（载运工具运用工程专业论文）基于工作流技术的船厂erp开发平台设计与实现研究.pdf

武汉理i = 大学硕士学位论文 摘要 随着计算机技术的迅速发展，企业信息化逐步深入，企业的信息系统的建 设受到越来越大的挑战。能适应企业业务流程改造，业务流程管理的工作流技 术的出现，为企业信息系统的建设注入了新的活力。传统的e r p 采用的是将流 程固定丌发的思路，如今已经越来越不适应企业的发展。采用工作流技术作为 核心开发的e r p 系统最大的特点就是具有高度的灵活性，可以按照企业的要求， 快速地生成应用软件系统，并在客户业务过程发生变化时，迅速地进行重组来 满足客户的需求。 采用工作流技术，可以把e r p 业务过程逻辑从具体的业务实现中分离出来， 作为e r p 的功能模块，以工作流引擎作为业务流程处理的核心机制，驱动流程 按照事先定义的规则执行，为e r p 的开发和实施提供了全新的方法。 文章围绕基于工作流技术的船厂e r p 开发平台的设计与实现展开讨论，深 入研究了工作流技术在e r p 系统开发和管理工作领域里所做的研究和应用实 践。 首先，本文研究了工作流技术及e r p 的基本概念，分析了现有e r p 系统的 不足以、工作流技术与e r p 结合的可能性及将工作流引入e r p 系统的优势，提 出了船厂e r p 开发平台的概念。以船厂e r p 业务流程为例，应用流程分析技术， 将业务流程抽象化，分析船厂e r p 丌发平台的需求。在系统的需求分析的基础 上，设计了开发平台的功能模块以及整体架构，并给出系统具体的实施方案并 完成了工作流引擎的简单实现，在n e tf r a m e w o r k 下实现了船厂e r p 开发平台 的部分功能，使用户能以自然的方式可视化地创建业务流程定义以及表单自定 义，较好地解决企业业务频繁变更的情况，适应船厂e r p 业务的需求，提高了 船厂e r p 系统丌发和管理效率。 关键词：工作流；工作流引擎；e r p ；丌发平台 武汉理t 大学硕+ 学位论文 a b s t r a c t w i t ht h ei n c r e a s i n gd e v e l o p m e n to fc o m p u t e rt e c h n o l o g ya n dt h ed e p t ho ft h e e n t e r p r i s ei n f o r m a t i z a t i o n ，t h e r ea r em o r ea n dm o r ec h a l l e n g e sa b o u tt h ee n t e r p r i s e i n f o r m a t i o ns y s t e m t h ew o r k f l o wt e c h n o l o g yw h i c hi ss u i t a b l ef o rb u s i n e s sp r o c e s s r e e n g i n e e ra n db u s i n e s sp r o c e s sm a n a g e m e n tb r o u g h tf r e s ha i rt o t h e e n t e r p r i s e i n f o r m a t i o ns y s t e m t of i xt h ep r o c e s si st h ew a yt h a tt r a d i t i o n a le r pd o e sw h i c hi s n o wn o ta d a p tt ot h ed e v e l o p m e n to ft h ee n t e r p r i s e m a k i n gt h e w o r k f l o w t e c h n o l o g ya st h ec o r eo fe r ps y s t e mm a yb r i n gm a n yg o o df e a t u r e s ，h i g hf e x i b i l i t y , q u i c k l yg e n e r a t i n ga p p l i c a t i o ns o f t w a r es y s t e ma c c o r d i n gt o t h er e q u i r e m e n t so f e n t e r p r i s e ，a n dq u i c k l yt or e s t r u c t u r et h ep r o c e s st os a t i s f yt h ec u s t o m e r s n e e d s u s i n gw o r k f l o wt e c h n o l o g y , i tc a nd e t a c ht h ep r o c e s sl o g i cf r o mt h er e a l b u s i n e s sp r o c e s s ，a n dt ob e c o m ea ne r pm o d u l e t a k et h ew o r k f l