（通信与信息系统专业论文）动态工作流技术在旅游信息变更管理中的应用研究.pdf

摘要 工作流技术是过程建模型和过程管理的核心技术，它可以应用于各种业务领域。 工作流技术将业务过程管理从应用软件中分离出来，可以快速有效地构造出符合企业需 求的业务管理系统。在工作流技术的发展和实际应用中，人们提出了支持动态可变和灵 活的工作流系统的要求，传统的工作流建模思想必须加以改进以适应这种动态变化的工 作流运行模式。 旅游业己成为发展势头非常强劲的产业，随着信息技术的发展，旅游产业信息化己 成为一种必然趋势，呼唤一个能集介绍、导游、预定、管理、决策支持为一体，具有自 适应能力的旅游信息系统。 本文针对传统旅游信息系统存在的问题，把信息系统技术和工作流技术进行融合， 研究开发具有动态适应能力的旅游信息变更管理系统。首先分析了工作流管理联盟给出 的工作流参考模型，结合传统的建模方法和适应动态变化的要求，提出了一种基于扩展 e c a 规则的工作流建模方法，该方法吸取了e c a 建模方法柔性好和活动网络图易图形化 两者优点，使其更适合为动态工作流建模，扩展了工作流模型整体描述能力，增强了建 模的直观性和灵活性。根据该模型方法，结合旅游信息系统的要求，分析设计了工作流 系统模型和旅游信息变更管理系统总的体系框架。 关键词：工作流管理系统信息变更扩展e c a 规则动态工作流柔性化工作流建模 旅游信息变更管理 a b s t r a c t t h ew o r k f l o wt e c h n i q u ei sac o r e t e c h n i q u e f o rp r o c e s sm o d e l i n ga n d p r o c e s s m a n a g e m e n t , i tc a nb eu s e di nv a r i o u sb u s i n e s sf i e l d s t h et e c h n i q u eh e l p st os e p a r a t et h e b u s i n e s sp r o c e s sm a n a g e m e n tf r o ma p p l i c a t i o ns o f t w a r ea n dm a y h e l pt o b u i l db u s i n e s s m a n a g e m e n ts y s t e m ss a t i s f y i n gr e q u i r e m e n t so fe n t e r p r i s e sq u i c k l ya n de f f e c t i v e l y i nt h e d e v e l o p m e n ta n dt h ep r a c t i c a la p p l i c a t i o n so f w o r k f l o wt e c h n i q u e ，t h en e wd e m a n do fw f m s s u p p o r t i n gd y n a m i cc h a n g i n ga n dh a v i n gf l e x i b i l i t ya p p e a r t os a t i s f yt h i sr e q u e s tt h e d e s i g n i n gm o d e lo f t r a d i t i o n a lw o r k f l o wm u s tb ei m p r o v e d t o u r i s mh a sd e v e l o p e dr a p i d l yi nt h ep a s td e c a d e s ，w i t ht h ed e v e l o p m e n to fi n f o r m a t i o n t e c h n o l o g yt h ei n f o r m a t i o no f t o u r i s mi n d u s t r yh a sa l r e a d yb e c o m eak i n do f i n e v i t a b l et r e n d ， at o u r i s mi n f o r m a t i o n s y s t e m t h a t p r o v i d e si n t e g r a t e dm u l t i p l e f u n c t i o n ss u c ha s r e c o m m e n d i n g 、g u i d i n g 、b o o k i n g 、s u p e r v i s i n ga n dh e l p i n gd e c i s i o n m a k i n gi ss t r o n g l y e x p e c t e d ，a n dt h a tc a ns u p p o r td y n a m i cc h a n g i n g t h i st e x ta l m sa tt h ee x i s t e n tp r o b l e mo ft h ei n f o