（计算机应用技术专业论文）bpel工作流系统管理的设计与实现.pdf

摘要摘要工作流技术是实现企业业务过程建模、仿真分析、优化和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。研究和推广工作流技术对企业信息化具有重要的现实意义。然而，随着i n t e r n e t 上电子商务的飞速发展，传统工作流管理系统越来越不能适应现代企业业务流程管理的要求，主要表现在系统缺乏柔性和互操作性，难以支持动态的和跨组织的工作流程。将新兴技术w e bs e r v i c e s 引入工作流管理系统，使系统具备松散耦合、面向组件和跨技术实现等特点，从而使得i n t e r n e t 范围的业务活动的交互更加简单和方便，以满足现代企业对工作流管理信息系统提出的新需求和新挑战。b p e l 4 w s 是由i b m 、b e a 、m i c r o s o f t 等多家厂商联合提出的一个规范，在业务流程的观点上，b p e l 4 w s 目标是整合存在于w e b 上的w e b 服务。目前支持b p e i a w s 的工作流管理系统并不多，而且只能由少数几个大公司才能提供。在研究和学习现有工作流的基础上，本文提出一种符合b p e l 4 w s 规范的工作流管理系统( w f 4 e i b ) 的框架设计。鉴于j m x 在资源管理上的优势，本文提出一种新方法，将j m x 引入到工作流资源管理之上。首先对工作流资源进行定义，分析了各种m b e a n 优缺点，并根据工作流资源的特点，将工作流资源定义为动态m b e a n ，通过h t m l 适配器实现远程管理资源。最后，给出了在具体工作流引擎和应用服务器上的具体实现。如何有效地管理大量角色是r b a c 模型中面对的一个问题。在分析工作流管理系统中的组织管理和权限管理的特点之后，本文引入基于角色和任务的访问控制( r & t b a c ) 模型，并设计了树型组织结构图，能更好的组织角色、构造角色层次，最后使用m v c 模式进行设计并利用s t r u t s 等框架进行具体实现。关键词：工作流管理系统，b p e l 4 w s ，w e b 服务，j m x ，基于角色任务访问控制a b s t r a c ia b s t r a c tw o r k f l o wt e c h n o l o g yi sak e yt e c h n o l o g yt oe n t e r p r i s eb u s i n e s sp r o c e s sm o d e l i n s ，s i m u l a t i n g , o p t i m i z i n g ，m a n a g e m e n ta n di n t e g r a t i o n ，f o rt h ep u r p o s eo fr e a l i z i n gb u s i n e s sp r o c e s sa u t o m a t i o n t h er e s e a r c ha n da p p l i c a t i o no fw o r k f i o wt e c h n o l o g yh a sg r e a ts i g n i f i c a n c et oe n t e r p i s e s a st h ef a s te - b u s i n e s sd e v e l o p m e n ti ni n t e r n e t ，t r a d i t i o n a lw o r k f l o wm a n a g e m e n ts y s t e m s ( w f m s ) c a n tm e e tt h er e q u i r e m e n to fm o d e r nb u s i n e s sp r o c e s sm a n a g e m e n ta n ym o r e t h e yd o n tp r o v i d ee n o u g hs u p p o r tf od y n a m i ca n di n t e r - o r g a n i z a t i o nb u s i n e s sp r o c e s s e sb e c a u s el a c k i n ga g i l i t ya n di n t e r o p e r a b i l i t y o u rs o l u t i o ni st oi n t r o d u c eo n eo ft h el a t e s tt e c h n o l o g y 黝s e r v i c e st oi m p r o v ew f m sp e r f o r m a n c e w e bs e r v i c e s b a s e dw o r k f l o wm a n a g e m e n th a sd y n a m i ca n di n t e r o p e r a t i o nf e a t u r e s ，i ti n v o k e sa n dc o n t r o l sb u s i n e s sa