（机械电子工程专业论文）基于biztalk的工作流系统分析与设计方法研究.pdf

基于b i z t a l k 的工作流系统的设计 摘要 随着社会的发展和信息技术的进步，工作流技术越来越成为实现企业业务过程 自动化的一种有效手段。业务流程对任何企业都是至关重要的。设计优良的业务流程 可以帮助企业更有效地利用自身的人力和产品，为企业创造更多的价值。目前，对工 作流技术的研究和应用已经取得了很多的成果，工作流管理系统产品也是百家争鸣、 各有千秋。但是，这些工作流产品都有着不同的侧重点，其通用性、可移植性差。 本文在综合研究了国内外工作流技术的基础上，结合企业级应用集成平台 b i z t a l ks e r v e r2 0 0 4 ，提出了一个基于b i z t a l k 的工作流应用平台，并给出了一个 详细的应用实例。论文的主要工作包括以下几个部分： l 、介绍了整个工作流的研究背景、发展过程及国内外工作流研究的现状。在分 析国内外工作流产品技术的基础上，参考w f m c 提出的工作流模型，深入探讨了工作 流的基本原理和建模方法，同时结合本项目实际情况进行系统建模分析。 2 、研究了m i c r o s o f tb i z t a l ks e r v e r2 0 0 4 的功能与体系架构，及与之相关的 面向服务的体系架构( s o a ) 、w e bs e r v i c e 等关键技术，并对h w s 工作流模型的构建 进行了重点分析。 3 、根据项目的要求，开发了基于b i z t a l k 的工作流平台，用办公用品报销审核 的一个业务流程应用实例，来具体说明基于b i z t a l ks e v r e r 的工作流管理系统的运 行机制。 基于b i z t a l k 的工作流平台采用了基于w e bs e r v i c e 面向服务的的解决方案和n 层架构，整个系统具有良好的跨平台能力和系统健壮性，同时保持了系统间的松散耦 合性，具有广阔的应用前景。 关键词：工作流；b i z t a l k ；w e b 服务；面向服务的体系架构；h w s ： r e s e a r c ha n dd e s i g no fw o r k f l o ws y s t e m b a s e do nb i 。z t a l k a b s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to fs o c i e t ya n da d v a n c e si ni n f o r m a t i o nt e c h n o l o g y , 肋r k f l o w t e c h n o l o g yi si n c r e a s i n g l yb e c o m i n gt oa c h i e v ea ne f f e c t i v em e a n so fe n t e r p r i s eb u s i n e s s p r o c e s sa u t o m a t i o n t h eb u s i n e s sp r o c e s si sv i t a lf o ra n ye n t e r p r i s e w e l ld e s i g n e db u s i n e s s p r o c e s s e sc a l lh e l pc o m p a n i e sm a k em o r ee f f e c t i v eu s eo ft h e i rh u m a na n dp r o d u c t s ，f o rt h e e n t e r p r i s e st oc r e a t em o r ev a l u e t o d a y ，t h er e s e a r c ha n da p p l i c a t i o no ft h ew o r k f l o w t e c h n o l o g yh a v ea l r e a d yg o tv e r yb i gs u e e e s s e s ，t h ew o r k f l o wm a n a g e m e n ts y s t e m p r o d u c ti sa l s oc o n t e n t i o no fah u n d r e ds c h o o l so ft h o u g h t ，a n de a c hh a si t sa d v a n t a g e s b u t ， t h e s ew o r k _ f l o wp r o d u e t sd i v e r s eb ye m p h a s i z i n go ns p e c i f i ca s p e c ts ot h a tt h e ya r eo n l y s u i t a b l ef o rc e r t a i nt y p eo fe n t e r p r