r m a t i o ns y s t e mo ft h et r a d i t i o nt o u r , f l o w i n gt h et e c h n i q u et ot h ei n f o r m a t i o ns y s t e ma n dw o r k f l o wa n dc a r r y i n go nf u s i o n ， s t u d y i n gad e v e l o p m e n ta n dd e s i g n i n gat o u r i s mi n f o r m a t i o ns y s t e mt h a ts u p p o r td y n a m i c c h a n g i n g t h ew o r kw h i c ha n a l y z e dt h ew o r k f l o wr e f e r e n c em o d e lo fw o r k f l o wm a n a g e m e n t c o a l i t i o nf i r s t ，c o m b i n i n gt r a d i t i o n a lm e t h o do fw o r k f l o w sc a s ea n dt h er e q u e s to fs e r i n gu p t h ew o r k f l o wm o d e lw i t hs u p p o r td y n a m i cc h a n g i n g ，w ep r o p o s eaw o r k f l o wm o d e l i n g m e t h o db a s e do ne x t e n d i n ge c ar u e s , t h i sm o d e l i n gm e t h o dn o to n l yh a v et h ef l e x i b i l i t yo f w o r l d l o wm o d e l i n gb a s e do na c t i v en e t w o r k s ，b u ta l s oe a s yt oi m p l e m e n tt h e v i s u a l i z a t i o no f g r a p h i c sl i k ew o r k f l o wm o d e l i n gm e t h o db a s e do ne c ar o l e s b yt h i si m p r o v e m e n t , w em a k e i tm o r ep r e f e r a b l et od y n a m i cw o r k f l o wp r o c e s sm o d e l ，e x p a n dt h ed e s c r i p t i o na b i l i t i e so f w o r k f l o wm o d e l i n g ，a n ds t r e n g t h e ni t sv i s u a l i z a t i o na n df l e x i b i l i t y w ea n a l y z ea n dd e s i g n w o r k f l o ws y s t e mm o d e la n dt h ef r a m eo ft o u r i s mi n f o r m a t i o nv a r i e t ym a n a g e m e n ts y s t e m b a s e do ne x t e n d i n ge c a r u l e ，c o m b i n i n gt h er e q u i r i n go f t o u r i s mi n f o r m a t i o ns y s t e m k e yw o r k s ：w o r k f l o wm a n a g e m e n ts y s t e mi n f o r m a t i o nc h a n g ee x t e n d i n ge c ar u l e s d y n a m i cw o r k f l o wf l e x i b l ew o r k f l o wm o d e lt o u r i s mi n f o r m a t i o nv a r i e t ym a n a g e m e n t i i 海南大学学位论文原创l 生声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重声明： 所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取 得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写 过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。 本声明的法律结果由本人承担。 