c t i v i t i e st om a k et h ec o m m u n i c a t i o na m o n gt h eb u s i n e s sa c t i v i t i e si nt h ei n t e r n e te a s i e ra n dm o r ec o n v e n i e n t t h ew e bs e r v i c e s b a s e dw f m si sp u tf o r w a r dt os a r i s f yt h en e wd e m a n d so fm o d e me n t e r p r i s e sf o rw o r k f i o wm a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e m b p e l 4 w si sas p e c i f i c a t i o nw h i c hi ss u b m i t t e db yi b m ，b e a , m i c r o s o f ta n do t h e r s o nt h ev i e w p o i n to fb u s i n e s sp r o c e s s ，t h ea i mo fb p e l 4 w si si n t e g r a t i n gw e bs e r v i c e si nt h ew e b t h e r ew a saf e wo fw f m sw h i c hs u p p o s e db p e i a w ss p e c i f i c a t i o na n di to n l yp r o v i d e db ys o m ec o m p a n i e s t h ea u t h o rb r i n g sf o r w a r daf r a m e w o r ka n di m p l e m e n t a t i o no fw o r k f l o wm a n a g e m e n ts y s t e m sw h i c hs u p p o n sb p e l 4 w ss p e c i f i c a t i o n w h e r e a st h ea d v a n t a g e so fj m xi nm a n a g i n gr e s o u r c e s ，t h i st h e s i sp r e s e n t san e wt e c h n i q u ew h i c hi sa p p l i e dj m xt ow o r k f i o wr e s o u r c em a n a g e m e n t i tp r e s e n t st h ed e f i n i t i o no fw o r k f l o wr e s o u r c ef i r s t l y , a n dc o m p a r e sa l lt h em b e a n s a st h ea t t r i b u t eo fw o r k f l o wr e s o u r c e ，w ed e f i n ee a c hw o r k f l o wr e s o b i c ca sad y n a m i cm b e a n i tm a n a g e sr e m o t er e s o u r c eb yt h eh t m la d a p t e r l a s t l y , t h i st h e s i sg i v e st h ei m p l e m e n t a t i o no ns p e c i f i e dw o r k f l o we n g i n ea n da p p l i c a t i o ns e r v e r m a n a g i n gn u m b e ro fr o l e se f f e c t i v e l yi saf o r m i d a b l et a s ki nr b a c t h i st h e s i sa n a l y z e st h ef e a t u r e so fo r g a n i z a t i o nm a n a g e m e n la n dp r i v i l e g em a n a g e m e n ti nw f m s t h ea u t h o ri n t r o d u c e st h er o l ea n dt a s kb a s e da c c e s sc o n t r o l ( r & t b a c )m o d e lt ow f m s t h ea u t h o ra l s od e s i g n sat r e e s t r u c t u r eo r g a n i z a t i o ns t r u c t u r ew h i c ha b s t r a c ti sb e t t e rf o rr o l eh i e r a r c h ym a n