（通信与信息系统专业论文）协同办公环境下工作流管理系统的实现.pdf

武汉理工大学硕士学位论文 摘要 随着信息化进程的不断深入，信息共享互联互通已日益成为当前学校信息 化即教育电子政务建设面临的重大课题。高校的业务工作特点决定了协同办公 必然成为教育电子政务建设中的核心问题之一。工作流技术作为一种基于流程、 实现业务过程自动化的信息技术方案在提高业务处理的效率，优化业务流程， 改善高校管理水平方面有关独特地优势。本课题希望通过基于w e b 的工作流技 术，实现高校内不同系统、不同层次和级别的部门和单位之间在校务工作上有 效的协作。 协同办公信息系统是在统一的企业信息平台上实现对公文、销售、人事、 资产等方面的管理，以消除企业内部的各类信息孤岛、实现企业各部门以及人 员之间的信息共享和协同工作为目的，最终提高企业的管理水平和运营效率。 协同办公信息系统实现了应用的集成化，例如人事管理、文档管理、资产管理 等都是完全结合在一起的整体，这样用户只需要在统一的平台和界面中便可以 获得多有的信息及完成必要的操作，而不必在不同的平台、数据库和应用系统 之间切换；实现了各部门之间的协同工作，跨部门、多人员的工作可以统一规 划、统一调度下高效的完成。 本文首先对协同办公和工作流技术在数字化校园建设的应用特点进行了分 析；其次，对工作流的模型进行了分析和研究，再次，针对协同办公环境下工 作流平台的具体环境，描述实现工作流系统管理系统所需要满足的功能；提出 了基于数字化校园协同办公环境下的工作流管理系统的实现方案，结合我校助 学金审理系统论述了工作流管理的具体实现；最后，对工作流的安全问题进行 了探讨。 关键词：工作流，工作流管理，协同办公，o r a c l e 工作流 武汉理工大学硕士学位论文 a b s t r a c t a si n f o r m a t i o nt e c h n o l o g yc o n t i n u e st od e e p e n ，i n t e r c o n n e c t i v i t yo fi n f o r m a t i o n s h a r i n gh a sb e c o m et h ec u r r e n ts c h o o le d u c a t i o ni n f o r m a t i o nt h a ti st h eb u i l d i n go f e g o v e r n m e n ti sf a c i n gam a j o ri s s u e t h ep a r t i c u l a rf e a t u r eo fu n i v e r s i t yb u s i n e s s p u s h e st h ec o l l a b o r a t i v eo f f i c et ob e c o m eo n eo ft h ec o r ei s s u e sd u r i n gt h eb u i l d i n go f e d u c a t i o ne - g o v e r n m e n tt h ec o n s t r u c t i o no fd i g i t a lc a m p u s a sak i n do ft e c h n o l o g y s o l u t i o nf o rp r o c e s sa u t o m a t i o n ，w o r k f l o wt e c h n o l o g yp e r f o r m s o u t s t a n d i n g l yi n i m p r o v i n g t h ee f f i c i e n c yo fb u s i n e s sp r o c e s s i n g ，i no p t i m i z i n gt h eb u s i n e s sp r o c e s s e s ， a n du l t i m a t e l y , l e a d i n gt ot h ee l e v a t i n gt h em a n a g e m e n ti nu n i v e r s i t yt oa h i g h e rl e v e l w i t ht h eh e l po ft h ew e b - b a s i n gw o r k f l o wt e c h n o l o g y , t h i sd i s s e r t a t i o na i m st o a c h i e v ee f f e c t i v ec o l l a b o r a t i o no ft h eb u s i n e s si nt h eu n i v e r s i t yb e t w e e nd i f f e r e n t a p p l i c a t i o ns y s t e m s ，d i f f e r e n tl e v e l s ，a n dt ob r i d g et h ec o o r d i n a t i o nb e t w e e nd i f f e r e n t o