。为了适应外界环境的迅速变化，保持竞争优势，企业 需要按照业务规则，把这些应用系统集成起来，充分利用己有的资源，不断调 整自己的组织模式和再造自己的业务流程。业务流程的设计、优化和管理成为 企业竞争的重要手段。业务过程管理b p m ( b u s i n e s sp r o c e s sm a n a g e m e n t ) 可以用 来实现企业过程的灵活集成，将流程逻辑和实现该流程的应用相分离，管理过 程参与者之间的关系，并监控过程的运行。 工作流技术是实现企业业务过程重组、业务过程优化、企业应用集成，从 而最终实现b p m 的核心技术。它可以与其他应用系统有效结合，生成符合企业需 要的各种业务管理系统，如办公自动化系统( o a ) 、客户关系管理系统( c r m ) 、 供应链管理系统( s c m ) 、企业资源规划系统( e r p ) 等。这些采用工作流技术作 为核心开发的业务管理系统的最大特点，也是这些系统与普通应用软件系统的 最大差别，是它们具有高度的灵活性，可以按照企业的具体需求，快速灵活地 生成应用软件系统，并且在客户业务过程发生变化时，迅速地进行重组来满足 客户需求。工作流管理技术的出现和迅速发展满足了构建企业柔性应用系统的 需要，融入工作流技术，企业可以很好地进行业务流程改造与重组，以适应市 场的变化与需求，并促进了企业的信息化水平上升到一个新的阶段，即从支持 企业功能实现的事务处理系统发展到支持企业实现经营目标的业务处理系统。 因此，当前工作流技术的研究与推广对于现代企业的信息化建设也具有重要的 现实意义。 企业的需求力工作流技术的应用提供了广阔的市场前景。因此，工作流技 术的应用范围不断拓展，目前，已经运用到制造业、银行、医院、保险公司等 多种行业和部门。工作流技术巨大的潜在市场和广阔的应用领域吸引了全世界 众多研究机构和软伟厂商的关注。国内外许多大学和研究机构开展了很多工作 流的研究项目，并取得了众多研究成果，对工作流技术的发展做出了积极的贡 献。 工作流技术的发展，经过几十年的努力，取得了一定的成果，也做如了缀 多工作流产品。其中多数产品是以大型企业为目标客户，方案复杂，成本高。 目前主要的研究内容包含三方面n 5 2 6 2 7 1 ： 一是工作流的理论基础，包括工作流管理系统的体系、模型和定义语言等 的研究。这一方愿工作流管理联盟已推如其标准，但由于现有的大多数产品先 于研究，故而尚未统一。 二是工作流的实现技术，包括工作流的事务特性、先进软件技术的应用、 工作流仿真。这方露的研究目的是提高工作流管理系统的性能，如可靠性。 三是工作流技术的应用，包括工作流实施技术、应用软件集成等。这一方 面是为具体的应用提供可用的解决方案。 工作流技术的发展是由工作流产品的发展推动的，工诈流技术的研究之所 以如此受人青睐，主要有两个方面的原因：从技术角度看，它集成了来自计算机 科学和管理科学各个领域的原理、方法和技术，其中包括数据库管理、异构分 布计算、系统集成和业务重组等等，集成不同领域的概念的确具有徽大的挑战 链：麸疲焉角度蓉，王终流系统的可扩展、高性麓、可管理、可使用、安全性都 存在着很大的市场需求，商性能的工作流系统能大幅度墟提高企业的竞争能力， 可获得相当可观的利润回报。由此，近年来这方面的学术研究十分活跃，特别 是在北美积欧渊等地，相成的研究机构纷纷成立，主要的研究颂匿有l b m 公司 a l m a d e n 研究中心研究开发酶基于持久消患对列的分布式王童謦流管理系统 e x o t i c s f m q m ( f l o w m a r o nm e s s a g eq u e u em a n a g e r ) 、佐治亚大学计算机系研究 开发熬具有自适应能力的系统m e t e o r ( m a n a g i n g e n d - t o - e n d o p e r a t i o n s ) 、i i pq p e n p m 等2 ”。 在国内，清华大学、浙江大学、毽防科技大学、上海交通大学等高校都进 行了一定的研究工作。