a g e m e n t l a s t l y , t h i sa r t i c l ed e s i g n st h em a n a g e m e n ts y s t e mb a s e do l lt h ec o n s t r u c t i o no fm v c ，a n dg i v e st h ei m p l e m e n t a t i o no ft h em a n a g e m e n ts y s t e mw h i c hu s e dt h ef r a m e w o r ko fs t r u t s k e y w o r d s ：w o r k f l o wm a n a g e m e n ts y s t e m ，b p e l 4 w s ，w e bs e r v i c e s ，j m x ，r & t b a ci i i堕堕堕缩略语b p e lb p e l 4 w sb p m lb p s sb sc o r b ac s c wc si e i b sj 2 s d kj m xj v mm b c a nm v cr b a cs o as o a pt b a cu d d iw s e lw f m sw f 4 e i bw f p dw f m cw p d lw s d lw s f lb u s i n e s sp r o c e s se x e c u t i o nl a n g u a g eb u s i n e s sp r o c e s se x e c u t i o nl a n g u a g ef o rw e bs e r v i c e sb u s i n e s sp r o c e s sm a n a g e m e n tl a n g u a g eb u s i n e s sp r o c e s ss p e c i f i c a t i o ns c h e m ab r o w s e r s e r v e rc o m m o no b j e c tr e q u e s tb r o k e ra r c h i t e c t u r ec o m p u t e rs u p p o r tc o l l a b o r a t i o nw o r kc 1 t e n t s e r v e ri n f r a s t r u c t u r eo fe n t e r p r i s ei n t e g r a t e db u s i n e s ss y s t e mj a v ap l a t f o r m2s t a n d a r dd e v e l o p m e n tk i t sj a v am a n a g e m e n te x t e n s i o nj a v av i r t u a lm a c h i n em a n a g e db e a nm o d e lv i c wc o n t r o l l e rr o l e b a s e da c c e s sc o n t r o ls e r v i c e s o r i e n t e da r c h i t e c t u r cs i m p l eo b j e c ta c c e s sp r o t o c o l1 a s k b a s e da c c e s sc o n t r 0 1u n i v e r s a ld e s c r i p t i o n ，d i s c o v e r y , a n di n t e g r a t i o nw e bs e r v i c ee n d p o i n tl a n g u a g ew o r k f l o wm a n a g e m e n ts y s t e mw o r k f l o wf o re n t e r p r i s ei n t e g r a t e db u s i n e s sw o r k f l o wp r o c e s sd e s i g n e rw o r k f l o wm a n a g e m e n tc o a l i t i o nw o r k f l o wp r o c e s sd e f i n i t i o nl a n g u a g ew 曲s e r v i c e sd e s c r i p t i o nla n g u a g ew 曲s e r v i c e sf l o wl a n g u a g ev 塑堕至x m lx p d le x t e n s i b l em a r k u pl a n g u a g ex m lp r o c e s sd e f i n i t i o nla n g u a g e1 l独创性声明本人声明所呈交的学位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。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，也不包含为获得电子科技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谢意。