o we n g i n ea st h e c o r em e c h a n i s mo fb u s i n e s sp r o c e s s i n g ，d r i v i n gt h eb u s i n e s su n d e rt h ep r e d e f i n e d r u l e ，p r o v i d eat o t a l l yn e wm e t h o df o rt h ee r pd e v e l o p m e n ta n de x e c u t i o n t h i sp a p e ri sm a i n l yd i s c u s sa b o u tt h ee r pp l a t f o r mf o rs h i p y a r d sb a s e do n w o r k f l o wt e c h n o l o g y , e l a b o r a t e dt h er e s e a r c ho ft h ea p p l i c a t i o n so ft h ew o r k f l o w t e c h n o l o g yi n t h ed e v e l o p m e n ta n dm a n a g e m e n t ，a n di nt h ef i e l do fp r a c t i c e a p p l i c a t i o n f i r s t ，t h i sp a p e rs t u d i e st h eb a s i ct h e o r yo ft h ew o r k f l o wt e c h n o l o g ya n dt h ee r p d e e p l y , t h e na n a l y s e st h es h o r t a g eo ft h ee r p o fn o w a d a y s ，t h ep o s s i b i l i t yo ft h e c o m b i n a t i o no ft h ew o r k f l o wt e c h n o l o g ya n dt h ee r ps y s t e ma n dt h ep r e d o m i n a n c e o ft h ew o r k f l o wt e c h n o l o g yw h e ni th a sb e e nb r o u g h ti n t ot h ee r ps y s t e m ，t h e np u t s f o r w a r dt h ei d e ao ft h ee r pp l a t f o r mf o rs h i p y a r d s t a k e st h eb u s i n e s sp r o c e s so f e r pf o rs h i p y a r df o re x a m p l e ，u s e st h ep r o c e s sa n a l y s i st e c h n o l o g y , a b s t r a c t st h e b u s i n e s sp r o c e s so ft h es h i p y a r d s ，a n da n a l y z e sr e q u i r e m e n t so ft h ep l a t f o r m a c c o r d i n gt ot h o s er e q u i r e m e n t s ，t h i sp a p e rd e s i g n st h ef u n c t i o nm o d u l ea n dt h e w h o l ef r a m e w o r ko ft h ep l a t f o r m ，a l s ot h ep a r t i c u l a re x e c u t es c h e m eo ft h es y s t e m ， f i n a l l yr e a l i z e dt h ef u n c t i o no ft h es y s t e mp a r t l y i tm a k e sc u s t o m sd e f i n et h ep r o c e s s i i 武汉理t 大学硕士学何论文 a n db i l l v i e w a b l e ，f i g u r e so u tt h ec h a l l e n g eo ft h ea l t e r n a t i o no ft h es h i p y a r d s b u s i n e s sp r o c e s s ，r e a c h e st h er e q u i r e m e n to ft h es h i p y a r de r pb u s i n e s s ，w h i c h i m p r o v e st h ed e v e l o p m e n ta n dm a n a g e m e n