（机械设计及理论专业论文）基于web的工作流管理系统技术研究与实现.pdf

武汉理工大学硕士学位论文 摘要 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自动化的核心技术。大力发展并 推广工作流技术对于促进我国企业管理规范化和信息化有重要的现实意义。 随着计算机网络技术的发展和i n t e r n e t 应用的不断普及，w e b 技术因其界 面的一致、简单及与平台的无关性，在其出现之后就得了迅速发展。同时 i n t e r n e t 的发展及企业i n t r a n e t 的建构为人们提供一个理想的协同工作环 境，同时也使基于w e b 的工作流管理系统成为可能。w e b 应用程序开放、跨平 台的特性使基于w e b 的工作流管理系统已经成为一种发展趋势。 本文在综合国内外工作流技术研究的基础上，探讨了基于w e b 的工作流管 理系统技术的开发与应用，文章的主要工作包括以下几部分： ( 1 ) 根据用户的角色分类，对基于w e b 的工作流管理系统应具备的功能 作了详细的需求分析，以及对系统所要求的开发平台也作了必要的 需求分析； ( 2 ) 选择n e t 作为基于w e b 的工作流管理系统开发的平台，并阐述了具 体的理由； ( 3 ) 对工作流模型进行了分类设计； ( 4 ) 探讨了工作流系统的具体实现方案； ( 5 ) 构建了基于w e b 的工作流管理系统的总体架构，详细地讲解了如何 利用b i z t a l ks e r v e r2 0 0 4 技术实现这一系统架构的原理、工作机 制及具体实现方案，并对涉及到的关键技术的应用作了比较深入的 探讨： ( 6 ) 采用了制造企业中转向器产品设计流程的自动化管理的一个例子， 来具体说明基于w e b 的工作流管理系统的运行机制。 最后是笔者所作工作的总结及对未来工作流技术的展望。 关键词：工作流，工作流管理系统，n e t ，b i z t a l ks e r v e r a b s t r a c t w o r k f l o wt e c h n o l o g y ，i st h ec o r et e c h n o l o g yo fr e a l i z i n gb u s i n e s sp r o c e s s a u t o m a t i o nu l t i m a t e l y , a n di t c a l lr e a l i z eb u s i n e s sp r o c e s sm o d e l i n g ，b u s i n e s s p r o c e s ss i m u l a t i o na n a l y z i n g ，b u s i n e s sp r o c e s so p t i m i z i n g ，a n db u s i n e s sp r o c e s s m a n a g e m e n ta n di n t e g r a t i o n d e v e l o p i n ga n de x t e n d i n gw o r k f l o wt e c h n o l o g yi s v e r ys i g n i f i c a n t f o r e n t e r p r i s e s t o p r o m o t em a n a g e m e n t n o r m a l i z ea n d i n f o r m a t i o n i z a l i o n w i t ht h er a p i dd e v e l o p m e n ti nc o m p u t e ra n dn e t w o r kf i e l d s ，e s p e c i a l l yt h e i n t e m e t a p p l i c a t i o n sp o p u l a r i z a t i o n ，w e bt e c h n o l o g y i s p r o g r e s s i n gr a p i d l y b e c a u s eo fi t su n i f o r ma n ds i m p l eu ia c c e s s i b l ef r o ma n y w h e r e , a n di r r e l e v a n tw i t h p l a t f o r m i t i s p o s s i b l e f o r p e o p l e t o d e v e l o p w e b b a s e dw f m sa si n t e r a c t d e v e l o p m e n t a n de n t e r p r i s e si n t r a n e tb u i l d i n gp r o v i d i n ga ni d e a lc o o p e r a t i v ew o r k e n v i r o n m e n t a n dw e b b a s e dw i m sh a sb e c o m eat r e n db e c a u s ew e b a p p l i c a t i o n p r o g r a m i so p e na n ds p a na c r o s si nd i f f e r e n tp l a t f o r m i nt h i sa r t i c l e ，w e b - b a s e dw f m si ss t u d i e da n da p p l i e db a s e do nr e s e a r c ho f w o r k f i o wt e c h n o l o g ya r o u n dt h ew o r l d t h ea u t h o r sm a i nw o r k i n g sa r eg i v e na s f o l l o w s ： ( 1 )a c c o r d i n g t od i f f e r e mu s e r sr o l e ，t h i sp a p e rd oe l a b o r a t ed e m a n d a n a l y s i si n t h ew e b b a s e dw f m s r e q u i r e df u n c t i o n ，a n dn e c e s s a r yd e m a n da n a l y s i so f d e v e l o p m e n tp l a t f o r mu s e d f o r t h es y s t e m ( 2 ) s e l e c t n e ta s d e v e l o p m e n tp l a t f o r mo ft h e w e b b a s ew f m sa n dg i v e r e a s o n ( 3 ) w o r k f l o wm o d e l sc l a s s i f i e dd e s i g n ( 4 ) d i s c u s s w f m s r e a l i z a t i o n ( 5 ) t h e s t r u c t u r eo fw e b - b a s e dw f m sh a s d e s i g n e d i nt h i sa r t i c l e e x p a t i a t e do i l t h et h e o r ya n dd e t m l e dp r o j e c to f r e a l i z i n gt h es t r u c t u r e ，w h i c hu s e dw i t h b i z t a l ks e r v e r2 0 0 4a n do t h e rc r u c i a l t e c h n o l o g i e s ( 6 ) d e s c r i b e t h ew e b b a s e dw f m s r u nm e c h a n i s mw i t ha ne x a m p l eo f n m n i n g r e d i r e c t o rd e s i g n a u t o m a t i c a l l yi nt h e m a n u f a c t u r e e n t e r p r i s e t h ee n di st h es u m m a r i z a t i o no ft h ea u t h o r s w o r k i n ga n dt h ep r o s p e c to f w o r k f l o w t e c h n o l o g y 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 s y s t e m ( w f m s ) ，n e t ， b i z l a l ks e r v e r 鎏鎏篓三态堂璧，兰矍篓燕兰 第一章绪论 随着计算机功能的迅速增强、相关应用软件系统的日葫丰富、网络技术和 i n t e r n e t 技术的日益普及，计算机越来越成为人们工作和生活不可或缺的工 具，同样，计算机在企业的生产经营中也起着越来越重要的作用。但是，由于 信息技术的发展和日趋激烈的商业竞争，人们不再满足于独立、零散的办公自 动化和计算机应用，而是需要综合的、集成化的解决方案。作为一种对常规性 事务进行管理、集成的技术，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 ) 的出现是必然的。它可以带来以下收益： ( 1 ) 改进和优化业务流程，提高工作效率，降低管理成本； ( 2 ) 在最大程度上集成企业的现有信息资源，实现资源的充分利用； ( 3 ) 实现更好的业务过程控制，提高服务质量； ( 4 ) 提高业务流程的柔性和开放性，使企业的信息系统能够顺利地扩展以满 足不断变化的市场环境等。 目前，由于信息技术广泛而深入地研究和应用，相关技术( 如中间件、网 络技术等等) 的飞速发展，使得开发现实的、高效的、实用的工作流系统成为 可能，经过近年来的研究和开发，工作流相关产品大量涌现，业务范围涉及到 了各行各业。 1 1 国内外工作流研究状况和发展趋势 1 1 1 工作流问题的起源和发展 8 0 年代初期，在p c 机尚未作为信息处理工具而出现的时候，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处理、组织、存储以及查询检索方面都是 低效的。因此，人们希望出现一种无纸化的、计算机使能的工作环境。一些公 司、企业也建立了自己专用的或者可商品化的表单传递应用系统 ( f o r m s r o u t i n ga p p l i c a t i o n s ) ，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与自动化。