（机械电子工程专业论文）基于web的动态联盟组建与工作流管理研究.pdf

华中科技大学硕士学位论文 摘要 本文针对基于w e b 的动态联盟组建与管理平台的两个核心内容盟员选择和工 作流管理进行了研究。在综合分析动态联盟的研究现状和需求的基础上。建立了动态 联盟组建过程和工作流系统的体系结构。 分析了盟员选择评价体系的适应性，从核心能力、动态联盟的敏捷性和合作实施 的可行性的角度，综合核心资源、对核心资源的控制能力和合作协调能力三个类别下 的评价因素，以层次化的结构建立了一个通用的动态联盟盟员选择评价体系。 将t o p s i s 方法与层次分析法( a h p ) 相结合，对候选盟员采用绝对的数量评价， 引入理想解和负理想解的概念，以相对接近度作为评价的最终指标，提出了一个基于 a h p 和t o p s i s 的动态联盟盟员选择算法，解决了普通a h p 算法不能体现评价指标特 性和候选企业集团特征的缺点，提高了算法的准确性和区分度。 以工作流管理联盟制定的工作流参考模型为基础，提出了三种简化活动模型：并 发活动模型、选择活动模型和普通活动模型来定义基于网络的工作流，在w e b 环境中 提出看板模式的工作流管理方式，应用e c a 规则解决w e b 环境下的工作流管理；实 现了工作流系统的动态柔性，以及信息的实时传递。 建立了盟员选择评价系统与选择算法、工作流管理软件系统，用实例验证了本算 法与工作流管理系统的有效性。 关键词：动态联盟盟员选择层次分析法工作流管理技术工作流建模 i 华中科技大学硕士学位论文 a b s t r a c t r e s e a r c h e so np a r t n e rs e l e c t i o na n dw o r k f l o wm a n a g e m e n t ，t h et w oc o r e p a r t s o f c o n s t r u c t i o na n dm a n a g e m e n tp l a t f o r mf o rw e b b a s e da g i l ev i r t u a le n t e r p r i s e ( a v e ) b l e d i s c u s s e di nd e t a i l t h ec o n s t r u c t i o np r o c e s sa n ds t r u c t u r eo fw o r k f l o w m a n a g e m e n ts y s t e m o fa v ea r ee s t a b l i s h e db a s e do na na n a l y s i so f p r e s e n ts i t u a t i o na n dp r a c t i c a ld e m a n d so f a v e t h e a d a p t a b i l i t y o f p a r t n e r s e l e c t i o ne v a l u a t i o n s y s t e m i ss t r e s s e d f r o mt h e p e r s p e c t i v e so fc o r ec o m p e t e n c e ，a g i l i t ya n df e a s i b i l i t yo fc o o p e r a t i o n ，ag e n e r a lp a r t n e r s e l e c t i o ne v a l u a t i o ns y s t e mf o ra v ei sc o n s t r u c t e di nah i e r a r c h ys t r u c t u r eb ys y n t h e s i z i n g d i f f e r e n te v a l u a t i o nf a c t o r s ，w h i c ha r ec l a s s i f i e di n t oc o r e r e s o u r c e s ，c o n t r o l l i n ga b i l i t yo v e r c o r er e s o u r c e sa n d c o o p e r a t i n ga b i l i t y a p a r t n e rs e l e c t i o na l g o r i t h mb a s e do na h p a n dt o p s i sf o ra v ei sp r o p o s e d a n a b s o l u t e q u a n t i t y e v a l u a t i o no fc a n d i d a t e e n t e r p r i s e ，i d e a l s o l u t i o na n d n e g a t i v e i d e a l s o l u t i o n ，a n dt h er e l a t i v ec l o s e n e s s a st h ef i n a l e v a