（机械制造及其自动化专业论文）基于biztalk+server的动态联盟工作流管理系统研究.pdf

武汉理工大学硕士学位论文 摘要 随着信息时代的到来，传统的企业业务模式也在随之转变，为适应快速变 化的竞争环境，出现了动态联盟( 虚拟企业) 的工作模式。它融制造技术、现代 信息技术和管理技术于一身，是未来企业合作的理想组织形式。起源于办公自 动化领域的工作流技术可以对虚拟企业起到巨大的推动作用。用工作流管理系 统支持动态联盟的组合是一个很重要的应用领域。但是，虚拟企业的分布性和 动态性使得传统的工作流技术不能适应这个新的领域，工作流管理系统必须利 用新的信息技术、新的理念提高这个领域的支持能力。 本文在综合国内外工作流技术和动态联盟研究的基础上，系统地研究了动 态联盟工作流管理系统，并结合基于) ( m l 技术的企业应用集成服务平台b i z t a l k s e r v e r2 0 0 4 ，给出了一个动态联盟企业间工作流程运行的实例。论文的主要工 作包括以下几部分： ( 1 ) 在分析国内外工作流管理技术的基础上，参考国际化组织w f m c 提出 的工作流参考模型，并结合实际项目的开发研究，针对动态联盟内企业业务流 程的特点，提出了面向动态联盟的工作流管理系统的体系结构。同时，给出了 动态联盟业务流程的总体框图和总工作流程图。 ( 2 ) 讨论了动态联盟工作流管理系统实现的关键技术一b i z t a l ks e r v e r 2 0 0 4 ，以及与之相关的n e t 、w e bs e r v i c e s 、x m l 等技术。 ( 3 ) 实现了动态联盟业务流程的过程定义和流转控制，为实现企业间合作 的信息管理和工作流控制集成服务平台的建立奠定了基础。 ( 4 ) 用动态联盟企业中在线订单审核流程的自动化管理的一个应用实例， 来具体说明基于b i z t a l ks e r v e r 的动态联盟工作流管理系统的运行机制。 本文采用w e b 服务技术和b i z t a l ks e r v e r 技术来实现工作流管理系统的运 行和业务流程监控，利用b iz t a l ks e r v e r 技术的强大信息整合能力，使系统能 够适应企业动态业务流程的变化。同时，采用集中式的消息交换平台，既保持 了系统间的松散耦合性，又提高了信息的可扩展性，减少了冗余信息的传送， 降低了网络开销，在分布式系统应用集成的实旅过程中具有广阔的应用前景。 关键词；工作流，动态联盟，工作流管理系统， b i z t a l ks e r v e r 武汉理上大学硕士学位论文 a b s t r a c t w i t ht h ee r ao f i n f o r m a t i o nt e c h n o l o g yc o m i n g ，t h et r a d i t i o n a lb u s i n e s sm o d e li s c h a n g i n g i no r d e rt oa d a p tt ot h ec o m p e t i t i v ee n v i r o n m e n tt h a tc h a n g e sr a p i d l y , a n e wb u s i n e s sm o d e l ，t h ed y n a m i ca l l i a n c e ( v i r t u a le n t e r p r i s e ，v e ) e m e r g e s i t c o n s i s t so f m a n u f a c t u r i n gt e c h n o l o g y , m o d e m i n f o r m a t i o n t e c h n o l o g y a n d m a n a g e m e n tt e c h n o l o g y a n di ti sa ni d e a lo r g a n i z a t i o n a lf o r mf o re n t e r p r i s e si nt h e f u t u r e t h ew o r k f l o wt e c h n o l o g yt h a to r i e n t e df r o mo f f i c ea u t o m a t i o n ( o a lc o u l d p r o m o t ed e v e l o p m e n to fv e h o w t os u p p o r tb u s i n e s sp r o c e s s sr e e n g i n e e r i n g ( b p r ) i sav e r yi m p o r t a n ta p p l i c a t i o nf i e l do fw o r k f l o wm a n a g e m e n ts y s t e m ( w f m s ) b u t t h ev eh a sf e a t u r e so fd i s t r i b u t i o na n dd y n a m i c s ，w h i c hm a k e si tn o ta p p r o p r i a t et o t h en e wf i e l d t h ew f m sn e e d st oe n h a n c ei t sa b i l i t yt os u p p o r tt h i s f i e l db yn e w i n f o r m a t i o nt e c h n o l o g ya n dn e wi d e a s i n t h i st h e s i s v ew f m sw a ss t u d i e do nt h eb a s i so ft h er e s e a t c ho fw o r k f l o w t e c h n o l o g ya n dt h ed y n a m i ca l l i a n c ea r o u n dt h ew o r l d a ne x a m p l ea b o u tb u s i n e s s p r o c e s sn m n i n gi nv ew a sg i v e nb yc o m b i n i n gw i t ht h ep l a t f o r m o fe n t e r p r i s e a p p l i c a t i o ni n t e g r a t i o nb a s e do nx m lt e c h n o l o g y 一b i z 砌ks e r v e r2 0 0 4 t h e a u t h o r sm a i nw o r k i n g sa r eg i v e na sf o l l o w s ： ( 1 ) b a s e do nt h er e s e a r c ho fw o r k f l o wt e c h n o l o g ya n dw o r k f l o wr e f e r e n c e d m o d e lw h i c hi sag e n e r a lf r a m e w o r kg i v e nb yw 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 ) ，t h es t r u c t u r eo fv ew o r k f l o wh a db e e nd e s i g n e da c c o r d i n gt o t h e c h a r a c t e r i s t i c so fb u s i n e s sp r o c e s s e si nd y n a m i ca l l i a n c ea n dt h er e s e a r c ho fp r o j e c t i na d d i t i o n ，t h ef l o wc h a r to fb u s i n e s sp r o c e s s e si nd y n a m i ca l l i a n c ew a sg i v e n ( 2 ) t h ek e yt e c h n o l o g yo fr e a l i z i n gv ew o r k f l o wm a n a g e m e n ts y s t e m 一 b i z l 越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 r r e l a t i v et e c h n o l o g y s u c ha s n e t ，w e bs e r v i c e s ，x m lw e r ea l s od i s c u s s e d ( 3 ) t h ed e f i n i t i o na n dc o n t r o l l i n go fb u s i n e s sp r o c e s s e si nd y n a m i ca l l i a n c ew a s d e s i g n e d ，w h i c hp r o v i d e sc o n d i t i o nf o rc o o p e r a t i o na n da p p l i c a t i o n si n t e g r a t i o no f t h em u l t i e n t e r p r i s e s 1 i 武汉理工大学硕士学位论文 ( 4 ) t h er u n n i n gm e c h a n i s mo ft h ev ew f m sb a s e do nb i z t a l ks e r v e rw a s d e s c r i b e dw i ma ne x a m p l eo fo n - l i n eo r d e ra u d i t i n gr u n n i n ga u t o m a t i c a l l yi nt h e v i r t u a le n t e r p r i s e 1 1 1 