r g a n i z a t i o n sa n dd e p a r t m e n t s c o o p e r a t i v eo f f i c ei n f o r m a t i o ns y s t e mi su s e df o re l i m i n a t i n ga l lt y p e so f i n f o r m a t i o nw i t h i nt h ei s l a n di ne n t e r p r i s e ，a c h i e v i n gt h ei n f o r m a t i o ns h a r i n ga n d c o l l a b o r a t i o nb e t w e e ne n t e r p r i s ed e p a r t m e n t sa n d p e r s o n n e lb yt h e au n i f i e d e n t e r p r i s e i n f o r m a t i o np l a t f o r mt oa c h i e v et h em a n a g e m e n tt o c o r r e s p o n d e n c e ， m a r k e t i n g ，p e r s o n n e l ，a s s e t s ，a n du l t i m a t e l yi m p r o v et h em a n a g e m e n tl e v e lo f e n t e r p r i s e sa n do p e r a t i o n a le f f i c i e n c y c o o p e r a t i v eo f f i c ei n f o r m a t i o ns y s t e mh a s r e a l i z e dt h ea p p l i c a t i o ni n t e g r a t i o n ，f o re x a m p l et h e p e r s o n n e lm a n a g e m e n t ，t h e d o c u m e n t sm a n a g e m e n t , a s s e tm a n a g e m e n ta n ds oo na l la r ec o m p l e t e l yi n t e g r a t e d w i t ht h eo v e r a l l ，s ou s e ro n l yo b t a i nt h ei n f o r m a t i o na n dc o m p l e t e st h ee s s e n t i a l o p e r a t i o ni nt h eu n i f i e dp l a t f o r ma n dt h ei n t e r f a c e ，i n s t e a do fs w i t c h i n gb e t w e e n d i f f e r e n tp l a t f o r m s ，d a t a b a s e sa n da p p l i c a t i o n s ，i th a sr e a l i z e da m o n gt h ev a r i o u s d e p a r t m e n t st ow o r kt o g e t h e r a ni n t e r d e p a r t m e n t a l ，m u l t i s t a f fj o bw i l lb et oo u r o w nu n i f i e dp l a n n i n ga n ds c h e d u l i n gu n d e re f f i c i e n tc o m p l e t i o n t h i sd i s s e r t a t i o nf i r s t l yg i v e sad e t a i l e da n a l y s i st ot h ef e a t u r e so fc o l l a b o r a t i v e o f f i c ea n dw o r k f l o wt e c h n o l o g yw h e na p p l i e dt ot h ed i g i t a lc a m p u sa p p l i c a t i o n s i i 武汉理工大学硕士学位论文 s e c o n d l y , g i v e sa n a l y s i sa n dr e s e a r c ho nt h ew o r k f l o wm o d e l o n c ea g a i n ，a i m i n ga t t h e p l a t f o r ms p e c i f i c e n v i r o n m e n ti n c o o p e r a t i v eo f f i c ew o r k i n ge n v i r o n m e n t ， d e s c r i