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摘要 摘要 本文旨在研究基于w f m c 规范接口的工作流管理系统的应用与实现。文章 首先介绍了工作流管理系统的基本理论和相关技术,包括工作流管理系统的功 能、体系结构、接口和参考模型等理论知识,其中重点描述了w f m c 定义的五 个规范接口,指出了基于该规范接口应该实现的相关功能。在此基础上探讨了 工作流管理系统的研究现状和应用情况,包括在c n 哇s 和e r p 系统中的应用研 究。然后文章集中阐述了面向企业流程快速重组的工作流管理系统砌羽o ( b u s i n e s sp i 蝴r a p i d r e o r g a n i z a t i o nb a s e dw o r k f l o wm a n a g e m e n ts y s t e m ) ,分 析了其系统特点、体系架构和功能组成,给出了r r f i o 接口的详细说明。接着 结合实际的科研项目,提出了基于j a v a 的轻量级工作流管理系统w e b 应用体 系,参考j 2 e e 架构和模块化设计的思想进行了分层设计和功能设计,给出了系 统的详细设计方案和具体实现步骤。并用企业的两个实际审批流程进行了验证, 确保了系统的通用性和有效性。接下来,针对上海汽轮发电机有限公司的报表 审批需求,基于工作流管理系统定制开发了一个b ,s 结构的报表审批系统,增 加了文件上传、邮件分发、修改报表等相关功能,体现了工作流管理系统的灵 活性和各模块的低耦合性。最后在论文的总结中,提出了一些有待改进的地方 以及对后续研究的展望。 关键词:w f m c 规范接口,工作流管理系统,r r f i o ,j a v a ,应用,报表审批 系统 a b s t r a c t t h ea i mo ft h i st h e s i si st or e s e a r c ha n dr e a l i z et h et h e o r yo fw o r k f l o w m a n a g e m e n ts y s t e mb a s e do nt h ea p id e f i n e db yw f m c f i r s t l y , t h ep a p e ri n t r o d u c e s t h er e l e v a n tc o n c e p t i o n s , i n c l u d i n gt h ef u n c t i o n , a r c h i t e c t u r e ,i n t e r f a c e ,a n dm o d e lo f w o r k f l o wm a n a g e m e n ts y s t e m a n di ts p e c i a l l yp o i n t so u tt h ef i v eg r o u p so fa ll s p e c i f i c a t i o na n dt h ef u n c t i o n so f e a c ho o c o nb a s i so f t h e s et h e o r i e s ,t h ep a p e rt a l k s a b o u tt h ed e v e l o p m e n ta n da p p l i c a t i o no ft h i ss y s t e m ,s u c ha si nc i m sa n de r p t h e nt h ep a p e rg i v e st h ed e t a i l so fr r f i ot h a ti sab u s i n e s sp r o c e s sr a p i d r e o r g a n i z a t i o nb a s ew o r k f l o wm a n a g e m e n ts y s t e m i ta n a l y z e sr r f i o sf e a t u r e s , a r c h i t e c t u r e , f u n c t i o n s , c o m p o n e n t s , a n dt h es p e c i f i c a t i o n s o fr r f i o sa il a c c o r d i n gt o t h er e q u i r e m e n t so ft h i sp r o j e c t t h et h e s i sa l s og i v e st h es p e c w 圮 r e a l i z a t i o n so faw e b - b a s e dw o r k f l o wm a n a g e m e l l ts y s t e m ,w h i c hi sd e v e l o p e dw i t h j a v a , a n du s e st h ej 2 e ea n dc o m p o n e n t - b a s e dd e s i g nm o d e l s a