es y s t e mp u tf o r w a r di nt h et h e s i sc a l la d a p tt od y n a m i cb u s i n e s sp r o c e s so f t h ee n t e r p r i s eb yu t i l i z i n gw 曲s e r v i c et e c h n o l o g ya n db i z b d ks e r v e rt e c h n o l o g y w h i c hh a sf o r m i d a b l ei n f o r m a t i o nc o n f o r m i t ya b i l i t yt or e a l i z et h en m n i n go f w o r k f l o wm a n a g e m e n ts y s t e ma n dm o n i t o r i n go fb u s i n e s sp r o c e s s a tt h es a m et i m e ， i tu t i l i z e dt h ec e n t r a l i z e dp l a t f o r mt o e x c h a n g ei n f o r m a t i o n ，w h i c hh e l dl o o s e c o u p l i n gb e t w e e nt h es y s t e m ，a n da l s oe n h a n c e dt h ee x t e n s i o no fi n f o r m a t i o n ， r e d u c e dt h er e d u n d a n c yo fi n f o r m a t i o nt r a n s m i s s i o n ，d e p r e s s e dt h en e t w o r ke x p e n s e s i na d d i t i o n ，i th a sw i d ea p p l i c a t i o nf o r e g r o u n di nt h ea p p l i c a t i o n i n t e g r a t i o no f d i s t r i b u t i o n a ls y s t e m k e yw o r d s ：w o r k f l o w , d y n a m i ca l l i a n c e ，w o r k f l o wm a n a g e m e n ts y s t e m ，b i z t a l k s e r v e r i i l 此页若属实请申请人及导师签名。 独创性声明 本人声明，所呈交的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。据我所知，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。 研究生签名盈缉日期地彤 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) 研究生签 注：请将 日期坦盟多 武汉理t 大学硕士学位论文 第1 章绪论 1 1 论文研究的背景和意义 1 1 1 论文研究的背景 进入2 l 世纪，经济全球化进程加快，制造业正面临着消费者导向的时代。 面对市场的全球性竞争、市场环境的急剧变化以及用户个性化和多样化的需求， 任何一个制造企业，要想在激烈的市场竞争中获胜，必须具备以下四种能力“1 ： 创新竞争能力，产品有特色，科技含量高。 时间竞争能力，新产品上市快，周期短，交货及时。 质量竞争能力，产品不仅性能可靠，而且要使顾客满意。 价格竞争能力，产品的生产成本较低，价格适中。 在这四种能力中，企业对市场的响应速度最为重要。如何快速响应市场， 抓住经营机遇，在竞争中谋求发展，已经成为企业共同追求的目标，这就对企 业的组织机构、管理方式和产品的生产模式提出了新的要求。一方面，快速决 策和应变能力要求企业的规模要小，结构要简单；另一方面，大量新技术和新 产品带来的转瞬即逝的市场机遇和高投入、高产出的高风险挑战，要求企业要 有足够的人才、技术和资金，要有较高抵抗风险的能力。目前广泛接受的解决 这一矛盾的途径是通过建立全球范围内“机遇双赢原则的动态联盟”。动态联盟 ( d y n a m i ca l l i a n c e ) 是指为了抓住市场机遇，快速进行产品的经营、开发、生 产而在全球范围内动态建立的虚拟组织机构( v i r t u a lo r g a n i z a t i o n ，国外通常使 用这个名词来描述这种不同组织、公司或企业的联合形式) 或虚拟企业( v i r t u a l c o r p o r a t i o n ，v i r t u a le n t e r p r i s e ) 。它将成为未来企业经营和管理的理想模式之一 目 。 动态联盟的实现离不开现代化信息和管理技术的支撑。