l u a t i n gi n d i c a t o r a r e a d o p t e d t h e a l g o r i t h mi sc h a r a c t e r i z e db y t h ei n t e g r a t i o no ft o p s i sa n da h p t h e p r o b l e mo f a h pi n w h i c ht h ec h a r a c t e r i s t i c so fe v a l u a t i o ni n d i c a t o r sa n dt h e g r o u p f e a t u r eo fc a n d i d a t e e n t e r p r i s e s c a n n o tb ei n d i c a t e di ss o l v e d t h e p r e c i s i o n a n d d i f f e r e n t i a t i n ga b i l i t y i s i n c r e a s e d ， a c c o r d i n g t ot h er e q u i r e m e n ta n a l y s i so fw e b b a s e dw o r k f l o wf o ra v ea n dw i t ht h e r e f e r e n c et ot h ew o r k f l o wr e f e r e n c em o d e le s t a b l i s h e d b y w o r k f l o w m a n a g e m e n t c o a l i t i o n ，t h r e es i m p l i f i e da c t i v i t ym o d e l s ，i e a n da c t i v i t ym o d e l ，o ra c t i v i t ym o d e l a n db a s i ca c t i v i t ym o d e l ，a r ep r o p o s e dt od e f i n ew e b - b a s e dw o r k f l o wf o ra v e t h e k a n b a nm o d ei si n t r o d u c e da n de c ar u l ei s a p p l i e d t ot h ew e b b a s e dw o r k f l o w m a n a g e m e n ts y s t e m b o t ht h ef l e x i b i l i t ya n dt h er e a lt i m ec o m m u n i c a t i o no fw e b b a s e d d y n a m i c w o r k f l o w s y s t e ma r ee n s u r e d a p a r t n e r s e l e c t i o ne v a l u a t i o n p r o t o t y p es y s t e m ，t h ea l g o r i t h m a n daw o r k f l o w m a n a g e m e n ts o f t w a r es y s t e ma r ed e v e l o p e d t h ev a l i d i t yo ft h ea l g o r i t h ma n dw o r k f l o w m a n a g e m e n ts y s t e mi sv a l i d a t e db y ac a s e s t u d y k e y w o r d s ：a g i l e v i r t u a le n t e r p r i s e ( a v e ) p a r t n e rs e l e c t i o na h p w o r k f l o wm a n a g e m e n tw o r k f l o wm o d e l i n g n 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究 工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外， 本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对 本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本 人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名：；魁力 日期：撕毕年，月g 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定， 即：学校有权保留并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。