i s eo rg o v e m m e n tw h i c ha r el a c ko ff l e x i b i l i t y i nt h i st h e s i s ，o nt h eb a s i so ft h er e s e a r c ho fw o k r f l o wt e c h n o l o g ya n dt h ed y n a m i c a l l i a n c ea r o u n dt h ew o r l d ，ap l a t f o r mo fw o r k f l o wa p p l i c a t i o nw a sg i v e nb yc o m b i n i n g 、) v i t h t h ep l a t f o r mo fw o r k f l o wa p p l i c a t i o ne n t e r p r i s ea p p l i c a t i o ni n t e g r a t i o nb i z t a l k2 0 0 4 ，a n d 跚 e x a m p l ea b o u tb u s i n e s sp r o c e s sr u n n i n gi nt h i sp l a t f o r mw a sg i v e n t h ea u t h o r sm a i n w o r k i n g sa r eg i v e n a sf o l l o w s ： 1 i nt h i sp a p e r , a u t h o ri n t r o d u c e dt h ee n t i r er e s e a r c hb a c k g r o u n do fw o r k f l o w , t h e d e v e l o p i n gp r o c e s so fw o r k f l o wa n dt h ed o m e s t i ca n df o r e i g nr e s e a r c ho fw o r k f l o wi n p r e s e n t i na n a l y z e so ft h ed o m e s t i ca n df o r e i g nw o r k f l o wp r o d u c tt e c h n o l o g yi nt h e f o u n d a t i o n ，r e f e r st ow o r k _ f l o wm o d e lw h i c hw f m cp r o p o s e d ，d i s c u s s e dt h ew o r k f l o w b a s i cp r i n c i p l ea n dt h em o d e l l i n gm e t h o dt h o r o u g h l ya n dc a r r i e do nt h es y s t e mm o d e l i n g a n a l y s i sb a s i so f t h i sp r o j e c ta c t u a ls i t u a t i o n 2 f u n c t i o na n ds y s t e mc o n s t r u c t i o no fm i c r o s o f tb i z t a l ks e r v e r2 0 0 4w a sa n a l y z e di n t h i sp a p e r , a n do t h e rc o 玎e l a t i v et e c h n o l o g ys u c ha ss o a ，w e bs e r v i c ew e na l s o d i s c u s s e d 。a n dt h ec o n s t r u c t i o no fw o r k f l o wm o d e lw a sa n a l y z e dt h o r o u g h l y 3 a c c o r d i n gt op r o j e c tr e q u e s t , ap l a t f o r i l lo fw o r k f l o ww a sd e v e l o p e db a s e do n b i z l 、a l k a nr u n n i n ge x a m p l eo fb u s i n e s sp r o c e s so fo f f i c es u p p l i e sr e i m b u r s ev e r i f i c a t i o n w a sp r o v e no p e r a t i o n a lm e c h a n i s mo fw o r k f l o wm a n a g e m e n ts y s t e mb a s e do nb i 翻阻i l 【 s e r v e r 皿1 ep l a t f o r i l lo fw o r k f l o wb a s e do nb i z l a l l ( u s e dt e c h n o l o g ys u c ha ss o a w e bs e r v i c e a n ds t r u c t u r enl a y e rt r u s s 。