n dt h i ss y s t e mi s t e s t e da n dc o n f i r m e dw i t ht w oa p p r o v i n gp r o c e s s e so fc o m p a n i e s a f t e rt h a t i t f o c u s e so nar e p o r te x a m i n i n ga n da p p r o v i n gs y s t e mb a s e do nw o r k f l o w , w h i c hi s d e p l o y e di ns t g cs u c c e s s f u l l y t h i ss y s t e mh a st h eb ss t r u c t u r ea n ds o m ee x t r a m o d u l e s ,i n c l u d i n g , p l o n d i n gf i l e s ,s e n d i n ge - m a i l s , a n dm o d i f y i n ge x c e lf i l e s t h e a g i l ea n dl o wc o u p l i n gf e a t u r e sa r cf u r t h e rc o n f i r m e db yd e s i g n i n gt h i ss y s t e m f i n a l l y , i nt h es u m m a r i z a t i o no ft h et h e s i s t h ep r o s p e c ta n dp o s s i b l ei m p r o v e m e n t s a r ed i s e u s s e d 鬣呵w o r d s :a ms p e c i f i c a t i o no fw f m c , w o r k f l o wm a n a g e m e n ts y s t e m ,r r m ,j a v a , a l , p l i c a t i o a , r 印o ne x a m n i n ga n da p p l y i n gs y s 把m 学位论文版权使用授权书 本人完全了解同济大学关于收集、保存、使用学位论文的规定, 同意如下各项内容:按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版 本;学校有权保存学位论文的印刷本和电子版,并采用影印、缩印、 扫描、数字化或其它手段保存论文;学校有权提供目录检索以及提供 本学位论文全文或者部分的阅览服务;学校有权按有关规定向国家有 关部门或者机构送交论文的复印件和电子版;在不以赢利为目的的前 提下,学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。 冯舔之 学位论文作者签名:冯琼芝 2 0 0 7 年3 月6 日 经指导教师同意,本学位论文属于保密,在年解密后适用 本授权书。 指导教师签名: 年月日 汤锯芝- 学位论文作者签名:冯琼芝 2 0 0 7 年3 月6 日 同济大学学位论文原创性声明 本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师指导下,进行 研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本学位论文 的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的 作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集 体,均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任 由本人承担。 签名:冯琼芝冯诔乏 2 0 0 7 年3 月6 日 第1 章引言 1 1 课题研究背景 第1 章引言 工作流的概念起源于生产组织和办公自动化领域他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。目的是通过将一个具体的工作分解成多 个任务、角色,通过一定的规则和过程,约束这些任务的执行和监控,以达到 提高企业生产经营管理水平【3 l 。在2 0 世纪舳年代中期发展起来的工作流技术为 企业更好地实现经营目标提供了先进的手段。如年代随着计算机和网络技术的 发展,该技术得到了快速的发展,特别是在生产制造业领域,得到较好的应用 使用工作流管理系统的目的之一是作为企业应用系统集成( e a i ) 的平台 工作流系统能够发挥很大价值的第二个使用方式是:协助涉及多人相关任务工 作流软件的开发。工作流系统的第三种使用方式是:将工作流引擎嵌入到其他 应用中。 目前,在全球范围内,对工作流的技术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 服务等已被容纳到工作流管理系统之中。工作流产品 的市场每年以两位数字的速度迅猛增产。 