本人授权华中科技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 或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密口，在年解密后适用本授权书。 本论文属于 不保密囱。 ( 请在以上方框内打“”) 学位论文作者签名：；泡力 日期：工婶年5 - 月g 日 指导教师签名：剐旅( 高毛刖) 日期：枷，够年生月f 日 华中科技大学硕士学位论文 = = = = = = = = = = = = = = = = = = = 自= = _ a t t 自自e = i = = = | = = = = = = = 目1 2 = = = = = = = = = = = = = = = ；t i = = = = = = = = = = = = = = 1 1 课题的来源、目的及意义 1 1 1 课题的来源 1 绪论 本课题来源于国家自然科学基金资助项目( 资助号5 0 0 0 7 62 0 0 9 ) 基于网络的 产品快速开发与制造系统。 1 1 2 课题的目的 研究基于w e b 的动态联盟的组建过程，建立有效的动态联盟盟员选择机制；针对 基于w 曲的动态联盟合作的特点，建立精简适宜的工作流管理系统，从而充分发挥网 络技术的优势，为动态联盟提供灵活高效的合作平台。 1 1 3 课题的意义 敏捷制造代表了制造业未来发展的方向。而敏捷制造思想的重要部分是适应市场 迅速变化的敏捷企业组织与经营管理方式动态联盟。它是不同组织或公司为响应 某一市场需求或实现某一共同的目标，集中优势资源，利用网络将分布在不同地区的 多个企业或实体组成的临时实体。这种联盟在实现共同目标的同时，使各组成成员的 利益与目的得到满足。各组成成员对动态联盟贡献其核心的能力，当市场机遇不复存 在或各组成成员的利益得到满足时，联盟随即解体。 动态联盟能否成功满足市场需求，关键在于参与动态联盟的企业是否能充分发挥 自身的优势，通力合作，从而实现动态联盟整体以及各盟员企业的双赢。建立这样 个有机、商效率的联盟，前提是选择恰当的盟员，获得最优的搭配组合。合理的动态 联盟盟员选择方案为联盟合作奠定了良好的组织基础，对于整个动态联盟合作的成功 华中科技大学硕士学位论文 尤为重要。 具备了最佳的资源组合之后，显而易见，影响动态联盟合作效果的一个重要因素 就是合作的具体实施和管理。合作实施的内容包括任务的分配、工作流程的规划、联 盟资源的调配整合等方面。如何针对基于w e b 的动态联盟的特点和需求建立合理有效 的工作流管理系统是基于w e b 的动态联盟得以顺利实施的关键，一个恰当精简的工作 流管理系统将大大促进基于w e b 的动态联盟合作的效果和执行的效率。本课题的研究 重点是基于w e b 的动态联盟组建及其工作流管理，这对于提高企业的市场竞争力，使 其更好的把握市场机遇，实现经营目标有重要意义。 1 2 动态联盟关键技术的研究现状 1 2 1 敏捷制造的核心动态联盟 1 9 9 1 年，美国政府为了在世界经济中重振雄风，并在未来全球市场竞争中取得优 势地位，由国防部、工业界和学术界联合研究未来制造技术，并完成了2 1 世纪制造 企业发展战略报告。该报告明确提出了敏捷制造( a g i l em a n u f a c t u r i n g ) 的概念，敏 捷制造的基本思想是通过把动态灵活的虚拟组织机构( v i r t u a lo r g a n i z a t i o n ) 即动态联 盟( a g i l ev i r t u a le n t e r p r i s e ，a v e 或d y n a m i ca l l i a n c e ) 、先进的柔性生产技术和高素 质的人员进行全面集成，从而使企业能够从容应付快速变化和不可预测的市场需求， 获得企业的长期经济效益。它是一种提高企业( 群体) 竞争能力的全新制造组织模式。 敏捷制造概念一经提出，就在世界范围内引起了强烈反响。可以说，敏捷制造代表着 2 1 世纪制造业的发展方向i l j 。 这份报告强调通过组织动态联盟这样的一个新的合作、竞争和生产模式来适应今 天持续多变、无法预料的市场变化：强调动态联盟是利用已有的社会、技术基础实现 敏捷制造的重要手段1 2 j 。 动态联盟是敏捷制造的核一t l , t 羽。在错综复杂的全球市场竞争中，一个企业的力量毕 竟是有限的，面对新的竞争环境，人们认识到如果能让位于不同地理位置，业务优势 各异的企业通力合作则是解决该问题的最好办法【4 1 0 企业通过组建动态联盟，可以更加 2 华中科技大学硕士学位论文 灵活迅速的适应市场的变化，满足客户日趋多样化的需求。同时，动态联盟的组建也 是多个企业资源优化整合的过程，各个盟员企业可以在动态联盟中充分发挥自身的优 势，实现强强联合，优势互补，从而保证了企业生产运营的敏捷性( a g i l i t y ) 。这是 一种“双赢”的企业组织模式。 动态联盟的组建是因为存在着苛刻的市场需求。随着技术的不断发展，企业的生 产水平、产品技术含量也不断提高，但是随之而来用户在产品的成本、质量、批量、 品种、服务、以及供货时间等方面的要求也越来越高，而企业为了在这种残酷的竞争 环境中生存，就盛须积极应对各种挑战，尽可能提高自身的响应能力，最大程度地满 足用户提出的要求。 