s o 。t h ep l a t f o r mh a st h en a t u r e so fe x c e l l e n tt 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 i th e l dl o o s ec o u p l i n gb e t w e e nt h es y s t e ma n dh a sw i d ea p p l i c a t i o n f o r e g r o u n d k e yw o r d s ：w o r k f l o w ) b i z t a l k ；w e bs e r v i c e ；s o a ；h w s 插图清单 图2 1 工作流管理系统的主要功能9 图2 2 工作流管理联盟参考模型1 1 图2 3 工作流执行服务器1 1 图2 4 工作流模型的组成及其相互关系1 5 图2 5 工作流管理联盟的过程定义元模型1 6 图2 6 管理员客户端用例图2 5 图2 7 普通用户客户端用例图2 5 图2 8 工作流引擎用例2 6 图2 9 系统接口用例图2 7 图3 1w e b 服务的体系结构2 9 图3 2b i z t a l k 2 0 0 4 体系结构3 1 图3 3 接收管道处理阶段3 4 图3 4 发送管道处理阶段3 4 图3 5 工作流服务的基本组件3 6 图3 6 工作流服务结构3 7 图3 7h w s 支持的活动模型3 9 图3 8h w s 支持的活动模型3 9 图3 9h w s a c t i o n 项目4 l l 羽3 1 0o r c h e s t r a t i o nl o g i c q 0 1 1 1 10 4 2 图3 1 l 注册a c t i o n “”4 6 图4 1 三层架构示意图5 5 图4 2 h w s 系统架构5 6 图4 3 基于b i z t a l kh w s 的工作流应用平台体系结构5 7 图4 4 工作流平台的系统模块5 8 图4 5 角色规划o oeo oo 6 0 图4 6 办公用品采购报销处理流程的p e t r i 网模型6 1 图4 7 办公用品采购报销处理流程活动图6 1 图4 8b i 础的流程任务处理机制o q oo ogo a oo o ! 6 3 图4 9 报销审批a c t i o n 处理逻辑o r c h e s t r a t i o n 设计图6 5 图4 1 0 流程注册配置6 6 图4 1 1 我的流程6 6 图4 1 2 填写报销申请6 6 图4 1 3 报销审批q 0 0000 6 7 图4 1 4 报销申请已批注6 7 图4 1 5 财务报销办理6 7 独创性声明 本人声明所呈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和致谢的地方外，论文中不包含其他人已 经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得 金胆王些太堂 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贡献均已 在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签字： 裳压 签字日期： 喝年多月，9 e t 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解 金妲王些太堂 有关保留、使用学位论文的规定， 有权保留并向国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。本人授权金胆王些太堂 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、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文者签名：裳易 签字日期：歹啊年莎月，p 日 学位论文作者毕业后去向： 工作单位： 通讯地址： 导师签名： 签字日期：渺石月 电话： 邮编： 致谢 首先诚挚的感谢指导教授董玉德教授悉心的教导使我得以一窥企业信息化领域的 深奥，不时的讨论并指点我正确的方向，使我在这些年中获益匪浅。老师对学问的严 谨更是我辈学习的典范。 两年里的日子，实验室里共同的生活点滴，学术上的讨论、言不及义的闲扯、赶 作业的革命情感，感谢数字化重点实验室的所有老师和同学的共同砥砺，你们的 陪伴让两年的研究生活变得绚丽多彩。 