但在实际应用中,应用的企业还是较少,应用的范围窄,效果不理想。这 里与产品的全面性、集成性有关,也与企业应用的状况有关,具体的原因包括, 企业需要额外付出经费和精力进行构筑工作流底层环境:标准化程度差:系统 的集成性不理想;实现复杂;安全性不够,以及管理者的观念需要改变等等。 国家8 6 3 计划提出的新一代e r p 系统的标准中,明确要求以工作流引擎为 基础,加强流程控制与事务处理系统的集成。工作流在e r p 系统的发展中,是 一个相当重要的里程碑,对企业r r 的应用带来的变化是极其强烈的。以工作流 为基础可配置可重构的e r p 系统,可以将工作流和e r p 的事务处理结合在一起 进行考虑,将具有更好的集成性,具有更长的生命周期1 4 】。 第1 章引言 1 2 课题来源 上海市科技发展基金重大项目“面向企业流程快速重组的工作流技术研究” ( 0 4 d z l l 0 0 7 ) : 同济e l m s 中心与上海汽轮发电有限公司合作的报表审批系统的项目 1 , 3 课题研究目的 课题针对现有的工作流管理系统存在的问题,如:不同的厂商所提供的工 作流产品具有独立的一套工作流模型、工作流定义语言、a p i 函数。但难于在不 同系统之间进行交互,集成的效果不理想,不能方便地在不同系统间进行应用 对象的重复利用和数据的方便交流等等 课题根据工作流管理联盟提出的工作流系统参考模型,基于其定义的五类 接口规范,参照国家8 6 3 计划提出的新一代e r p 系统的标准:“研究新一代e r p 产品的工作流,制定其工作流规范,为工作流引擎的开发和系统集成提供指导, 并为e r p 产品适应不同的企业业务流程而进行的构件化配置与实旌提供技术支 持。通过新一代e r p 产品的工作流模型,反映符合中国国情的先进企业管理思 想、管理模式和管理方法,为企业动态建模、业务流程集成等提供支持,从而 为新一代e r p 产品的研发和实施应用奠定基础”,进行工作流管理系统的应用研 究与实现。 1 4 理论意义和实际应用价值 工作流管理技术是解决业务过程集成的重要手段,它与e r p 或其他管理信 息系统的集成,将实现业务流程的管理、控制和过程的自动化,使企业领导与 业务系统真正集成,实现企业业务流程的重构。 工作流是支持企业业务过程重组和e r p 系统动态重构的关键技术,工作流 技术可以支持应用程序按用户定义的流程或路线进行运行基于工作流的e r p 系统,可以通过流程的再定义,灵活地将应用系统韵功能连接在一起,快速完 成企业b p r 和e r p 系统的搭建。 基于规范接口的工作流管理系统的应用研究与实现,有利于扩大其实际企 2 第1 章引言 业应用,和降低其应用的难度。 1 - 5 论文内容及章节安排 对工作流技术进行初步研究,参照w f m c 定义的规范接口,设计适应当前 w e b 应用及企业流程管理的工作流管理系统,实现基于j a v a 的工作流管理系 统的核心功能,并针对企业的实际流程作示范应用。 章节安排如下图所示: 第二章:介绍工作流管理系统的相关理论与技术,重点分析工作流参考 模型及应用程序编程接口。以及工作流管理系统的研究现状和应用情 况 第三章:介绍由同济大学c i m s 中心自主开发的面向企业流程快速重组 的工作流管理系统r r f l o ,包括其体系架构、功能组成和系统特点 第四章:本文重点,主要介绍了如何调用r r f l o e n g 提供的应用接口开 发工作流管理系统。首先分析了r r f i o e n g 的系统接口、组件模块划分、 核心调度机制、数据交互和其定义的接口。然后介绍了具体开发时采用 的技术,包括j 删2 e e ,h i b e r n a t e 等。最后给出了系统的实现细节。 第五章:结合企业的实际流程,给出了r r f i o 的应用情况。首先是将系 统直接应用于上海亚太计算机信息系统有限公司的合同审批流程和上 海汽轮发电机有限公司的设计方案审核流程。接着是结合上海汽轮发电 机有限公司的报表审批流程,在r r f i o 的基础上针对实际需求,开发了 一个基于工作流的报表审批系统。按照软件开发的步骤依次描述了软件 的需求分析,描述了报表审批的流程并对要实现的功能作了分析,在此 基础上给出了一个系统的整体设计方案,按照功能对系统迸行了划分, 细化了需求,并对数据库进行了分析和设计,最后给出了系统软件主要 模块的实现,描述了流程的执行过程。 第六章:本文的结束部分对系统研究和开发过程作了总结并提出了进 一步研究的方向 第2 章工作流管理系统相关理论与技术 第2 章工作流管理系统相关理论与技术 2 1 工作流管理系统的功能 工作流管理系统( w f m s ) 可以用来定义与执行不同覆盖范围( 某个工作者、 部门、全企业、企业问) 、不同时间跨度( 分钟,小时、天、月) 的经营过程 按照经验过程以及组成活动的复杂程度的不同,w f m s 可以采取多种实施的方 式。在不同的实施方式中,所应用的信息技术、通信技术和支撑系统结构也会 有很大的差别,但这些w f m s 还是具有许多共同的特性。一般而言,从较高的 层次上来抽象地考察w f m s ,可以发现所有的w f m s 都包含以下三大功能模块: 建立时的建模功能、运行时的管理和控制功能,以及同用户及应用程序的交互 功能。 