签名：堡巫l 垄至日期：加易年，月钿关于论文使用授权的说明本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将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、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解密后应遵守此规定)签名：盔归查窿第一章绪论1 1 研究背景第一章绪论随着经济的全球化发展趋势，信息技术在世界范围内得到了广泛的应用。工作流技术是信息技术应用的一个重要分支，也是企业信息化建设的一个重要组成部分。作为现代企业，时间和成本是企业生存的两大要素。运用工作流产品可以有效减少工作时间，原先必须由许多人来完成的重复工作，可以由工作流自动或部分自动执行。这样不但减少了工作时间，而且把人从繁重的重复劳动中解放出来，可以使人力资源得到更好的利用。从而提高了工作效率并降低了成本，为企业在竞争中保持优势提供了有力保障。工作流管理技术作为一种上个世纪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获得了广泛的应用，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 ，缩写为w f m s ) ，作为计算机支撑的协同工作( c s c w ) 重要的、新兴的分支，具有广阔的应用前景。然而，随着i n t e m e t 技术的飞速发展和全球经济一体化的趋势，企业对工作流管理技术有了新的要求。由于在i n t e m e t 上开展电子商务的廉价与方便性，促进了企业之间的交流，扩大了企业的视野，使企业有更多的机会来选择合作伙伴，因此企业合作伙伴之间从传统的具有长久的良好合作关系到企业合作伙伴之间的更动态和松散的关系，这就是所谓的动态电子商务。而传统的工作流管理系统局限于在企业内部应用，主要采用c s 模式，在系统集成性、扩展性、跨平台性以及安全性等方面，都临着大量亟待解决的问题。因此，在这种动态电子商务环境下，传统工作流系统那种缺乏柔性，不能及时响应变化和相互之间缺乏互操作的缺点显然不能满足现代企业业务流程管理的要求。w e bs e r v i c e s 是用标准的、规范的基于x m l 的w s d l 语言描述的，这一描述囊括了与服务交互所需要的全部细节，隐藏了服务实现的细节，允许通过独立于服务实现、独立于硬件或软件平台、独立于编写服务所用的编程语言的方式使用该服务，这使得基于w e bs e r v i c e s 的应用程序具备松散耦合、面向组件和跨技术实现的特点。w e bs e r v i c e s 技术的出现，给我们解决上述问题提供了契机。将电子科技大学硕士学位论文w e bs e r v i c e s 技术应用于工作流管理系统，将有助于实现跨企业的、网络化的分布式工作流管理系统。w e b 服务具有与生俱来的动态特性，它把一切都看作服务，这种服务可以通过在网络上使用消息传递动态地被发现和组织。工作流和w e b 服务的结合，使得业务系统间的互操作性和敏捷性等方面有很大的改进，使得服务的使用者之间以多种方式进行交互成为可能，使得用户之间，企业之间的交流和资源共享，变得更为简单方便。随着w e b 服务技术在企业信息系统中逐步得到广泛应用，w e b 服务工作流技术已经成为w e b 服务技术的研究热点和重要应用方向。1 2 研究现状工作流管理的概念早在很多年以前就己提出，但是由于当时计算机技术发展的限制，一直未能得到充分发展。直到最近几年，随着计算机技术和网络技术的迅猛发展，以及伴随着市场竞争的加剧，企业对提高生产质量、缩短生产周期等的强烈要求，使得工作流管理成为企业界和研究领域的热门。在世界各地，特别是在欧洲和北美，涌现出许多有关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多以百计。工作流管理的研究之所以如此受人青睐，主要有两方面的原因：从技术角度看，它集成了来自计算机科学和管理科学各个领域的原理、方法和技术，其中包括数据库管理、异构分布计算、系统集成和业务重组等等，集成不同领域的概念的确具有很大的挑战性；从应用角度看，工作流系统的可扩展、高性能、可管理、可使用、安全性都存在着很大的市场需求，高性能的w f m s能大幅度地提高企业的竞争能力，可获得相当可观的利润回报。工作流管理不仅可以广泛应用在银行、保险、法律以及行政机关等办公自动化领域，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，种种迹象表明工作流管理将会对下一代的信息系统产生重大影响。近年来，在工作流理论与实施技术方面，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 ) 工作流的事务特性：研究如何实现高级事务处理技术与工作流管理技术的结合，用定义良好的模型语义与恢复机制来提高工作流系统的正确性与可靠性，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 ) 基于第一章绪论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支持企业快速高效地实现经营过程重组；( 8 工作流技术的其他应用：研究如何将工作流技术在不同的领域进行应用，包括在c i m s 中的应用i l 】a由此，工作流技术得到长足的发展。