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 筑汉瑗工大攀疆士学位论文 扫描、复合文档、结构化路由( s t r u c t u r e dr o u t i n g ) 、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。很显然，这种增值性质的集成 化软件系统为企业简化与重组自己的关键业务流程提供了一种非常合适的方 案；而且，由此我们还可以看出，工作流从最初的诞生之日起就是作为一种面 向过程的系统集成技术而出现的，只不过限于当时的计算机发展水平，它所集 成的功能较为简单而已。 进入9 0 年代，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 服务等都已被容纳到工作流管理系统之中， 而且随着计算机技术的发展，新的技术将不断地被及时地融入工作流中，使得 工作流技术得以不断完善。 1 1 2 工作流技术的研究现状 纵观工作流软件产品从8 0 年代到如今的发展，可以把它总结为三个阶段： 第一阶段，主要为应用于某些特定领域的、相对独立的应用系统，比如图像、 文档管理系统；第二阶段，主要表现为具有底层的通信基础结构，能够实现任 务协作的应用系统，比如具有消息传递功能的工作流系统：第三阶段，具有图 形用户界面的过程定义工具、用户定义与任务执行完全分离的工作流系统，其 体系结构更符合工作流管理联盟( 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 e m c ) 所提出的标准结构。经历了这三个阶段的发展，工作流产品基本上确定了它在 计算机应用软件市场上的独立位置，在工作流这一框架下，比较基本的、主要 的研究内容包括以下几个方面“3 ： ( 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； ( 3 ) 工作流的事务特性：研究目的在于将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 一 ( 4 ) 工作流的实现技术：包括面向对象技术、异构分布式计算、图形用户界 面、消息通信、数据库、w w w 等在内的与工作流系统豹设计实现有关的 各项技术、方法； ( 5 ) 工作流的仿真与分析方法； ( 6 ) 工作流的集成与互操作技术：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； 垫姿塑三銮竺堡。圭兰堡笙苎一 ( 7 ) 工作流与经营过程重组：研究如何通过工作流系统的实旌来有效地实现 企业的经营过程重组。 目前市场上有很多种工作流产品在相互竞争，其中比较著名的有i i 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 。1 ，f i l e n e t 公司的v i s u a w o r k f l o 【_ ，a d o b e 公司a d o b ew o r k f l o ws e r v e r “1 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。“”。1 ，对工作流技术的发展做出了巨大贡献。其 中比较著名的有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 椭式工作流管理系统e x o t i c a f m q m ( f l o w m a r k o nm e s s a g eq u e u em a n a g e r ) ”1 、 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 ) “、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 e e 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 e f o r e 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 ) 1 “。 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 教授以及史荚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 l 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“1 。”“。史 荚林教授从c s c w 的研究出发，对工作流的实现技术、工作流的异常处理及恢 复等提出了独到的见解，同时也实现了基于w w w 的工作流处理系统w o w 晰! “”“” 西北大学在对工作流模型的建模工具、工作流管理系统中的异常处理、工作流 的实现技术等研究的基础上，实现了商业意义上的工作流管理系统 s y n e c t f l o w ”。随着研究的深入开展，工作流技术得到愈来愈多的院校和科研 机构的重视。 1 1 3 工作流技术的发展趋势 目前工作流系统普遍存在着灵活性、容错性、可伸缩性、可靠性、标准化 程度差，不可互操作性、安全性低以及实施复杂等方面的问题，这些问题严重 阻碍了工作流技术的应用普及，增加了向高端工作流管理系统发展的难度。如 何将工作流技术进行更深层次的研究，是众多工作流开发人员苦思冥想的问 题。