te f f i c i e n c yo fe r ps y s t e m k e y w o r d s ：w o r k f l o w , w o r k f l o we n g i n e ，e r p , d e v e l o p m e n tp l a t f o r m i i i 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 贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 签名：日期：力谚2 10 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：坌乒红导师签名c 圭苎 蜘：础汐 武汉理工大学硕士学位论文 第1 章绪论 1 1 研究的背景及意义 1 1 1 研究背景 近年来，世界船舶市场空前繁荣，给世界船舶工业带来了巨大的发展机遇。 世界船舶行业的迅猛发展也带动了中国造船业的迅速发展，根据英国克拉克松 日前公布的最新统计数字，中国2 0 0 5 年接获船舶订单达到7 0 0 万t ，以单一国 家计算已经成功超越同本，晋升为全球第二大造船国。从总体上看，中国船舶 工业的国际竞争力呈现出上升的趋势，但是我国造船工业与发达国家相比，尤 其是与韩国、德国等国家相比，还存在着大而不强的问题。而且，随着世界造 船竞争日益激烈，国际船市调整压力加大，世界造船能力快速扩张，国际造船 规范、规格不断升级，国内船舶企业面临着严峻的考验。 目i i 中国船舶企业要解决的关键问题是要实现信息化以提高生产效率，降 低成本，从而最终增强企业的市场竞争力。我国船厂信息化起步于2 0 世纪7 0 年代中期，但是计算机技术主要应用于数字放样和数控切割这两个领域。到2 0 世纪9 0 年代初，在造船内计算机技术的应用逐步上升到了c a d c a m 和信息技 术进行整合的层面，近几年更是突飞猛进地发展【l 】。国内大部分船厂也都引进或 自主开发了大量的信息化系统，但部门问的信息化系统各自为政，互不联系， 形成诸多信息孤岛，企业资源不能有效地共享及利用，造成了在管理上计划不 能有效执行，问题不能及时地反馈和解决，使得本来十分有限的人、财、物等 资源不能充分地利用。 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) 集信息技术与先进的管 理思想于一身，是现代企业的运行模式，它的概念于2 0 世纪9 0 年代初由美国 c a r t n e r 公司提出，十余年来在全球范围内产生了深远的影响，被誉为是m r p i i ( m a n u f a c t u r i n gr e s o u r c e sp l a n n i n g ，制造资源计划) 的下一代。它的主要内涵 是“打破企业的四壁，把信息集成的范围扩大到企业的上下游，管理整个供需 链，实现供需链制造，【2 1 。e r p 反映时代对企业合理调配资源，最大化地创造社 会财富的要求，是企业在信息时代生存、发展的基石。企业业务流程在不断调 武汉理工大学硕七学位论文 整变化，生产中许多关键业务并不是单个部门或人员就能完成的，而是一个涉 及到多部门，需要多人协同工作的复杂流程，而传统e r p 系统却存在流程固化、 缺乏柔性的问题。这就要求开发一种能够为企业提供动态、柔性支持的e r p 系 统。 从m r pi i 到e r p 的应用，我国已经经历了而是多年的风风雨雨，目前已有 数千家企业购买或使用了这种先进的管理软件，然而，其中应用的效果很不平 衡，各个企业差距很大。一些企业很快就获得了意想不到的回报；一些企业则 由于实施周期长、难度大、反复多等一系列实际问题却经过了较长的磨合过程 才得到回报；还有些企业经过几年才实施了2 - 3 个模块；也有个别企业半途而 废，不了了之。这种现象与国外先进工业国家相比存在着较大的差距。据不完 全统计，中国企业实施e r p 成功的仅占1 0 - 2 0 ，局部应用成功的为3 0 4 0 ，约有5 0 的企业是失败的【3 1 。其中普遍存在以下几个问题【4 5 】： 1 ) 企业在e r p 项目上的投入与产出不成比例，企业花费大量人力、物力、 财力建立起来的e r p 应用平台，不能给企业带来直接的经济效益，一次性投入 和后期运行维护费用过大，成为企业投资的黑洞，有些企业甚至因为e r p 项目 投资过大而影响了企业正常运营。 2 ) e r p 应用对企业管理的促进作用不明显，没有从根本上提高企业的竞争 力。企业的成败在很大程度上取决于自身的管理水平，然而部分企业甚至在实 施e r p 后，企业管理效率反而降低了，这显然与e r p 实施目的相违背。 3 ) 实施e r p 后取得了一定的效果和收益，但是与项目实施初期的预期设想 仍存在较大距离，没有充分发挥e r p 系统所蕴含的潜能。 4 、) e r p 实施周期过长，实施完成后企业组织形式和管理流程已经发生了变 化，需要对e r p 系统进行调整和改进，这必然对企业的运营造成一定的影响。 e r p 理论通过e r p 系统实际应用于企业的过程中遇到以上诸多困难，很大 的一个原因就是传统e r p 系统缺乏工作流技术的支持。