这其实就是要求企业具备较高的敏捷性。敏捷性越高，企业的运营就更加灵活， 竞争力就更强，就能更好的响应市场的需求。敏捷制造要求制造企业的生产和经营过 程具备：可重构性( r e c o n f i g u r a b l e ) 、可重用性( r e u s a b l e ) 、规模可调性( s c a l a b l e ) 即r r s 特性1 1 1 1 5 】。关于敏捷性的评价指标目前没有统一的标准。已经提出的标准有a m o s jw 等人提出的c i p m e 指标体系f 6 】j 美国国家宇航敏捷制造中心与s i r i u sb e t a 公司的 研究人员提出的一种面向敏捷虚拟企业的敏捷性度量模型。a g u n a s e k a r a n 认为 敏捷性有四个基本的涵义：为顾客提供价值；时刻准备应对可能发生的变化；重视人 的知识和技能以及组建虚拟合作关系c 7 l 。r i c kd o v e 则在文献【8 】中提出了基于市场变 化的敏捷性的四个评价指标：( 1 ) 企业调整自身以满足市场变化所需的时间； ( 2 ) 企业调整自身以满足市场变化所需的费用；( 3 ) 企业完成调整后整个企业系统的鲁棒 性；( 4 ) 企业对市场变化的适应范围。事实上，可以将该指标理解为企业满足市场机 遇所需的时间和费用，市场变化对企业运行稳定性的影响，以及企业能在多大范围内 满足市场变化【3 1 。组建动态联盟的一个重要前提即参与合作的盟员都是具备较高敏捷性 的企业。 在激烈的全球竞争中，即使是灵活的敏捷企业，由于制造资源与业务规模的限制， 很多时候不可能仅仅依靠自己的力量应对复杂多变的市场需求。他们各有所长，拥有 参与竞争的各种核心能力( c o r ec o m p e t e n c i e s ) 1 9 1 , 如果能将这些可能分布于不同地理 位置的敏捷企业的核心资源整合，形成动态联盟，那么作为整体的联盟的实力将不可 华中科技大学硕士学位论文 小觑，在市场竞争中拥有相当的优势。动态联盟的合作方式具有组织结构上的灵活性， 一旦合作完成，市场机遇消失，联盟即解散。 1 2 2 动态联盟盟员选择评价体系 在动态联盟组建过程的相关研究中，盟员选择算法的研究是最多的【仲1 6 】。因为盟 员企业的敏捷性高低，盟员选择方案是否能充分利用各自的核心资源，发挥其优势将 直接影响到动态联盟合作的效果。其中，盟员选择评价指标体系是盟员选择算法的基 础，在这个评价体系下，依照不同的选择算法确定盟员，从而组建动态联盟。 关于盟员选择评价体系，有不少人做了研究。覃正等在文献 1 7 1 中提出对动态联盟 企业的各类资源进行模糊评价，构造相应的模糊运算，来确定符合动态联盟要求的盟 员。盟员选择评价体系大多数从企业的敏捷性，即时间、成本、稳定性和适应性几个 方面结合其它一些因素进行评价1 1 1 。1 3 ，擂l 。文献0 0 口a 质量、效率、信誉度和其它指标建 立评价体系，建立基于产品结构的动态联盟盟员选择算法；文献【1 1 】建立的评价体系包 括质量、价格、完工时问、信誉、技术人员含量、企业生产能力和惩罚等评价准则； 文献f 1 2 】从交货及时性( t ) 、加工质量( q ) 、加工成本( c ) 和服务( s ) 几个方面 评价企业参与联盟合作的综合信誉信息指标，作为企业合作选择的评价参考! 但这不 免过于简单，且仅能反映某个小范围内的企业合作的评价要素。a g u n a s e k a r a n 认为合作伙伴的选择应考虑企业文化的一致性、市场情报、分销渠道的数量、新技术、 产品开发成本、灵活性、存活周转率、研发成本、新产品市场份额、投资回报率、销 售收入、利润、市场占有率的增长幅度、开发新产品的时问、进入新市场的时间、制 造周期等因素7 1 。a w a d z i 归纳了四条选择准则：合作各方资源贡献的互补性、合作各 方的合作历史、业务的相关性以及国外合作方业务的相关性l l 。钱碧波等在文献 1 3 1 中提出了敏捷虚拟企业伙伴选择较为全面丰富的评价参考体系，该体系包括时间、质 量、成本、服务、创新能力、信息技术应用的先进性、企业的管理水平与文化、环境、 机遇实现能力、后勤等评价准则，覆盖了动态联盟盟员选择时需要考虑的绝大部分的 因素，但是这个体系系统性不强，各个评价准则相互之间较为分散，是一种扁平化的 结构；郑文军等在文献【1 4 】中，将动态联盟合作分为“面向产品生产”和“面向市场开 华中科技大学硕士学位论文 拓”两类，给出不同的评价体系，并对动态联盟合作的基本约束条件以及基础设旆约 束条件分别细化，给出了相应的评价指标，但是这个评价体系的准则不够全面。 这几个指标毕竟过于抽象，而且在实际应用中，动态联盟合作有其自身的特点， 同时，针对不同的市场机遇，动态联盟合作的性质也有所不同。文献1 7 1 3 1 1 4 1 1 9 1 虽 然从更全面的角度评价盟员，但是建立的体系结构性不强，如果能够将一系列的评价 归类，就能降低分析评价的难度。另外，盟员选择评价体系不应该是一成不变的，它 应当随着动态联盟合作性质、内容的变化而做相应的调整。在这种动态的、多方位的 评价指标体系下，动态联盟的组建方案才可能是最优的。