其中，上海交通太学的基于p e t r i 网麴分布式王作流管理 的研究，浙江大学研制的工作流过程描述语言( w o r k f l o wp r o c e s s d e f i n i t i o n l a n g u a g e ，w p d l ) 编译制导的王作流建模支撑平台，都取得了良好的研究成果。 些主要产晶有：上海东兰科技发展有限公司的d l f l o w 工作流程管理软件；清华 的g l m f l o w ；i b m 的m q s e r i e sw o r k f l o w ：a e 毫i o 糕t e e h 珏o l o 毯i e s 公司的m e t r o f i l e n e t 公司的v i s u a lw o r k f l o w lj e t f o r m 公司的i n t e m p o ；p a v o n e 公司的e s p r e s s o ： m i c r o s o f tb i z t a l ks e r v e r 等驰驵。工 筝流技术虽经过十咒年的发展，取得了一定 的成果，但在实际企业巾应用的效果还是不理想，原因主要有以下西点“钉： 1 ) 工作流管理系统必须建立在底层通信的基础上，要额外付出经费和精力 进行构筑，限制了在企业中的广泛瘦溺： 2 ) 不同的厂商所提供的工作流产晶具有独立的一套王俸流模型、工作流定 义语言、a p i 缀数，不同的系统之间难以集成； 3 ) 实施一个完整的工作流管理系统是一个复杂的过程，要了解其它应用系 统酶业务，进行流程处理分橱、监务流程改造、管理援赠和操榫规范的建立等， 并且还要其它不同软件提供商的全力配会，因此实施难度较太； 4 ) 系统中对于并发访问和异常错误缺乏可靠的支持，一旦系统出现非正常 避崽，就难以恢复数据并傈证数据的一致性。为了接广工作流管理技术和应用， 使之逐步成熟，以达到预期效果，1 9 9 3 年国际组织一一王佟流管理联盟 ( 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 ) 正式成立，现在已经发展到了包括 m i c r o s o f t 、b e a ，l u c e n t ，i b m ，n e c ，o r a c l e ，s a p ，s u n ，t o s h i b a 等等3 0 0 多家著名 软件提供齑成为其会员，王作流技术研究在学术界髑鼗界空前热烈。 1 1 2 课题来源殿研究意义 本文是依托合肥市科学技术局制造业信息化专项经费支持的项尽“基予 w e b 的工作流平台构建与应用”进彳亍的，利用w e b 工作流技术开发的业务流程管 理软件，讨论了工作流管理技本的基本理论，把工作流管理技术应用到企妊业 务系统中去，并且针对框架中工作流过程定义和工作流的处理模式做了归纳和 总结。 在市场竞争日趋激烈的情况下，企业纷纷建立企业信息系统来辅助企业业 务活动，以期提高企业工作效率，改善企业经营管理水平，降低企业生产成本， 加快企业反应速度，从而在竞争中占得先机。但是，传统的企业信息系统多以 数据为中心，主要着眼于提高个人的工作效率，而对企业内需要多人或多个部 门协作完成的业务过程的支持不足，因此对提高企业整体的生产效率的作用有 限。工作流技术正是从通过提高企业整体协作效率来提高企业生产效率的角度 如发，以企业业务过程为核心，不仅提供对业务过程中的单个活动的支持，而 且对活动之间的联系提供自动化或半自动化的支持。采用工作流技术使企业把 传统的按照功能配置组织机构变成按照企业要实现的业务流程来配置组织机 构，这样可大大缩短主要业务过程的处理时间，提高对市场的响应能力，具体 体现在： 1 工作流分离应用逻辑和过程逻辑，可通过修改模型来改变系统功能以 适应企业业务过程重组，可提高软件重用率和异构软件的集成度，增强系统的 灵活性和可适应性。 2 工作流对业务过程的管理功能，可以实现企业生产经营的控制决策支 持，做至l “在适当的时间将适当的信息传送给适当的角色 。 3 业务过程管理系统将业务的流转规则提取出来，就可形成企业业务的 流转框架，使得开发工作主要集中于企业的业务实现。 