工作流技术研究的主要方向有两个“”： 是为工作流技术的发展解决理论上存在的问题，探讨工作流模型和语义 武汉理工大学硕士学位论文 的形式化表示方法等。工作流的理论基础包括工作流管理系统的体系、工作流 建模方法、工作流模型的形式化表示和定义语言。对这些基础理论的研究有助 于提高标准化程度和降低工作流系统的开发难度，提高工作流的性能。工作流 管理联盟提出工作流参考模型体系结构、工作流管理系统互操作接口定义、工 作流定义语言，为工作流系统的开发提供了很大的参考价值。此外国外在工作 流建模方法已进行了深入的研究，目前主要的工作流建模方法就有：基于活动 网络的建模方法、基于p e t r i 网的建模方法“”、基于状态与活动的建模方法等。 二是从工作流技术实现的角度探讨利用先进的技术提高工作流管理系统 的性能和可靠性。如何根据设计好的工作流模型，快速高效地实现工作流管理 系统的执行是首要问题，同时根据目前各种复杂的业务，工作流技术还需要解 决如何提高工作流管理系统的可靠性、柔性和大规模复杂应用的分布性等问 题。工作流的实现技术包括有底层通信技术、系统组成部分的协作等方面。 工作流技术是一个新生技术，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。市场上也存在 着多种多样的工作流产品，可以适用于很多领域。 1 2 论文研究内容和研究意义 1 2 1 项目来源 本论文受国家科技攻关项目“支持网络制造的协同交互与资源共享平台研 究与产业化”( 项目编号：2 0 0 3 b a l 0 3 a ) 的支持。 1 2 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，研究探讨了基于w e b 的工作 流管理系统技术的开发与应用，本文的研究内容主要包括以下几部分：基于w e b 的工作流管理系统研发平台的选择；基于w e b 的工作流管理系统功能的需求分 析：利用b i z t a l ks e r v e r2 0 0 4 等技术实现工作流管理，及其在实际环境中的 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 足企业实际应用的工作流管理系统的模型，使组织能够根据自己的业务需求安 武汉理工大学硕士学位论文 全方便高效地执行工作流程自动化管理。 1 2 3 论文研究意义 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。推动工作 流技术的发展对于促进企业管理的规范化和信息化建设具有十分重要的现实 意义。 随着计算机网络技术的发展和i n t e r n e t 应用的不断普及，w e b 技术因其界 面的一致、简单及与平台的无关性，在其出现之后就得了迅速发展。同时 i n t e r n e t 的发展及企业i n t r a n e t 的建构为人们提供一个理想的协同工作环 境，同时也使基于w e b 的工作流管理系统成为可能。w e b 应用程序开放、跨平 台的特性使基于w e b 的工作流管理系统已经成为一种必然的发展趋势。 1 3 论文内容结构 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；第二章对工作流技术做了详细的介绍， 涉及到工作流的定义，工作流管理系统的相关知识：第三章是基于w e b 的工作 流管理系统的需求分析，论述了为什么基于w e b ，为什么选择n e t 平台，以及 基于w e b 的工作流管理系统的所具备功能的需求分析；第四章是基于w e b 的工 作流管理系统的具体实现，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；第五章利用制造企业中转向器产品设计流程的自 动化管理，来具体说明系统的运行机制；第六章是笔者所做工作的总结及对未 来工作流技术的展望。 武汉理工大学硕士学位论文 2 1 工作流的定义 第二章工作流技术 工作流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。目的是通过将工作分解成定义良好的任务和角 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，实现现代企 业经营过程重组( 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 ) 、经营过程自动化。 1 哪唧1 1 【z l i 1 9 9 3 年工作流管理联盟的成立，标志蓿工作流技术开始进入相对成熟的阶 段，在计算机应用研究领域被明确地划分出了一席之地，相应的概念和术语也 得到了人们的认可。 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。 ( 1 ) 工作流管理联盟给出的工作流定义”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。 ( 2 ) o i g a g r o u p 给出的工作流定义“6 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。 ( 3 ) g e o r g a k o p o u l o s 给出的工作流定义o ”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，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。 ( 4 ) i b ma l m a d e n 研究中心给出的定义“”是：工作流是经营过程的一种计算 机化的表示模型，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、每步骤由谁负责以及每个活动所需要的应用程序。 ( 5 ) a m i ts h e t h 的定义是：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。 6 武汉理工大学硕士学位论文 以上这蝗工作流的定义，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。使用工作流作为经营过程的实现技术首先要求工作流系统能 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( 由那些活动、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) 。 2 2 工作流管理系统的概念 为了实现对业务过程的工作流程管理，需要有相应的软件系统的支持，这 种软件系统人们称之为工作流管理系统( 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 c 给出的关于工作流管理系统的定义是：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流逻辑 推进工作流实例的执行。 清华大学范玉顺教授给出的工作流管理系统的定义是：工作流管理系统是 支持企业经营过程高效执行并监控其执行过程的计算机软件系统。工作流管理 系统不是企业的业务系统，它只是在很大程度上为企业的业务系统运行提供了 个软件支持环境，这类似与单个计算机上的操作系统，只不过工作流管理系 统支持的范围比较大，环境比较复杂而已。在工作流管理系统的支持下，通过 集成具体的业务应用软件和操作人员的界面操作，良好地实现对企业经营过程 运行的支持。所以，工作流管理系统在一个企业或部门的经营过程中的应用是 一个业务应用软件系统的集成与实施的过程。 工作流管理系统通过管理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 至区区几人的工作组，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、文件系统、电子邮件、计算机辅助设 计工具、e r p 、p i ) m 等) 整合成个整体。这样，工作流管理系统就成为一个理 武汉理工大学硕士学位论文 想的用来收容业务逻辑的业务知识仓库，并给予业务逻辑一个易操作易瑶制阴 界面。 2 3 工作流管理系统的三种功能 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嘲。”，如图2 - 1 ： 与人工及虑用程序 工具的交互接口 改变 图2 一l 工作流管理系统层次结构图 ( 1 ) 建立阶段功能：主要考虑工作流过程和相关活动的定义和建模功能。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：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( w o r k f l o we n g i l i e ) 。 ( 3 ) 运行阶段的人机交互功能：提供与人员或应用程序工具进行交互的接口 来处理各种活动步骤，交互接口对于活动间的控制传递是必须的，客户 通过该功能控制工作流的执行，同时工作流运行状况通过该功能模块显 示给客户。如确定过程的状态，调用应用程序工具传递应用程序数据等。 鎏鎏篓三态堂璧，兰矍篓燕兰 2 4 工作流管理系统的体系结构 为了更好地支持企业经营过程建模、分析和实施，适应世界市场地多元化 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，便于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 ( 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 ，应用编程 接口) 访问不同的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。“： 工 执 区窭蜀软件构件 一系统控制数据 二 外部产品数据 图2 2 工作流管理系统体系结构图 这个参考模型的体系结构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 9 武汉理工大学硕士学位论文 作流产品之间的互操作提供公共的基础。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语言进行编程。一般说来，工 作流产晶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，它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，工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 3 为工作流管理联盟提出的工作流参考模型嘲啪3 ： 厂 l 过程定义工具i l 1 j 接口l 接口2接口3 匾匮 图2 3 工作流参考模型 在此参考模型中，主要涉及了三类数据： ( 1 ) 工作流控制数据( w o r k f l o wc o n t r o ld a t a ) ：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t 作流机进行控制。