图2 1 描述了w f m s 三个主要功能之间的关系 国2 1w f m s 主要功能闯关系 过程建模:主要完成经营过程的计算机化的定义。在这个阶段,利用一 4 第2 章工作流管理系统相关理论与技术 个或多个建模技术与工具将现实世界的业务流程转化成某种能够被计 算机处理的形式化表示,这种形式化表示,通常称之为过程定义、流程 模型、流程模板或流程元数据。主要解决的问题是如何根据过程目标和 系统的约束条件,将系统内的活动组织为适当的经营过程。 t 作流运行控制:主要进行实例创建并控制其执行过程工作流执行服 务对使用工作流模型描述的过程进行初始化,完成流程的可操作实例的 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其待处理 的任务,并在合适的时机调用有关的应用程序资源等等该阶段实现了 在模型中定义的经营过程与现实世界中实际过程之间的连接。这个连接 通过工作流执行服务和应用软件、操作人员的交互来完成。 w f m s 中的人机交互:主要完成对工作流实例执行流程中各种行为的处 理。在流程实例的执行流程中,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,如填表,或者使用某个应用程序( 如 字处理软件、绘图软件) 生成新的文档或处理其他行为传递过来的文档 等。另外工作流执行服务也可能需要自动的调用有关的应用对数据进行 处理,如将某些数据写入到某个数据库中、调用某个应用程序对数据进 行某种转换等。 2 2 采用工作流管理系统的优点 工作流和其他管理思想、技术一样,是一种优化方法,是一种对工作进行 优化的思想和技术,其主要的优越性表现在: 可以大大缩短主要业务过程的处理时间。 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。工组流是描述一个企业内部组织 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。因此,引入工作流管理技术,通过更好地组织工作流程,并 且执行相互独立的活动,减少文档传递过程中不必要的中问状态等方法 可以达到减少文档的传递和临时存储空间的目的,从而可以大大地加快 流程处理速度,提高了部门的工作效率和管理的规范化程度 5 第2 章工作流管理系统相关理论与技术 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,降低了管理成本,从而大大提高客户服务质量。 采用工组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 工作流系统还可以提高系统日志功能。这种日志记录对于进行企业经营 过程情况的事后分析和流程优化提供了十分重要的数据。在工组流的基 础上,利用分析和控制工具,通过对已经完成的工组流实例的分析,找 出存在的不足,进雨不断改进工组流程,进行优化控制。 有利于提高软件的重用率、灵活性和适应能力 在传统的办公自动化系统中,工作流程时间采用静态管理,必须根 据不同的公文类型和组织机构设计不同的流程并编写相应的程序代码。 实际应用中,工作流程是经常改变的,这就要求工作流适应这种易变性 和不确定性。如果流程发生变化或增加新的流程,需要重新编写代码, 从而系统的开发量和维护量非常大。 工作流技术是一种先进的流程控制技术工作流提供了业务过程逻 辑与信息支撑系统的分离,并实现了应用逻辑和过程逻辑分离,这种方 式在进行企业实际应用时有显著的优点。它可以在不修改具体功能模块 实现方式的情况下,通过修改过程模型来改进系统性能,实现对生成经 营过程部分或全部的集成管理,有效地把人、信息和应用工具合理组织 在一起,提高软件的国产率,发挥系统的最大效能。因此,采用工作流 管理技术,可以增强系统的适应能力,提高软件系统的可维护性。最重 要的时在业务处理过程受外界动态变更影响时,可以及时作出相应的相 应和调整。 协同工作的需要 由于技术原因,企业不可能采用单一软件系统来处理工作中的所有 业务,只能根据各自业务的特点选用或开发相应的软件,可是由此形成 了一系列的自动化孤岛。各个业务环节之闻存在着大量的相关数据和信 息需要进行交流和沟通。工作流技术是致力予业务流程的自动支持和协 作,以降低成本和流程执行时间,提高企业服务质量和工作效率的技术 6 第2 章工作流管理系统相关理论与技术 采用工组流技术可以实现与同一处理过程中别的应用系统或数据库相 互协作,包括文字处理、电子表格、多媒体文件等,成为解决这一问题 的有效方法。 适应业务流程变化的需要 随着计算机技术和网络技术的发展,以及伴随着市场竞争的加尉, 企业对提高生产、缩短生成周期的要求更加强烈。组织机构内部的业务 过程数量比以前急剧增加,以提供更多的产品或服务,业务流程也变得 更加复杂,组织机构的改革可能需要对业务流程进行调整和重组。与此 同时,针对部门的计算机应用已不仅仅停留在诸如文档处理、公文流转 以及信息发布等这些简单的业务层面上。越来越多韵企业或部门要求将 信息技术的应用扩展到相关业务中,因此,越来越多的组织机构开始认 识到需要有支持设计和执行业务流程的高级工具业务流程问题成为目 前信息系统开发中的突出问题,要求信息系统包含工作流管理系统以支 持各种业务流程。 