b et h ef u n c t i o nt h a tm e e tt ow o r k f l o wm a n a g e m e n ts y s t e m ；t h er e a l i z a t i o np l a n f o rw 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 nt h ed i g i t a lc a m p u sc o l l a b o r a t i v eo f f i c e e n v i r o n m e n ti s p r o p o s e d i nt h i sd i s s e r t a t i o n i ta l s oe l a b o r a t e st h ew o r k f l o w m a n a g e m e n ts y s t e mt h e c o n c r e t er e a l i z a t i o nw h i c hc o m b i n e ss c h o o l s t i p e n d a p p r o v e ds y s t e m f i n a l l y , w o r k f l o ws e c u r i t yi s s u e sw e r ed i s c u s s e d 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 t ，c o l l a b o r a t i v eo f f i c e ，o r a c l e w o r k f l o w i n 独创性声明 本人声明，所呈交的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。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人 已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学或其它教育机构的 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了谢意。 戳：耳冁 关于论文使用授权的说明” 本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即学校有权保 留、送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部 分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 签名：年导师签名：噬日期：塑幽 武汉理工大学硕士学位论文 1 1 引言 第1 章绪论 随着信息化进程的不断深入，信息共享互联互通已日益成为当前学校信息 化即教育电子政务建设面临的重大课题。近年来，各个高校都在大力推进信息 化建设，但总的来看，在现有系统中，信息的有效利用率低，部门内部以及部 门之间信息与业务流程衔接不紧密，各类信息系统相对独立，信息汇兑与实时 处理能力弱，信息孤岛、重复建设、资源浪费等问题比较突出 0 1 1 。这是当前我国 教育电子政务建设中的共性问题。通过建立标准规范的信息共享互联互通的信 息管理支撑体系，实现学校信息资源建设、管理和应用的一体化，不断提高电 子化、信息化的学校教学研究、事务管理和公众服务的水平，已成为我国教育 电子政务建设的当务之急。 在企业的发展中，需要建立不同的分支机构来推进业务，而且也需要与不 同的合作伙伴一起来完成对特定业务的处理，如合作开发、协同供应链等，这 些分支机构和合作伙伴会分布在不同的地域，甚至是不同的国家。就高校的业 务工作特点来看，学校在管理各种相关事务上，也需要不同部门、不同级别的 机构、甚至不同地域的多次沟通和机构协同办公才能完成特定审批、核查等相 关业务处理。在这种情况下，实现部门之间的协同办公就显得非常重要。所以， 协同办公已成为教育电子政务建设中的核心问题之一。 如前所述，信息共享互联互通是教育电子政务的必然趋势，协同办公也逐 渐成为普遍的需求。为充分利用日益成熟的信息平台，提高业务部门的办事效 率和服务质量，增加办公透明度，国内很多高校正尝试将校务系统实现信息化、 网络化及自动化。典型的应用比如新生报到入学流程、网上报考系统、简单的 项目申报等。在可以预见的未来，必将有更多更丰富的应用和业务系统搬到网 上。就我校而言，从学生选课系统业务、研究生论文环节业务实现、项目基金 网上申报与审批、出国申请到经费报销、职称评定，再到毕业生离校环节等等， 实现此类业务流程的信息化、网络化与自动化，对我校总体校务管理和服务水 平的提高将大有裨益。在解决这些问题方面上，工作流技术作为一种基于流程、 武汉理工大学硕士学位论文 实现业务过程自动化的信息技术方案在提高业务处理的效率，优化业务流程， 改善高校管理水平方面有关独特地优势。它也正因为从由业务流程出发，以流 程自动化和流程的整合为目标，在实现教育电子政务的协同性目标方面具有巨 大的潜在价值。通过基于w e b 的工作流技术，能够实现高校内不同系统、不同 层次和级别的部门和单位之间在校务工作上有效的协作。 