工作流技术作为一 种协调群体活动中人与人之间以及任务与任务之间关系的一种理想手段，最早 起源于办公自动化领域，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自动化的核心技术”“1 。 工作流技术是实现动态联盟的关键技术之一，将其有效地应用于动态联盟中， 武汉理工大学硕士学位论文 可以达到以下目的“。： ( 1 ) 业务过程自动化。工作流管理系统可以在正确的时间把工作或者任务动 态地分配给符合规定的动态联盟企业成员，从而使整个业务流程实现自动化。 ( 2 ) 业务的动态调整。工作流管理系统中的即席工作流针对的是重复性不是 很强或者没有重复性的工作流程，这类流程执行所需的有关参数事先无法确定， 必须推迟到过程实例运行时才能确定，同时在执行过程中还可能发生一些意外 情况。这种动态多变的特点为动态联盟动态定义、调整业务流程提供了很大的 灵活性。 ( 3 ) 控制、监视和警告。工作流引擎可以为每一个过程定义最后的期限并进 行监视。可通过不同方式避免超越最后的期限，如向管理者发出警告，改变优 先权，或者是改变过程内部的执行路径等。此外，通过工作流引擎中时间戳的 记录，可提供统计报表，既达到了控制、监视的目的，又为动态联盟提供了管 理依据。 基于上述原因，工作流技术成为i t 研究的热点是不可避免的趋势。 1 1 2 论文研究的意义 如今，随着电子商务和信息技术以及供应链管理思想的变革，企业之间的 竞争臼趋激烈，同时企业之间的交流与合作也日趋频繁。许多企业把非核心能 力外包，企业内部的管理延伸发展为全行业的产业链管理，管理的资源从企业 内部( 如e r p ) 扩展到外部( b 2 b ) ，企业的流程和价值链逐渐向网络化、跨企业 方向发展。因此，提供客户满意产品和服务的流程需要集成各合作伙伴的整个 价值链( 网) ，跨企业流程的灵敏性和快速响应性就成为决定合作企业命运的主 要因素。这要求企业不仅要专注本企业内部的信息化建设，同时还必须进行跨 企业的信息化整合。 工作流是流程的自动化，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 ， w f m s ) 为改善流程效率提供了计算机协同支持环境。工作流技术作为一种上世纪 9 0 年代新兴的企业信息化技术，在企业的业务流程管理领域已获得了广泛的应 用。但传统工作流管理系统那种缺乏柔性，不能及时响应变化和相互之间缺乏 互操作等一系列缺点显然不能满足现代企业业务流程管理的要求。为有效地协 调各成员间的合作关系，需要拓展传统的企业工作流管理系统的功能，以便能 2 武汉理工大学硕士学位论文 支持跨企业的工作流管理。因而，研究面向动态联盟的工作流管理系统具有十 分重要的理论意义。 另外，有调查和分析表明，目前我国制造业存在的主要问题是管理不善， 如生产周期过长，交货不准时，资源利用不合理以及产品质量差等。总的来说， 不能满足市场的需求，缺乏竞争力。根据我国的基本国情，国有企业绝对不能 再热衷于上项目、扩规模、抢速度、拼投入，追求规模效益，而应该在引入新 产品和先进技术的同时改革生产组织，加强管理，推行新的生产模式。其中， 各企业在新产品开发中组成动态联盟是比较好的个解决办法。联盟企业通过 贡献各自的核心竞争力，形成资源互补，充分发挥整体优势。这样不但能够有 效地优化配置企业的有限资源，提高规模经济效益，而且使企业能够快速反应 市场变化，降低成本、提高生产效率，并有助于加快我国制造业信息化的进程。 因此，研究作为实现动态联盟关键技术之一的工作流技术同时具有十分重要的 现实意义。 1 2 国内外研究概况 1 2 ，1 工作流的起源和国内外发展现状 工作流的概念起源于生产制造业与办公自动化领域。它是以网络为载体的， 可使工作任务按照预定的规则进行流动，任务的流程类似于工厂中的流水线， 任务流经线上的各个环节逐步完成。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。工作流管理联盟给瞄的工作流定义是：工作流是 一类能够完全或者部分自动执行的经营过程，它根据一系列过程规则、文档、 信息或者任务能够在不同的执行者之间进行传递与执行”1 。工作流最显著的特点 是将过程逻辑和过程执行分离开来，使信息系统能更快速的适应流程的变化”3 ， 达到“将正确的信息在正确的时间传递给正确的人”的目的，从而提高生产组 织水平和工作效率。 工作流管理最早起源于8 0 年代初期的表单传递系统“1 。当时，个人计算机 作为信息处理的工具尚未普及，纸张是各行各业中进行日常业务活动所不可替 代的载体，包括表单、文件、信函、技术资料等在内的各类与企业密切相关的 文档都是以纸张的形式在各个部门之间进行传递的。这种古老的载体在信息的 武汉理工大学硕士学位论文 处理、组织、存储以及查询检索方面都是低效的。人们为了提高信息收集、处 理、储存、应用、传递、共享的效率，而希望建立一种无纸化的计算机工作环 境，于是一些公司建立了自己专用的或可商品化的表单传递应用系统( f o r m s r o o t i n ga p p l i c a t i o n ) ，这些系统通常运行在大型机或小型机上，用于实现日 常表单处理的电子化和自动化，这种系统可以看成是现代工作流管理系统的一 个雏型。 