成立于1 9 9 3 年8 月的工作流管理联盟( 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 ) ，是一个非赢利性的国际性的标准化组织，成员包括工作流产品的供应者、应用者，有关大学和研究机构和个人。该组织颁布了一系列工作流产品标准，包括工作流参考模型、工作流术语表、工作流管理系统各部分间接口规格、工作流产品的互操作性标准等。这些举措加速了工作流技术的商品化。目前已经有相当数量的开发商已经研究和开发了符合上述规范的工作流产品，企业应用的实际效果也比较成功，从而进一步刺激了企业工作流管理的热情，使工作流产品显示出良好的发展趋势。诸如b a a n ，l i p ，i b m ，m i c r o s o f t ，o r a c l e ，b e a ，p e p l e s o f t ，s a pa g ，x e r o x 等公司均是w f m c 的基金成员，同时这些公司也都有自己的工作流产品或相关产品，由此可见国外公司对工作流研究的投入。在国内，近年来工作流在国内发展相当迅猛，许多公司、科研单位、开源组织和个人均从事工作流的研究和开发工作。不过，虽然现在很多公司都推出自己的工作流产品，但专注于工作流的比较少。目前，国内比较专注于工作流的公司和产品有：西安协同数码的s y n c h r o f l o w ；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 等。但从总体来说国内工作流产品还是处于萌芽阶段，其可靠性、稳定性、开放性及标准化方面都还有待加强。总之，可供选择的符合中国企业实际需求而又遵循标准化的产品实在太少。1 3 课题背景和研究内容本课题以开发电子科技大学开放系统实验室与四川托日信息工程有限责任公司合作的企业综合业务系统基础平台( i e i b s ) 作为项目背景，旨在跟踪国内外工作流技术的发展动态，遵从业界规范( 主要包括b p e l 4 w s ，w e bs e r v i c e s ，j m x ) ，开发开放式企业业务支撑平台。该平台是由三个核心子系统( 工作流引擎子系统，可视化工作流建模及仿真子系统，扩展管理子系统) 的支撑，运行在应用服务器、操作系统之上，企业级应用程序之下的一个中间件服务平台。平台将提供一套良好的访问和管理系统的a p i 组件，以便用户程序可以采用b ，s 方第一章绪论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 ) ；研究如何通过丁作流系统的实施来支持企业快速高教地实现经营过程重组；( 8 ) 工作流技术的其他应用：研究如何将工作流技术在不同的领域进行应用，包括在a m s 中的应用n由此，工作流技术得到长足的发展。成立于1 9 9 3 年8 月的工作流管理联盟( w o r k f l o wm a n a g e m c n tc o a f i t i o n ) ，是一个非赢利性的国际性的标准化组织，成员包括工作流产品的供应者、应用者，有关大学和研究机构和个人。该组织颁布了一系列工作流产品标准，包括工作流参考模型、工作流术语表、工作流管理系统各部分问接口规格、工作流产品的互操作性标准等。这些举措加速了工作流技术的商品化。目前已经有相当数量的开发商已经研究和开发了符合上述规范的工作流产品，企业应用的实际效果也比较成功，从而进一步刺激了企业工作流管理的热情，使工作流产品显示出良好的发展趋势。诸如b a a n ，h p ，i b m ，m i c r o s o f t ，o r a d e ，b e a ，p e p l e s o f t ，s a pa g ，x e r o x 等公司均是w f l v l c 的基金成员，同时这些公司也都有自己的工作流产品或相关产品，由此可见国外公司对工作流研究的投入。在国内，近年来工作流在国内发展相当迅猛，许多公司、科研单位、开源组织和个人均从事工作流的研究和开发工作。不过，虽然现在很多公司都推出自己的工作流产品，但专注于工作流的比较少。目前，国内比较专注于工作流的公司和产品有：西安协同数码的s y n c h m e o w ：上海东兰的h v e h o w ：杭州信雅达的s u n n o w 等。但从总体来说国内工作流产品还是处于萌芽阶段，其可靠性、稳定性、开放性及标准化方面都还有待加强。总之，可供选择的符合中国企业实际需求而又遵循标准化的产品实在太少。1 3 课题背景和研究内容本课题以开发电子科技大学开放系统实验室与四川托日信息工程有限责任公司合作的企业综合业务系统基础平台( i e i b s ) 作为项目背景，旨在跟踪圉内外工作流技术的发展动态，遵从业界规范( 主要包括b p e l 4 w s ，w e b s e w i c e s ，j m x ) ，开发开放式企业业务支撑平台。