1 2 协同办公及其特点 办公自动化( o f f i c ea u t o m a t i o n ，简称o a ) 是指运用信息技术完成各种办公 业务，充分有效地利用信息资源，以提高生产效率、工作效率和工作质量，促 进办公活动的规范化和制度化，并达到辅助决策的更高功能，随着计算机技术、 网络技术的发展和普及，随着信息社会和知识社会等理念对现代管理的冲击， 协同办公环境越来越现出其重要的地位。 协同办公信息系统是在统一的企业信息平台上实现对公文、销售、人事、 资产、客户、采购等方面的管理，以消除企业内部的各类信息孤岛、实现企业 各部门以及人员之间的信息共享和协同工作为目的，最终提高企业的管理水平 和运营效率。协同办公信息系统实现了应用的集成化，例如人事管理、文档管 理、资产管理等都是完全结合在一起的整体，这样用户只需要在统一的平台和 界面中便可以获得多有的信息及完成必要的操作，而不必在不同的平台、数据 库和应用系统之间切换；实现了各部门之间的协同工作，跨部门、多人员的工 作可以统一规划、统一调度下高效的完成。 除了超越传统o a 系统的深化应用和协同办公，还具有以下几个特点： ( 1 ) 基于w e b 企业可以选择在局域网或广域网上架构办公平台，客户端只需要一个浏览 器便可办公，支持远程办公和不间断服务，从而改变了传统的集中于办公室的 办公方式，用户可在任何地点、任何时间通过网络办公。 ( 2 ) 基于流程的 建立一个动态的、规范的、平滑的和高效的流程体系，按照业务流程重组 的理论和方法对企业现有流程进行整合，实现企业业务的规范化和高效运作。 ( 3 ) 基于个性化的 所有的企业资源都被整合在统一的平台上，并个性化地展示给不同的用户 2 武汉理工大学硕士学位论文 群组和个体，使他们可以获得与自己最相关及最感兴趣的应用和信息，实现更 高效的运作、更体贴的服务和更人性化的管理。 ( 4 ) 基于动态的 企业的组织结构、人员结构、业务流程等千差万别，即使同一个企业，也 会在发展过程中对各种因素做出调整，而系统提供的是一个开放的、灵活的、 适应性强的办公自动化环境，用来满足不同企业的不同需求。 ( 5 ) 基于严密安全控制的 整个办公自动化环境不仅要是一个灵活的、开放的环境，同时也要是一个 安全的环境1 0 2 1 。系统提供多种安全机制保证数据的机密性及完整性，保障企业 业务的正常运转，包括身份认证、角色分配、用户操作监控、日志报告等，并 支持多重级别、多个层次的安全性定义。 1 3 研究的目的与意义 作为学校数字化校园建设背景下的一个基础子项目，本课题研究目的及其 意义在于：在以“基于网络，面向服务，流程驱动”等技术为支撑体系的新一 代电子校务信息共享互联互通平台之下，探索研究一种协同办公环境下工作流 管理系统的实现机制，并初步建立工作流管理系统，实现可信的、可认证的信 息共享与业务协同，从而实现学校信息资源建设、管理和应用的一体化，不断 提高应用监管、调节和服务的水平奠定坚实的基础。同时，也为其他院校进行 数字化校园建设的工作流管理体系建设方面提供一定的参考依据。 1 4 本文研究所做的工作和结构 本文主要是对协同办公环境下工作流管理系统的研究，论文的结构如下： 首先对协同办公和工作流系统在数字化校园建设的应用特点进行了分析， 结合我校教育电子政务的实际情况，针对协同办公环境下工作流平台的具体环 境，描述实现工作流系统机制所需要满足的功能，提出了基于我校数字化校园 协同办公环境工作流平台的整体框架和实现方案，最后研究我校数字化校园应 用下的用户身份管理系统，实现统一和集中的用户管理。 第1 章绪论，阐述协同办公的重要性，说明了本文的研究目的、本文所 3 武汉理工大学硕士学位论文 做的工作。 第2 章工作流与工作流管理系统，主要了阐述了工作流和工作流管理系 统的基本概念。详细介绍了工作流管理联盟提出的工作流管理系统体系结构和 工作流参考模型的各个组成部分和主要功能、工作流技术的发展情况。 第3 章协同办公环境下的工作流建模，主要对协同办公环境中的工作流 模型进行分析，分析了几种模型的过程建模，同时对系统关联的组织模型，访 问控制模型、资源模型进行阐述。 第4 章建立协同办公环境下工作流管理系统的总体构架。开发平台的选 择及系统的功能，重点介绍了o r a c l e 工作流体系结构。 第5 章利用o r a c l e 提供的工作流引擎和o r a c l e 提供的工作流开发工具 o r a c l ew o r k f l o wb u i l d e r ，搭建我校助学金审批系统。 第6 章协同办公环境下工作流管理系统的安全问题。研究了我校数字化 校园应用下的用户身份管理系统，实现统一和集中的用户管理。 第7 章总结与展望，为全文总结及意义，并提出后续研究的内容和展望。 4 武汉理工大学硕士学位论文 第2 章工作流与工作流管理系统 2 1 工作流的基本概念 2 1 1 工作流的定义 工作流( w o r k f l o w ) 的概念起源于生产组织和办公自动化领域，它是针对日常 工作中具有固定程序的活动而提出的一个概念。目的是通过将工作分解成定义 良好的任务、角色，按照一定的规划和过程来执行这些任务并对它们进行监控， 达到提高办事效率、降低生产成本、提高企业生产经营管理水平和企业竞争力 的目的。 。 