e r p 管理思想是从西方 引进的，西方的市场经济制度建设得更为完善、更为规范，中国企业要想成功 实旌e r p 就必需从根本上着手，提高企业自身的管理水平，对现有的业务流程 进行优化。企业要适应快节奏的变化，就要不断地调整组织机构和业务流程。 因此，e r p 的发展必然要继续支持企业的这种变化，使企业的工作流程能够按 照业务的要求进行组织，以便集中相关业务人员，用最少的环节，最快的速度 和最经济的形式，完成某项业务的处理过程。企业在实施e r p 的过程中，应该 2 武汉理：r 大学硕十学位论文 与业务流程的优化重组有效地结合起来，而不只是简单地用计算机来实现原来 的手工操作，这样e r p 系统才能更为有效地发挥它应有的功效，为企业带来更 好的经济效益。 e r p 是现代化大生产的产物，它突破了传统企业边界，从供应链范围去优 化企业的资源，融合了企业管理的先进思想与信息产业的最新成果，给我国传 统的生产经营机制带来了许多新的管理理念和管理手段。目前开发和实施e r p 系统己经成为我国企业信息化建设的主要模式。 e r p 的核心管理思想就是以规范化、数字化、集成化管理为基础，实现对 企业供应链的有效管理。供需链管理的基本思想就是以市场需求为导向，以客 户需求为中心，以提高企业效益为目标，通过运用现代企业管理思想、方法和 手段，达到对供需链上的信息流、物质流、资金流的有效规划和控制，从而将 客户、供应商、制造商和服务商连成一个完整的网链结构，形成一个极具竞争 力的战略联盟。从信息系统、e r p 系统及管理技术的演变过程看，由于不断地 有新的管理理论应用到e r p 系统，使e r p 管理思想得到不断发展和丰富，也使 得e r p 管理思想表现出一定的层次性特征。 工作流是从英文单词w o r k f l o w 翻译得来的。w o r k f l o w 是由单词w o r k 和 f l o w 组合得到的词。单词w o r k 表示工作或者任务，单词f l o w 的含义是流动、 流程或者流量等。f l o w 反映了一种变化以及变化的过程，它本身的含义比较抽 象，但是当它与某个具体的过程相联系时就有了具体的含义，如电流、水流、 气流。在企业的经营管理与生产组织中，f l o w 也有重要的意义，如表示物料传 输过程的物料流、表示资金流动的资金流、反映信息处理和传递过程的信息流， 同样还有价值流、决策流、控制流等概念。依此类推，用活动及活动之间变化 的过程表示的业务流程就是工作流【6 l 。 多年以来，有关过程的组织管理与流程的优化工作是知识企业管理的主要 研究内容之一。在计算机网络技术和分布式数据库迅速发展、多机协同工作技 术日臻成熟的基础上于2 0 世纪8 0 年代中期发展起来的工作流技术为企业更好 地实现这些经营目标提供了先进的手段。工作流技术一出现马上就得到广泛的 重视和研究。至今工作流管理技术己成功地运用到图书馆、医院、保险公司、 银行等行业，然而它更重要的应用还是在工业领域，特别是制造业领域中。 工作流技术是实现企业业务过程建模、业务过程仿真分析、业务过程优化、 业务过程管理与集成，从而最终实现业务过程的自动化的核心技术。利用工作 3 武汉理丁大学硕七学位论文 流技术进行企业信息系统的开发，不仅可以规范企业的业务流程，发现业务流 程中不合理的环节，进而对船厂的业务流程进行优化或重组，而且可以根据业 务的需要或者市场的变化，快速地调整或者重建业务流程，实现业务系统对业 务需求的快速响应。 1 1 2 研究意义 伴随着经济的飞速发展，国内船厂的规模在不断的壮大，企业信息化所需 的软件复杂度也在增加，业务流程也日益复杂。虽说近年间e r p 在中国企业中 广泛实施并收到了良好的成效，提高了管理水平，改善了业务流程，增强了企 业竞争力。但许多企业单位在实际应用e r p 系统的过程中，由于企业及相关人 士对e r p 还存在着相当程度的认识与使用上的障碍，在实施方法上面也还存在 着一定的问题，因此在实施的过程中遇到了不少问题，尤其是当企业组织机构、 业务流程改变时，原有的基于固定流程平台开发的系统基本上不能满足改组后 的需求，这些问题的存在大大限制了船厂信息化的进程，因而有必要引入工作 流技术。 工作流技术作为一种过程建模和过程管理的核心技术，可以与其它应用系 统有效地结合，生成符合企业需求的各种业务管理系统，因而具有高度灵活性， 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。 将工作流技术引入到船厂e r p 系统开发中，将其与e r p 系统开发结合起来， 通过建立针对船厂业务流程特征的工作流系统平台，改变传统的信息系统针对 固定流程的开发方式，在e r p 丌发中实现应用逻辑与过程逻辑相分离，灵活地 实现业务功能的转变而不用改变具体的系统功能，有效地把企业中的人、信息 和应用工具结合在一起，提高系统的先进性和灵活性，提高丌发效率，更好的 实现企业的信息化。 传统的e r p 系统将业务流程固化在系统中，当业务流程发生变化时必须对 相应的软件流程进行重新编制，整个系统也就引入了新的不稳定因素。