该平台是由三个核心子系统( 工作流引擎子系统，可视化工作流建模及仿真子系统，扩展管理子系统) 的支撑，运行在应用服务器、操作系统之上，企业级应用程序之下的一个中间件服务平台。平台将提供一套电好的访问和管理系统的a p i 组件，以便用户程序可以采用b ，s 方将提供一套电好的访问和管理系统的a p i 组件，以便用户程序可以采用b ，s 方电子科技大学硕士学位论文式和c s 两种方式调用系统平台。系统平台采用了目前业界备受推崇的s o a 架构进行设计，从而保证系统能够向企业级应用提供良好的松散耦合性，满足企业业务的快速变化。该项目主要是开发基础平台软件，为企业综合业务系统提供支撑服务，其主要目的是：开发基础平台软件，满足企业综合业务系统的开发和运行。 支持业务流程定义，适应业务逻辑的变化。系统具有良好的开放性和可扩展性。 系统具有稳定性和可靠性。们的研究工作具有一定的前瞻性。在导师的悉心指导下，在该项目期间作者完成了以下工作：阅读并分析了大量有关工作流技术的资料及相关学术论文，对工作流技术的概念、特点进行详细的讨论和分析；总结归纳了若干开源的工作流项目，基于对企业综合业务系统基础平台的要求，确立了b p e l 4 w s 工作流系统管理的技术框架和实现思路；设计并实现一个能够支持b p e l 4 w s 流程描述语言的管理系统。本文的研究工作包括以下几方面：1 对b p e l 4 w s 规范进行较深入的研究，并对b p e l 4 w s 和目前其他主流的业务流程描述语言进行比较分析。2 设计了一个基于b p e l 4 w s 的工作流管理系统模型。3 对j m x 规范进行研究分析并将它和工作流资源的管理结合起来，设计并实现了j m x 对工作流的管理。4 分析工作流管理系统中的组织管理和权限管理的特点，设计了一适合工作流管理系统的组织机构模型和基于角色和任务的访问控制( r & t b a c ) 模型，最后采用m v c 模式和s t r u t s 等框架进行具体实现。4第一章绪论1 4 本文的章节安排本文共分六章，每第一章为一相对独立的部分，具体的内容组织如下：第一章：绪论。概述本文工作，给出课题的研究背景，提出论文的目标与主要内容。第二章：工作流技术概述。介绍工作流起源发展和相关概念，并介绍工作流管理系统的体系机构、参考模型及其特点。第三章：b p e l 4 w s 和b p e l 工作流管理系统框架设计。介绍了当前主流的业务流程语言标准和b p e i a w s 规范，并设计了基于b p e l 4 w s 的工作流管理系统。第四章：j m x 管理的设计与实现。分析了j m x 和工作流资源的特点，设计一方法将j m x 引入到工作流管理之上，采用j m x 对工作流进行管理。第五章：组织机构和权限资源管理的设计与实现。设计了一适合工作流管理系统的组织机构模型，并设计了权限资源管理的r & t b a c 模型，最后采用m v c模式和s t r u t s 等框架进行具体实现。第六章：总结。对全文进行总结，并指出需要迸一步开展的工作。本文最后是参考文献和致谢。电子科技大学硕士学位论文第二章工作流技术概述工作流技术经过近十几年的发展，特别是在工作流管理联盟成立以后，在其体系结构、术语使用、互操作模型等方面取得了很大进展，建立了工作流的各种标准和规范，这是我们研究工作流技术的基础。本章首先介绍工作流起源发展和相关概念，然后详细介绍工作流管理系统的体系机构、参考模型及其特点。2 1 工作流的发展及相关概念2 1 1 工作流的起源和发展工作流技术的研究最早起源于上个世纪7 0 年代中期办公自动化领域的研究工作。目的是将工作分解，按照一定的规则和过程来执行并监控，提高效率，降低成本。工作流管理源于2 0 世纪8 0 年代初期的表单传递系统。当时，个人计算机作为信息处理的工具尚未普及，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 l o r i n 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【2 】。2 0 世纪8 0 年代中期，f i l e n e t 和v i e w s t a r 等图形图像处理公司率先开拓了工作流产品市场，成为最早的一批工作流产品供应商。他们把图像扫描、复合文档、结构化路由、实例跟踪、关键字索引以及光盘储存等等功能结合在一起，形成了一种用于文档处理的图像处理系统，它可以把扫描得到的计算机文档，按照一定的规则发送给相关人员，这便是早期的工作流管理系统【2 】i ”。进入2 0 世纪9 0 年代，随着计算机的普及，计算机网络技术的迅速发展，企业的信息化程度提高，企业信息资源越来越表现出种异构分布、松散藕合的特点。企业的分散性、决策制定的分散性和列日常事物活动详尽信息的需求，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( c o r b a ，w w w ，c o m d e c o m ，j a v a )的日益成熟，都已说明了这样一个事实：集中式信息处理的时代己经过去，实现6第二章工作流技术概述大规模、异构、分布式执行环境，使得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。