尽管工作流技术从生产到现在已经过十几年的发展，并且取得了相当的成 就，但是到目前为止，工作流还没有统一、明确的定义，不同的研究者和工作 流产品供应商从不同的角度给出了工作流的定义阳】。 g e o r g a k o p o u l o s 给出的工作流的定义是：工作流是将一组任务( 1 a s k ) 组织起来 完成某个经营过程1 0 4 1 ，在工作流中定义了任务的触发顺序和触发条件。每个任 务可以由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 m a l m a d e n 研究中心给出的工作流定义为：工作流是业务过程的一种计算 机化的表示模型，在其中定义了完成整个过程所需要的各种参数【0 5 l ，这些参数 包括对过程中每一个步骤( 活动) 的定义、活动的执行顺序、执行条件以及活动处 理的数据信息，每一步骤由谁负责以及每个活动所需要的应用程序【嗍。 1 9 9 3 年工作流管理联盟0 v 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熟的阶段。为了实现不同工作流产品之间的互操 作，w f m c 在工作流管理系统的相关术语、体系结构及应用编程接n ( w a p i ) 等 方面制定了一系列的标准。它给出的工作流定义是：工作流是一类能够完全或 者部分自动执行的经营过程，它根据一系列的过程规则，文档、信息或任务能 够在不同的执行者之间进行传递或执行1 0 7 】。 5 武汉理工大学硕士学位论文 工作流主要是用来描述经营过程的。一个经营过程( 业务过程) 是为了实现经 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) ，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1 ，从而实现预定的经营目标。为了描述清楚一个经营过程，要在工作流中定 义一系列的基本概念和术语用来描述模型的组成，实现对企业经营过程的建模。 一个工作流就是一个用一组连接关系组合起来的活动组成的一个反映企业业务 过程的模型，并通过定义活动的角色( 执行者) 和组织单元( 组织结构) 来描述企业 的业务过程由谁来完成，通过定义工作流应用程序来说明采用什么手段来完成 业务过程。 2 1 2 工作流的相关术语 企业的业务过程不仅仅有活动和活动之间的联系，还需要工作流定义许多 其他信息，如参与操作人员、组织、所操作的数据和使用了哪些计算机应用程 序等，这样才能由计算机解释和执行。图2 - 1 说明了与工作流相关的一些术语及 其之间的相互关系。 图2 - i 工作流基本概念之间的联系 蝴( b u s i n e s s ) - 也称经营过程，是指为了实现某个业务目标，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 6 武汉理工大学硕士学位论文 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。描述一个企业的经营过程，除了主要说明构成经营过程的活动和活动之间 的连接关系、活动的参与者( 即角色) 和工作流应用程序嗍。 过程定义( p r o c e 豁d c 觚t i ) ：是对业务过程的形式化表示，用来支持自动 化操作，过程可分解为一系列子过程和活动。过程定义包括活动及所涉及到的 各种参数，如起始和终止条件、各个组成活动、活动调度规则、各业务的参与 者需要做的工作、相关应用程序和数据的调用信息等。 活动( a c t i v i t y ) ：也称步、任务或过程元素，是工作流中的一个逻辑步骤，即 组成过程的一个逻辑步骤，根据是否需要人工提供数据或完成某些任务可分为 手工活动和自动活动两类。活动是过程执行中可被工作流引擎调度的最小工作 单元，要求有人或机器的参与。 过程实例o r o c e s si n s t a n c e ) ：是某个工作流过程的一次执行，是实际运行中 的一个过程。 活动实例( a c t i v i t yi n s t a n c e ) ：是实际运行中的一个活动，每个实例代表一个 能独立控制执行、具有内部状态的线程，可被外界通过标识进行存取。 2 1 3 工作流的作用 工作流的作用主要包括： ( 1 ) 可以大大缩短主要业务过程的处理时间，提高效率。一般情况下，部门 的日常活动中，约有7 0 是属于流程类活动，工作流贯穿部门业务活动 的各个阶段。工作流是描述一个企业或组织的业务处理活动过程的模 型，通过将工作活动分解成定义良好的任务、角色、规则和过程来完成 执行和监控，达到提高生产组织水平和工作效率的目的。 ( 2 ) 更好的过程控制。通过标准化的工作方式和审核，改进业务流程管理。 ( 3 ) 增强客户服务。采用工作流技术，可以在客户服务中快速方便地访问所 有相关数据和工作流程，自动提供为完成某个任务所需要的相关信息， 减少工作人员进行单调乏味并且十分耗时的文档查找工作。这样，提高 了工作人员的工作效率，减低了管理成本，从而大大提高客户服务质量。 ( 4 ) 采用工作流技术可以在工作人员之间更好地均衡负荷，在工作人员缺勤 的情况下，自动地柔性地分配替代人员。 