感谢同一项目组的高大鹏师兄不厌其烦的指出我研究中的缺失，且总能在我迷惘 时为我解惑，也感谢詹军、龚光军同学的帮忙，恭喜我们顺利走过这两年多。实验室 的韩学松师弟当然也不能忘记，你的帮助我铭感在心。 最后，谨以此文献给我挚爱的双亲、夫人和女儿，你们在背后的默默支持是我前 进的动力，没有你们的体谅、包容，相信这两年的生活将是很不一样的光景。在此， 向你们表示诚挚的感谢! 作者：袁亮 2 0 0 7 年1 2 月 1 1 工作流研究背景 第一章绪论 随着全球一体化进程的推进，企业正面临着高速经济发展所带来的巨大市 场竞争压力。市场的全球化、用户的个性化及多样化要求现代企业必须具备快 速的市场响应能力、高效的运作机制、和较高的抗风险能力。互联网技术的普 及、企业信息化的应用成为解决这一问题的重要途径之一。企业对信息的掌握 程度、信息获取是否及时、信息能否得到充分的利用、对信息的反应是否敏感 准确，已越来越成为衡量一个企业市场竞争能力的重要因素。 国外发达国家的信息化水平已经达到了一个相当高的水平，无论从宏观经 济、企业内部，还是企业大链条上的各方，信息化已经成为一个足以致胜的必 要手段。信息化带来的最为明显的例子一一美国，由于其在上世纪8 0 年代末对 信息技术进行了大规模和普遍的投入，于9 0 年代实现了长达十年的“新经济” 的快速增长。9 0 年代后期，美国约三分之一的经济增长来自信息化的拉动，超 过其他任何行业的拉动作用。发达国家的企业利用信息化手段改变传统经营模 式，取得突破性进展，对企业发展起到至关重要的作用。美国福特汽车公司通 过网上采购，使汽车零部件的采购成本下降了3 0 ；通用电气公司借助供应链 管理手段，2 0 0 0 年节约成本1 6 亿美元；世界5 0 0 强企业中有近8 0 的企业采 用了e r p 管理软件【l 】。相比之下，我国内地近一半中小企业还没有配备计算机， 仅有一成拥有自己网站，大部分局限于网上查询( 7 2 9 ) 及信息发布( 7 1 4 ) ；企业电脑仍然停留在文字处理、财务管理等基本信息与数据处理上；企 业的业务联系仍主要依靠传统的电话、传真和邮件，效率低、成本高 2 。从总 体来看，我国企业信息化发展同发达国家相比还有较大差距，企业信息化水平 亟待进一步提高。 近些年来，随着改革开放步伐的加快，我国的信息化产业也取得了长足的 发展。一大批优秀的e r p 软件的开发应用，为企业带来了良好的经济效益和社 会效益。e r p ( e n t e r p r i s er e s o u r c ep l a n n i n g ) ，企业资源计划的简写，它是 从m r p ( m a t e r i a lr e q u i r e m e n tp l a n n i n g ，物料需求计划) 发展而来的新一代 集成化理信息系统，它扩展了m r p 的功能，其核心思想是供应链管理，它跳出 了传统企业边界，从供应链范围去优化企业的资源，是基于网络经济时代的新 一代信息系统。它对于改善企业业务流程、提高企业核心竞争力的作用是显而 易见的。传统e r p 为制造业企业产供销人财物的管理提供了一整套优化企业资 源利用，集物流、信息流、资金流为一体的现代化管理工具。但是它在过程集 成和企业间集成方面存在不足。具体表现在【3 1 【4 】： 1 传统e r p 是一个面向功能的事务处理系统。它为业务人员提供了丰富的 业务处理功能，但是每个业务处理都不是孤立的，、它定与其他部门、其他人、 其他事务有关，这就构成了一个业务流程。传统e r p 对这个业务流程缺乏有效 的控制和管理。许多流程是由人工离线完成的。e r p 产生了许多报表、文件被 打印装订成册，按流程规定交给有关领导审批。这样，后果之_ 是，领导置于 系统之外，他们不关心系统的运行，使系统的实施效果大打折扣。后果之二是， 信息化本该向无纸化方向发展，但是由于没有业务流程的电子化控制，使得现 行e r p 系统不是省纸化、无纸化，而是多纸化。这不仅增加了系统的运行成本， 而且大大降低了办公效率，降低了业务流程标准化、规范化的管理和控制。 2 固化的业务流程非常不利于业务流程的改变。我国企业正在从计划经济 向市场经济转变，从区域经济向世界经济转变，由传统制造向敏捷制造、虚拟 制造发展。为了应对激烈的竞争环境，企业要不断地改进自己的管理，实施流 程再造。这一切都意味着企业的业务流程是不断改变的。所以传统e r p 系统必 须是功能可重构、流程可改变、高度柔性的系统。为此将工作流管理技术引入 e r p 系统就成为必然的结果。 3 传统e r p 系统的设计与开发都是以信息处理和信息集成为中心，面向系 统的组织结构来实现各种功能。而这些功能模块之间的内在联系都没有显式的 实现，而是隐含在程序中。而执行流程往往隐藏在复杂的菜单之后，通过用户 不断地点击各个菜单来实现业务过程的运转。系统界面以菜单的形式提交给用 户，而菜单中各个功能之间的内在关联则无法显式地提交给用户，而只能靠软 件说明书或者帮助来指导用户的操作。而新用户需要专门的培训才能够掌握软 件的使用，操作的正确与否也取决于用户的熟练程度。当前e r p 系统多为面向 功能的，所以当过程出现变化时系统往往不能适应。