用户、应用程序或其他的 工作流机i 作流执行服务不能对其赢接进行读写操作，它们可以通过 向工作流执行服务：5 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( w o r k f l o wr e l e v a n td a t a ) ：i 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 1 0 武汉理工大学硕士学位论文 活动。这些数据可以被工作流应用程序访问并修改。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( w o r k f l o wa p p l i c a t i o nd a t a ) ：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、定单数据、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。 武汉理工大学硕士学位论文 第三章基于w e b 的工作流管理系统的需求分析 3 1 基于w e b 方式的特点 工作流管理系统是一种非常复杂的软件，必须在分布异构的环境下支持一 些高级的功能。例如：安全性、可靠性、高性能以及事务处理。随着w e b 技术 的发展和成熟，基于w e b 的工作流管理系统有着非常明显的优势： ( 1 ) w e b 浏览器一致的本质使w e b 浏览器成为人机交互的自然界面，w e b 浏 览器满足应用开发中备受关注的需求，即它使任何一个用户，无论他使 用何种计算机平台，不用添加其他的硬件就可以参与工作流。很多对计 算机使用不熟练的用户，在平时的i n t e r n e t 浏览中已经熟悉了易于使 用的浏览器界面，利用w e b 浏览器界面。用户可以获取各种类型的信息， 并且还可以处理简单的流程任务。统一的界面随处可获得，以及简单操 作性使得w e b 浏览器成为工作流应用中理想的用户界面。 ( 2 ) w e b 技术为实现工作流管理系统提供了牢固可信的通信架构。之前的分 布式应用多采用c o r b a 作为底层支持技术，然而，可能出于价格、系统 维护等原因，参与到工作流中的组织和个人不一定愿意购买c o r b a 产品， 他们宁愿采用w e b 服务器来统一管理。在此基础上，w e b 技术实现的系 统同时还具有良好的灵活性，方便系统扩展。 但我们应当注意基于w e b 的工作流管理系统与只提供w e b 功能的工作流管 理系统之间区别。有很多工作流管理系统也支持w e b 界面，但是它们采用别的 通信机制，如r p c 、c o r b a 、s o c k e t 等( 即只是提供了w e b 接口，其底层依然 是套接字、远过程调用或c o r b a ) 。一般说来，这些系统的工作流机都不是基于 w e b 的。通常人们称这种只提供w e b 的机制为“支持w e b 技术的” ( w e b e n a b l e d ) 。而完全利用w e b 技术构建，不仅提供用户界面，还支持底层 的通信和分布式部署的系统称为“基于w e b 技术的”( w e b b a s e d ) 系统。 3 2 基于w e b 的工作流管理系统的功能需求分析 3 2 1 概述 工作流自动化涉及了大量员工、应用软件与作业程序的主动、交互式群体 工作，同时随着现代企业组织日趋复杂且大型化，即便是最简单的流程都可能 被复杂化。一套完善的工作流程自动化系统必须提供图形化接口设计、测试、 武汉理工大学硕士学位论文 仿真导入与评估企业流程，并且提供弹性化、扩展性架构，以适应企业未来的 快速成长及调整。 本章主要着重从系统使用者的角度出发，分析了工作流管理系统应该提供 的功能。 3 2 2 基于w e b 的工作流管理系统的功能需求分析 根掘角色的分类，从用户、系统开发人员、流程设计人员和系统管理人员 的角度来说明系统的功能。 ( 1 ) 用户 任何成功的信息系统都体现了以用户为本的宗旨，从用户的需求出发，设 身处地为用户考虑，满足用户对信息系统可用性的要求。首先要对用户目前业 务状况和今后发展的要求进行全面分析，在此基础上，对用户的业务进行优化 重组，建立业务活动的规范和标准，用户以后的业务行为应当遵循新制定的业 务规范。 用户通过w w w 浏览器可以注册、登录、访问自己拥有的资源以及公共资源、 提交新的工作流程、流程反向回转、取消运行的工作流程、完成流程中制定的 任务。 用户注册：用户可以通过w w w 浏览器申请新用户注册。其注册信息应包括 图3 - l 用户注册流程图 n 武汉理工大学硕士学位论文 用户名、姓名、所属部门、职位级别、日常工作内容、个人信息等。系统管 理员审批后，通知其用户名和登录密码，并将使用操作的权限赋予此用户。 用户登录：当用户通过浏览器访问系统时，需要登录。输入注册的用户名 和密码，如果经过系统的身份验证，可以修改已经注册的一些相关信息， 并可在权限范围内访问资源，查看流程。否则显示错误，错误的原因可能 是用户未注册，登录用户名或密码错误，或规定时间内操作未完成。也可 以申请修改权限，审批通过后就可拥有新的使用权限。 图3 - 2 用户登录流程图 垫婆望三奎堂堕主兰丝堡苎 图3 - 3 用户验证流程图 图3 4 审批权限流程图 武汉理工大学硕士学位论文 访问资源：用户登录后，可以看到两个资源库，一个是目己的私有资源庠， 另一个是公共资源库。