4 工作流技术将企业的业务过程流转起来，解决了企业中各应用系统各 自独立的问题，实现相关i t 系统的整合，从而实现企业战略目标。 1 3 本文内容组织结构 目前，要实现通过工作流技术来协调各种资源达到协同这一目标，无论从 理论上还是从具体的实现技术上，都存在着巨大的挑战，需要解决的问题很多。 论文只是从实际出发，站在应用的角度来解决一些问题：对工作流中活动执行 的条件和活动间的信息流进行明确定义义，对活动状态进行跟踪与监控，从而 实现业务过程的高效运转，充分剩用企业的各种资源，提高业务各环节阔的响 应速度，降低企业成本，为业务过程重组提供良好的环境和基础。 论文首先对工作流管理系统的理论基础进行了深入、全面的研究，分析了 工作流技术对企业的实际意义：在理论研究的基础上，确定了工作流管理系统 的研发目标，即实现工作流管理系统的建模功能、运行控制功能和运行交互功 能，并对整个工作流管理系统进行总体设计，确定系统的主要功能和多层次的 体系结构，对系统各主要模块进行了详细设计和实现。主要介绍了工作流模型 的设计、工作流弓| 擎控制器的实现和工作流管理系统的管理和监控实现机制。 实现了w f m c 提出的接口中的接口l ( 过程定义输入输出接口) ，接口2 ( 客户端 应用接口) ，接网3 ( 被调应用接墨) ，接网5 ( 管理和监控接爨) ；最后通过在实际 业务过程中的应用，本系统的基本功能实现得到验证。 论文的目标是在完整分析工作流技术和产品结构的基础上，设计一个工作 流管理系统的雏形，实现王作流管理系统的基本功能，促使企业实现过程集成、 业务过程自动化及信息资源充分共享。在对系统分析设计的同时，对二次开发 作出进一步的需求分析，明确了未来的工作方向，为后续工作奠定了良好的基 础。 论文的组织结构如下： 第一章，作为引言，对本课题的研究背景和意义做了介绍，并简单分析了 困内外对于相关技术的研究概况。 第二章，介绍工作流及工作流管理系统的基本概念和原理，接着详缨介绍 了工作流模型的定义和接口标准，并对工作流管理系统的现状与分类进行了阐 述。 第三章，先对系统的开发环境和体系结构进行介绍，然后对系统的主要模 块进行分析，并针对需求分析进行详细的设计。 第四章，将设计的工作流管理系统应用于实际业务过程中，实现各部门的 协调工作及信息和数据的共享。 第五章，是对本论文工作的总结，并对今后的进一步研究工作做了展望。 1 4 本章小结 本章介绍了工作流技术的研究背景，包括研究目的、工作流技术研究发展 的基本情况、课题来源及本文的主要工作和组织结构。 2 1 工作流的基本概念 2 1 1 工作流的定义 第二章工作流相关技术 “工佟流”这个概念并不为大多数入所了解，即使是在专业的软件开发人 员中，“工作流这三个字也是远远比不上d b m s 这样的术语为人熟悉和使用 的程度，这并不是说工作流技术不及d b m s 等技术，只是说明了工作流技术相 对于d b m s 等成熟、稳定的技术来说，还处于发展的初期。工作流的英文单词 是w o r k f l o w ，犹如大多数计算枧领域的术语一样，也是个合成调，是英文单词 w o r k 和英文单词f l o w 的组合。w o r k 翻译为任务、工作等，f l o w 则翻译为流程、 流动等。f l o w 反映的是一种事物的动态属性或变化过程，例如水的流动被称为 水流，空气的流动被称为气流，还有物料流、资金流等，在抽象领域还有信息 流、控制流等，因此，使用任务、活动以及活动之间的变化过程表示业务流程 就被称为工作流h 钉。 在企业实际应用中，虽然工作流的概念相对于物料流、资金流、信息流等 概念要抽象一些，但是工作流从更高的层次上提供了实现物料流、资金流、信 息流及其涉及的相关过程与应用的集成机制，从而使得企业能够实现业务过程 继承、业务过程自动化与监务过程的管理。在工作流概念下实现业务过程集成 与业务过程自动化的继承机制是通过定义不同任务之阅相互关系的工作流模 型( 也称为过程模型) 来实现的。