因此， 在应用程序平台中引入工作流管理技术，可以对所有的业务流程进行管理，通 过定义工作流程和流程步骤处理，灵活地改变事务处理流程而不必修改程序。 当企业中发生业务流程变化时，用户只需通过工作流定义工具对该业务流程重 新进行定义即可完成对软件处理流程的修改。基于工作流的e r p 系统，可以通 4 武汉理工大学硕十学位论文 过流程的再定义，灵活地将应用系统的功能连接在起，快速完成企业e r p 系 统的搭建。 1 2国内外研究现状 由于e r p 蕴含着先进的管理思想，在全世界范围内掀起了一场关于管理思 想和管理技术的革命，当今世界5 0 0 强企业中，有8 0 的企业使用e r p 软件进 行日常工作流程的管理，并将其作为管理决策工具。e r p 带给企业的巨大效益 是实实在在的，它可以使企业降低库存，提高库存周转率，使用户在库存方面 的投资大幅减少，资金周转速度加快，提高企业效益；减少延期交货概率，提 高销售部门的信誉，增强企业在市场中的竞争力；缩短采购周期，节省采购费 用，减少生产以外的成本；由于材料需求透明度提高，生产计划制定及时准确， 材料到位迅速，减少生产线上停工待料的几率；最终减少生产成本，提高管理 效益。 进入2 0 世纪9 0 年代，随着计算机与网络技术的迅速发展，特别是在i n t e r n e t 应用日益普及的情况下，现代企业的信息系统的分御性、异构性和自治性的特 征越来越显著，相应的企业信息资源也分布在异构的计算机环境中，信息源之 间的连接表现出松散耦合的特点，这样的信息系统环境简称h a d 环境( 异构、 自治、分布) 。企业物理位置的分散性和决策制定过程的分散性特征日益明显、 对日常业务活动详细信息的需求日益提高、c l i e n t s e r v e r 体系结构和分布式处理 技术( c o r b a ，w w w ，o l e ，j a v a ) 的广泛应用，这些情况都说明了这样一个事实 集中式信息处理的时代即将成为过去，取而代之的将是大规模的异构分布 式信息处理与应用执行环境。在这种大规模的分布式环境下高效的运转相互关 联的任务，并且对执行的任务进行密切监控己成为一种发展趋势。在这种技术 背景下，工作流管理系统也由最初的创建无纸办公环境，转而成为同化企业复 杂信息环境、实现业务流程自动执行的必要工具。这样的一个转变，把工作流 技术带入了一个崭新的发展阶段，使得人们从更深的层次、更广的领域上对工 作流展开了研究。 工作流技术发展到现阶段，已经由原本单一对于文档的传递和处理，发展 为业务过程管理阶段。其表现为更广阔的应用范围，不仅能够管理文档，而且 能够管理各类业务过程，包括业务过程的设计、分析、评测、仿真、运行和管 5 武汉理工大学硕士学位论文 理，可以管理流程、人和其它资源之问的关系，整合企业内外部的资源，监视 整个流程的进行等等。在全球范围内，对工作流技术的研究及相关产品则更为 繁荣，更多更新的技术被集成进来，包括文件管理系统，自动化办公系统，电 子邮件系统、专用财务系统等等。计算机和网络技术的发展势必导致工作流技 术的进一步完善，成为企业强而有力的管理工具【7 1 。 工作流技术是一个年轻且具有良好发展前景的研究方向，随着它在实际应 用中取得的良好效果而得到了充分的重视，并且得到了迅速的发展。更多更新 的技术被集成进来，文件管理系统、数据库、电子邮件、移动式计算、i n t e r n e t 服务等都已被容纳到工作流管理系统中。 当前，在工作流理论和实施技术方面，研究的主要内容包括： 1 ) 工作流管理系统体系结构的研究。 2 ) 工作流模型与工作流定义语言研究。 3 ) 工作流事务特性，研究如何实现高级事务处理技术与工作流管理技术相 结合，用良好定义的模型语义与恢复机制来更好地支持企业的经营过程，提高 工作流系统的可靠性与实用性，从而能够更好地支持企业复杂的业务过程。 4 ) 工作流实现技术，包括面向对象技术、异构分布式计算技术、图形化用 户界面、消息通讯、数据库、w w w 等在内的与工作流系统的设计实现有关的 各项技术及方法。 5 ) 工作流的仿真与分析方法。 6 ) 基于工作流的应用集成与互操作技术，研究异构应用系统的集成以及不 同工作流系统之间的互操作问题。 7 ) 工作流与经营过程重组b p r ，研究如何通过工作流系统的实施来有效地 实现企业的经营过程重组。 8 ) 工作流技术的其它应用，例如如何将工作流技术在不同的领域进行应用， 等等。 上述主要研究问题可以分为三个方面：第一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。这一部分工作目前相对来说比较薄弱， 还有许多问题需要进一步研究。第二方面是工作流的实现技术，包括工作流的 事务特性、各种先进软件技术的应用、工作流仿真。这方面研究工作的目的是 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 6 武汉理工大学硕士学位论文 大规模复杂的且具有并行业务的流程方面的能力。第三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( 0 r 在企业经营过程重组、并 行工程、敏捷制造) 方法、应用软件集成等。