2 3w f m c 工作流管理系统体系结构【2 】 为了实现工作流技术的标准化和开放性,从而支持异构w f m s 之间的互操 作性,w f m c 提出了一系列有关w f m s 的规范,包括w f m s 的结构、w f m s 与应用、管理工具和其他w f m s 之间的应用程序接口( w a p i ) ,使得其他应用 程序也可以使用该结构和定义好的通用应用程序编程接口访问不同的w f m s 提 供的服务,实现与其他应用的快速有效集成。 图2 2 显示了w t m c 提出的工作流管理系统参考体系结构图,这个参考体 系结构给出了抽象的w f m s 的功能组成部件和接口,它能满足w f m s 和产品应 该具有的主要功能特征,可为实现工作流产品之间的互操作性提供公共的基础 可以看出,w f m s 主要包含三种类型的部件: 软件构件:完成w f m s 不同组成部分功能的实现,包括流程定义工具、 工作流引擎、任务管理器和系统管理和监控工具等。 系统控制数据:w f m s 中的一个或多个软件结构使用的数据,包括流程 定义引用到的组织角色模型数据、工作流控制数据、相关数据等 应用程序和数据库:属于外部系统和数据,被工作流系统调用来完成整 7 第2 章工作流管理系统相关理论与技术 个或部分工作流管理的功能。 _ 软件构件 口系统控制致握 团外部产品敦撂 图2 2 工作流管理系统参考体系结构图 工作流参考模型来源于对普通工作流程序结构的分析,确定结构中的接口, 这些接口可以使不同产品在不同的结构层次上协同工作所有工作流系统都包 含一系列的公共组件,组件间采用一套被定义好的方法进行协作;不同的产品 在这些公共的组件中,会表现出不同的处理能力。为了实现不同工作流产品间 的协同工作,需要在这些组件间制定一套标准的接口和数据交换格式通过实 现这些标准接口,可以达到产品问的协同工作。 图2 3 描述了工作流体系结构中的主要组件与接口: 8 第2 章工作漉管理系统相关理论与技术 e 固 接刚 ? 图2 3 工作流管理联盟的工作流参考模型 工作流执行服务器周围的接口w a p i ( w o r k f l o wa p b ) ,通过这些接口可以 访问工作流系统的服务,这些接口还控制工作流控制软件和其他系统组件问的 交互。在这五个接口的许多功能,都是被两个或更多个接口同时拥有的,因此 w a p i 可以看作是统一的服务接口,可以交叉使用这五个接口来支持工作流管理 功能,而不是单独的使用其中某个接口。 有了工作流接口的规范,就使德工作流系统的各个部分成为独立的组件。 在理想的状态下,组件的开发要遵循统一的接口,各个组件就可以独立地进行 开发一个完整的系统是集成各个组件而实现的,统一的标准接口为各个工作 流系统的协作提供了基础【1 1 2 4 1 工作流定义转换接1 :3 ( 接口一) 嗍 在建模或定义工具与运行时期工作流管理软件间的接口,被称为过程定义 导入,导出接口。这个接口的特点是:转换格式和a p l 调用,从而支持过程定义 信息间的相互转换。这个接口也支持已完成的过程定义间的相互转换,或过程 定义的一部分。例如,过程定义的改变或者活动中属性的改变 使用标准的过程定义格式有很多好处: 9 第2 章工作流管理系统相关理论与技术 首先,把建立阶段与运行时期环境进行了分离,可以使用一个建模工具来 产生过程定义,这个过程定义可以作为很多个不同工作流运行时期产品的输入 从而用户可以单独地选择建模工具和工作流运行时期产品 其次,可以为几个工作流机输出过程定义,这几个工作流机合作来构成分 布式的工作流执行服务器 w f m c 在此部分作了以下两个方面的工作: 1 1 提出了一个元模型,可以用来表示过程定义中的对象,对象间的关系 和属性。这个元模型为不同的产品间的过程定义相互转换奠定了基础,并形成 了一套转换格式 2 1 工作流系统闯或工作流系统与过程定义产品问的a l l 调用,提供了公 共的方法来访闯工作流过程定义访问可能是读,读,写或者只写操作,并且操 作标准对象集合 从过程定义库或者其他资源中,获得工作流过程的名称列表 选择工作流过程定义,为更多的对象级操作提供会话旬柄 读,写上层工作流过程定义对象 工作流定义对象操作 创建。恢复,删除工作流定义中的对象 恢复,设置,删除对象的属性 2 4 2 工作流客户端应用程序接口( 接d - - ) 【1 8 1 任务表处理器是在需要调用人类资源的活动中,用来与终端用户进行交互 的软件任务表处理器可以作为工作流产品的一部分提供给用户,也可以由用 户自己开发。在其他情况中。工作流可能要与普通的办公系统进行基础,例如 e m a i l 来为终端用户提供一个统一的任务管理系统。这就要求在工作流执行服务 器与工作流客户端应用程序间有一个非常灵活的通信机制,来构建各种可能遇 1 0 第2 章工作流管理系统相关理论与技术 到的运行系统 在工作流模型中,通过客户端应用程序与工作流机间的定义良好的接口进 行交互在这个接口中包含任务表由工作流机分配给用户的任务序列。