因此，动态联盟的盟员选择 评价体系应该以这些基本的敏捷性指标为基础做相应的扩充，并对评价因素分门别类， 建立一个层次化的评价体系。同时这个评价体系应该具备一定的适应性，充分体现不 同动态联盟合作的个性。将共性和个性结合起来建立的动态联盟评价体系保证了从多 个角度对参与盟员申请的企业做全方位的评价。 1 2 3 动态联盟盟员选择算法 在科学研究和企业生产经营的实际中，经常要面对多个目标的优化问题，而且在 很多情况下，这些目标并不是一致的，甚至可能是互相抵触的，多目标优化问题研究 的任务就是建立合理的归一评价准则，在诸多子目标中找到一个平衡点，尽可能获得 最优的方案。因为评价的角度不同，动态联盟的评价体系中包含的各种评价参数在性 质上经常是互相排斥的，即不可能使两个互斥的参数同时达到最优。这是多目标最优 问题研究的内容。动态联盟的盟员选择是一个多目标优化问题。 多目标问题最早是在1 8 9 6 年由法国经济学家v p a r e t o 从政治经济学的角度提出 来的。近年来，特别是2 0 世纪7 0 年代后期以来，多目标优化理论、算法和应用的研 究得到了迅猛发展，出现了一大批研究成果。 多目标优化算法较为常见的有： ( 1 )多目标优化的进化算法 2 0 埘】 进化算法( e v o l u t i o n a r ya l g o r i t h m s ，l e a s ) 是近年发展起来的一种崭新的全局优化 算法，它借用了达尔文关于生物进化的观点，通过自然选择、进化和变异等作用机制， s 华中科技大学硕士学位论文 达到提高个体的适应性。进化算法通常用于单目标优化，但现实问题常常需要对多个 相互冲突的准则实施优化。最近的一个热门研究领域是将e a s 应用扩展至多个目标， 并涌现了许多基于进化算法的多目标优化方法，即多目标进化算法( m u l t i o b j e c t i v e e v o l u t i o n a r ya l g o r i t h m s ，m o e 心) 。其机理在于进化群体可并行搜寻多个目标，逐渐 找到问题的满意解【2 2 j 。 ( 2 )基于层次分析法( a h p ) 的多目标优化算法 2 3 - 2 4 1 a h p ( a n a l y t i ch i e r a r c h yp r o c e s s ) 是美国运筹学家、匹兹堡大学数学家t h o m a s l s a t t y 于7 0 年代中期提出来的一种实用多目标决策分析方法。它将定性和定量指标统一 在一个模型中，既能进行定量分析，又能进行定性的功能评价。 人们在进行社会的、经济的以及科学管理领域问题的系统分析中，面临的常常是 一个由相互关联、相互制约的众多因素构成的复杂系统。层次分析法为分析这类复杂 的社会、经济以及科学管理领域中的问题提供了一种新的、简洁的、实用的决策方法。 把层次分析法用于多目标决策，关键的问题是要弄清楚问题的背景和条件，要达 到的目的、所涉及的因素和当事人、解决问题的途径和方案，等等。这就需要将问题 概念化，构成概念之间的逻辑结构关系，即层次结构模型，通过建立判断矩阵、排序 计算解决问题。层次分析法为复杂的多目标优化问题提供了简洁方便的解决方案，自 从提出以来，已经在多目标决策领域取得大规模的成功。 赵乃岩等在文献【1 0 】提出基于产品结构，结合层次分析法的分析方法和贪心思想的 动态联盟盟员选择算法；李莉等在 1 1 1 q u 提出了支持伙伴选择多目标决策工具e p m a ， 其中各目标准则的相对重要性是通过层次分析法得到的；王红军在文献【1 2 】中还参考企 业信息库中的历史数据，在层次分析法中引入不规则梯形模糊数确定评价指标的相对 权重。马永军在文献 1 6 e o 引入三角模糊数到层次分析法的分析中。文献 1 2 1 3 1 1 5 1 6 】 等都采用了层次分析法作为评价指标参数相对权重的分析工具。但是仅仅是用层次分 析法对评价指标值进行排序处理，又过于简单化，难以体现评价对象的集团特征。王 锋在层次分析法中i j l * - j t o p s i s 的理想解和负理想解，从而使评价结果能够充分体 现评价对象的集团特征，使评价结果与实际更加接近，将t o p s i s 和层次分析法相结 合进行综合应用1 1 5 1 。但是文献 1 5 1 中的评价体系过于简单，在评价候选企业相对于合作 6 华中科技大学硕士学位论文 总目标的相对重量权值时，采用的是相对评价的数量方法，这种方法在评价数目较多 的候选企业时准确度不高，会影响评价的效果。 在动态联盟盟员选择算法研究中，多数算法【m ”】1 1 6 1 1 1 8 1 都以评价指标参数的加权和 作为评价的最终依据。将抽象的指标量化，作出评价。以s 为量化的分值，以f ( i ) 作为 评价指标参数，以f ( i ) 作为评价指标参数在整个评价体系中的相对权重，那么s 可以 表示为： s = ：，( f ) ，o ) ( f = 1 , 2 3 ) ( 1 1 ) 甲 其中相对权重“i ) 通常采用层次分析法获得。式1 1 描述了动态联盟盟员选择算法中 通常采用的最终量化评价依据，为了使评价更加准确，文献 1 1 1 h 5 1 1 1 8 1 对式1 1 做了改 进。