这方面研究的目的是发挥工作流管 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劂7 】。 工作流产品也已经发展到几百种，其中有很多著名的公司提供了成熟的工 作流产品。如：f i l e n e t 公司的v i s u a lw o r k f l o w ，i b m 公司的m q s e r i e sw o r k f l o w ， i n c o n c e r t o 的i n c o n c e r t ，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 公司 的i n t e m p o ，k e y f i l e 公司的k e y f l o w ，等等。 在国内，工作流技术也日益受到人们的重视，涌现了许多厂商进行工作流 产品的研究和开发，如处于国内前列的上海东兰的l i v e f l o w ，杭州信雅达的 s u n f l o w ，神州数码工作流e a s y f l o w ，上海携创软件的j o i n w o r k 等。 虽然各个公司推出了各自的工作流管理系统，但目前各公司的产品还处于 百家争鸣的态势，并没有哪家产品处于绝对领导地位，而是各自为政，这就为 工作流的标准化带来了困难。尽管国内很多学者对e r p 中采用工作流技术做了 一定的研究，在财务、政务和铁路调配等方面都有应用，但这些工作流产品大 多数只是作为独立的管理系统，处理一些行政上的简单的流程业务，没有达到 真正地和e r p 系统集成。 1 3 论文的主要研究内容 在船厂e r p 的实施和开发过程中，传统e r p 是一个面向功能的事务处理系 统，虽然能为业务人员提供丰富的业务处理功能，但是传统的e r p 对业务流程 缺乏有效的控制和管理。而且由于流程固化，非常不利于业务流程的改变。基 于工作流技术已经成为现在e r p 开发的一个新方向。 本文在分析e r p 发展现状及应用现状的基础上引入工作流技术，将工作流 和e r p 结合起来，实现业务流程灵活定义和调整，增加了e r p 系统的重用性和 延展性。主要研究内容如下： 1 ) 研究分析e r p 与工作流技术的理论基础及两者结合问题 2 ) 对目前船厂e r p 进入深入调查，研究系统需求与整体架构 3 ) 研究船厂e r p 开发平台的具体设计 4 ) 以船厂具体业务为实例，研究船厂e r p 开发平台的功能实现 7 武汉理工大学硕士学位论文 第2 章工作流技术与e r p 理论 工作流技术是近年来在计算机应用领域中发展最为迅速的新技术之一。它 最大的优点就是可以实现企业业务流程逻辑与业务处理的分离，能够适应企业 、比务流程改造的需求。因此，有必要将工作流技术引入到船舶企业的e r p 系统 开发中，达到提高办事效率、降低生产成本、提高船舶企业经营管理水平和竞 争力的目标。 企业的所有资源包括三大流：物质流、资金流和信息流。e r p 也就是对这 三种资源进行全面集成管理的信息管理系统。e r p 是建立在信息技术基础上， 利用现代企业的先进管理思想，全面地集成了企业的所有资源信息，并为企业 提高决策、计划、控制与经营业绩评估的全方位和系统化的管理平台。e r p 系 统是一种管理理论和管理思想，不仅仅是信息系统。它利用企业的所有资源， 包括内部资源与外部市场资源，为企业制造产品或提供服务创造最优的解决方 案，最终达到企业的经营目标【2 1 。 2 1 工作流技术 2 1 1 工作流的概念 从概念上讲，所谓的工作流( w o r k f l o w ) 包含任务和连接弧两种基本组成元 素。任务代表企业经营活动的基本单位；连接弧代表的是活动之间的驱动关系， 它反映了企业业务经营过程中的一种控制逻辑。在工作流概念下实现业务过程 集成与业务过程自动化集成机制是通过定义不同任务间相互关系的工作流模型 来实现的。实际上，工作流就是工作流程的计算模型，即将工作流程中的各个 处理步骤如何前后组织在一起的逻辑和规则在计算机中以恰当的模型进行表示 并对其实施计算【9 1 。工作流要解决的主要问题是：为实现某个业务目标，在多 个参与者之间，利用计算机，按某种预定规则自动传递文档、信息或者任务， 并控制各步骤的并行或中行等关系。基于事件实体的思想将事件作为系统中活 动的对象，该对象要经历若干处理步骤，完成其流程，直至结束归档。一个事 件要经历哪些处理步骤、各个步骤之间存在怎样的并行或先后次序采用工作流 8 武汉理工大学硕士学位论文 控制机制10 1 。 2 1 2 工作流的定义 自从2 0 世纪9 0 年代工作流技术被提出以来，十几年中，不同的研究者和 工作流供应商从不同的角度对工作流提出了自己的观点和见解： 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 ) 将工作流定义为： 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进行传递与执行，实现组织成员间 的协调工作以达到整体的商务目标【l l - ”1 。 g i g a g r o u p 的定义：工作流是经营过程中可运转的部分，包括任务的顺序以 及由谁来执行、支持任务的信息流、评价与控制任务的跟踪、报告机制【1 4 1 。 