e r p 的设计者和开发人员 通常只是考虑系统的功能而很少考虑软件的使用流程。如果需要经常改变工作 流程的时候就出现了问题：此时需要重新设计、编码和重新编译软件，影响软 件的稳定性。正常的工作会被打扰而且操作人员还需重新熟悉软件，更重要的 是需要重新熟悉隐藏在繁琐的菜单后面的工作过程。可见，传统的面向功能的 e r p 软件缺乏对业务流程的有效支持，软件的耦合度很大，缺乏灵活性。 而工作流管理系统是对业务过程进行处理的系统，以过程为中心实现系统 的集成，具有灵活、开放的优点。基于工作流系统的开发则强调对业务过程的 支持。那么，通过传统e r p 系统与工作流系统的结合，对传统e r p 系统进行 改进，可增强e r p 系统对业务过程的集成和管理，提高系统的柔性，进而增强 和改进e r p 系统的功能，更好的适应客户的需要。 2 1 2 工作流研究的发展及现状 1 2 1 工作流研究的发展历史 工作流( w o r k f l o w ) 的概念是在现代信息系统的建设中逐渐形成的，它有 一个从局部到整体、从初级到高级、从简单到复杂、逐步完善的发展过程。上 世纪七十年代末到八十年代，个人桌面办公自动化和批处理任务开始出现并迅 速发展，实现了手工到电脑的转变，这一时期虽然出现了工作流的术语和简单 的流程建模，但并未出现真正意义上的工作流管理系统。进入九十年代后，伴 随微处理器速度和性能的不断提高，操作系统功能的日益强大，以及企业信息 出现的一种分布、异构的趋势，办公自动化提出了新的要求，需要一种系统集 成技术，为企业简化和重组自己的关键业务流程提供一种合适的方案。工作流 技术恰好迎合这种需求，成为新的开发与研究方向。近几年，随着网络技术的 成熟，企业大规模信息化建设的发展，工作流技术呈现繁荣发展的景象，众多 的工作流软件被大规模的应用于各行各业。工作流技术按其发展历程，我们可 以将其分为三个阶段垆j ： 第一阶段，e d f ( 电子数据流) 阶段，主要是7 0 年代到8 0 年代初期。此 时的工作流在信息技术中的应用属于初级阶段，仅着眼于利用信息技术减轻人 们在流程中的计算强度，且仅对企业内部的单项业务进行处理，基本不涉及管 理的内容。 第二阶段，t p f ( 事务处理流) 阶段，主要是8 0 年代初期到9 0 年代初期。 此时的工作流在原有基础上有了一定的发展，开始引入企业管理的内容。但仍 局限于企业内部局部业务的管理。 第三阶段，i m f ( 信息管理流) 阶段，从9 0 年代初期发展至今。经过前两 个阶段的发展完善，此时的工作流技术已能够实现对企业业务的全局的整体性 的管理。工作流可以相互衔接并自动进行一系列的业务活动或任务。 1 2 2 国外工作流研究的现状 国外的工作流技术起步早，研究和应用的时间长，因此其工作流技术的发 展较为成熟，产品也呈现多样化趋势。本文将简单介绍目前国外比较有影响和 具有代表性的工作流产品。这些产品在一定程度上代表了当前工作流技术几个 不同的研究发展方向6 】【7 】【8 】【9 】【1 0 】【1 1 1 。 ( 1 ) o r b w o r k ：基于c o r b a 的分布式工作流系统 o r b w o r k 是美国g e o r g i a 大学计算机系m e t e o r ( m a n a g e m e n te n d t o e n d o p e r a t i o n s ) 研究项目所开发出的一套工作流管理原型系统，它是基于c o r b a 的完全分布的工作流执行系统，以c o r b a 产品o r b i x 作为底层的通讯支持，并 使用c o r b a 来实现系统的互操作和数据源的封装。在o r b w o r k 中，系统的所有 组成部分，包括任务管理器、任务、监控单元和恢复机制都是c o r b a 对象，它 们之间通过c o r b a 的i d l 调用进行协作。同时，o r b w o r k 还为用户提供了w e b 界面以及w e b 与c o r b a 之间的接口。以c o r b a 作为工作流系统实现的底层基础 有许多优点，比如对象请求代理( o r b ) 机制、标准的接口定义语言( i d l ) 、 面向对象等等。这些优点都将使c o r b a 成为用户实现企业级工作流解决方案的 一种可能的选择【6 j 。c o r b a 的缺点是庞大而复杂，并且技术和标准的更新相对 较慢。 ( 2 ) e x o t i c a f m q m ：基于永久消息队列的分布式工作流系统 i b ma l m a d e n 研究中心所进行的研究项目e x o t i c a 在工作流分布执行方面 提出了一种能够完全分布的执行模型，它通过永久消息( p e r s is t e n tm e s s a g e s ) 的方式来保存工作流相关执行信息，使得每一个执行节点都是相互独立的，工 作流过程的执行不以某一个节点为中心，完全实现了分布。这种方式大大地提 高了系统的可靠性、可扩展性以及柔性。