论文作者签名： 力出欠 日期：加0 7 年6 月知日 学位论文版权使用授权说明 本人完全了解海南大学关于收集、保存、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。本人授权海南大 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。本人在导师指导下完成的论文成果，知识产权归属海 南大学。 保密论文在解密后遵守此规定。 论文作者躲谚如 日期：。7 年6 月加日 一名：谄山 导师签名：1 矛鸳u 日期：加d 7 年月善f 日 权益二兰主兰主茎亍三；_薹：耄：一二师签名：孑季t b 论文储躲李好灸导师签名，( 骨了u 日期：伊7 年6 月训日日期：加。7 年 月叫日 1 绪论 1 1 研究背景 我固有着非常丰富的旅游资源，开发和利用这些资源发展旅游业将有着广阔的前 景。随着知识经济的发展，信息成为旅游业的命脉，信息化成为推动世界经济和社会全 面发展的关键因素。利用这一契机，建立完善的旅游信息系统对旅游业的发展有非常 重要的作用。目前，国内外饭店、旅行社、旅游管理部门为了各自的目的，开发出各种 形式的旅游管理信息系统，如饭店管理信息系统、旅行社管理信息系统、旅行社年检管 理信息系统等。其开发技术主要基于部门的职能以及管理层次等方面来设计信息系统的 功能和结构，由此产生的信息系统虽然具有很好的信息处理功能，但对企业内部各部门 功能之间的业务流程控制逻辑关系缺乏支持”1 。一个企业业务的实现必定是其内部各个 部门相互协调工作的结果，其业务流程即现实应用中信息系统的各项功能之间的联系， 也是以它特有的顺序贯穿于各个部门。 旅游业是信息密集型的行业，旅游信息具有多变性、时效性和动态性的特点。1 。旅 游信息系统的成功在很大程度上依赖于其所容纳的信息的准确性和新颖性，而要保持旅 游信息准确无误和新颖是很难的，因为旅游信息的时h j 概念强，其每时每刻都在变化“1 。 为了能及时处理信息的变更和对信息变更的影响及时做出反应，只能通过提高旅游企业 内部的适应能力和信息变更管理能力来实现。建立具有动态适应能力的旅游信息变更管 理信息系统，可以使旅游企业各个部门相互协调工作，使业务流程更加灵活和高效，这 样旅游企业在面对外界信息变更化时能及时、敏捷地做出反应。 1 2 工作流技术研究现状 1 2 1 工作流的起源 工作流( w o r k f l o w ) 的概念起源于信息系统0 1 。在七、八十年代，办公室中的计算 机主要用于协助完成个人工作。应用中往往包含大量工作流管理问题，例如：任务分配、 工作调度和控制、人物资源的协调等。冈而有必要引入工作流管理的概念，通过跟踪工 作流中各活动的状态，自动地协调由人或应用软件完成的任务”。目前是通过将工作 分解成良好的任务、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。在计算 机网络技术和分布式数据库技术迅速发展基础上，于2 0 世纪8 0 年代中期发展起来了工 作流技术”3 ，工作流技术一出现马上就得到广泛的重视和研究。 工作流这一概念如此成功，以致短短几年，数百种相关产品进入市场”1 ，从事工作 流管理系统的研究项目也很多，到了9 0 年代，工作流技术一直是企业界和学术界关注 的热点领域。1 9 9 3 年，由国际著名的公司、研究机构、高等院校成立了工作流管理联盟 ( w f m c ，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 ) ，这标志着j ：作流技术丌始进入成熟阶段。 w f m c 是一个 ：赢利性组织，致力于工作流的标准化工作。该联盟的 要成员有荚【目的 m i c r o s o f t 、d c e 、o r a c l e ，f 1 本的f u j i s t u 、h i t a c h i ，德圈的s i m o n s ，英【目的i c l 、c s l 等。工作流管理联盟从1 9 9 4 年丌始公布了概念术语，制定了工作流参考模型，工作流 接口规范等。工作流联盟还和其它组织合作，研究新兴技术在工作流中的应用，如用x m l 表示工作流模型9 。 最近几年，对工作流的技术研究及相关产品的开发进入了更为繁荣的阶段，随着计 算机技术和网络技术的进一步发展，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、i n t e m e t 服务等都己被容纳到工作流管理系统中“，同时伴随着市场竞 争的加剧，企业对提高生产效率、缩短生产周期等的强烈要求，促进了工作流的发展。 在世界范围内，特别是欧美等发达国家，涌现出了大量开展工作流研究的公司和组织， 而功能各异的工作流管理产品更是层出不穷。工作流管理技术不仅可以广泛应用于办公 自动化领域( 如保险、银行、行政管理等) ，而且也同样适用于软件开发过程管理以及 工业界和制造领域。现在还作为支持企业经营过程重组、经营过程自动化的一种手段。 1 2 2 工作流的研究与发展趋势 随着工作流管理系统应用规模的不断扩大，应用领域的不断扩展，政府机关企事业 单位业务重组以及对系统个性化的需求，这些都给工作流管理系统提出了更高要求，其 中一个主要问题是工作流系统的灵活性和动态性，即工作流系统能够对各种变化表现出 较强的适应性。