国家c i m s ( c o m p u t e ri n t e g r a t e dm a n u f a c t u r i n gs y s t e m ，计算机集成制造系统) 工程技术研究中心将工作流定义为：工作流是一种反映业务流程的计算机化的 模型，是为了在先进计算机环境支持下实现经营过程集成和经营过程自动化而 建立的可由工作流管理系统执行的业务模型【1 5 】。 i b ma l m a d e nr e s e a r c hc e n t e r 给出的定义为：工作流是经营过程中的一种计 算机化的表示模型，定义了完成整个过程所需用的各种参数。这些参数包括对 过程中每一个单独步骤的定义、步骤间的执行顺序、条件以及数据流的建立、 每一步骤由谁负责以及每个活动所需要的应用程序【15 1 。 a m i ts h e t h 将工作流定义为：工作流是涉及到多任务协调执行的活动，这些 任务分别由不同的处理实体来完成一项任务定义了需要做的某些上作，它可用 各种形式来进行定义，包括在文件或电子邮件中的文本描述、一张表格、一条 消息以及一个计算机程序用来执行任务的处理实体可以是人，也可以是计算机 系统( 比如一个应用程序、一个数据库管理系统) 【1 6 】。 w m p v a nd e ra a l s t 将工作流定义为：工作流是一系列工作的偏序集工作 的序列可以有多种方式，比如工作x 与】，满足承y 当且仅当x 在】，开始之前就 已经就绪1 1 7 j 。 尽管以上这些对工作流的定义各有不同，但基本上都达成了这样的一个共 识：工作流是经营过程的一个计算机实现，而工作流管理系统则是这一实现的 软件环境。这些工作流的定义分别反映了经营过程如下几个方面的问题，即经 营过程是什么( 由哪些活动、任务组成，也就是结构上的定义) 、怎么做( 活动间 9 武汉理工大学硕士学位论文 的执行条件、规则以及所交换的信息，也就是控制流与信息流的定义) 、由谁来 做( 人或者计算机应用程序，也就是组织角色的定义) 、做得怎样( 通过工作流管 理系统进行监控) 【协19 1 。因此，工作流主要是用来描述经营过程的，一个工作流 可以简单的看成企业的一个具体经营流程的抽象或者图示化表示。 2 1 3 工作流的相关概念 w f m c 同时也给出了工作流研究领域中涉及到的其它相关术语及其相互间 的关系，如图2 1 所示。 业务流程 i i 一 过程定义 活动 手工操作 分 自动处理 工作流管理系统 j r 控制 过程实例 上包含 图2 1工作流基本概念间的关系 过程实例：指某个工作流过程的一次执行。在实例执行过程中，工作流管 理信息系统将解释相应的过程定义，生成有关的活动实例，并根据过程定义中 的控制规则协调这些活动实例之间的顺序关系，同时根据预定义的数据流动关 系，完成实例之间的数据传送。 活动：指工作流中的一个逻辑步骤或环节，其信息包括：开始和结束条件， 可参与到此活动的用户，完成此活动所需要的i t 应用工具( 应用程序) 或数据， 以及完成此活动的一些限制条件。从系统的角度来看，一个活动是一个事件 1 0 广|；子 武汉理工大学硕士学位论文 ( e v e n t ) 。从用户的角度来看，一个活动是一项任务( t a s k ) 。任务从复杂程度上又 可以分为两种：简单任务和复杂任务。简单任务是独立的，不可再分的。复杂 任务由简单任务或可以再分的复杂任务所组成。一个简单任务可以是一个自动 执行的程序，也可以是由人手工完成的活动。 活动实例：每个活动实例都将表现为一个任务或者子工作流( s u b w o r k f l o w ) ，工作项将由某个或者某一组用户负责完成。因此从用户的角度来说， 实例的执行都将表现为由用户调用相应的i t 应用工具对其所涉及的那个活动的 有关数据进行处理，处理完成后由工作流管理系统根据相应的结果决定激活后 续的环节，并组成相应的工作项。某个用户所负责的所有工作项构成其工作项 列表( w o r kl i s t ) 。那些各环节调用的应用程序，其所处理的数据被称为工作流应 用数据，其中一部分将同工作流一起用于控制工作流的执行，这部分数据一般 称为工作流相关数据。 活动所有者：是指有权宣布一个活动结束，然后推进工作到流程中的下一 个活动的所与者。 业务流程：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 的过程和活动集。 工作所有者：指有权整体控制流程实例执行过程的参与者。 工作项：代表流程实例中活动的参与者将要执行的工作。 工作流的根：软件中的工作流方向来源于两个起源不同的观点：基于人的 业务流程和基于规则的自动化流程，两者之问的互补性一直在增强。 工作流模型：工作流过程依赖于一个形式化的工作流模型来描述工作流任 务之间的控制流和数据流。工作流模型由四部分组成。它们分别是过程模型、 组织模型、资源模型以及工作流相关数据。过程模型用来定义工作流的过程逻 辑，它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，其它模型均为其提供支持。