e x o t i c a 的这种设计方案是建立在底 层的消息传递系统之上的，类似的产品有d e c 的m e s s a g e q 、n o v e l l 的t u x e d o o 、 i b m 的m q s e r i e s 。这些消息系统为上层的应用隐藏了复杂的通讯实现代码并且 屏蔽了操作平台、网络协议的异构性，通过提供a p i 函数来提供各项消息服务。 这些产品的特点是很适合于用来连接分布式应用，实现工作流管理的功能t 7 l 。 分布式工作流技术应用起来比较复杂，因为这种软件通常都比较庞大，涉及到 网络、对象技术等多种技术，系统开发比较困难。 ( 3 ) d a r t f l o w ：基于可移动代理的工作流管理系统 d a r t f l o w 是达特茅斯大学计算机系设计开发的一种基于可移动代理的工 作流系统，可移动代理是指一段可以在自身的控制下由异构网络系统中的一台 机器转移到另外一台机器上运行的程序，也就是说，可移动代理能够在执行到 某一点时挂起自身程序，将代码传递到另外的网络节点上去继续运行。可移动 代理具有许多优点，比如在一定条件下能够减少网络流量、适合于移动用户、 有利于数据集成、具有并行机制等，因此很适用于工作流管理系统的构建，企 业的每一个经营过程的实例可以由一个移动代理来处理，代理在预先定义好的 步骤下在分布的网络节点上执行，当代理移动时，它携带着过程所需的执行代 码与数据，无需每一步都通过中央的数据库服务器来交换数据。在d a r t f l o w 中，它的系统组件结构与工作流管理联盟所提出的参考模型基本一致，能够相 互对应，其中比较有特色的几个部分是过程代理、多种类型的代理服务器、用 户界面与工作表服务器【8 l 。因其运行时要执行与资源控制、安全有关的操作， 额外增加了运行负担，导致系统运行效率降低，同时这一技术也存在着迁移控 4 制、容错机制、智能协作、交互协议等问题。 ( 4 ) e v e ：事件驱动下的分布式工作流执行系统 瑞士苏黎士大学计算机系的研究人员提出了一种基于事件的工作流执行 服务中间件平台体系结构，称为e v e ( e v e n te n g i n e ) ，用以集成工作流执行 过程中松散耦合的分布式功能组件。在e v e 体系结构中，工作流的执行是由分 布在网络上的代理( b r o k e r ) 通过响应由e v e 服务器检测到的事件来完成的； 同时，代理在提供服务的过程中又会产生新的事件【9 1 。每一个代理代表了一种 活动任务的处理实体，它的行为也是由e c a 规则来定义的；不同的代理分别用 于提供用户接口、组织管理、外部应用集成以及系统组件等功能。e v e 服务器 是整个e v e 体系核心，等同于工作流参考模型中的工作流机【l 引。e v e 服务器能 够直接同本地的代理及远程的e v e 服务器相互通讯，而代理则只能通过e v e 适 配器( e v e - a d a p t e r ) 与本地的e v e 服务器通讯。因此，不同的代理之间的交互 是通过把事件发送给本地e v e 服务器，进而由本地服务器再发送给本地的相应 代理或者再通过远程e v e 服务器发送给远程的代理来完成的。从e v e 系统的设 计思路来看，它也属于一种完全分布的执行方式，因而很容易地克服了服务方 完全集中于一点而带来的诸多不利，如系统吞吐量的瓶颈、系统的可靠性问题 等，但其作为分布式的工作流技术应用起来同样是比较复杂的。 ( 5 ) w e b w o r k ：基于w e b 的工作流系统 w e b w o r k 与o r b w o r k 一样，也是m e t e o r 项目中的一部分。与o r b w o r k 不同 的是，w e b w o r k 是完全基于w e b 技术实现的工作流系统。m e t e o r 的研究人员考 虑到企业可能处于价格等原因不愿意去购买c o r b a 产品，但是大多数企业都有 自己的w e b 服务器，或者可以连接到某个w e b 服务器上，因此开发了一套基于 w e b 的工作流管理系统。w e b 浏览器为用户提供了一个通用、友好的界面，而且 它可以很容易不附加任何多余代价地布置在多个计算平台上【l 。 1 2 3 国内工作流研究的现状 比起国际上工作流应用和发展的“精彩纷呈”“浪潮不断 ，国内的发展 则显得的沉稳、沉闷许多。 虽然在工作流领域，国内科研力量薄弱，但国内有客户市场。2 0 0 0 年左右， 政府开始鼓励电子政务的发展，鼓励办公自动化系统的发展。这两种系统与早 期的m i s 系统有一个很大不同之处，就是这两种系统中都含有大量的“审批流 程”需要处理【1 2 】。