传统的工作流，其工作过程分为两个阶段，即建立阶段和运行阶段。建 立阶段是对一个工作流程进行定义，运行阶段是工作流执行服务对工作流定义进行解释 执行。建立阶段的工作流模型基本上是基于“静态”过程定义的，在运行阶段工作流 管理系统本身不能根据工作流实例的运行状况而动态地修改其配置、控制和数据信息， 这使得工作流管理系统在应用上的许多特性无法得到保证，包括过程模型的柔性定义、 过程重用、异常处理等，这极大地限制了工作流的普及和推广。 为了使工作流技术更加适合企业应用，工作流管理系统的动态适应性成为目前工作 流技术研究的热点”。因为许多工作流程事先无法清楚地预知，最多只能预知某些常规 情况的处理：即使是一些原来固定的流程也会改变，这需要w f m s 具有执行阶段动态 修改过程定义的能力，现有w f m s 的两个阶段工作模式已很难适应这种需要。工作流 系统的适应性，也可以称为灵活性或敏捷性可以体现在几个层次上，包括对工作流系统 的业务运行环境或领域的变化的适应、过程模式和活动( 或任务) 的结构变化或演化、 资源包括软件部件、组织模型以及数据模型的变化、系统的可重构性“。有不少研究者 提出了一些使i = 作流系统在某些方面实现适应性的方法，如反演法，采用工作流执行过 程中人机不断交互方式来完成一个可以动态变化的丁作流；如通过包括一个用户层、系 统层和功能层的三层结构，通过各层次的灵活模型定义和外部工具，支持动态和自适应 能力；h p 公司通过设计一个工作流资源管理系统束实现工作流资源的管理，该系统 利用一套类似j ：s q l 的资源查询语古。r q l 来获取合适的资源。 目前有一些工作流管理系统产铺在某北方面具有定的适应性”。，如f u j i t s u 的 t e a m w a r ed o l p h i n 和t e a m w a r ef l o w 都允许在执行时对流程进行改变，允许对j 下在开 展的流程作连续的改善：l n c o n c e r t 的i n c o n c e r t2 0 0 0 允许对激活的流程作改变；f i l e n e t 的v i s u a lw o r k f l o 通过提供主动工作执行者来控制正在获取j 下在进行的任务。 1 3 本课题研究的基本思路、研究范围和章节安排 本文在分析当前工作流技术的基础上对工作流的柔性化建模方法和工作流系统模 型进行了研究，并结合旅游信息变更管理系统的项目研究了动态工作流技术在旅游信息 变更管理中的应用，以及系统的总体框架结构。 第二章讨论了工作流管理系统的基本理论、工作流相关概念。第三章结合其它建 模方法对e c a 规则建模方法进行了扩展，对扩展e c a 规则进行了形式化的描述，给出了 基于e c a 规则的活动图动态建模型方法。对工作流的动态性进行了分析并对动态性提出 了解决方案。第四章分析了旅游信息变更管理的需求，对动态工作流在旅游信息变更管 理中的应用进行了研究。第五章详细地分析研究了工作流引擎结构的设计框架，旅游变 更管理信息系统总体设计框架及实现技术。对旅游信息变更管理系统进行了分析研究， 给出了系统模型。最后是结论及进一步的工作。 2 工作流技术基础知识 2 1 工作流相关概念 在工作流技术提出以来，许多相关的概念和术语也相继提出，为了规范工作流技术 的发展，促进工作流研究和开发者之间的交流，工作流管理联盟制定了一系列的文档， 对工作流中涉及的相关概念和术语进行了解释。下面首先介绍一下工作流的相关概念和 术语，然后着重介绍工作流管理系统参考模型及其特点。 2 1 1 工作流概念 1 案例( c a s e ) ：是工作流管理系统控制的目标对象。每个案例都有唯一的标识， 它在任何时刻都处于一个特定的状态。该状态取决于案例已经满足的条件和案例的属性 值，而这个状态又决定了案例在后续过程中的转移方向。 2 任务( t a s k ) ：是一个原子化的工作逻辑单元，它不可分割必须完整执行。即一 个任务要么完整地执行，要么根本不执行。 3 路由( r o u t i n g ) ：由过程定义决定的案例如何按特定的路径分支传递执行，称为 案例的路由。常见的四种基本路由形式有：顺序路由、选择路由、并行路由、循环路由。 4 过程定义( p r o c e s sd e f i n i t i o n ) 是业务流程的形式化描述，用来支持系统建模和运 行过程的自动化。过程可分解为一系列子过程和活动，其定义主要包括描述过程起始、 终止的活动关系网络以及一些关于个体行为的信息，如组织成员、与i t 相关的应用和 数据等。 5 过程( p r o c e s s ) 是过程是业务流程的规范视图，用以描述案例的执行方式，指出 那些任务需要执行，以什么次序执行，过程定义了案例的生命周期，每个过程都有开始 和结束，用来决定案例的出现和完成，以便成功地执行案例。过程由任务、条件和子过 程组成，条件用来决定任务的执行次序，子过程又可由它的任务、条件和更细致的子过 程组成，层次化的结构使相当复杂的过程可以通过分层的方式构造。 6 活动( a c t i v i t y ) 是实现过程逻辑步骤的工作任务的描述，一般分为手工操作和自 动处理两类。活动是过程执行中可被工作机调度的最小工作单元，要求有人或机器的参 与。 