组织模型用来定义企业人员的 组织结构，它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执行工作流提供柔性的组织定义，为 过程模型提供“人”的支持。资源模型用来定义企业资源的组织结构，它包括 几种模式的资源容器元素以及容器内部的递阶层次关系，直至最终的原子级资 源个体。资源模型的主要任务是为企业人员执行工作流提供物的支持。工作流 相关数据用来定义工作流执行过程中需要用到的数据，它包括简单的数据类型 武汉理工大学硕十学位论文 与复杂的企业对象，它主要用于各种条件的判断以实现工作流机对不同活动的 选择性路由。工作流相关数据为工作流的执行提供了“信息 的支持。 角色：角色是指在过程中对某项任务或相关任务集合具有访问权限和完成 能力的处理实体，在一个业务流程中，角色用来指定代理的职责。代理是扮演 一个或多个角色的物理实体，角色表示的是责任的集合。角色的定义是在过程 定义中完成，而代理是在组织模型分析时才定义。针对不同的工作流系统，同 一企业组织结构的划分可能不同，角色与代理实体的映射关系是由授权完成的。 在一个工作流中定义角色具有重要的意义：角色与代理分离保证了授权的灵活 性，使得在组织机构变化时，对工作任务的分配不会有影响；当一个任务可以 被一个以上的代理执行时，角色与代理的动态映射关系有利于管理，能够帮助 动态工作负载平衡【2 0 _ 2 5 1 。 2 1 4 工作流技术的特点 1 工作流技术是一种自动化技术 工作流与过程自动化有关。工作流根据定义好的规则，在各个过程参与者 之间传递与过程相关的文档、信息和任务，以实现过程的总目标。工作流自动 处理包括人机活动在内的过程，通过计算机处理许多原来由人管理的大量的繁 琐工作。这样，可以减少事务处理的时间，极大地提高了工作效率，而且可以 避免许多人为的过失，提高工作的可靠性，因而有助于提高企业( 组织) 的管理水 平和提高服务质量。 2 工作流技术是b p r ( 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 ，业务过程重组) 的使 能技术 长期以来，在开发计算机支持系统中，经营过程都是关注的核心。随着市 场全球化和市场竞争的激烈，企业必然面临着经营过程重组，因此要求企业的 过程管理系统能够支持企业经营过程的快速重构。工作流技术正是以经营过程 为核心，被公认为b p r 的使能技术。 3 工作流技术是一种协作技术 随着动态联盟等企业组织形式的发展，企业在组织形态上具有扁平化、分 散化的特点，使得企业的过程管理从强调由上至下的递阶管理过渡到跨部门、 跨组织的管理。并且跨越部门、企业、组织边界构造经营过程也需要为动态联 盟的全局目标服务。为了实现t q c s ( t i m e ，q u a l i t y , c o s t ，s e r v i c e ，时间、质量、 1 2 武汉理工大学硕士学位论文 成本和服务) ，过程管理系统要实现过程之间共享信息；过程和功能、资源匹配、 合理调度过程等功能。工作流技术作为企业( 组织) 的防作技术，可以有效地 把人、信息和应用合理地组织在一起，发挥系统的最大效能。工作流技术可以 使企业实现对经营管理和生产组织的过程控制以及决策支持，实现动态联盟企 业对“在适当的时间把适当的信息传递给适当的人 的要求。 4 工作流技术是一种中问件技术 工作流作为一种中间件技术，将为企业的信息集成、过程集成和应用集成 提供可靠的支持。 一方面，w f m s ( w o r k f l o wm a n a g e m e n ts y s t e m ，工作流管理系统) 完成对不 同应用之间的协调功能，使企业的应用系统的管理实现程序化和规范化；另一 方面，w f m s 也是企业过程集成和b p r 的必要组成部分。在建立w f m s 后， 当需要对现有的生产经营过程进行调整时，用户不必修改相应的程序，只需要 修改相应的工作流模型，并可以在执行前，对工作流进行分析优化，因此可大 大提高系统的柔性和可靠性【2 6 1 。 2 1 5 工作流技术的发展历程与发展趋势 工作流技术到目前为止大致经历了三个发展阶段2 1 ，3 2 3 3 】： 认识阶段( 1 9 8 9 - - - - - 1 9 9 2 年) 。人们对于工作流过程建模和过程的执行有初步的 了解，开发出能够提供一定工作流功能的工具，并在实践的基础上得出一些理 论和产品原型。 第二阶段( 1 9 9 2 - - - 1 9 9 5 年) 。人们在第一阶段所获得的各种成功和失败的经验 的基础上，发展了概念模型和系统体系结构。这阶段明显区别于第一阶段的 是独立的工作流引擎的出现，工作流过程模板的定义和应用程序中过程的执行， 使工作流过程实现动态的改变成为可能。工作流过程的路由、系统开放性、交 互性技术进一步成熟，使相关工作流产品不断涌现。具有标志性意义的是工作 流管理联盟于1 9 9 4 年1 1 月制定了工作流参考模型，使各种工作流系统有了统一 的标准。不过在这一阶段，工作流系统的灵活性仍然在很大程度上受到过程定 义和执行引擎的限制。 第三阶段( 1 9 9 5 年至今) 。随着信息技术的发展，协同工作环境要求有更复 杂、更有效、更灵的w f m s ，动态自适应性成为这一领域的前沿课题。动态自 适应性工作流要求工作