在这种技术背景下，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，也把工作流技术带入了一个崭新的发展阶段，使得人们对工作流从更深层次、更广领域上对工作流展开了广泛的研究工作。1 9 9 3 年8 月，工作流技术标准化的工业组织一一工作流管理联盟( 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 ) 成立。1 9 9 4 年，工作流管理联盟发布了用于工作流管理系统之间互操作的工作流参考模型，并相继制定了一系列工业标准。更标志着工作流技术在计算机应用领域之中被明确地划分出自己的一席之地，相应的概念与术语得到了人们的认可，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吲嘲。进入2 0 0 0 年以后，随着w e b 服务技术的兴起，多个标准化组织制定了各自的和工作流技术相关的w e b 服务标准，如x l a n g 、w s f l 、b p e l 等。2 0 0 3年5 月1 6 号，首届“商务处理执行语言p e l ) 委员会会议召开，s u n 和o r a c l e加入o a s i s 组织，至此o a s i s 成员包括m i c r o s o f t 、i b m 、b e a 、s a p a g 、s i e b e l 、s u n 、o r a c l e 等业界领先大公司，他们致力于建立一个新的网络服务标准，促进商务处理一体化的自动化进程。因此基于w e b 服务的分布式工作流成为广大学者、企业的研究热点，工作流技术得到更进一步的发展。2 1 2 工作流的现状虽然，工作流技术经过近十几年的发展，特别是在工作流管理联盟成立以后，在其体系结构、术语使用、互操作模型等方面取得了很大进展，建立了工作流的各种标准和规范。但是，工作流管理系统( w o r k f l o w m a n a g e m e n ts y s t e m s ) 目前还处于技术发展曲线( t e c h n o l o g yh y p ec u r v e ) 上的初级阶段【2 】。在这个领域我们将面临一个激动人心的阶段。为了描述这一点，可以和关系数据库系统( 砌) b m s ) 做一个对比，如图2 1 所示。7电子科技大学硕士学位论文明显度萋著。顶峰期f 氐谷期持续上升期稳定期图2 - 1 工作流与关系数据库管理系统在发展曲线中所处位置的对比由图2 1 可以看出，尽管工作流技术取得了进步，但理论基础的研究还很不够。现有的工作流管理系统从功能、可靠性、健壮性上与数据库管理系统无法相提并论。导致形成这种状况的原因之一，是在工作流中使用了过多的概念。在这个领域中的大量规范和工具没有一个是相似的。当然，它们相互之间有重叠并且会相互参考引证。2 1 3 工作流相关概念 工作流( w o r k f l o w )不同的研究者和工作流产品供应商从不同的角度对工作流进行了不同的定义：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 ) 对工作流的定义是：“工作流是指全部或者部分，由计算机支持或自动处理的业务过程，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问传递与执行【l 】。”g e o r g a k o p o u l o s 给出的工作流的定义是：“工作流将一组任务组织起来以完成某个经营过程。在工作流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一组人完成，也可以由多个人与软件系统协作完成。任务的触发顺序和第二章工作流技术概述触发条件用来定义和实现任务的触发，任务的同步和信息流( 数据流) 的传递。”还有许多关于工作流的不同定义，如p e o p l e s o f t 公司给出的定义是：工作流是一个用来实旌经营过程实践的机制。i b m a 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计算机化的表示模型，定义了完成整个过程所需要的各种参数。这些参数包括对过程中的每一个步骤的定义、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。尽管以上工作流定义的表述方式各不相同，但都表明了工作流是对业务过程的计算机实现。总之，工作流应具有以下的基本特征：工作流是面向业务过程的技术，这与传统的面向功能的管理技术不同；工作流反映了业务过程的自动化，描述的是可由计算机系统支持运行的m务过程；工作流根据业务规则将系统中的各种资源相互关联，并协调完成整个业务过程。流程( p r o c e s s )是业务的逻辑或模型，即为达到一项业务目标，使文件、信息和任务在工作的操作者之间有序传递，各项相关活动有序实施的一种结构。活动( a c t i v i t y )是流程中的工作单元，完成某种特定的功能。任务f l a s k 或w o r ki r e m l活动实例( 活动实例的输入对象，等待活动实例进行处理) 。 操作者( o p e r a t o r )流程中任务的执行者。任务列表f l a s k l l s t 或w o r l d l s 0与某个或某组指定操作者相关的一组任务。