7 过程活动实例( p r o c e s s a c t i v i t yi n s t a n c e s ) 是实际运行中的一个过程或活动。过 程实例由工作流管理系统创建、管理、终止，与过程定义一致。每个过程实例表示过程 的一次单独执行，使用自己的过程实例数据，通常可以有自己独立的控制和审计过程。 每个活动实例代表一个活动的一次调用，只和一个过程实例相关，并使用过程实例的数 据。 8 参与者( p a r t i c i p a n t ) 是部分或全部执行某个活动的实例的资源。参与者包括实 际完成某个活动的人或设备，它把恰当的资源分配给某个可以丌始的活动。每位参与者 都必须具有属于某个( 某些) 角色的属性。 2 1 2 工作流管理系统定义 工作流管理联盟( w t m c ，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 ) 给出的工作流定义是： 全部或部分，由计算机支持或自动处理的业务过程。在此过程中，文档、信息或任务按 照一定的规则流转，实现组织成员i 日j 的协调工作以期达到整体的目标。 工作流管理联盟给工作流管理系统( 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 ) 下的定 义是：工作流管理系统是一个用来定义、管理和执行工作流的软件系统。计算机表示的 工作流逻辑确定了该软件的执行顺序。具体地说，w f m s 的任务是调度活动的执行。在 调度中w f m s 决定下一个执行步骤，将工具与每个活动联系起来( 工具可以是人或资 源) ，在活动问传递信息，给用户指定活动，检查活动执行的及时性，监视整个过程， 决定何时成功地完成了过程。 通常，工作流管理系统指运行在一个或多个称为工作流机的软件上的用于定义、创 建、执行工作流的系统。开发这类软件系统就是要协调分布式、协同处理各个节点上的 活动，按照预定义的控制流程进行执行，以达到对它们的自动执行和有效的管理。从软 件工程的角度来分析，这类软件的开发有很大的重复性，工作流管理系统就是将这类软 件的公共的流程控制部分( 工作流运行服务、引擎) 、管理部分和其它公共部分抽象出 来，形成一种软件开发平台，用户只需要将它们的控制流程描述出来，该平台软件就能 对它们的控制流程进行自动执行和有效地管理，而不需要对每次不同的应用进行重复开 发【1 6 1 。 所有的工作流管理系统一般都具有以下三个主要功能特征j ： 1 构建阶段的功能：包括工作流流程和组成它的行为的定义和建模。 2 运行阶段的控制功能：包括对工作流运行的管理，以及对每个工作流流程中的行 为进行排序。 3 运行阶段与用户和i t 应用工具之间的交互作用。 工作流管理系统的系统特征如图2 1 所示，它描述了基本特征及主要功能问的关系。 过程设1 1 _ i 定卫 建堵阶段 运 ，阶段 过程实锕化和控制 交互 一 t 过程改变 二三至三 一- 专争- 一一专午一 _ 2 圆 圈2 1 工作流系统特征 其中，构建阶段的功能主要体现在流程的计算机定义。在这个阶段要通过使用分析、 建模和系统定义技术将一个现实世界的业务流程转换为可用计算机处理的形式化定义。 流程定义的表达形式可以是文字形式，图形形式或一种形式化的语言符号。 运行阶段的功能主要体现在解释流程定义，完成流程可操作实例的创建及控制，调 度流程中各行为步骤，为所涉及到的用户生成待处理的任务，并在合适的时机调用有关 的应用程序资源等。这些服务我们一般称为“工作流执行服务”，其中工作流引擎是工 作流运行时控制系统的核心部分，各种流程实例的执行都是由它负责完成的。 运行时同用户及应用的交互功能主要是完成对工作流实例执行过程中各种行为的 处理。在流程实例的执行过程中，经常需要用户通过某种应用程序来完成流程定义所要 求完成的处理或操作，如使用某个字处理软件生成新的文档或处理其它行为传递过来的 文档。另外工作流执行服务也可能需要自动地调用有关的应用对数据进行操作，如将某 些数据写入在某个数据库系统中。 2 2 工作流管理系统参考模型 为了实现不同工作流系统之日j 的信息交换和协作，工作流管理联盟定义了如图22 所示的工作流参考模型”1 。它是工作流管理系统结构的通用描述，得到了业界普遍认可。 工作流管理系统参考模型中有五个基本组件和血个相关基本接口，实现最基本的数据交 换功能。 图2 - 2w m f c 工作流参考模型 2 2 1 工作流管理系统基本组件分析 1 工作流运行服务模块 工作流运行服务是一种软件服务，它由一个或多个工作流引擎组成，该组件用于创 建、管理和执行工作流实例，基于过程定义生成工作项、匹配资源和支持活动的执行以 及记录工作流特性等方面。实际上它是企业经营过程的任务调节器，并且在某种程度上 是企业资源分配器。在采用工作流管理系统支持其经营过程运行的企业，工作流运行服 务可以看成是企业的业务操作系统。企业的业务过程在它的管理、监控和调度下运行， 工作流运行服务是工作流管理系统的核心。工作流引擎( w o r k f l o w e n g i n e ) 是工作流运 行服务的核心部件。