7 武汉理工大学硕士学位论文 ( 5 ) 有效的业务流程管理。简化和线性化业务流程i 吲。 2 2 工作流管理系统 工作流管理系统为企业的业务系统运行提供一个软件支撑系统，在其支持 下，通过集成具体的业务应用软件和操作人员的界面操作，完成对企业业务过 程的支持。 按照w f m c 给出的工作流管理系统的定义，工作流管理系统( w o r k f l o w m a n a g e m e n ts y s t e m ，简称w f m s ) 是一个软件系统，它完成工作流的定义( 建模) 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。 简单的说它就是定义、创建、执行工作流的系统。 工作流管理系统不仅要提供工作流定义工具，把企业的业务流转化为计算 机可以识别的格式，还要提供一套工具对工作流运行的状态进行监控，对流程 运行中的活动进行管理和调度，同时还要提供人机交互接口，供参与人员执行 其中的人工型任务。虽然不同的工作流管理系统具有不同的应用范围和不同的 实施方式，但它们还是具有许多共同的特性。从比较高的层次上来抽象地考察 工作流管理系统，所有的工作流管理系统都提供了3 种功能，如图2 - 2 所示。 人员 图2 2 工作流管理系统三个主要功能之间的关系 ( 1 ) 过程建模阶段：主要完成工作流程的计算机化定义。 8 武汉理工大学硕士学位论文 ( 2 ) 过程运行控制：用于将过程建模阶段建立的工作流程模型进行实例化并 控制其执行过程。 ( 3 ) 人机交互：提供人机操作的接1 3 和界面，供相关人员定义流程、执行任 务及对流程运行状态进行监督和控制。 2 2 1 工作流管理系统的体系结构 一个良好的工作流管理系统，不仅要实现工作流的定义、流程实例的执行、 流程实例的控制管理，还要提供一套完善的接口，与其它应用系统( 如协同办公 系统) 进行集成，共同完成企业业务处理过程。 w f m c 提出如图2 3 的工作流管理系统参考体系结构： 图2 3 工作流管理系统的参考模型 按此参考体系结构，完整的工作流管理系统主要包括： ( i ) 过程建模工具：以计算机能够处理的形式进行过程的定义，输出能够被 工作流服务器解释并执行的工作流程定义。 9 武汉理工大学硕士学位论文 ( 2 ) 工作流服务器：工作流管理系统的核心。实现对工作流模型的实例化并 执行流程实例，为过程和活动的执行进行导航，与外部资源进行交互，维护工 作流控制数据和工作流相关数据。 ( 3 ) 任务表管理器：向用户提供任务项列表，记录监督工作项的完成情况。 ( 4 ) 用户界面：提供与用户操作进行交互的人机接口，接受用户对工作流实 例的操作，实现对任务的控制和监督等。 2 2 2 工作流管理技术研究发展状况 工作流管理技术在初期主要由工作流产品开发公司推动其发展。在过去很 长的一段时间里，有关工作流管理方面的研究主要由商品化的工作流管理系统 的开发商所领导，只是到了后来，许多大学和研究机构才开始参与对工作流管 理技术的研究，并取得了众多的研究成果。这些研究成果主要围绕三个方面展 开【1 0 l ； 第一个方面是工作流的理论基础，包括工作流管理系统的体系、模型与定 义语言( 工作流的建模方法、工作流模型的形式化表示、工作流定义语言) 等的研 究。 第二个方面是工作流的实现技术，包括工作流的事务特征、各种先进软件 技术的应用、工作流仿真。在这方面的研究工作的目标是提高工作流管理系统 的性能，尤其是提高工作流管理系统的可靠性及其在处理大规模复杂的且具有 并行业务的流程方面的能力。 第三个方面是工作流技术的应用，包括工作流实施技术在不同应用领域的 应用方法、应用软件集成等。在这方面研究的耳标是发挥工作流管理系统的优 势，为解决具体应用领域内的问题提供有效实现手段。 工作流的研究成果推动了工作流管理技术的研究、应用和发展，主要体现 在以下方面： ( 1 ) 在工作流管理体系结构和模型定义上，国际工作流管理联盟( w o r k n o w m a n a g e m e n tc o a l i t i o n ，w f m c ) 作了相当的工作【1 1 r 1 3 ，1 4 1 ，提出t - r 作流参考体系 结构、工作流管理系统的互操作接口、工作流定义语言等一系列标准。 ( 2 ) 在工作流技术的实现上，国际知名研究机构和大学分别作了大量的工作， 形成许多著名的产品【0 8 l 【叫，如1 b m 公司a l m a d e n 研究中心开发的基于持久消息 队列的分布式工作流管理系统- - e x o t i c a l f m q m ( f l o w m a r k o nm e s s a g eq u e u e 1 0 武汉理工大学硕士学位论文 m a n a g e r ) 、佐治亚大学计算机系开发的具有自适应能力的工作流管理系统 m c t c o r ( m 柚a g i l l ge n d - t o - e n do p e r a t i o n ) 、基于分布式主动数据库技术的工作流管 理系统_ w i d e ( w o r k f l o wo ni n t e l l i g e n ta n dd i s t r i b u t e dd a t a b a s ee n v i r o n m e n t ) 以 及德国萨尔兰大学等研究机构开发的基于状态与活动图的工作流管理系统 m e n t o r ( m i d d l e w a r ef o re n t e r p r i s e - w i d e - w o r k f l o wm a n a g e m e n t ) 等。 