（计算机应用技术专业论文）基于工作流的项目申报管理信息系统的设计与实现.pdf

西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 摘要 随着计算机和网络技术的快速发展，在政府部门尤其是科技主管部门，项目审批 管理系统都在发挥着越来越重要的作用。科技厅作为国家与外界企事业单位交互的窗 口，如何快速提升它们的工作效率，实现科技厅内部各部门之间的多部门协同办公和 科学决策，成为重点要解决的问题。因此，构建一个具有伸缩性、开放性的基于工作 流的项目管理信息系统成为科技部门的现实需求。 本文是基于西藏科技厅科技项目管理信息系统的现实需求，结合s t r u t s 框架及工作 流技术，运用协同工作技术、一站式服务的设计思想，建设一个以网络平台为基础的 项目申报、协同并行审批、全程在线管理的网络服务平台。进一步提升科技管理部门 在项目管理方面的工作效率，为项目申报单位、项目执行单位提供快捷、高效的服务。 基于工作流管理联盟( 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 , w f m c ) 参考模型和所设计 的系统的实际需求，对工作流技术进行研究，给出了系统的功能模型，采用u m l 技术 对工作流管理系统进行建模，使用面向对象和面向接口的方法进行系统设计。在系统 需求分析中详细分析了项目管理系统中的主要业务流程，并给出主要业务的业务流程 图和用例活动图。在系统设计部分给出了整个系统的功能结构和网络结构，并对系统 数据库中主要的表结构进行了分析和设计，同时给出这些表之间的逻辑关系，并在此 基础上对系统中要实现的表单和流程的自定义功能进行了详细的设计和实现。本文以 一个项目申报流程实例的创建和执行过程为例，完成了基于工作流的项目申报管理信 息系统的设计与实现。 通过系统运行效果证明了该系统提高了科技厅在科技项目管理过程中的工作效 率，提高了科技项目申报的管理水平，同时也对工作流管理系统在项目管理领域中的 发展起到了积极的推动作用，因此该论文的研究工作对科技项目管理具有一定的现实 意义和实用价值。 关键词：工作流；项目申报管理信息系统；协同审批；u m l ； a b s t r a c t w i t ht h er a p i dd e v e l o p m e n to fc o m p u t e ra n dn e t w o r k ，i nt h eg o v e r n m e n t ，e s p e c i a l l yi n t h es c i e n c ed e p a r t m e n tw h i c hi si nc h a r g e ，p r o j e c te x a m i n a t i o na n de n d o r e m e n tm a n a g e m e n t s y s t e mh a sp l a y e dam o r ea n dm o r ei m p o r t a n tp a r t s c i e n c ea n dt e c h n o l o g yd e p a r t m e n ti s t h ec o n n e c t i o no ft h ec o u n t r ya n de n t e r p r i s e s ，h o wt oi m p r o v et h e i re f f i c i e n c y a n d i m p l e m e n tt h ec o l l a b o r a t i v ew o r ka n ds c i e n t i f i cd e c i s i o nb e t w e e n t h ed e p a r t m e n t si ns c i e n c e a n dt e c h n o l o g yh a sb e e na ni s s u e t h e r e f o r e ，b u i l d i n gab a s e do nw o r k f l o wp r o j e c t m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e mw i t hf l e x i b i l i t ya n do p e n n e s s h a sb e e nt h er e a lr e q u i r e m e n t i ns c i e n c ea n dt e c h n o l g yd e p a r t m e n t t h i sa r t i c l ei sb a s e do nt h er e a lr e q u i r e m e n to fs c i e n c ea n dt e c h n o l g yp r o j e c t m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e mi nt i b e ts c i e n c ea n dt c h n o l o g yd e p a r t m e n t ，i ti sw i t ht h e s t r u t sf r a m e w o r ka n dw o r k f l o wt e c h n o l o g y , i tu s e st h ec o l l a b o r a t i v ew o r kt e c h n o l o g ya n d o n e s t o ps e r v i c ed e s i g ni d e at o b u i l dan e t w o r ks e r v i c ep l a t f o r mw i t hp r o j e c td e c l a r e ， c o l l a b o r a t i v ee x a m i n