最 简单的情况是,工作流机访问任务表,来把任务分配给用户;任务表处理器访 闻任务表,向任务表中添加任务项 任务表中任务项的激活( 侧如,启动应用程序,连接工作流相关数据) , 可能是由工作流客户端应用程序或者终端用户控制的在工作流客户端应用程 序与工作流执行服务器问定义了一系列的方法,用来向任务表中添加任务项, 从任务表中删除完成的活动,激活临时挂起的活动等 任务表处理器也可以调用应用程序,或者直接调用,或者由终端用户调用。 与任务表相关的部分活动的数据,是任务表处理器用来调用应用程序所必 须的信息。当应用程序数据是强类型时,在任务表处理器中要存放一个联接, 用来实现程序的调用在其他情况中,在任务表处理器与工作流机问要进行完 全的应用程序名称和地址信息的交换;这时,工作流客户端应用程序也可能实 现一些应用程序调用接口( 接口三) 中的功能,来获得必要的信息。 任务表中可能要包含一个过程中的几个不同实例的相关任务,或者包含几 个不同过程中的一个共同活动项。一个任务表处理器可能要与几个不同的工作 流机,几个不同的工作流执行服务器进行交互。 因此,客户端工作流应用程序与工作流机间的接口必须十分灵活,来满足 下边的几方面功能的实现多样性; 过程和活动表示符 资源名和地址 数据引用和数据结构 可选择的通讯机制 w f m c 在其文档中,分开发布了a p i 规范,下面是对客户端应用程序a p i 使用的一个概述,提供了对单独或者多个过程活动实例的操作命令,就象任务 表一样 建立对话 连接断开参与系统问的会话 工作流定义操作 对工作流过程定义名称或者属性的恢复,查询功能 1 1 第2 章工作流管理系统相关理论与技术 过程控制功能 创耄,开始结束一个过程实例 挂起,唤醒一个过程实例 在过程实例或活动实例中强制一个状态发生改变 查询过程实侈i 或活动实例的属性 过程状态功能 打开,关闭过程实例或活动实例的查询,设置过滤标准 获取过程实例或活动实例的详细信息 获取具体过程或活动的详细信息 任务表任务项处理功能 打开,关闭任务表查询,设置过滤标准 获取任务表中的项目 通知选择,重分配结束一个任务项 查询任务项属性 过程管理功能 改变过程定义或者它的实例的运行状态 改变某种类型的所有过程实例或活动实例的状态 为某种类型的所有过程实例或活动实例的属性赋值 终止所有过程实例 数据处理功能 恢复返匝工作流相关或应用程序数据 应用程序调用 2 4 3 应用程序调用接口( 接1 2 1 = ) 【1 毋 应用程序调用a p i 的详细语法、语义最为w t m c 规范的一部分给出。操作 覆盖了一些不同的基本接口,包括表2 1 中的一部分,其中一些操作是同步的, 一些是异步的。a ll 的操作可以是单线程的,也可以是多线程的,后者使用活动 m 来区分线程。 1 2 第2 章工作流管理系统相关理论与技术 表2 1 部分应用程序调用a p ! 接口类型工作流相关数据访问候选标准 本地过程调用本地文件无 ( l o c a lp l 嘴昭c a n ) s h e l l 教本( 8 1 k 1 1s 面p 1 )本地文件 。 p ( s 环境 o r b 调用( o r bc a l l ) 通过引用( 调用参数) 有 远程执行调用通过引用( 调用参数)有 ( r e m o t ee x e c u f i o nc l ) 消息传递内含或引用有 ( m 嘲g ep a s s h l g ) ( f m b e d d e do rv i a 球矗蚰) 事务处理( n i a c t i 蛐)内含或引用有 ( e m b e d d “lo r 、r i a “哇明f e n o e ) 应用程序调用可以使用的一些命令包括: 刨建会话 连接断开应用程序会话 活动管理功能 开始活动 挂起,恢复,放弃活动 活动完成通知 信号事件 查询活动属性 数据处理功能 提供工作流相关数据 提供应用程序数据或数据地址 2 4 4 w a p i 协调工作功能接口( 接口四) w f m c 的一个主要目标是,为不同开发商的工作流系列产品,相互间能够 进行无缝传递工作项定义标准。 w f m c 定义了四个协同工作模型,包含多种协同工作能力级别。 链锬式:这个模型支持在两个工作流环境中传递一个任务,这个任务会在第 第2 章工作流管理系统相关理论与技术 二个环境中独立执行,不需要同步可以使用一个网关应用功能来实现这种 模型,网关负责处理数据格式转换、过程和名称映射等,例如在两个执行服 务器中使用标准a p i 调用。 子过程嵌套:一个过程可以全部在一个工作流机范围内执行,封装成父过程 的一个任务,在一个与执行父过程不同的服务器中运行在父过程与封装过 程间存在一个等级关系,构成父过程的子过程。这种等级关系可以延伸到很 多层,形成嵌套子过程产品可以实现回归,也可以不实现。 p 2 p :这个模型是一个完全的混合环境一个复合过程c ( 包括活动 c 1 ,c 2 c 3 ,c 4 ,c 5 ,c 6 ) ,c 中的活动需要在多工作流机执行服务器中执行,形 成一个共享范围在这个模型中。过程是由任务到任务来推进的。不需要用 户或管理员参与,交互只在工作流机间存在 相似同步;在这个模型中,允许独立执行两个过程,但是在两个过程间要有 同步点同步需要,一旦每个过程都达到在其执行序列中的一个预先定义的 点,就要激发一个公共事件这种机制可以用来在交叉执行的线程中进行过 程时间安排、检查恢复数据、在不同的过程实例阃传递工作流相关数据等。 