8 0 年代中期，最早的一批工作流产品供应商f i l e n e t 和v i e w s t a r 把图像扫 描、复合文档、结构化路由、实例跟踪、关键字索引以及光盘存储等功能结合 在一起，形成了一种全过程支持某些业务流程的集成化的软件包，这便是早期 的工作流管理系统”1 。f i l e n e t 于1 9 8 4 年推出的w o r k f l o wb u s i n e s ss y s t e m 、 v i e w s t a r 于1 9 8 8 年推出的v i e w s t a r 、a c t i o nt e c h n o l o g y 8 0 年代推出的 c o o r d i n a t o r ，便是其中的代表。 进入2 0 世纪9 0 年代，随着电子商务和信息技术以及供应链管理思想的变 革，企业之间的竞争日趋激烈，同时企业之间的交流与合作也日趋频繁，企业 信息资源越来越表现出一种异构分布、松散耦合的特点。企业信息系统的分布 性、异构性和自制性，以及c l i e n t s e r v e r 体系结构、分布式处理技术的日益 成熟，使得集中式信息处理的时代成为过去，取而代之的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，相互关联的任务 能够高效运转并接受密切监控成为一种趋势。工作流管理系统也由最初的无纸 化办公环境，转而成为同化企业复杂信息，实现业务流程自动执行的必要工具。 这样的一个转变，使得人们从更深层次、更广领域上对工作流展开了研究工作。 1 9 9 3 年工作流技术的标准化组织，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 t c o a l i t i o n ) 的成立，更标志着工作流技术在计算机应用领域中被明确地划分出 自己的一席之地，相应的概念和术语得到了人们的认可，同时把工作流的技术 研究以及相关的产品开发带入了一个崭新的阶段。 目前，在全球范围内对工作流技术地研究以及相关的产品开发进入了更为繁 荣的阶段，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之中。市场上的工 作流产品极为丰富，据统计，1 9 9 7 年市场上约有7 0 多种工作流产品在相互竞争， 4 武汉理1 二大学硕士学位论文 多家供应商纷纷看好这块渐趋热点的i t 市场，1 9 9 7 年工作流产品的市场增长率 为3 5 。其中比较著名的工作流产品有i b m 公司的m q s e r i e sw o r k f l o w 、a c t i o n 技术公司的m e t r o 。】、f i l e n e t 公司的v i s u mw o r k f l o “0 1 、a d o b e 公司的a d o b e w o r k f l o ws e r v e r “”和p a v o n e 公司的e s p r e s s o “”等。 除了工作流产品供应商以外，许多大学和研究机构也都开展了许多研究项 目，并取得了众多的研究成果“3 “，特别是在北美和欧洲等地，在这方面的 学术研究尤为活跃，其中比较著名的项目有：i b m 公司a l m a d e n 研究中心研究开 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 f m q m ( f l o w m a r k o n m e s s a g eq u e u em a n a g e r ) 。、佐治亚大学计算机系研究的具有自适应能力的工 作流管理系统m e t e o r ( m a n a g i n ge n d t o e n do p e r a t i o n ) 1 e l 1 7 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 d d a t a b a s ee n v i r o n m e n t ) ”以及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 ew o r k f l o wm a n a g e m e n t ) “、德国 e r l a n g e n 大学研究的基于组件的工作流管理系统m o b i l e 。1 、奥地利 k l a g e n f u r t 大学采用w e b 和j a v a 技术实现的支持高级事务的工作流管理系统 p a n t ar h e i 83 等。 相对而言，国内对工作流的研究起步较晚。清华大学的吴澄院士、范玉顺 教授以及史美林教授首先展开了对工作流技术的研究。吴澄院士和范玉顺教授 以c i m s 的研究为契机，就工作流技术的理论基础、工作流建模与仿真、工作流 引擎的执行与效率分析、工作流管理系统的实现等，展开了工作流技术在c i m s 应用上的研究，并实现了基于w e b 和c o r b a 的工作流管理系统嘲“。”啪1 。 1 。2 2 工作流的发展方向 工作流技术是一种新生技术，具有良好的、广阔的发展前景。