李莉等在【1 1 】中将评价准则分为增益目标准则和损益目标准则两类，相应的最终优 先分数s 就是候选企业在增益和损益目标准则下各自优先分数的和。王锋等在文献【1 5 】 中应用t o p s i s 的原理，弓l 入理想解和负理想解，计算每个方案到理想解和负理想解 之间的距离，然后引入相对接近程度指标作为最终评价依据。 分析多目标优化问题时，经常会遇到不便量化的评价指标，层次分析法通过巧妙 的方法变换，很容易获得这些指标的相对权重。同时，层次分析法应用方便，层次清 晰，能够大大降低实际问题的复杂性。本文将以层次分析法为基础，将它与，t o p s i s 方法结合，吸收两种方法的优点，互补不足，提出一种新的适合w e b 环境的盟员选择 算法。本算法将引入绝对的数量评价方法以避免文献 1 5 1 算法中最低层( 方案层) 采用 相对数量评价带来的准确度降低的问题。 1 2 4 工作流管理技术 工作流在过去的几年时间里面一直是研究的热门。工作流的概念在一段时间内曾 经以如下的形式存在：计算机支持的协同工作( c o m p u t e rs u p p o r t e dc o o p e r a t i v e w o r k ) ， 表单处理( f o r m s p r o c e s s i n g ) ，合作系统( c o o p e r a t i v es y s t e m s ) ，办公自动化( o f f i c e a u t o m a t i o n ) 等等。然而，直到近来，可商务应用的系统所需的技术和理论才逐渐出现 2 5 1 。一般说来，工作流管理系统用来协调、理顺业务流程。业务流程以工作流的形式 7 华中科技大学硕士学位论文 重现，这种计算机化的业务流程模型指定单独的活动步骤，活动执行的顺序和条件， 以及每个活动将要使用的工具等。一个工作流管理系统是一套工具组成的，用来设计 和定义工作流、创建工作流实例、在一定的控制条件下执行、协调和整合同一工作流 内的不同应用程序。用户通过访问他们各自的工作列表与工作流管理系统交互。在： 作列表中用户读取由其负责的活动，而无需了解活动所属的更高一级的流程1 2 5 - 2 6 】。 网络技术，分布式技术的发展以及更快更廉价的计算机的出现极大的促进了工作 流技术的进步：近来备受瞩目的业务流程重组( b p r ) 技术也为工作流的实际应用提 供了可能。9 0 年代以来，工作流技术有了迅猛的发展。于1 9 9 3 年成立的工作流管理联 盟( w f m c ) 是工作流技术的权威组织，自成立以来，制定了一系列的工作流管理系 统的标准，为今后工作流管理技术的进一步发展奠定了基础。 根据不同工作流系统所采用的任务项传递机制的不同，市场上的多种产品基本上 可以划分为4 类【2 7 2 8 ： f 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。代表产品有f i l e n e t 的 v i s u a l w o r k f l o ，1 b m 的f l o w m a r k ，l n c o n c e r t 的i n c o n c e r t 。 ( 2 ) 基于消息的工作流系统通过用户的电子邮件系统来传递文档信息。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 r 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， 但是发展迅速，已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 c b 的支持。基于w e b 的工作流系统为用户提供了一个通用、 友好的界面，而且它可以很容易地、不附加任何多余代价地布置在多个计算平台上。 代表产品有a c t i o nt e c h n o l o g i e s 的a c t i o n w o r k s m e t r o ，u l t i m u s 的u l t i m u s 。与传统的 工作流产品相比，a c t i o n w o r k s m e t r o 更适合于基于知识的工作流。它支持用户与信息 之间的交互( 如信息获取、用户协商、发现并解决问题等) ，主要具有以下特点：实 时提供状态信息、瞬间智能地分配任务、提供过程一致性服务、功能强人的过程编辑 器、支持w e b 技术【2 9 i 。u l t i m u s 工作流系统提出了w e b b a s e d “信息流水线”的概念， 提供企业需要的工具，将企业流程转型为w e b b a s e d 、智能型工作流应用系统，而毋需 编程，u l t i m u s 提供直观的图形化操作工具，支持基于w e b 的远程访问应用，但u l t i m u s 华中科技大学硕士学位论文 主要应用于企业内部的经营过程的处理【刈。目前针对于动态联盟特点的基于w e b 的工 作流系统研究的还不多。 ( 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 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 p w i s e 。 