2 3 工作流参考模型 工作流参考模型定义了工作流系统的基本结构和与其他系统的接口。图2 - 4 是 w f m c 提出的参考模型。 图2 _ 4 工作流参考模型 在工作流参考模型中，涉及到三种数据，它们是工作流管理系统对工作流 进行控制和管理的基础： ( 1 ) 工作流控制数据( c o n t r o ld a t a ) ：工作流服务器通过内部的工作流控制数 据来识别每个过程或活动实例的状态。如活动实例当前所处状态。 ( 2 ) 工作流相关数据( r e l e v a n td a ：工作流管理系统通过工作流相关数据 来确定过程实例状态转移的条件，并选择下一个将执行的活动。如任务的表决 1 1 武汉理工大学硕士学位论文 信息。 ( 3 ) 工作流应用数据( a p p l i c a t i o nd a t a ) - 指需由外部应用程序操作的数据 如审批流程中一份技术文档。 武汉理工大学硕士学位论文 第3 章协同办公环境下工作流建模 3 1 工作流模型概述 模型是用文字、图表、符号关系式以及实体模样等描述所认识到的客观对 象的一种简化表示形势。它是人们为了研究和解决客观世界中存在的各种问题 而对客观实际经过思维抽象后得到的。简单地说，模型就是所描述客观对象的 抽象表示【蚓。 工作流模型是对工作流的抽象表示，也就是对企业日常的业务处理过程的 抽象表示。在开发办公自动化之前，需要对企业的业务流程进行规划，进而完 成业务过程建模，在这个阶段，利用一个或多个建模方法及其相应的建模工具， 完成实际的业务过程到计算机的定义。所得到的定义通常称为过程模型、过程 模板、过程元数据或过程定义。由于需要在计算机环境下运行，所以，工作流 模型不仅仅要让人读懂，更要让计算机能够理解所定义的工作流过程。 在办公自动化系统中建立的模型主要用来描述企业的办公业务处理过程， 所建立的模型不仅要能够表达清除这一过程“是什么”的问题，而且还应该能 够描述“由谁做”、“怎么做”等方面的问题，所以我们要完整描述一个业务流 程，需要建立以下的三类模型：过程模型、组织模型和资源模型，另外还有访 问控制模型、信息模型。 3 2 过程模型 过程模型主要用来定义o a 系统中的工作流的过程逻辑，包括组成工作流的 所有活动以及活动之间的依赖关系。它是整个工作流模型的基础与核心，其他 模型均为其提供支持。 过程模型反映实际业务流程信息。业务流程从逻辑上可以包括一个或几个 子流程。一个流程或子流程由若干活动组成，活动间存在执行关系。活动又可 以看作是由若干个具有可操作性的任务项组成。过程模型把组织机构、应用数 据、表单与实际应用步骤联系起来。 武汉理工大学硕士学位论文 过程模型的建立可以采用多种不同的描述方式，这些方式包括如活动网络 图、事件驱动的过程链、p e t d 网等。 3 2 1 基于活动网络的过程模型 o a 系统的过程模型采用基于活动网络图的方法建立，基于活动网络图的过 程模型将一个完整的经营过程表示为一个有向图。有向图的节点元素表示可执 行的步骤或任务，节点问的连接弧代表过程中的控制流和数据流。其模型的组 成元素包括节点、连接弧和条件三个方面【1 6 1 。 ( 1 ) 节点 节点与组织机构中实际存在的事件或活动有直接的对应关系，本身有着具 体的或人为定义的含义，能与其他节点形成一定的逻辑关系。 根据节点的功能，我们把它分为三种类型，分别为任务节点、逻辑节点与 标志节点。 任务节点：任务节点代表了组成一个实际业务过程所需要的各种类型的活 动与任务。它包括了原子级的。人工型活动”、“自动应用”以及非原子级的可 分解的“过程”。人工型的活动是指需要人的参与来完成的工作任务，通常由工 作流执行者从自己的工作项列表中来选择执行。自动应用是指不需要人的参与， 由应用软件自动执行的活动。比较基本的自动应用包括打印服务、e m a i l 发送、 定时器、计数器等，其中定时器用来设定一个时刻或一段时间间隔，而计数器 则用来对某些数据以用户设定的步长进行累加。过程是一类能够分解的节点， 用来描述企业某一部分生产经营流程，由活动和其他的过程组成，是构成分层 递阶过程模型的基础。 逻辑节点：用于表示任务节点之间的逻辑关系。逻辑节点能够显示表达活 动间逻辑关系的问题，它使用户能够直观地理解流程的时序。 标志节点：主要起标记性的作用，它包括两种类型，分别是“开始节点” 和“结束节点”，引入标志节点主要是为了清晰地表达流程的开始和结束状态。 一个流程开始执行时，最先被激活的就是。开始节点”，然后再由“开始节点” 去激活后继的节点；同样规定“结束节点”是整个工作流模型的出口，一旦“结 束节点”被激活，则标志着整个流程的结束。 ( 2 ) 连接弧 连接弧是位于节点之间的有向线段，它从前驱节点指向后继节点。