工作流的概 念虽然最早起源于生产组织和办公自动化领域，但在层出不穷的先进技术的支 持和人类煞费苦心的开发下，工作流技术已经开拓了一个多学科交叉的新型领 域，并成功运用到图书馆、医院、保险公司、银行等行业，运用到工业领域， 特别是制造业领域，运用到商业领域，如电子商务等诸多领域。经过工作流产 品供应商与工作流研究人员长期不懈的努力，工作流技术由最初的萌芽逐步发 展起来，并取得了相当的成果。目前，工作流管理领域的研究热点主要集中于 武汉理j 二大学硕士学位论文 以下几个方面2 1 3 ”2 1 3 2 5 瑚1 ： ( 1 ) 工程建模理论与建模方法：研究如何清晰、准确地表示实际应用中的过 程，特别是研究如何清晰准确地、灵活地表示过程模型。目前，已提出了许多 具体的模型和描述语言，但有待进一步的统一，工作流管理联盟在规范化方面 起了很大的作用。 ( 2 ) 模型验证和模型仿真方法：研究从理论上如何验证所建立的过程模型不 存在死锁问题，研究如何评价所建立的模型的性能和优化模型的方法，这对于 企业经营过程重组问题的研究和实施企业经营过程重组具有重要的意义。 ( 3 ) 基于w e b 的工作流：随着w w w 的迅猛发展和普及，许多工作流管理系统 产品开始支持各种各样基于w e b 的应用，支持w e b 的优势不仅在于不需要安装 特定的客户端软件，而且便于系统资源的统一管理。目前的产品还仅限于允许 在浏览器中初始化和控制工作流。随着将来更多技术的支持，在i n t e r n e t 上包 含多个w e b 工作流服务器的跨企业的工作流管理系统必将成为现实。 ( 4 ) 分布式工作流：工作流管理系统从支持单个工作组环境开始，正在逐步 提高到企业级的功能需求。通常情况下，企业的应用一般都运行在分布式环境 中。这样，单个工作流程就要允许跨越广域网上的多个服务器和客户端，通过 并行计算资源共享分布式操作充分体现其可管理性。然而，随之而来的是需要 考虑分布式系统的安全性和可互操作性。 ( 5 ) 异常处理和错误恢复问题：对于一个复杂的应用系统，出现异常和错误 是非常正常的情况，对于工作流管理系统不仅要求它在正常情况下能够发挥作 用，更重要的是要求它能够灵活地处理各种异常情况，并且在某个节点发生错 误时能够保证整个系统不会发生崩溃。目前大多数工作流管理系统都提供了异 常情况处理策略、系统容错能力、故障恢复策略、数据保护及数据恢复方法。 ( 6 ) 融入事务管理概念：事务管理是数据库技术中的一个重要概念。事务管 理充分保证了数据操作、数据存储、系统管理的正确性、可靠性和可管理性。 在工作流管理中融入事务管理的概念和模型方法可以显著提高工作流管理系统 处理大规模业务应用的能力。目前，这个问题已经得到许多研究人员的重视。 ( 7 ) 应用集成问题：工作流管理系统本身是一个完成过程建模和过程管理的 软件系统。但是，为了在企业的实际业务中得到有效地应用，它必须与企业已 有的用于实现业务应用的软件系统进行集成，通过集成来提高整个企业的应用 水平和应用效率。 6 武汉理i ：火学硕士学位论文 ( 8 ) 智能化的w f m s ：考虑到用户的工作过程实际上是业务过程的具体体现， 因此，可能通过实例学习的方法完成业务过程的自动建模。这要求w f m s 系统本 身具有学习的功能，能够从各用户的实际工作中，提取各种参数的相应过程定 义。 ( 9 ) 对移动用户的支持：商业社会的激烈竞争要求企业具有良好的反应能 力，移动办公正是为满足此种要求而出现的一种新的工作方式，它使得企业员 工能够随时随地处理他们的业务。为了支持此种功能，需要在w f m s 客户程序与 工作流引擎之间定义相应的协议。对该协议的基本要求是在尽可能增强移动用 户自主性( 能够在断开同系统连接的情况下继续对其工作项进行处理) 的同时 保证不会有多个用户同时对同一个工作项进行处理。 1 3 论文研究内容 1 3 1 项目来源 本论文受国家自然基金重点项目“网络环境下的数字制造理论与关键技术” ( n o ：e 0 5 5 0 3 3 5 0 2 0 ) 、武汉市科技攻关项目“支持企业应用集成的协同软件关 键技术及其应用”( n o ：2 0 0 6 1 0 0 2 0 8 2 ) 和武汉市重点科技攻关项目“汽车行业制 造资源a s p 服务关键技术研究”( n o ：2 0 0 5 5 1 0 2 0 2 1 ) 的支撑。 1 3 2 论文研究内容 本文在综合国内外工作流技术研究的基础上，系统地研究了动态联盟工作 流管理系统的开发与应用。本文的研究内容主要包括以下几部分：动态联盟业 务流程的规划和建模；动态联盟工作流管理系统开发平台的选择；动态联盟工 作流管理系统的体系结构及其实现；利用b i z t a l ks e r v e r2 0 0 4 、n e t 等技术 实现动态联盟工作流管理；动态联盟工作流管理系统在实际环境中的应用。 本论文的研究目标是设计一个运行在i n t e r n e t i n t r a n e t 环境上，能够满 足动态联盟需求的工作流管理系统的模型，使联盟企业能够根据自己的业务需 求安全方便地执行工作流程管理。 