它的功能包括：解释过程定义：控制过程实例创建、激活、悬 挂、结束等；调度活动，包括并行或串行操作、期限规划、解释工作流相关数据等；指 定或去除某个参与者；为用户工作表添加工作项，通过接口支持用户的交互功能：维护 工作流控制数据和工作流相关数据，向从应用和用户传递工作流相关数据；提供接口 来调用外部应用和连接工作流相关数据；提供监视和管理功能。在多引擎构成的工作流 运行服务中，过程的执行分配到各个引擎。 2 工作流定义工具 工作流定义工具是提供一种描述工作流过程的软件，把实际的过程步骤用图视化的 方法或简单的文本描述出来并产生或转化成规范的工作流定义语言格式。最后以一种符 合某种规范的格式交付给工作流运行服务模块，供其实例化和执行。工作流定义格式既 有非形式化的，也有复杂的、高度形式化的过程定义语占或对象关系模型。工作流定义 工具可以作为工作流产品的一部分，也可以分离出来。工作流定义被分为两部分：过程 定义和资源分类，在t 作流的参考模型中，用来构造它们的工具被称为过程定义工具。 3 供调用的应用 它是一些功能应_ j 的集合，每一个应用町能负责完成工作流中的某些或某个活动的 全部或部分任务。任务的执行要启动个或多个应用程序，他们不构成工作管理系统的 一部分，但是这些应用程序确实属于工作流系统，毕竟工作流系统包括应用程序、配置 文件、工作流管理系统和数据库等。工作流引擎根据工作流的定义在运行时动态调用它 们来完成工作流的执行。 4 工作流客户应用 它可以通过工作列表访问( w o r k l i s t a c c e s s ) 接口访问工作列表( w o r l d i s t ) 库。在工 作流模型中，通过定义好的接口来完成客户端应用和工作流引擎间的交互，接口包含工 作列表，工作流引擎向工作表中分配工作项：工作列表处理程序从工作表里检索出工作 项，提供给用户处理。从工作列表中激活工作项可以由工作流客户端应用或用户控制。 工作流客户端应用和工作流运行服务间定义了一些过程函数，可用来向工作表添加工作 项、从工作表中删除已完成的活动、把活动临时悬挂起来等等。工作列表处理程序根据 与工作表相联系的部分活动相关数据来调用适当的应用程序。工作列表构成了客户和工 作之问的最终链接。工作的分配可能是。推式或拉式驱动的。当工作流引擎分配 工作项给单个雇员时是推式驱动的。当工作项被分配给成组员工时就是拉式驱 动的，此时工作项可能出现在几个工作列表中。 5 工作流的管理和监视 工作流执行服务确保了任务实例基于工作流定义进行处理，流程( 包括资源) 的 监督和操作管理由使用管理和监控工具完成。这些工具分为两部分，一部分负责工作流 运行管理，负责管理监视工作流，包括用户管理、角色管理、工作流审核管理、资源控 制、过程监视和过程状态查询。另一部分负责工作流的记录和报告，对工作流实例进行 管理和控制，包括运行记录、错误恢复、停止、修改和删除工作流等。在多数工作流管 理系统中他们被集成为一个工具。 2 2 2 工作流管理系统接口分析 在工作流参考模型中，w f m c 为了实现不同工作流产品问协同工作，划分了工作流 执行服务器和外部交互的接口方式，形成了五个接口，并做了详细地分析 1 接口1 是工作流运行服务和工作流建模工具日】接口，包括工作流模型的解释和 读写访问，为不同物理或电子介质问传递过程定义的信息提供了交互的形式和定义了 a p i 函数，可以实现建模环境和运行环境的分离，可以使多个工作流产品使用同一类型 的过程定义语言和操作方式协同工作。接口1 包含以下功能： 工作流模型操作：获取工作流定义( 过程定义和资源定义) 以及打开、创建和 保存个过程定义。 工作流模型对象操作：在建模t 具中创建、榆索和删除对象：创建、删除、设 置对象的属性。 2 接口2 是工作流运行服务和客户应用之间的接口，这是最主要的接【j 规范，它 规定了所有客户应用和工作流运行服务之问的功能访问方式。接口2 的主要功能是： 应用程序调用。 工作流定义操作：对过程模型的名称和属性查询和检索。 过程实例管理：创建、开始、结束一个过程实例：挂起、重新激活一个过程实 例；强行改变过程实例或活动，实例的状态：对过程实例或活动实例的状态查询。 过程状态管理：设置过滤条件，打开、关闭对一个过程实例或活动实例的查询； 设置过滤条件，获得部分过程实例或活动实例所需的详细信息。 任务项列表任务项处理：设置可选的过滤条件，打开、关闭一个任务项列表查 询，获得任务项列表中的条目；获得对任务项选择、重新分配、完成等消息；设置和查 询一个任务项的属性。 数据处理：查询、返回工作流相关数据、工作流应用数据。 过程监控：改变一个过程模型和现存实例的状态；改变某种特定类型的过程实 例或活动实例的状态和属性；结束所有的过程实例。 3 接口3 是工作流引擎和直接供调用的应用程序问的接口，主要是对自动活动中 定义的外部应用的调用处理过程。现在工作流管理系统接口2 和接口3 的界线越来越模 糊，基本上合成一个接口类别。 4 接口4 是工作流管理系统之间的互操作接口，这是构造大规模分布式工作流系 统的重要接口标准，通过该接口，不同的工作流管理系统可以实现互连和集成； 5 接口5 是工作流运行服务和工作流管理工具之间的接口，对工作流进行监控和 协调的功能模块可以通过该接口获取工作流实例和活动的运行状态和其它信息，也可以 修改活动的运行状况。主要功能如下： 资源管理：设置、取消、修改过程或活动实例的并发层次。 