在工作流模型中，无论是具体的物料转移动 作、实际物理装置的操作动作、还是抽象的信息处理动作与决策过程，都可以 用工作流的基本组成元素一一任务( 也称为活动) 来统一地描述。网样，反映 不同任务之间的关系，无论是具体的车间中零件加工顺序关系、办公自动化中 的文件批转、还是抽象的决策流之阅的关系都可以用工作流的基本组成元素一 一连接弧来统一地进行描述。连接弧反映了对企业业务经营过程的一种控制逻 辑，它定义了活动之间的连接关系和执行顺序。 1 9 9 3 年工作流管理联盟( 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 ) 的成 立标志着工作流技术开始进入相对成熬的阶段，但是壹到现在王作流尚没有一 个统一的、明确的定义，不同的组织和研究人员对工作流给出了各自的定义“ 2 、2 5 】 工作流管理联盟给出的定义是：工作流是一类能够完全或者部分自动执行 的经营过程，它根据一系列过程规则，文档、信息或任务能够在不同的执行者 之间进行传递与执行。 g e o g a k o p o u l o s 给出的定义是；工作流是将一组任务组织起来完成某个经 营过程。在工作流中定义了任务的触发顺序和触发条件。每个任务可以赉一个 或多个软件系统完成，也可以由一个或一组人完成，还可以是由一个或多个人 与软件系统协作完成。任务的触发顺序和触发条件用来定义并实现任务的触 发、任务的同步和信息流( 数据流) 的传递。 i b ma l m a d e n 研究中心给出的定义是：工作流是经营过程的一种计算机化 的表示模型，定义了完成整个过程所需要的各种参数。这些参数包括对过程中 每一个步骤豹定义、步骤闻的执行颁序、条件以及数据流的建立、每一步骤由 谯负责以及每个活动所需要的应用程序。 在国内，较为权威的工作流定义为：工作流是一种反应业务流程的计算机化 的模型，它是为了在先进计算机环境支持下实现经营过程集成与经营过程自动 化两建立的可由工作流管理系统执行的业务模型。 以上这些工作流的定义，虽然在表述方式上有所不同，但是基本上说明了 这样一个阂题，即工作流是经营过程的一个计算机实现。使用王作流作为经营 过程的实现技术酋先要求工作流系统能够反映经营过程的如下几个方面问题 r2 5 】 1 经营过程是什么，即由哪些活动、任务组成，也就是结构上的定义； 2 。怎么傲，即活动间的执行条件、规则以及所交互的信息，也就是控制流 与信息流的定义； 3 由谁来做，即入或者计算机应用程序，也就是组织角色的定义； 4 。做得怎样，即通过工作流管理系统对执行过程进行监控。 相对于一般流程，工作流具有以下特点： ( 1 ) 计算机管理：工作流管理是由计算机管理的企业业务流程，而不是手 工管理的流程，也不是部分步骤由计算机来完成的计算机应用。 ( 2 ) 自动流转：流程实现任务及任务信息在流程参与人间的自动流转，丽 无需手工指派任务。 ( 3 ) 流程有显式或隐式的计算机定义：定义明确描述了流程在计算机上执 行所需的一切信息。 本文认为在工作流的理解方面，有一点很重要：即工作流中的活动不一定 是完全由软件来执行，其执行更不是完全自动化的。工作流的活动一般由入和 软件共同完成，其常见的执行过程是软件按照一定的业务规则对一些可以自动 处理的任务进行处理，而对需要人工参与的活动按照业务规则通知相应的人员 进行处理，并为处理人员提供相应的执行环境( 例如：一定的数据，程序) 。 2 1 。2 工作流中的常用术语 w f m c 发布的w f m c 术语表中对工作流技术中涉及到的几个基本概念定义 如下“_ _ 朝： 1 ) 工作流管理系统，w f m c 给毖的关于互作流的定义是：王作流管理系统 是一个软件系统，它完成工作流的定义和管理，并按照在计算机中预先定义好 的工作流逻辑推进工作流实例的执行。 2 ) 业务流程，是指在功能确定豹组织结构中，能够实现业务目标和策略 的相互连接的流程和节点集，如软件设计过程、零件采购过程等。在w f m c 中，一个业务流程的自动化过程被描述为流程模板。 3 ) 流程模型，燕对企业应用串流程进行建模，定义了一些必要的元素， 如节点、子流程、传输线、条件表达式、参与者、应用程序及相关数据等。