a t i o na n de n d o r s e m e n t ，o n l i n em a n a g e m e n tw h i c h i sb a s e do nn e t w o r k t h i sa r t i c l ei m p r o v e st h ee f f i c i e n c yo fp r o j e c tm a n a g e m e n to fs c i e n c ea n dt e c h n o l o g y m a n a g e m e n td e p a r t m e n t ，w h i c hp r o v i d e st h eq u i c ks e r v i c ew i t hh i 曲q u a l i t yf o rt h eu n i t s w h i c hn e e dt od e c l a r ep r o j e c t sa n dt h eu n i t sw h i c hn e e dt oe x e c u t ep r o j e c t s t h i sa r t i c l ei sb a s e do l lw 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 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 ，w f m c ) s t u d i e st h ew o r k f l o wt e c h n o l g o ya n dg i v e st h es y s t e mf u n c t i o nm o d l e ， u s e su m lt om a k et h em o d l eo fw o r k f l o wm a n a g e m e n ts y s t e ma n du s e st h eo b j e c t - o r i e n t e d a n di n t e r f a c e o r i e n t e dm e t h o d st od e s i g nt h es y s t e m i nt h er e q u i r e m e n ta n a l y s i so ft h e s y s t e m ，t h i sa r t i c l ef u l l ya n a l y z e st h em a i nb u s i n e s sp r o c e s so ft h ep r o j e c tm a n a g e m e n t s y s t e ma n dd r a w st h ef l o wd i a g r a ma n du s ec a s ea c t i v ed i a g r a mo ft h em a i n b u s i n e s s i nt h e s y s t e md e s i g np a r tt h i sa r t i c l es h o w st h ef u c n t i o ns t r u c t u r ea n dn e t w o r ks t r u c t u r eo ft h e w h o l es y s t e m ，a n dm a k et h ea n a l y s i sa n dd e s i g no ft h em a i nt a b l es t r u c t u r eo ft h es y s t e m d a t a b a s e ，m e a n w h i l es h o w st h el o g i cr e l a t i o n s h i po ft h e s et a b l e s ，t h es y s t e md e s i g n sa n d r e a l i z e st h eu s e r - d e f i n e df u n c t i o na c c o r d i n gt ot h em e n ut h a ti st ob ei m p l e m e n ta n df l o w t h r o u g ht h eb u i l d i n ga n de x e c u t i n go fa np r o j c o td e c l a r e ，t h i sa r t i c l ef u l l ya n a l y z e sa n d r e a l i z e st h ew h o l ep r o j e c t a c c o r d i n gt os y s t e mt e s t s ，w h i c hp r o v e dt h a tt h ee f f i c i e n c y o ft h es c i e n c ea n d t e c h n o l o g yd e p a r t m e n ti nt h ep r o c e s so fp r o j e c tm a n a g e m e n ta n d t h em a n a g e m e n tl e v e lo f p r o j e c td e c l a r e ，p u t sf o r w a r dt h ed e v e l o p m e n t o fw o r k f l o wm a n a g e m e n ts y s t e mi nt h e 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 i i 页 - - - - m m l_ p r o j e c tm a n g e m e n tf i e l d t h e r e f o r e ，t os o m ee x t e n