角色管理：定义、删除和修改角色( 参与者) 的关系，修改角色属性。 用户管理：对用户或工作组的权限的建立、删除、暂停和修改。 过程实例管理：对过程模型进行实例化；修改过程实例或活动实例的状态；终 止过程实例。 状态管理：查询过程或活动实例的状态。 2 3 工作流过程建模方法 工作流模型足企业业务流程模型的映像，工作流模型的出发点是对流程的定义，包 括组成流程的基本活动以及活动之1 日j 的顺序关系。即用工作流描述语言将流平罕抽象为工 作流模型。工作流建模是工作流技术理沦研究和实际应用的基础。目前相对于工作流产 - 铺的实现技术和发展速度而占，工作流建模理论的研究相对滞后，在建模方法上还没有 9 形成比较系统化的理论体系”。h 前的t 作流模型大部分利用经验，以图形化语吉。或者 文本描述束定义工作流，其本质是面向用户的，即对用户而占是容易理解的”。但并f i 便于系统的实旌，也无法对工作流的本质特征进行描述，因而更谈不上对流程的分析与 改进。下面几种是目静比较常见的建模方法。 2 3 1 活动网络图建模方法 一个完整的工作流过程由一个无自环的有向图构成。有向图中的节点元素表示可执 行的步骤或任务，节点间的连接弧代表过程中的控制流与数据流。组成模型中的元素包 括过程、活动、模块、控制连接弧、数据连接弧和条件。控制连接弧用来定义两个活动 之间的执行顺序，控制连接弧与其所连接的活动节点构成了整个工作流过程的控制逻 辑：数据连接弧用来定义两个活动问的信息流，表明前一个活动的输出信息被后一个活 动所使用。该信息流包含了工作流相关数据以及与活动执行有关的具体应用数据；条件 用于定义过程执行中的约束，包括活动外部的转移条件和活动内部的起始条件和终止条 件。 这种建模方法从过程定义入手，绘制活动网络图，它的优点是比较直观，容易理解， 实现起来也不复杂。其缺点是不能处理复杂的过程逻辑，缺乏柔韧性，在关系复杂的情 况下容易出现很多连线的图”。 2 3 2p e t r i 网建模方法 p e t r i 网是一种适用于多种系统的图形化，具有较严格数学理论基础的建模工具，采 用形式化的方法精确定义流程。在基于p e t r i 网的建模当中，包含库所、变迁和标记三 种元素，变迁是系统当中的主动元素，通过实施变迁，过程从一个状态转换到另一个状 态。因此变迁经常表示事件、操作、转换或传输。库所是被动元素，它们不能改变网的 状态。库所通常表示状态、阶段或条件。标记通常表示对象。变迁在前驱库所全部满足 条件才可以实施，变迁完毕以后会往每一个后继库所放置标记。 p e t r i 网络的优点是定义比较严格，模型比较容易得到验证：缺点是流程复杂时一般 会产生非常复杂和难于理解的p e t r i 网。 2 3 3 基于e c a 规则的建模方法 e c a 规则，即事件一条件一动作规则，一般用于主动数据库系统中，但在工作流管 理系统中也被广泛应用。在一些系统的实现中，有的甚至直接使用主动数据库作为工作 流服务器，使用e c a 规则来描述工作流中任务的处理，基于时间触发规则执行，从而 实现工作流任务的自动路由。 e c a 规则定义了在某一事件( e v e n t ) 下，当满足定义好的条件( c o n d i t i o n ) ，被定 义对象将执行的动作( a c t i o n ) 。 当数据巨大时，e c a 规则集很难处理，为了增强e c a 规则数据处理能力，根据e c a 规则的概念，对e c a 规则进行了扩展。可以采用如下的结构肘其进行描述： 0 上述描述表示：当事件 发生，如果条件 为真，则执行动作 。 为了使e c a 模型能够表示更多的结构，对e c a 规则进行扩展，其中有“e a ”模型， 只有事件和动作，可以表示如下： 当事件 发生，则执行 动作。 “e c a a ”规则模型，表示如下： 当事件 发生，如果条件 为真，则执行动作 ，否则执行 动作 。 晟后一种是跟原有的e c a 规则相似，在三个方面对e c a 规则进行针对实现的扩展： 1 事件可以是多个，即e v e n t 被扩展为事件列表e v e n t l i s t ，e v e n t l i s t 表示e v e n t 的集合( e v e n t i ，e v e n t 2 ，e v e n t n ) ，集合当中的所有事件没有先后顺序，当e v e n t l i s t 当中的任何一个e v e n t 发生，该e c a 规则被触发。 2 条件可以是多个，即由多个l f 条件和多个d o 操作。扩展i f d o 为l f d o ，i f d o ，( 可能无限多个) 。规则解释器执行的时候的判断规则是：如果某i f 条件满足，则执行紧随其后的d o 操作，并跳过该条件后面的所有的条件判断和所有其 他的d o 操作( 包括下面将要说明的d e f a u l t 操作) 3 增加缺省操作( 即d e f a u l t 操作) 。当所有的l f 条件都不满足的情况下执行 确省操作，如果有一个i f 条件满足，则不执行确省操作。 经过扩展的e c a 规则的信息结构可以描述如下： 基于e c a 规则的工作流建模方法以事件驱动工作流实例的推进，事件驱动的机制为 分布式工作流提供了一种统一的组件行为描述机制，它可以通过严格定义事件的语义来 保证工作流的j 下确执行以及对它的监控。