作为支持企业经营过程重组( 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 g ，b r p ) 、经营过程 自动化( b u s i n e s sp r o c e s sa u t o m a t i o n ，b p a ) 的重要手段，在国内，工作流技术的研 究也受到很大的重视。企业经营过程重组已被列入国家8 6 3 计划的计算机集成制造系 统主题。一些科研机构和企业在工作流管理系统领域做了不少工作，并开发了相应的 工作流管理系统。如清华大学国家c i m s 工程技术研究中心设计开发的工作流建模、 仿真及执行系统c i m f i o w i ”1 1 2 9 1 1 3 1 】；清华大学计算机网络与协同工作实验室的史美林教 授领导开发的称为w o w w w 的工作流管理系统【3 2 l ；其它还有西安协同数码股份有限公 司与西北大学合作进行开发的s ”c h r 0 f l o w 协同工作流管理系统【3 3 l ；新晨科技公 司开发的基于w f m c 标准的工作流平台b e w o r k f l o w ；上海东兰科技发展有限公 、司开发的l i v e f l o w 等1 3 4 1 。 工作流管理技术逐渐成熟，在企业经营过程重组中的地位越来越重要。但是现阶 段工作流管理系统仍有许多不足需要进一步研究、改进【3 5 3 6 1 ： 工作流的定义不明确以及缺乏统一的概念模型 虽然w f m c 在工作流概念和接口标准化方面作出了很多努力，但是这些标准仅仅 是停留在技术层次上，而且重点放在语法上而不是语义上。在概念层次上至今仍没有 统一的意见【3 7 】。例如，在w f m c 参考模型接口1 的规范中，就没有关于状态及基本构 造块( 如a n d o r s p l i t j o i n ) 的形式化描述。 工作流的描述应当基于具有丰富语义表达功能的建模方法。这个方法应当具有清 晰性、一致性、易表达性和可扩充性，应当能足以表达步骤、循环、分枝、条件、路 径选择、任务分配、时间、调度和约束条件。其语义应当能够定义控制流、数据流、 9 华中科技大学硕士学位论文 资源流，并且能够定义策略来处理这些流的中断。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。大多数工作流产品的 可视化建模方法都缺乏形式化语义【2 7 】。虽然目前基于w e b 的工作流系统的研究已经逐 渐成为热点，基于w e b 的方式的一个特点是“瘦客户端”，用户只需要一个浏览器就 能使用工作流系统。但是一般的工作流定义模型都非常复杂，不利于在w e b 上实现可 视化的工作流系统。如果能针对动态联盟的实际建立一个工作流定义模型，这个工作 流定义模型能用简单的结构形式以图形化的形式描述工作流程，将会大大提高基于 w e b 的动态联盟工作流系统的性能和实用性。 工作流管理系统的系统结构和能力上的不足 ( 1 ) 目前的工作流产品不适用于企业级的工作流管理。工作流管理系统起源于办公自 动化系统，一开始仅仅作为一个协同工具，为少部分人服务。而当这种工作流系统应 用到大规模的企业级合作环境的时候，问题就暴露出来了。另外，工作流的运行必须 要有底层的通信基础结构的支持，但是就目前能够实现分布计算环境的产品来看，它 们在实际应用中仍然显得不够成熟，在安全性、容错性、可靠性等方面均不能满足企 业的需求，而且在价格上也给企业造成一定的负担。目前的工作流系统缺乏健壮性和 可用性，没有备份机制和有效的恢复手段，容错问题基本上没有考虑，系统对于出错 的恢复弹性很小。而一个大型的企业级工作流管理系统可能包括有几千个用户和几十 万个并行运行的过程，并且分布在一个大型网络的若干不同位置，其持续可用性就非 常关键。 ( 2 ) 目前工作流普遍使用的是c s 系统，其结构有一定的脆弱性，服务器的错误将导 致整个工作流系统的失败。 针对目前工作流产品存在的不足和信息技术、分布对象技术、i n t e m e t i n t r a n e t 技术 的发展趋势，从技术与应用角度看。在今后一段时间内，工作流管理技术的研究及产 品的主要发展方向是1 2 9 1 ： ( 1 ) 面向复杂企业应用的工作流管理系统 目前的工作流技术和产品难以支持复杂的企业应用，对已有企业应用的集成能力也显 然不足，因此，支持复杂企业应用和应用集成的工作流管理系统将会得到充分的重视 1 0 华中科技大学硕士学位论文 和长足的发展。动态联盟涉及多个不同地理位置韵企业，调配多种不同的资源，经营 过程复杂，急需一种基于w e b 的工作流系统作为联盟合作的支撑工具。 ( 2 ) 扩展工作流模型的描述能力 。 现有工作流系统的模型在企业应用中的描述能力不足，主要反映在工作流模型的语义 在描述复杂过程时，能力不足和活动属性的定义不够丰富，以及对工作流图形化定义 的支持不够。需要在进一步深入分析的基础上，丰富工作流模型的语义和活动属性的 定义，建立结构更加清晰，易于实现的工作流模型。 ( 3 ) 基于w e b 的工作流 随着w e b 技术的普及，以及网络技术的不断进步，基于w c b 的工作流技术将得到充分 的发展。工作流可以通过w c b 扩展到多个企业，并将实现多个基于w e b 的工作流服务 器之间的协同工作。