工作流引擎( w o r k f l o we n g i n e )为工作流实例在运行时提供执行环境的软件服务或者“引擎”。9电子科技大学硕士学位论文2 2 工作流管理系统工作流管理系统( 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 ) 是指运行在一个或多个工作流引擎软件上，用于定义和管理工作流运行的一套软件系统，负责人机交互，推进工作流实例的执行，并监控其工作状态。工作流管理系统可称之为企业的业务操作系统。2 2 1 工作流管理系统的功能每个业务过程都有一个生命周期，从几分钟到几天( 甚至数月) ，由过程的复杂性与组成活动的持续时间来决定。有多种方法实现工作流管理系统，使用多种r r 和通讯组件，运行环境可以从一个小的本地工作组到企业间。因此，w f m c参考模型从各种角度考虑工作流管理系统，希望提供各种不同的实现技术、运行环境。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，在过程建模和工作流引擎的设计和实现方式上不同，但所有的w f m s 表现出某种共同的特性，这为不同产品间的集成、协同工作提供了基础。所有的工作流管理系统都相同的特性，即为下边的3 个功能提供支持：1 1 建立时期( b u i l d t i m e ) 功能定义、模拟工作流过程，及其组成活动。建立时期的功能负责产生业务过程的计算机化定义。在这个阶段，通过使用一个或多个分析、建模和系统定义工具，把实际中的业务过程转交成形式的、计算机可以处理的定义。通常把定义的结果称为过程模型、过程模板、过程元数据、或者过程定义。在本文中，称为“过程定义( p r o c e s sd e f i n i t i o n ) ”。过程定义由一些列的分散的活动、相关的计算机、人员操作、活动间控制过程进程的规则构成。可以用文本、图形或者语言符号来表示过程定义。2 ) 运行时期( r u n t i m e ) 控制功能在运行环境中管理工作流过程，管理不同活动执行顺序。在运行时期，过程定义出负责创建、控制过程实例的软件所解释，这个软件还要负责安排过程中各个活动的执行时间，调用适当的人员、i t 应用程序资源等。这些运行时期的过程控制功能就象过程定义中描述的过程与现实所见到的实际过程问的联接，反映在运行时期的与用户和i t 应用程序间的交互。核心组件是基本的工作流管理控1 0第二章工作流技术概述制软件( 引擎，e n g i n e ) ，负责过程的创建、删除、控制运行过程中活动的执行时间安排，以及与人或应用工具资源进行交互。引擎经常是分布在多个计算机平台上的，用来处理地理上分布的操作过程。3 1 运行时期与用户、i t 应用程序( 工具) 的交互功能在活动间转移控制、确定过程的运行状态、调用应用工具、传递适当的数据等，都必须与过程控制软件进行交互。制定标准的框架来支持这种交互，可以在多工作流系统中使用一致的接口，可以开发工作于不同工作流产品中的通用应用工具。图2 - 2 给出了工作流管理系统的功能特性：图2 - 2 工作流管理系统的特性2 2 2 工作流管理系统的体系结构尽管市场上的工作流产品是各种各样的，但是已证明可以构建一个通用的工作流系统实现模型，这个模型可以适用于市场上的大多数产品，因此为开发协同工作的工作流系统奠定了基础。通用工作流管理系统的体系结构1 1 如图2 - 3 所示。电子科技大学硕士学位论文图2 - 3 工作流管理系统的体系结构2 2 2 1 过程定义和工具过程定义是用来创建一个计算机可以处理的形式的过程描述。可能要以形式过程定义语言、对象关系模型、简单的系统、脚本、或者在参与者间进行信息传递的路径集为基础。过程定义包含工作流执行软件运行过程所需的过程所有详细信息。包括过程的开始和结束条件、组成活动、在活动问进行导航的规则、需执行的用户任务、可能会被调用的应用程序、所有工作流相关数据的定义等。过程定义可能会涉及到一个组织角色模型，模型包含组织结构和组织中的角色等信息。从而使过程定义，在与具体活动或信息对象相关的组织实体和角色功能方面，十分详细。工作流执行服务器负责把工作流运行环境中的参与者与相应的组织实体或角色联系起来。过程定义与( 运行时期) 工作流相关数据协作，一同用来控制过程中活动的导航、提供活动的进入与退出条件、不同活动的并行执行、顺序执行选项、用户1 2工作流应用数据第二章工作流技术概述任务、与每个活动相关的r r 应用程序等。如果过程定义包括组织模型角色实体类型，那么完成以上任务，需要访问组织角色模型数据。过程定义工具是以计算机能够处理的形式进行过程的描述。它可以基于形式化的过程定义语言，也可以是对象关系模型。对于最简单的系统，也可以采用脚本或一组路径选择命令的方式来描述信息在不同的参与者之间的传递。过程定义工具可以是工作流管理系统的一部分，也可能作为业务过程分析产品的一部分来提供给用户。如果是后者，则该工具必需能够提供和理解工作流管理系统所使用的特定格式的过程定义，即不同的过程定义工具可以输入输出相同格式的过程定义信息，同一工作流产品可以运行不同过程定义工具产生的过程定义信息。为了实现不同工作流产品之间的互操作，必须要有兼容的转换格式，与运行时期的工作流软件进行过程定义的相互转换。因此，工作流接口的标准化和规范化非常必要。2 2 2 2 工作流执行服务和工作