根据不 1 4 武汉理工大学硕士学位论文 同连接弧所表达含义的不同，我们把连接弧分为两类：无条件转移连接弧和有 条件转移连接弧，如图3 - 1 所示 一- i 无条件连接弧 有条件连接弧 图3 - 1 连接弧 无条件转移连接弧：这种弧连接的两个接点的含义是，当前驱接点执行完 毕后，通过该连接弧的导航，后继节点才被允许执行，这种转移是无条件的。 有条件转移连接弧：在这种连接弧的情况下，当前驱接点完成后，根据定 义在条件连接弧上的逻辑的判断结果，决定活动的执行逻辑。 ( 3 ) 条件是定义在工作流数据集上的二值函数，用于决定过程中的活动在不 同的情况下所要进行的不同处理方式。在一般的工作流模型中主要包括三种类 型的条件：转移条件、开始条件和结束条件。 转移条件时定义在控制连接弧上的条件，它决定了在工作流执行过程中所 实际选择的由开始节点到结束节点的路径。开始条件和结束条件分别决定了活 动节点在什么时候才能够真正开始执行和真正结束。 综合以上，活动网络图的建模要素如图3 2 所示。 图3 2 活动网络图建模要素 武汉理工大学硕士学位论文 3 2 2 事件驱动的过程链模型 过程模型采用基于事件驱动的过程链模型( e v e n t d r i v e np r o c e s sc h a i n 简称 e p c ) 的方法建立，e p c 的主要元素就是功能和事件：功能被事件触发，功能也 能产生相应的事件。经营过程的控制流就这样由交替出现的功能和事件彼此连 接而构成，控制流的分支选择、汇合连接以及并发进行则通过逻辑操作符( 比如 与、或、异或1 或者更复杂的表达式来完成。图3 3 中给出了一个一般形式的e p c 模型，直观地展示了模型中不同元素之间的相互连接关系。 图3 3 e p c 元模型 图例 ( 1 ) 业务事件：当过程的状态发生改变时即产生业务事件，通常是对完成某 一功能而做出的响应。 ( 2 ) 业务功能：通常是一个活动或者一项任务，有组织单元中负责此功能的 人来完成，当然在工作流系统中也可以通过激活应用来自动完成。 ( 3 ) 控制流：连接功能与事件的有向弧，用以表示过程的控制逻辑。 ( 4 ) 逻辑操作符：用来实现控制流的分支与汇合，主要包括与、或、异或三 类简单的逻辑操作。 ( 5 ) 信息对象：完成功能时所需要的数据信息。它们既可以作为功能的输入， 也可以是功能输出的结果。 1 6 圊 詈。一 武汉理工大学硕士学位论文 ( 6 ) 组织单元：负责执行功能单元的组织。 3 2 3 基本p e t r i 网的工作流模型 p e t r i 网是一种适用于多种系统的图形化、数学化建模工具，为描述和研究 具有并行、异步、分布式和随机性等特征的复杂系统提供了强有力的手段。作 为一种图形化的工具，可以把p c t r i 看作与数据流图和网络相似的通信辅助方法； 作为一种数学化工具，它可以用来建立状态方程、代数方程和其他描述系统行 为的数学模型。 一个p e t r i 网的结构元素包括：库所( p l a c e ) 、变迁( t r a n s l a t i o n ) 和有向弧( a r c ) 。 库所使用圆来标识，用于描述可能的系统局部状态( 条件或状况) ，例如，计算机 和通讯系统的队列、缓冲、资源等。变迁使用矩形标识，用于描述修改系统状 态的事件，例如计算机和通信系统的信息处理、发送、资源的存取等。有向弧 可以从库所节点指向变迁节点，或者从变迁节点指向库所节点，表示库所和变 迁之间的关系，弧使用两种方法规定局部状态和事件之间的关系，它们引述事 件能够发生的局部状态，由事件所引发的局部状态的转换。 在p e t r i 网模型中，系统的动态特性使用令牌( t o k e n ) 标识，令牌表示为包含 在库所节点中的圆点，它们在库所中的动态变化表示系统的不同状态。如果一 个库所描述一个条件，它能包含一个令牌或不包含令牌，当一个令牌表现在这 个库所中，条件为真；否则，为假。如果一个库所定义一个状况，在这个库所 中的令牌个数用于规定这个状况。例如在计算机和通信系统中，令牌可以用于 标识处理的信息单元、资源单元和顾客、用户等对象实体。 在建模过程中，若使用条件和事件的概念，那么库所就代表条件，变迁则 代表事件。一个变迁( 事件) 有一定数量的输入和输出库所，分别代表事件的前置 条件和后置条件。库所中的令牌代表可以使用的资源或数据。 图3 4 中表示的是四季交替的过程的p e t r i 网模型。这是一个条件事件系统， 其中的条件时：。春天”、“夏天”、“秋天”和“冬天”，用圆圈( 库所) 表示，而其 中的小黑点( 令牌) 表示该条件成立。该系统中的事件有：“夏天开始”、“秋天开 始”、“冬天开始”和“春天开始”，用方框( 变迁) 表示。当某个事件的前置条件 成立时，该事件发生，结果是其前置条件被置为不成立状态，而后置条件被置 为成立状态，在图上的操作就是把小黑点从一个圆圈移动到下一个圆圈。于是， 在任意时刻，小黑点的分布状态就表达了系统的当前状态，系统的演进过程就 1 7 武汉理工大学硕士学位论文 在图上清晰的表现出来了。 3 3 组织模型 春天 春天开始 冬天 夏天开始 夏天 秋天开始 秋天 冬天开始 图3 - 4 四季交替的p e t r i 网模型 组织模型用来定义o a 系统中的企业人员的组织结构，包括几种不同形式的 组织元素以及每种组织元素内部的递阶层次关系。组织模型的主要任务是为企 业人员在o a 系统中提供柔性的组织定