私有资源库直接管理用户需要加入流程中的数据、 表单、文档、图片等资源，而公共资源库则归纳整理了现有流程类型及其 中包含的通用资源。对于自己的私有资源库，用户可以执行建立、修改、 删除、提交某一资源给管理员成为公共资源库的操作，而对于公共资源库， 用户可以在权限允许范围内在工作流程中直接提取。 查看流程：用户登录获得相应权限后，可以查看权限范围内自己可访问的 流程实例。 提交流程：用户登录后，系统可以分类列出该用户有权提交的流程实例。 用户此时应对流程实例中的任务结点进行处理完成，进行提交，使流程得 以继续运行。 反向流程：在工作流执行过程中，执行到某一步时，用户如果对之前步骤 的流程处理结果不满意，可以向系统发出反向流程请求。系统查询用户 权限资源数掘库后，如果该用户对此类流程有足够的权限，那么，用户可 以将流程反向到他所要求的那一步重新继续执行。 取消流程：工作流执行中，当用户发现自己提交或者参与的某一流程实例 已经没有继续执行的必要或者流程处理发生错误，继续执行会带来不可预 料的损失时，可以取消在自己权限范围允许内的流程实例。 执行任务：用户登录后，如果自己生成并执行一个新流程实例，在流程第 一步所指定的任务中，流程设计人员已经设置了一些常用的缺省值。在此 基础上，用户可以设置此任务执行时需要的资源，以满足此任务结束的条 件，使此流程实例可以继续运行下去。如果用户登录后，在系统提示的任 务列表中，发现已经运行的流程实例需要自己参与，则依据流程优先级别 依次执行任务。 ( 2 ) 系统开发人员 系统开发人员执行对系统功能的程序丌发以及功能扩充。 测试系统功能：系统正式运行后，必然会出现各种各样的错误，这些错误 有的是程序上的错误，有的是逻辑上的错误，系统开发人员需要通过分柝 系统管理人员提供的系统运行日志，解决系统中存在的这些问题。 开发实体功能：对于每个行业来讲，也许可以存在有通用的流程，但是每 个企业的流程必定不会完全相同。而且，业务流程自动化的实施是循序渐 进的，需要参与者逐步适应新的操作方式。以办公流程自动化为例，参与 者的操作般也就是查看，同意，退回等简单化操作，但是随着流程自动 化应用的深入，就会出现对文件加盖电子印章的需要。此时，系统开发人 1 6 武汉理工大学硕士学位论文 员就应该在原有的系统框架下，进行组件功能的开发扩充，以满足新的业 务需要。 第i 方对象开发：企业流程有时会非常复杂，甚至会牵涉不同类型的工作。 因此所有的软件开发商在开发企业级应用时都会考虑到和其他软件的接 口，并为将来可能的配合留下足够的空间。工作流管理系统软件作为企业 级逻辑层平台解决方案必须允许用户能够轻易地整合现有的第三方应用 程序。随着工作流的普及应用，它必将在企业内实现与其他系统如产品数 据管理p d m ，企业资源规划e r p ，客户关系管理c r m 等的无缝集成。因此 系统开发人员也需要进行第三方对象的开发，以适应系统的扩张。 ( 3 ) 流程设计人员 流程设计人员对企业中的流程类型以及流程中涉及到的资源进行原始设 计及最初设置。流程设计人员所起的作用就是确保其制定的流程实例中所携带 的信息不会被用户误解，以致产生难以预料的逻辑错误，带来不可估量的损失。 设计流程：以直观化、人性化、图形化的方式设计企业工作流程图已成为 现今工作流自动化软件必备的基本功能。流程设计人员设计的每一张流程 图代表了一个业务流程，同时流程设计人员还可定义此流程的意义描述， 个别步骤的意义，条件判断与工作处理顺序和路由等。并将流程图分类存 入流程类型数据库中，便于用户使用。 设置资源：企业的资源包括一系列的数据、表单、文档、图片等信息。要 使整个企业自动化系统正常运行，就必须要有一个一体化的大型信息系 统，在错综复杂的组织结构中获取到关于重要信息实体的通用定义及内 容。通用、高质量的信息资源需要流程设计人员对企业的业务数据、业务 流程等非常熟悉，还要考虑到企业中的信息是否在不同的经营单位，部门 和职能中可能发生的变化。 流程仿真测试：业务流程牵涉了大量用户与设备环境，把新完成的工作流 系统安装到现实环境中进行测试，是非常不切实际和低效率的。流程设计 人员需要准备测试用例，在模拟环境中直接仿真测试，及早发现问题并解 决问题，避免具体实施过程中出现的损失。 ( 4 ) 系统管理人员 系统管理人员负责维护整体系统的正常运行，进行管理用户权限资源库、 监控流程运行状况、管理系统日志、统计流程运行信息等工作。 管理用户权限资源数据库：用户新注册时，需要系统管理人员的审核。 内容包括确认此用户是否合法，隶属于哪个部门，担任何种职务，具有哪 些技能等一系列相关信息，审核无误后，系统管理人员将此用户信息添加 武汉理工大学硕士学位论文 n 厍j p 权限资源数据库中。除了用户所处角色本身拥有的私有资源外， 系统管理人员还将赋予用户所需的特定权限，使用户能够拥有访问其它的 所需资源的权限。 监控流程运行状况：系统运行期间，系统管理人员可以查询任意一个流程 实例的运行状态及其上下文信息，即其流程实例的执行过程，每一步的处 理结果，流程中涉及的用户信息等。并对系统中恶意流程实例处理进行终 止。例如系统中设置了客人或游客这一角色供非正式用户来了解学习系统 的使用，但是如果在特定时间，如业务繁忙时，大量非正式用户登录并执 行特定流程，会便系统负荷增加，降低系统稳定性，此时，系统管理人员 就可以将客人角色临时禁止，将其正在执行的流程取消。 管理系统日志：工作流管理系统必须保存系统运行日志文件，用来对系统 异常进行诊断和纠错。对于某些在规定时间内没有得到正常处理的流程步 骤，系统也会将相关信息记录到系统日志中。系统管理人员必须定期对这 些f 1 志进行维护和分析，及时发现流程运行中存在的问题，建议采取相应 的措