1 4 论文内容结构 7 武汉理工大学硕士学位论文 第一章是文章的绪论部分，介绍国内外工作流技术研究状况和发展情况， 并论述了论文的研究内容和研究意义；第二章对工作流管理系统做了详细的介 绍，涉及到工作流的过程定义、参考模型等工作流管理系统的相关知识；第三 章是动态联盟业务流程的规划和建模，论述了动态联盟业务流程的特点、总体 框图和总体工作流程图，动态联盟对工作流管理系统的需求，以及动态联盟工 作流模型的描述：第四章是动态联盟工作流管理系统的具体设计，根据系统的 设计目标和原则，提出了动态联盟工作流管理系统的体系结构，并着重阐述了 利用b i z t a l ks e r v e r 实现系统架构的原理及具体实现方案与相关技术；第五章 利用在线订单审核流程的实例，来具体说明动态联盟工作流管理系统的运行机 制。第六章是笔者所作的工作的总结及对未来工作流技术的展望。 武汉理工大学硕士学位论文 第2 章工作流管理系统概述 2 1 工作流管理系统的基本概念及参考模型 2 1 1 工作流和工作流管理系统的定义 近二十年来，不同的研究者对工作流分别提出了不同的定义。但是许多定 义都是在某个具体领域进行，从不同的角度对工作流和工作流管理系统的概念 进行了描述。7 。2 8 “，其中最显著和广泛接受的领域是企业过程重组( b p r ) a o l 。 到目前为止，对于工作流仍旧没有完全统一的定义。以下列举一些有代表性的 定义： ( 1 ) 工作流管理联盟( w f m c ) 给出的定义“”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。工作流管理系统是一个软件系统，它完成 工作流的定义和管理，并按照在计算机中预先定义好的工作逻辑推进工作流实 例的执行。 ( 2 ) i b ma l m a d e n 研究中心给出的定义“”是：工作流是经营过程中流程的计 算机化模型，它定义了完成整个过程所需的各种参数，这些参数包括对过程中 每一个步骤的定义、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。工作流管理系统是用于设计和定义工 作流程、流程执行环境、工作流相关用户和应用接口集的工具集。 ( 3 ) s u s h i lj a j a d i a 给出的定义”7 3 是：工作流是计算机的辅助流程，它由一 系列趋向于同一目标的活动组成。工作流管理系统是管理工作流程的一系列软 件，包括定义、测试、分析、仿真、集成、使能、监控、跟踪等内容。 ( 4 ) g i g a o r o u p 给出的工作流定义。2 1 是：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。 ( 5 ) g e o r g a k o p o u l o s 给出的工作流定义啪1 是：工作流是将一组任务( t a s k ) 组织起来完成某个经营过程。在工作流定义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， 武汉理：大学硕士学位论文 还可以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。 ( 6 ) a m i ts h e t h 的定义i ”1 是：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工作，它可 用各种形式来定义，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。 ( 7 ) w m p v a n d e ra a l s t 的定义。”是：工作流是一系列工作的偏序集。工作 的系列可以有多种方式，比如工作x 与y 满足x y 当且仅当x 在y 开始之前就 已经就绪。 以上这些工作流的定义，包括其他的一些工作流定义基本上都是用非形式 化语言对工作流所进行的描述，虽然表达方式略有不同，但是基本上都达成了 一个共识：工作流是企业业务流程的计算机实现，而工作流管理系统则是这一 实现的软件环境。“。使用工作流作为经营过程的实现技术首先要求工作流管理 系统能够反映经营过程的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( 活动间的执行条件、规则以 及所交互的信息，也就是控制流和信息流的定义) ，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对执行过程 监控) 。工作流管理系统则通过管理一系列工作活动以及相关人员、信息技术资 源来提供业务处理程序上的自动控制。它通过计算机软件来定义、管理监控和 执行工作流。计算机的执行顺序是由工作流逻辑的计算机描述来驱动的。它的 主要目标是对业务流程中各步骤( 或称活动、环节) 发生的先后次序，以及同 各步骤相关的相应人力或信息资源的调用等进行管理，从而实现业务过程的自 动化。当然这种管理也会在不同的信息和通信环境下实现，所涉及的范围可以 小至几人的工作组，也可以大到企业或机关各个机构之间。工作流管理系统将 人员、组织结构、信息源( 如数据库、 工具、e r p 、p d m 等) 整合成一个整体。 的用柬收容业务逻辑的业务知识仓库， 面“。 