基于w e b 的工作流管理系统将大大降低动态联盟合作的执行管理 的复杂度，是动态联盟合作的有效辅助工具。 1 3 本文的主要工作 动态联盟盟员选择以及联盟合作工作流管理对于动态联盟合作效果有重大影响， 是动态联盟合作的主体。本文将以基于w e b 的动态联盟合作过程为主线展开讨论，分 为两个部分： ( 1 ) 基于w e b 的动态联盟组建过程研究 。 主要从网络平台的角度研究一般动态联盟组建的过程。在这一部分研究中，重点是建 立针对w e b 环境下动态联盟盟员选择评价体系和算法。 ( 2 ) 基于w e b 的动态联盟工作流管理系统研究 r 重点是钊。对“基于w e b 的动态联盟合作”的工作流程的图形化定义、建模；工作流引 擎的设计：建立柔性的工作流系统。 1 4 本文的结构 第一章：绪论。介绍课题的来源、目的及意义，动态联盟、以及支持动态联盟的 华中科技大学硕士学位论文 工作流管理技术的现状以及发展趋势、本文的主要工作简介。 第二章：基于w e b 的动态联盟需求分析及总体设计。结合网络与虚拟制造平台的 研究，分析基于w e b 的动态联盟组建的需求，以及w e b 环境下动态联盟工作流管理系 统的功能需求，针对基于w e b 的动态联盟合作的特点，提出动态联盟组建与工作流管 理系统的总体设计方案。 第三章：基于w c b 的动态联盟盟员选择体系与算法。提出基于w 曲的动态联盟盟 员选择的全面合理的评价指标体系，在这一体系下，集中多种评价方法的优点，将它 们与层次分析法结合，提出一种的适合w c b 环境的基于a h p 和t o p s i s 的盟员选择算 法。 第四章：基于w e b 的动态联盟看板式工作流管理模型与实现。通过分析基于w e b 的动态联盟合作对工作流管理的要求，以工作流联盟的工作流参考模型为基础，提出 一种简化的“活动模型”作为工作流建模、定义工具。从满足动态联盟合作信息传递 的快捷性，实时性以及工作流的柔性的角度，建立一个基于w e b 的动态联盟柔性看板 式工作流管理系统。 第五章：动态联盟组建和工作流管理系统运行实例。以实际案例介绍基于w e b 的 动态联盟从组建到合作实施的过程，证明了算法的有效性。 第六章：全文总结与展望。总结全文的工作，对下一步的工作进行展望。 1 2 华中科技大学硕士学位论文 2 基于w e b 的动态联盟的需求分析及总体设计 从动态联盟的网络组织管理角度看，基于w e b 的动态联盟过程可划分为动态联盟 的组建和动态联盟的合作实施即动态联盟工作流管理两个阶段。下面从这两个方面分 析动态联盟的功能需求。 2 1 动态联盟组建过程的需求分析 2 1 1 动态联盟组建过程 未来的竞争将不仅是技术和资本的竞争，同时也是企业组织模式、员工素质和企 业的对外开放和合作能力的竞争。2 l 世纪企业面临的竞争环境是一个持续多变的环境， 由于新技术的出现和更迭速度越来越快，没有哪个企业能够像过去一样长期独占某个 市场( 产品或地区) 。新产品的交替速度是如此之快以致于没有一个企业可能庞大到 独自拥有所有这些新技术，独立开发、生产这些新产品的人才、资本和技术。即使有 这样的恐龙公司，它也不可避免地由于机构过于庞大而丧失必要的敏捷性而失去它的 市场份额。甚至被其它公司取而代之。因此这一新的竞争环境就对企业提出丁新的要 求敏捷化的要求。它要求企业有很强的自适应能力，可以根据市场的变化迅速完 成必须的自我调整。可以迅速和合作者结成新的合作关系，迅速把新技术转化为市场 需要的新产品。同时它还应有较强的新技术开发能力，不仅能被动地适应市场的变化， 而且能不断提高新技术和新产品去开拓新的市场和机遇吼以动态联盟为组织形式的敏 捷性制造代表了制造业未来发展的趋势，它使得企业能在激烈的市场竞争中集中优势 力量，充分挖掘、利用可用资源，积极灵活地把握市场机遇。 动态联盟的组建起始于敏捷企业发现市场机遇，其完成的标志是联盟盟员的确定。 动态联盟组建过程如图2 1 所示： 华中科技大学硕士学位论文 根 特 选 一k i 鬣 i 遇 一毒一 l l 含 i 囊 l 簇 l 銎 l 靠 l t i 动 i 蠢 l 盟 l 蟹 l 择 l 一丑 图2 1 动态联盟组建过程 ( 1 ) 发现市场机遇 当企业发现一个新的市场机遇的时候，首先对它进行分析。根据自身的资源和实力， 企业做出判断，决定是否需要组建动态联盟。如果企业无法单独响应市场需求，或者 从敏捷性评价指标的角度考虑，企业响应市场需求的成本较高，企业将发起动态联盟。 ( 2 ) 合作目标的分拆和发布 动态联盟盟员公开招募之前，发起动态联盟的企业充当盟主的角色，盟主首先将市场 机遇转化为较为具体的合作目标。根据合作的性质，合理地将合作目标分拆，得到若 1 4 华中科技大学硕士学位论文 干合作任务。目标的分拆应该考虑任务的可执行性和以及能否充分利用未来参与合作 的盟员的优势。 ( 3 ) 动态联盟盟员的选择 盟主企业发起动态联盟之后，若干敏捷企业将参与盟员的申请。这一阶段对于动态联 盟合作的成败尤为关键。盟主企业可对提出申请的企业进行初选。然后再根据合理的 算法最终确定动态联盟的盟员。敏捷企业提出申请以及盟员选择都是针对上一阶段合 作目标分拆所得的子任务分别进行的。 2 1 2 基于