国内工作流技术就在这样一种背景下开拓和发展起来，主要 的有：r i s e o f f i c e ( 北京有生博大) 当前版本r i s e o f f i c e 5 1 ，整个工作流产 品基本上为“o a 审批流程 量身定做，其表单处里和权限控制以及审批历程 的处理很有特色；s y n c h r o f l o w ( 西安协同数码) 基本上非常严格遵循了w f m c 的 5 规范，完全实现了i n t e r f a c e l 、i n t e r f a c e 2 、i n t e r f a c e 3 、i n t e r f a c e 5 ，这一 点上，s u n f l o w 和s y n c h r o f l o w 都有很多相像的地方，都遗留很多学院研究的 特点( 这两个产品的最初原型都是在大学中诞生的) ：s u n f l o w ( 杭州信雅达) s u n f l o w 这一两年发展很迅速，大有赶超s y n c h r o f l o w 趋势，其产品最大的特 色是采用基于域的联邦系统架构，对分布式管理、运行支持较好，而且也是目 前国内为数不多的可以支持“仿真 的工作流系统；l i v e f l o w ( 上海东兰) 和 d l f l o 定位差不多，都面向二次开发平台。但是正个产品还是停留在 “w o r k f l o w 功能层次，但是吸收了d l f i o 的很多经验，所以其工作流平台目 前还是属于国内前列【l3 1 。 “审批流”已经成为国内工作流系统定位的一个主要特色，而国内审批流 大多与“组织结构和层级关系 非常密切，这也形成了“以组织服务为主导 流程应用特色。所以在国内流程应用中，“人为处理”占有了绝对地位，诸如 “会签”、“回退 、“取回”、“跳跃( 速称自由流) 、等匪夷所思的运 转模式却成为国内“工作流应用 的基础特色之一。 第二个特色就是国内工作流产品在诞生和发展中，与特定行业绑定比较密 切。这也充分反映了国内工作流产品，还处于“起步发展阶段 ，甚至相当一 部分还处于“生存阶段 。比如有生博大的r i s e o f f i c e 主要定位于“电子政务 系统中的审批流”，西安协同的s y n c h r o f l o w 则更多的偏重于“电信行业 ； 信雅达的s u n f l o w 则偏重于“金融行业 ；上海东兰的l i v e f l o w 则更多的偏重 于“协同领域”等等。 第三个特色就是国内工作流应用普及度还是很低的。虽然在电子政务、办 公协同、电信、金融、财政等一些行业中工作流已经有所普及，但在另外一些 传统型行业中，比如石油、化工、铁道等，本身信息化普及面就比较窄，工作 流应用几乎还相当于空白。 1 3 课题的来源 近若干年来，由于经济高速的发展，现代企业之间的竞争日趋激烈。越来 越多的企业在其生产经营的过程中用信息技术去支持业务过程处理，以适应快 速变化的市场需求。起源于生产组织和办公自动化领域的工作流技术，作为面 向组织机构的信息管理技术，逐渐从信息系统中独立出来，作为一个通用的面 向应用系统提供服务的工具。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，达到降低企业的生 产经营成本，提高企业的办事效率、生产经营管理水平和产品质量。 现代企业的生产需求随着市场快速的转换，企业内部的流程也是随着生产 经营过程不断的变化，流程中的需求也是各不相同，任何一个企业都会有许多 的业务流程，如投资决策流程、产品开发流程、人事任免流程、设备维修流程 6 等，工作流的研究已经渗透进企业经营过程重组、供应链管理、敏捷制造等领 域中，因此针对多样化的企业流程，建立基于面向服务架构( s o a ) 的动态、通用 的企业流程平台，企业应用系统与流程平台耦合程度是现代企业实旌工作流管 理系统所追求的目标。 某电子研究所经过多年的信息化建设，已经形成了覆盖全所各大业务范围 的业务信息系统，这些系统在产品研发、制造与企业管理中发挥了积极的作用。 如何将这些独立的业务信息系统整合为一个完整的企业信息系统，成为目前迫 切需要解决的课题。基于w e b 的工作流平台构建与应用正是着眼于这一点，从 解决企业业务过程的集成入手，通过以工作流为核心的自动化过程管理模式的 研究及开发，来推动整个企业信息化集成的步伐。本项目就是在这些业务信息 系统的基础上，开发可以实施统一的业务工作流定制和应用的平台，为该所提 供跨业务系统的业务流程实现手段，从而提供单个业务系统无法提供的附加业 务价值，使其业务过程信息化走向集成化和综合化应用。通过企业业务过程的 集成，在管理方式上实现根本性的转变，从以纸为主要介质的手工管理，变成 以电子仓库为核心的集中式自动化管理，从以行政命令为主的流程管理，变成 以工作流为核心的自动化过程管理。集成平台把原有的“信息孤岛? 整合为一 个完整的企业信息系统。 通过本项目的实施，可为某电子研究所这样的企业提供了快捷方便、高效 友好的工作环境，提高了企业员工之间的交流效率，促进团队内部的协作。将 大大缩短产品设计周期，提高产品设计质量，增强设计能力。 1 4 本文的内容结构安排 第一章，绪论，介绍了工作流平台课题的研究背景，工作流发展的历程及 现状，课题来源。 第二章，工作流技术综述，介绍了工作的基本概念、w f m c 工作流参考模型、 工作流的建模技术等。 第三章，b i z t a l ks e r v e r 的技术研究，介绍了b i z t a l k 的功能与体系结构、 b i z t a l k 的h w s 工作流等。 