tt h i ss y s t e mh a sc e r t a i l lr e a lm e a n i n ga n d a p p l i c a b l ev a l u e k e y w o r d s ：w o r k f l o w , p r o j e c td e c l a r em a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e m ，c o l l a b o r a t i v e e x a m i n a t i o na n de n d o r s e m e n t ，u m l ； 西南交通大学 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并 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 权西南交通大学可以将本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、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 1 保密口，在 年解密后适用本授权书； 2 不保密使用本授权书。 ( 请在以上方框内打t ，) 学位论文作者签名：杰嵌绳书 日期：加m 07 、中 指导老师签 日期： 西南交通大学硕士学位论文主要工作( 贡献) 声明 本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下： 本文详细分析了论文的研究背景、研究意义以及工作流技术的国内外研究现状， 结合系统的实际需求，给出了基于工作流的项目管理信息系统的设计思想，并给出基 于工作流的管理信息系统的可行性分析，在论文第三章、第四章以及第五章对系统分 别进行了需求分析、系统功能设计和系统的总体实现效果做了详述，通过对用户反馈 信息的总结，得出系统在实用性、灵活性等几个方面完全满足用户需求。 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成 果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰 写过的研究成果，对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。 本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。 学位论文作者签名：之发阮书 日期：沙f0 7 ，吁 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 1 1 研究背景及意义 1 1 1 论文研究背景 第1 章绪论 伴随着全球网络化、信息化进程的快速提高，网络技术正在改变着人们的生活方 式，i n t e m e t 技术应用以及网络化办公的广泛应用，这一切飞速增长都给人们生活工作 的各个层面带来了深刻的影响。作为国家科技部门一西藏科技厅毫无疑问是科技部门 和外界企事业单位交互的窗口。如何提高科技主管部门工作的效率，更好的服务于企 事业单位，使得各个企事业单位可以快速提升本单位的科技竞争力，是当前科技主管 部门一个亟待解决的关键问题。 在i n t e m e t 技术应用方面，科技主管部门已陆续建立起了自己的w e b 服务器和相 关网站，并且有的网站也实现了一些相关的网上业务，如国家创新基金网站国家创新 基金项目的在线申报与审批功能，但是各相关单位和部门由于信息化建设中的技术差 异和经验欠缺，各单位在科技项目在线申报和审批方面未能得到真正意义上的完全体 现，同时，不少政府站点在规划建设、管理维护以及安全性方面还停留在较低的水平 上，各级政府科技主管部门还有待建立和完善从页面制作、审批、更新，流程管理， 应用开发，安全性保证，与后台应用系统( 如0 a 和业务系统) 的集成以及客互支持的一 整套行之有效的管理模式、运营方法和技术平台。 政府的信息流转可以看作业务流程，而业务流程最能反映出工作的实质。当我们 仔细审视这些业务流程可以发现：很多业务流程总是频繁地同时涉及人和计算机系统。 在业务流程中，尽管人的技巧和判断必不可少，但许多政府部门都在寻找改进其工作 业务流程的方法，帮助办事人员减少潜在的混乱和差错。如今，许多政府部门的最终 目标是希望通过信息系统支持整个工作流程，而不是仅仅支持流程中的某个部分。这 些政府部门的目的是确保其业务流程中关键的重复操作部分的可靠性，以及减少由人 员操作失误引起的重复现象，从而提高工作效率，将业务流程的运行归结为依赖于群 体或工作组的协同工作。 科技项目申报以及审批管理作为政府科技主管部门信息管理系统的一部分，是政 府科技主管部门办公的一个重要窗口，作为政府信息化工作中的重点，科技项目申报 审批将把项目申报业务以及审批业务流程在网上进行实现。通过统一的系统管理平台， 由项目申报单位或者个人按照定制好的表单要求去在线填写项目申报的相关表单内 容，无需填写纸质的文档，减少了单位或者个人需往返于单位和主管部门之间奔波。 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 页 通过项目申报和审批业务的网络化建设，可以提高国家科技主管部门办公的效率，加 快信息化建设的进程。 1 1 2 论文研究意义 本文是基于西藏科技厅科技项目管理信息系统的现实需求，结合s t r u t s 框架及工作 流技术，运用协同工作技术、一站式服务的设计思想，建设一个以网络平台为基础的 项目申报、协同并行审批、全程在线管理的管理系统平台。进一步提升科技管理部门 在项目管理方面的工作效率，为项目申报单位、项目执行单位提供快捷、高效的服务。 采用基于工作流的科技项目管理系统具有如下的优势： 1 、实现工作自动跳转 通常情况下在用户登陆系统后需要主动到系统中查找有哪些工作任务需要用户来 完成，查找工作任务的工作既费时又不方便。