文件系统、电子邮件、计算机辅助设计 这样，工作流管理系统就成为一个理想 并给予业务逻辑一个易操作易控制的界 1 0 武汉理工大学硕士学位论文 2 12 工作流管理系统的参考模型 1 9 9 4 年1 1 月2 9 同，w f m c 发布了工作流系统参考模型( w o r k f l o wr e f e r e n c e m o d e l ) 。图2 - 1 为工作流管理联盟提出的工作流参考模型“”1 。在图所示的参 考模型中，主要涉及了三类数据和五类接口，并提供了工作流定义工具、工作 流运行服务、供调用的应用、工作流客户端应用、工作流的管理和监控五个组 件。 图2 - i 工作流参考模型 参考模型中涉及的三类数据是工作流管理系统对工作流程管理系统进行控 制和管理的基础，它们分别是： ( 1 ) 工作流控制数据：工作流执行服务工作流机通过内部的工作流控制数 据来辨别每个过程或活动实例的状态。这些数据由工作流执行服务工作流机进 行控制。用户、应用程序或其它的工作流机工作流执行服务不能对其直接进行 读写操作，它们可以通过向工作流执行服务工作流机发消息请求来获得工作流 控制数据的内容。 ( 2 ) 工作流相关数据：工作流管理系统通过工作流相关数据来确定过程实例 状态转换的条件，并选择下一个将执行的活动。这些数据可以被工作流应用程 武汉理工大学硕士学位论文 序访问并修改。因此，工作流管理软件需要在活动实例之间传递工作流相关数 据。 ( 3 ) 工作流应用数据：这种数据是指那些由应用程序操作的数据。它们是针 对应用程序的，是企业完成具体的业务功能所需要的数据，如产品结构数据、 订单数据、生产作业计划数据等。工作流管理系统无法也不需要对它们进行访 问。 在工作流参考模型中，工作流执行服务根据功能范围提供了五种外部接口。 通过这五种外部接口，工作流执行服务可以与各种工具和其它的工作流服务以 及各种外部应用进行交互或集成。这五个接口的主要功能如下“： 接口l ：过程定义数据及其交换的规范： 接口2 ：支持与参与者接口中的桌面功能进行交互； 接口3 ：支持与其它各种类型的i t 应用进行交互； 接口4 ：支持与不同的工作流管理系统进行互操作： 接口5 ：提供对混合的工作流环境进行系统监视和管理的功能。 2 1 3 工作流参考模型的体系结构 为了更好地支持企业经营过程建模、分析和实施，适应世界市场的多元化 趋势，需要建立工作流管理系统的相关标准，从系统结构、术语使用、接口实 施方面提供标准化与规范化定义，并以此为基础实现不同工作流产品之间的互 操作，实现与其他应用系统的集成。w f m c 提出了有关工作流管理系统的一些规 范，定义了工作流管理系统的结构及其应用、管理工具和其他工作流管理系统 之间的应用编程接口，其主要目的是为了实现工作流技术的标准化和开放性， 从而支持异构工作流管理系统与产品之间的互操作，并且使得其他的应用可以 使用该结构和定义好的通用a p i ( 应用编程接口) 访问不同工作流管理系统提供 的服务，实现与其他应用的快速有效集成。 图2 - 2 为w f m c 提出的工作流参考模型的体系结构图。”。它给出了抽象的工 作流管理系统的功能组成部件和接口，能够满足工作流管理系统和产品应该具 有的主要功能特征，为实现工作流产品之间的互操作提供了公共基础。实践中， 组成工作流管理系统的每个功能部件可以在不同的软硬件平台上采用不同的方 法实现，同样，接口也可以在不同的软硬件平台上采用不同的设计技术和编程 武汉理工大学硕士学位论文 语言进行编程。一般说来，工作流产品的提供商也不会将这些部件之间的所有 接口完全对外开放，但是，为了实现不同工作流产品之间的集成，他们会按照 互操作和协作的不同要求，在一定层次上开放其接口。 从图2 2 中可以看出，： 作流管理系统主要由三类构件组成： ( 1 ) 软件构件：完成工作流管理系统不同组成部分功能的实现。 ( 2 ) 系统控制数据：工作流管理系统中的一个或多个软件构件使用的数据。 ( 3 ) 应用与应用数据：对于工作流管理系统来说，它们不是工作流管理系统 的组成部分，而是属于外部系统和数据。它们被工作流系统调用来完成整个和 部分工作流管理的功能。 图2 - 2 工作流管理系统体系结构图 武汉理工大学硕士学位论文 2 2w f m s 的功能模块 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。从较高层次抽象地来考察，所有的工作流管理系 统都提供以下三种功能并可进行相关功能的扩展“”o ”( 如图2 3 所示) ： ( 1 ) 建立阶段功能，即在系统创建时对工作流程及其组成活动的定义和建 模。对经营过程的计算机定义，提供一种或多种分析、建模、系统定义技术， 将一个现实世界的经营过程转换成计算机可处理的定义。最终的定义叫做过程 模型或过程定义，表现为文本、图形或自然语言符号。 ( 2 ) 运行阶段的控制功能，即在运行环境中管理工作流过程，对工作流过程 中的活动进行调度。在一定的运行环境下，执行工作流过程，并完成每个过程 中活动的排序和调度功能。工作流管理系统的核心部件就是工作流管理监控软 件，它包含一个或多个工作流引擎。 ( 3 ) 运行阶段的人机交互功能，