另外，以事件驱动为中心还可以大大提高系统 的柔性，这种柔性允许工作流实例在运行过程当中修改过程结构”“。 其缺点是e c a 规则不易图形可视化，不支持逐步细化，从时间的角度来描述业务过程， 其对业务过程的描述缺乏严密性3 。 3 动态工作流技术 3 j 工作流元模型 工作流技术的基础是工作流模型，它的核心是对过程的定义，包括一组活动以及它 们之间的顺序关系。工作流模型的两个晟基本组成元素是活动和活动之问的连接关系。 活动对应于业务过程中的任务，是业务过程中要执行的处理或操作；活动之间的连接关 系描述了业务过程的规则和流程，即活动之问的时序和逻辑依赖关系1 ，建立工作流模 型的一个基本要求是清楚地定义业务过程，这就需要在定义上述两个基本元素的基础上 刻画参与活动操作的人员、组织关系、操作的数据及数据库、活动调用的应用程序、活 动连接关系上的转移条件等。在工作流建模方面，w f m c 主要做了两个方面的工作1 ： 1 定义了元模型：元模型是用来定义语义模型的构造和规则的，通常称为定义表 达模型的语言的模型。工作流元模型描述了工作流过程定义包含的实体，实体的属性， 实体与实体间的关系，以及怎样把这些定义归并成过程模型和公用数据，并且为过程定 义划分成相应的过程模型，为在不同的过程定义与模型中交叉使用公共数据提供了多方 面的协定。 2 定义了在工作流管理系统之j 日j ，工作流引擎与建模工具之间交互过程模型定义 的a p i ( a p p l i c a t i o np r o g r a m m i n gi n t e r f a c e ) 接口。过程定义工具提供一种对实际业务进 行分析、建模的手段，并生成业务过程的可被计算机处理的形式化描述过程定义。 这也就是建立w f m s 时功能的主要内容。过程定义工具与工作流执行服务之间的交互是 通过接口1 完成的。它为工作流过程定义信息的交换提供了标准的互换格式及a p i ( a p p l i c a t o np r o g r a m m i n gl m e r f a c e 应用程序接口) 调用。 工作流元模型通常涉及相关联的3 个子元模型，即： 过程定义元模型：模型元素用于定义业务过程，控制_ t 作流的执行。是工作流元 模型的核心。 组织结构元模型：描述单位、部门、人员的组织关系以及所担当的角色。 相关数据元模型：工作流“生产”和“消费”的数掘以及它们之间的流动关系。 工作流管理联盟为过程定义开发了一个基本的元模型( 如图3 一l 所示) ，该模型仅 规约出元素类型的一个基本集合，这些元素类型适合于相对简单的过程定义，工作流开 发人员根据需要可以对该模型进行适当的扩展。 图3 - 1 过程定义元模型 工作流管理联盟的过程定义元模型中顶层实体的定义和重要属性如下： ( 1 ) 工作流定义( 过程模型) ：它一般包含工作流模型名称、版本号、过程启动和 终止条件、系统安全、监控和控制信息等一系列基本属性。过程模型反映了企业中一个 经营过程的目的，即这个过程要实现的目的和最终达到的目标是什么。 ( 2 ) 活动：主要属性有活动名称、活动类型( 原子活动、子流程等) 、活动的前后 条件、调度约束参数( 如最长处理时问、排队等待时问等) 等。当工作流运行在分布的 环境下时，在活动的属性中还应该包括执行该活动的工作流引擎的位置。活动相应于企 业经营过程中的任务，主要反映完成企业经营过程需要执行的哪些功能操作。 ( 3 ) 转换条件：主要负责为过程实例的推进提供导航依据，主要参数包括工作流过 程条件( f l o wc o n d i t i o n ，过程实例向前推进的条件) 、执行条件( e x e c u t i o nc o n d i t i o n ， 执行某个活动的条件) 和通知条件( n o t i f i c a t i o nc o n d i t i o n ，通知不同用户的条件) 。转 换条件对应于企业经营过程中的业务规则和操作的顺序。如在订单处理完成后，执行 生产计划制定。 ( 4 ) 工作流相关数据：工作流引擎根据工作流相关数据和转换条件进行推进，工作 流相关数据的属性包括数据名称、数据类型和数据值等。它是工作流引擎执行推进任 务的依据。 ( 5 ) 角色：角色属性主要包括角色的名称、组织实体、角色的能力等。角色或组织 实体决定了参与某个活动的人员或组织单元。它主要描述企业经营过程中参与操作的 人员和组织单元。 ( 6 ) 需要激活的应用程序：主要属性包括应用程序的类型、名称、路径及运行参数 等。应用主要描述了用于完成食业经营过程所采用的工具或手段。如采用决策支持软 件完成某个具体的企业业务功能。 3 2 过程模型的设计 4 工作流模型包含工作流过 f 模型、组织模犁、资源模型和耳1 i 关数荆模型。而过程模 型是工作流模型的核心。过程模型的建立从用户角度来讲希望提供很大的灵活性，可图 形化，而从技术角度却要求能够有统一的形式化的描述。纵观现有的各种建模方法，它 们在实现上各有优点和缺点。有的简单直观、易图形化( 活动网络模型) ，有的利用形 式化表达而便于进行流程验证( p e t r i 网模型) ，而基于e c a 规则的建模方法在功能表