在新的系统中实现将用户的工作任务推 送到用户面前的功能，具体形式是用户登陆系统后就可以看到哪些工作任务需要用户 来完成，通过点击某个任务就可以进入处理此任务的页面，方便用户的工作，提高工 作效率。 2 、工作流规则可方便定制 既然系统采用工作流的方法，每条业务的工作流有对应的工作流规则，如果实现 工作流规则可定制，当科技项目申报流程发生变化时，在不改变系统的情况下，用户 只需修改定制相应的流程规则，而不必修改代码就可以保证系统正常使用，满足用户 需求。 3 、方便用户了解工作任务状态 具有相应权限的用户可以察看某个项目所处于工作流中的状态和位置，同时可以 对项目所处的状态进行管理，有助于用户快速了解科技厅科技项目申报流程当前的状 态，同时有助于解决某个流程步骤无法正常流转的原因。 1 2 国内外研究现状 下面是国内外几种典型工作流管理系统的实现方案，它们分别出自于不同研究项 目，在一定程度上代表了几个不同研究发展方向。国外的研究项目主要有： 1 、o r b w o r k ：基于c o r b a 的分布式工作流管理系统【l 】。 o r b w o r k 是美国g e o r g i a 大学计算机系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 s ) 研究项目所开发出的一套工作流管理原型系统，它是基于c o r b a 的、完全分布的工 作流执行系统，以c o r b a 产品o r b i x ( o r b i x 是全球范围内部署最广的企业c o r b a 解 决方案，在电信、金融服务、制造和政府等部门具有数以千计的用户嘲) 作为底层通信 支持，并使用c o r b a 来实现系统间互操作和数据源封装。在o r b w o r k 中，系统所有 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 页 组成部分，包括任务管理器、任务( 或经过封装的已经存在的应用程序) 、监控单元和恢 复机制，都是c o r b a 对象，它们之间通过c o r b a 的接口定义语言i d l ( i n t e r f a c ed e f i n e l a n g u a g e ) 调用进行协作。同时，o r b w o r k 还为用户提供了w e b 界面以及w e b 与 c o r b a 之间的接口。以c o i 强a 作为工作流管理系统的底层基础有许多优点，比如对 象请求代理( o b j e c t r e q u e s t b r o k e r , o r b ) 机制、标准的接口定义语言、面向对象等等。 这些优点都将使c o r b a 成为实现企业级工作流解决方案的一种可能选择。 2 、w e b w o r k ：基于w 曲的工作流管理系统【3 1 。 w e b w o r k 与o r b w o r k 一样，也是m e t e o r 项目中的一部分。与o r b w o r k 不同 的是，w e b w o r k 是完全基于w e b 技术实现的工作流系统。m e t e o r 研究人员考虑到 企业可能由于价格等原因不愿意去购买c o r b a 产品，但是大多数企业都有自己的w e b 服务器，或者可以连接到某个w e b 服务器上，因此开发出了一套基于w e b 的工作流管 理系统。w e b 浏览器为用户提供了一个通用、友好的界面，而且它可以很容易地、不 附加任何多余代价地布置在多个计算平台上。 3 、e x o t i c a f mq m ：基于永久消息队列的分布式工作流系统1 4 。 e x o t i c a 是m ma l m a d e n 研究中心的一个研究项目，它在工作流分布执行方面提出 了一种能够完全分布的执行模型，它通过永久消，皂, ( p e r s i s t e n tm e s s a g e s ) f l 勺方式来保存工 作流相关执行信息，使得每一个执行节点都是相互独立的，工作流过程的执行不再以 某一个节点为中心，完全实现了分布。这种方式大大提高了系统可靠性、可扩展性以 及柔性。e x o t i c a 的这种设计方案是建立在底层消息传递系统之上的，类似的产品有d e c 的m e s s a g e q 、n o v e l l 的t u x e d o q 、i b m 的m q s e r i e s 。这些消息系统为上层应用隐藏 了复杂的通信实现代码，并且屏蔽了操作平台、网络协议的异构性，通过a p i 函数来 提供各项消息服务。这些产品的特点是很适合用来连接分布式应用，实现工作流管理 功能。 国内在工作流系统在实现方面虽起步较晚，但也有几家较为代表的实现方案，其 中应用比较广的是西安协同的s y n c h r o f l o w 。 s y n c h r o f l o w 基于目前最流行和最具发展潜力的j 2 e e 平台，以工作流管理联盟 ( 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 f m c ) 所提出的规范为标准而开发；具备图形化的交 互式用户界面，良好的稳定性、扩展性、安全性、分布式事务管理、灵活的业务流程 变动功能；可方便地集成企业现有系统、中间件和电子商务应用，是开发、部署和管 理企业关键业务的理想平刨5 1 。一个单独的s y n c h r o f l o w 系统由三部分构成：设计开 发部分、运行管理部分、使用部分。设计开发部分由可视化过程定义工具、可视化界 面开发工具和可视化报表设计工具构成，它们在系统中可无缝集成，互相通信。其设 计开发的结果以x m l 、j s p 、s e r v l e t 等存储在资源管理服务器中，供系统运行时使用。 运行管理部分由运行服务器、监控管理部分和仿真器构成。