第四章，工作流的实例开发，以实际项目的工作流平台的开发为例介绍了 整个系统的设计与实现过程。 第五章，对全文工作的总结与展望。 1 5 本章小结 本章主要介绍了工作流平台的研究背景，工作流发展的历程以及国内外工 作流研究的现状，课题来源。 7 第二章工作流的基本原理及建模技术 2 1 工作流的概念 2 1 1 工作流的基本定义 1 9 9 3 年8 月，第一个工作流技术标准化的工业组织一一工作流管理联盟 ( w o r k f l o wm a n a g e m e n tc o a li t i o n ，简称w f m c ，下同) 成立。1 9 9 4 年，工作 流管理联盟发布了用于工作流管理系统之间互操作的工作流参考模型，并相继 制定了一系列工业标准。w f m c 对于工作流的定义【1 4 1 为：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传递或者执行。 i b ma l m a d e n 研究中心也曾经对工作流做过如下定义：工作流是经营过程 的一种计算机表示，定义了完成整个过程所需要的各种参数【l 引。这些参数包括 过程中每一个步骤的定义、步骤间的执行顺序、条件及数据流的建立、每一步 骤由谁负责及每个活动所需要的应用程序。 从工作流定义中可以了解工作流的基本概念，简单的讲就是指整个或部分 经营过程在计算机的支持下的全自动或半自动化，是经营过程的一个计算机实 现，它的目的都是为了实现企业的一个经营过程。所谓经营过程是为了实现企 业某个经营目标的一个过程，它在部分或者全部组织机构和人员的参与下，利 用企业资源( 包括所需的处理设备、通信设备、计算机硬件、软件等等) ，按 照预先确定的规则，在参与者和组织机构之间进行文档、信息、任务的传递和 处理( 包括经营决策) ，从而实现预定的经营目标。 而工作流管理系统( w o r k f l o wm a n a g e m e n ts y s t e m ) 则是这一实现的软件 环境，它是用于定义、执行和管理企业流程的软件系统，它能够提供从工作流 建模方法、工作流语言、工作流执行到工作流测试、分析、监控及其正确性与 可靠性等各方面的支持。人作为参与者是系统中的基本角色，是任务的对象和 执行者，而任务的分派和完成状态则有计算机系统控制和完成。一个基本的工 作流管理系统通常都必须具备以下三个基本的功能： 过程定义功能：是指在系统创建时完成对工作流程及其组成活动的定义和 建模工作。这一部分的工作主要是通过建模工具把现实的业务过程转化为形式 化的、计算机可处理的定义。转化过程中，应注意保证其转化结果的正确性， 避免因不合理的建模导致系统不能正确执行。 运行控制功能：是指系统运行中对工作流过程的管理和调度的功能。由工 作流引擎对过程定义进行初始化，创建并控制流程实例。在运行过程中，工作 8 流引擎还要负责实例的解释并调度控制过程中的执行时间和顺序。这一部分将 计算机可处理的形式化了的定义与现实世界中实际的过程连接了起来。 人机交互功能：是指在工作流运行中，系统提供入与计算机之间的交互协 调的功能。在流程实例的运行过程中，经常需要人参与进来，通过特定的操作 来实现与流程实例的交互，如任务的数据分析、发送电子邮件等。另外，工作 流在执行过程中还可能需要调用某些应用工具资源，如数据库的存储、数据间 的转换等等。 通过图2 1 我们可以更直观的了解工作流管理系统的主要功能。 图2 1 工作流管理系统的主要功能 2 1 2 工作流相关的几个重要概念 上一节中对工作流及工作流管理系统作了基本的定义，接下来我们还要注 意几个与工作流相关的重要概念： 第一：对业务流程( b u s i n e s sp r o c e s s ) 的理解。由美国哈佛大学博士 m i c h a e lh a m m e r 教授所给出的业务流程精确的定义为是指有组织的活动，相互 联系，为客户创造价值。在工作流系统中，我们通常理解为在功能确定的组织 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。事实上，对于大多数人来说，也可以联想一些围绕在日 程办公中的一些业务流程，比如跟我们最为贴近的“办公用品采购报销处理流 程”。我们可以很简单的描述为：申请人( 申请) 一科长( 审批) 一部门领导 ( 审批) 一主管领导( 审批) 一财务领导( 审核) 一财务审核( 审核) 。良好 的业务流程设计是保证企业灵活运行的关键。清晰的定义业务流程之间的接口， 可以降低业务的耦合度。对整个企业的业务流程进行建模是一个相当复杂而有 挑战性的工作。 第二：对文档、信息、任务的理解。文档和信息可能不需要过多地解释， 信息是信息化根本，而业务流程本身的反映也主要是信息数据、状态的变迁和 转移。对于任务可能就有些抽象，我们可以这样去理解：任务就是在业务过程 9 中，某个业务活动点所需要完成的使命。比如“办公用品采购报销处理流程 中“科长审批”这个业务活动点，其所表达的任务就是完成科长对办公用品采 购报销内容的真实性和合