用 户在创建个流程时就要根据流程模型的要素给出的定义，来完成流程的设 计。 4 ) 子流程，是搬用个流程去替换另一个流程中一个步骤，那么这个流 程就称为子流程。流程中的子流程步骤并不执行任何操作，当流程执行到该步 骤时，只是触发调用子流程完成相应的流程任务。 5 ) 节点，是指构成流程的每一个步骤，它是流程的基本元素。流程中节点主要用来攒述流程从开 始删结束要经过多少个步骤，它们的相互连接就构成了接个流程。另外，节点的属性方式包括处 理方式，由w f m s 是动处理秘人工处理；优先级别；节点任务的执行者，任务的功熊及相关的信 息， 6 ) 流程实例，又称活动流程，是在流稷运行时工作流系统根据流程模型 创建，流程实例的初始化是执行一个流程的开始，该过程是通过实例化激活流 程模型中的第一个节点，并传递给节点初始化条件及参数实现，并分配给实例 唯一的重d 号。流程实例的状态包括活动状态、挂起状态、停止状态和完成状 态。 图2 。1 工作浚摆关的一些基本概念积耀互关系 7 ) 节点实例，是在流程运行过程中由流程实例启动并在执行时开始创建的。 新建节点实例出系统分配一个唯一l d 号，并将流程l d 号及相关信息赋予节 点实例。节点实例根据流程传递的数据执行节点任务，并将结果传递给流程后 实例消亡。节点实例运行时的状态有包括活动状态、挂起状态、停止状态、完 成状态。 8 ) 节点任务，是由节点实例在运行时创建。节点实例在创建节点任务时 候，分配一个唯一的i d 号给节点任务，然后将节点相关数据传给节点任务。 一个节点实例可以创建一个或多个节点任务。 9 ) 应用程序，是指一个在流程中需要被( 服务器或客户端) 调用的用来 完成某个特定任务和功能的辩部程序。在应用程序声明中需要指定程序调用的 方法、传递的参数、返回值的类型。 上面介绍了工作流相关的概念，它们之间的相互关系如图2 1 所示。这些 概念对理解工作流管理系统的含义、功能、组成、运行的规则及原理有重要的 意义。 2 2 工作流参考模型 随着对工作流产品需求的不断扩大，许多公司纷纷推出了不同的工作流产 品。这些工作流产品都有自己的特点，也有自己的协议和接口标准，它们在不 同的应用领域进行了应用。但是由于工作流管理技术与产品缺乏统的标准， 这些不同的工作流产品从术语的定义和使用、系统结构的设计到与应用之间的 接口规范上都存在较大的差异，导致这些产品之间、产品与其它应用之间的集 成十分困难。按照对系统开放性的要求，这些工作流系统和产品的规范化程度 和开放性不够，导致它们之间不能够实现互操作。工作流管理系统互操作是指 两个或多个工作流机之间通讯和协作工作的能力，具有通讯和协作的能力就称 为可以互操作，否则就称为不麓互操作。不同工作流管理系统之间不能互操作 这种情况给开发商和用户都带来了很大的不方便，也在一定程度上阻碍了工作 流管理系统的推广和发展。 为了能够更好的支持企业经营建模、分析和实施，适应世界市场的多元化 趋势，需要建立工作流管理系统的相关标准，从系统结构、术语使用、接口实 施方面提供标准化与规范化的定义，并以此为基础实现不同工作流产品之间的 互操作，方便于其它应用系统的集成。在建立工作流的相关规范和标准方面， w f m c 就是这样的一个国际组织。它提出了有关工作流管理系统的一些觏范， 定义了工作流管理系统的结构及其与应用、管理工具和其它工作流管理系统之 间的应用编程接口，其主要目的是为了实现工作流技术的标准化和开发性，从 蔗支持异构工作流管理系统与产品之间的互操作，并旦使得其它的应用可以使 用该结构和定义好的通用a p i ( 应用编程接口) 访问不同的工作流管理系统提 供的服务，实现与其它应用的快速有效集成。 w f m c 在工作流的相关燕范和标准方面做出的主要贡献之一就是提出了 一个工作流参考模型( w o r k f l o wr e f e r e n c em o d e l ) ，如图2 ，2 所示。工作流参 考模型来源予对普通工作流程序结构的分析，确定结构中的接口，这些接口可 以使不同产品在不同的结构层次上协同工作。所有工作流系统都包含一系列的 公共组件，组件