2 4 5 管理和监视接口( 接口五) 接口中至少包含以下类型的操作: 用户管理操作 建立删除吊销,修改用户或工作组的权限 角色管理操作 定义删除,修改角色的参与者 设置或取消角色属性 审查管理操作 查询,手】印,新建,删除审查记录或事件日志等 资源控制操作 设置取消修改过程或活动并发级别 访问资源控制数据( 数量、开始、使用参数等) 过程管理功能 改变工作流过程定义或其扩展过程实例的运行状态 1 4 第2 章工作瀛管理系统相关理论与技术 使用不使用某个版本的过程定义 改变某一类型的所有过程活动实例的状态 为某一类型的所有过程,活动实例的属性赋值 终止所有的过程实例 过程状态功能 打开关闭过程,活动实例查询,设置过滤标准 取得过程活动实例的详细信息 取得特殊过程或活动实例的详细信息 2 5 工作流管理系统的应用研究 2 5 1 工作流管理系统的研究现状 目前工作流技术的研究日益受到了人们的重视,不仅有大学和研究机构在 开展多项研究,产品供应商也在不断地推出新的产品,来补充应用中存在的不 足。国外的研究机构和厂商主要有w f m c 、o m g 、m m 、f i l e n e t 、a c t i o n 等, 国内主要有h u i h o o 、西安协同、上海东兰等,还包括非商业化的一些开源组织。 在工作流理论与实施技术上。研究的主要问题包括三个方面:第一方面为工作 流的理论基础,包括:工作流管理系统的体系、模型( 工作流的建模方法、工 作流模型的形式化表示) 、语言( 工作流定义语言) 、接口等的研究,这方面的 研究相对来说比较成熟:第二方面为工作流的实现技术,包括:工作流的事务 特性、各种先进软件技术的应用、性能、工作流仿真、可靠性方面的研究,对 它们进行研究的目的是要提高工作流管理系统的性能,尤其是提高工作流管理 系统的可靠性以及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、应用集成等。 市场上的工作流产品从几乎被过程类产品独占,发展到以通讯为中心的、 以文档为中心的和以过程为中心的产品三足鼎立的局面。1 1 1 l 通讯类产品代表了 工作流产品发展的最新趋势。是以电子邮件为底层通讯机制,它们将工作流技 术带入了过去无法应用的领域。以文档为中心的产品应用主要集中在电子文档 的生成、汇集和全局管理方面。这类工作流管理系统通常是文档管理应用软件 1 5 第2 章工作流管理系统相关理论与技术 的一部分。而过程类产品在三类产品中发展时问最长,占有的市场份额最大 2 5 2 工作流管理系统的研究与产品发展趋势 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 r n 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: 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 会得到充分的重视和长足的发展。 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。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。 代理技术与工作流管理技术的结合 代理技术与工作流技术都是近年来受到广泛重视并得到长足发展的计算机 软件技术,在分布对象技术的基础上,充分发挥工作流技术在灵活性方面的优 势和代理技术在知识表达、事务处理、智能性能方面的优势,将这两种技术进 行有机结合,以工作流管理为基础,以代理技术为核心,将开发出具有良好前景 的应用软件产品。 内置到商用企业应用软件包中 在过去的几年里,为了使通用软件能够满足客户提出的特别需要,s a p 等公 司将工作流技术引入到他们的产品中,使用户可以按照预定的顺序调用这些产 品的不同功能模块,满足本企业的特殊需求 基于w e b 的工作流 随着w e b 技术的普及,基于w e b 的工作流技术将得到充分的发展。工作 流可以通过w e 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 分布式工作流 现代信息系统的分布性、异构性和自治性的特征越来越显著,相应的组织 第2 章工作流管理系统相关理论与技术 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。在这样的环境下要完成不同应用系统的集成、不同组织人员的协作,并 最终实现业务过程规范化、自动化与高效率,所采用的工作流管理系统必然要 具有分布式的特点。分布式工作流反映了“多节点,多路径返回、周步异步工 作模型”的需求。 融入事务管理的概念 目前大部分工作流产品不支持事务的概念,甚至不能保证活动的执行是一 个a c i dfa t o n d d t y , c o n s i s t e n c y , i s o l a t i o n , d u r a b i l i t y ) 的事务。这意味着系统不 能保证工作流实例的正常运行,也无法保证系统能够正常运转。当工作流非正 常中断时,工作流产晶也无法保证能够正确地恢复数据。有些供应商已经考虑 到这个问题,并做了一些努力,但工作流产品在这方面的性能还有待改进 t 作流模型的分析和仿真工具 目前,越来越多的用户要求能够对模型进行评估和性能测试,仿真和性能监 控工具的引入,将不可避免地成为新一代工作流产品的发展趋势。 柔性工作流( f l e x m l ew o r k f l o w ) 很多情况下,工作流模型中的流程结构、资源以及与各种业务和组织相关 的限制条件是经常变化的。因此,工作流系统的结构必须有足够的柔性来应对 这些不可预知的变化。传统工作流不支持对工作流的实时动态修改,即不能在 工作流运行时对工作流进行动态调整。i 1 4 而柔性工作流能够支持对于正在运行 的工作流流程进行实时、动态的修改。柔性工作流技术是指与工作流动态修改 相关的所有技术,包括工作流模型正确性分析、动态修改、动态修改的策略及 其实现方法、历引起的问题及解决方法。在文献i 明中,k a l n l n c :g 对柔性工作流系 统所要完成的功能进行了概括,分为九种情况,包括动态修改和编制流程定义, 可配置工作流执行模型、具有自反性等。 工作流管理系统应提供管理工作流的柔性方法,因为它们表示的业务流程 不时地要求进行修改在工作流管理系统中提供柔性特征是当前及今后一个非 常热门的研究方向,因为现在所使用的工作流系统极少具有这些特点已确定 有两种方法在工作流中获得柔性,即由选择而具有柔性( f l e x i b i l i t yb ys e l e c t i o n ) 和经适应获得柔性( f l e x i b i l i t yb ya d a p t i o n ) 。 2 5 3 工作流管理系统在c i m s 中的应用 1 7 第2 章工作流管理系统相关理论与技术 工作流技术在c i m s 中具有广阔的应用前景,尤其是在当前敏捷制造、并行 工程、企业经营过程重组得到企业广泛认同和重视的情况下,根据我们对工作 流技术和c i m s 应用的了解,工作流技术可以在以下一些领域得到应用并发挥重 要作用。 并行工程 工作流技术可以很好地用于产品开发过程的建模和管理,也可以作为 产品协同设计、产品设计中的冲突协调、产品数据管理与流程控制的支撑 系统。在这一应用中,需要增强工作流对产品数据及其相关集成文档的描 述能力,并且需要在工作流技术中融入c s c w 的技术和方法。 敏捷制造 工作流管理可以作为企业问信息集成的使能工具,基于w e b 和基于邮 件方式的工作流管理系统可以为企业灵活地组建动态联盟和实现信息交换 发挥重要作用在这一应用中,要充分考虑广域网环境下系统之间信息传 递的可靠性问题,以及不同工作流系统之间的互操作和重构问题。 供应链管理 工作流管理技术可以较好地用于实现供应链建模和管理功能,结合工 作流仿真和优化技术,还可以用于企业分销体系和供应体系的优化。 企业经营过程重组 这是工作流技术应用的主要领域。虽然工作流管理为系统的重构提供 了必要的手段,但要真正实现企业经营过程的快速重组,企业的应用系统 需要按照组件方式进行构建或改造,对应用组件的粒度要求也应该与过程 重组所需的灵活性相匹配即灵活性要求越高,应用组件的粒度应该越小。 企业建模与系统集成 以工作流模型为核心,以功能、信息、组织与资源视图为辅助手段, 研究集成化企业建模方法,开发相应的集成化企业建模工具。在进行这方 面的研究时,重点解决不同视图模型之间的集成和模型的一致性问题,在 此基础上,建立以工作流管理系统为基础的集成平台和集成框架软件,实 现方便、快捷、灵活的应用系统集成。 工作流技术综合了计算机科学和管理科学中诸多研究领域的原理、方法和 技术,如:数据库管理、面向对象技术、c 搐技术、编程语言、图形化用户界面、 系统集成、消息传递、文档管理、仿真等等。近些年,企业对过程建模、b p r 1 8 第2 章工作漉管理系统相关理论与技术 工具、敏捷制造、并行工程的需求。为工作流技术的应用提供了一个广阔的市 场,使工作流产品得以迅速发展同时,工作流产品供应商不断将信息技术、 w e b 技术等研究中的最新研究成果应用于自己的产品开发中,促进了它的普及 与应用虽然目前的工作流产品还存在很多问题有待解决,但随着工作流技术 的进一步发展,它必将在提高企业的效率和竞争力,使企业更好地适应市场变 化等方面起到举足轻重的作用 2 5 4 工作流管理系统在e r p 中的应用 传统e r p 为制造业企业产供销人财物的管理提供了一整套优化企业资源利 用,集物流、信息流、资金流为一体的现代化管理工具但是它在过程集成和 企业间集成方面存在不足。具体表现在; 传统e r p 是一个面向功能的事务处理系统。它为业务人员提供了丰富 的业务处理功能,但是每个业务处理都不是孤立的,它一定与其他部门、 其他人、其他事务有关,这就构成了一个业务流程。传统e r p 对这个 业务流程缺乏有效的控制和管理。许多流程是由人工离线完成的。e r p 产生了许多报表、文件被打印装订成册,按流程规定交给有关领导审批。 这样,后果之一是,领导置于系统之外,他们不关心系统的运行,使系 统的实施效果大打折扣。后果之二是,信息化本该向无纸化方向发展, 但是由于没有业务流程的电子化控制,使得现行e l 蹬系统不是省纸化、 无纸化,而是多纸化。这不仅增加了系统的运行

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