运行服务器负责流程的调 西南交通大学硕士研究生学位论文第4 页 度和管理，并负责与其他系统的接口；监控管理部分负责业务过程的图形化监控和其 他系统管理任务；仿真器负责流程模型的仿真，发现不合理的环节，并为过程模型优 化提供参考依据。s y n c h r o f l o w 为用户提供了一个标准的客户端和丰富的集成接口、 应用开发接口。 1 3 主要工作及结构安排 1 3 1 论文主要工作 本课题来源是西藏科技厅项目管理信息系统项目，作者在导师的指导下参与了项 目开发设计工作。本人在项目开发过程中的主要工作和贡献如下： ( 1 ) 首先介绍了课题的研究背景和论文研究的实际意义，分析了工作流技术国内外 研究现状，并在此基础上给出了基于工作流的科技项目申报管理系统开发方案的意义 所在。 ( 2 ) 基于系统的需求，详细研究了工作流技术、工作流的参考模型以及工作流管理 系统的体系结构，并给出了工作流过程定义的建模方法。另外也研究了系统开发用到 的其他关键技术，如s t r u t s 框架技术和m v c 开发模式； ( 3 ) 根据用户的实际需要，在系统开发之前对系统业务需求和整个系统的主要业务 流程做了详细的分析，并给出业务流程图和主要用例图。 ( 4 ) 根据需求，对科技项目管理系统进行了总体设计，主要包括系统总体结构设计 和系统开发的体系结构的设计，并按照系统的业务流程分析，给出了系统的总体功能 结构。在系统的设计过程中，给出了系统流程管理的设计和与表单管理、项目申报管 理和用户权限分配功能的设计。并结合系统需求给出了数据库的表结构设计及一些相 关数据的实体关系。 ( 5 ) 在总体设计的基础上，实现了系统所需的功能。最后，有系统的运行结果以截 图的形式验证了系统的设计和实现在实际运用中的效果。 1 3 2 论文结构安排 本文共分为6 个部分，各章节的内容概述如下： 第一章为绪论部分，首先介绍了课题的研究背景，然后研究了工作流技术的国内 外研究现状。最后介绍了本文的研究主要工作、论文的研究目的及现实意义和本论文 的结构安排。 第二章介绍了系统开发所需的相关技术，首先介绍了工作流技术，给出了工作流 的概念和定义，以及工作流的参考模型及工作流管理系统的体系结构和工作流过程定 西南交通大学硕士研究生学位论文第5 页 义的元模型，然后介绍了s t r u t s 框架技术，介绍了s t r u t s 的工作原理和工作流程，并介 绍了m v c 开发模式。 第三章为系统的功能需求部分，详细分析了系统中的表单管理、流程管理、项目 管理、项目申报和基础信息维护业务的功能需求。给出了系统的主要业务流程以及一 些活动用例图，并分析了系统预期的用户和系统中要处理的一些主要数据。 第四章为系统的设计部分，根据第三章的系统功能需求，对系统的主要功能模块 进行了详细的设计，主要包括表单管理、流程管理、项目管理和项目申报模块的设计。 第五章为系统的实现部分，结合第四章的系统设计，给出了系统主要模块的具体 实现过程，并就一些关键的功能模块给出具体实现的关键代码，最后给出了整个系统 的运行结果，并验证系统设计的正确性和可行性。 最后，对本文的主要研究内容进行了总结，并就论文的不足之处和进一步的改进 方向进行了分析与展望。 西南交通大学硕士研究生学位论文第6 页 2 1 工作流技术 第2 章相关技术介绍 2 1 1 工作流的概念和定义 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一个概念。目的是通过将工作分解成定义良好的任务、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【6 1 。 根据工作流管理联盟( 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 r m c ) 给出的定义【7 】：功作 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。简单地说，工作流就是一系列相 互衔接、自动进行的业务活动或任务。 工作流通常用于过程的自动化，通过将文档、信息或任务按照预先定义好的规则 和流程在参与者之间进行传递，从而帮助用户实现或完成整个经营目标。工作流技术 可以支持企业实现对经营管理和生产组织的过程控制以及决策支持，能够实现现代企 业“在适当的时间把适当的信息传给适当的人”的要求【8 】。因此，一个工作流就可以看 成是企业的一个具体的经营流程的抽象或图示化的表示。 2 1 2 工作流参考模型 1 9 9 3 年工作流管理联盟( 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 f m c ) 的成立，标志着工 作流技术开始进入相对成熟的阶段。为了实现不同工作流产品之间的相互操作，w f m c 在工作流管理系统的相关术语、体系结构及应用编程接口( w a p i ) 等方面制定了一系列 标准。其中，提出的工作流参考模型来源于对普通工作流程序结构的分析。所有工作 流管理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。的工作流参 考模型1 9 如图2 1 所示： 西南交通大学硕士研究生学位论文第7 页 图2 - 1 工作流参考模型 工作流的五个基本组件如下【l o 】： 1 、工作流执行服务 工作流执行服务是工作流管理系统的心脏。该组件用于创建新的案例、基于过程 定义生成工作项、匹配资源和工作项、支持活动的执行以及记录工作流的特定方面。 出于技术原因( 比如提高整个系统的可扩展性) ，执行服务可以由多个工作流引擎 ( w o r k f l o we n g i n e s ) 组成。在一个含有多个工作流引擎的执行服务中，工作被分布到多 个引擎上。分布情况主要取决于案例的属性，任务和资源。工作流引擎提供完成案例 所需的后勤支持功能。在特定情况下，几个工作流引擎彼此协作。每一个引擎负责案 例和过程的一部分。工作流引擎可以说是工作流管理系统的“核心 。 2 、过程定义工具 原则上，工具分为三类：过程定义工具、资源分类工具和分析工具。 ( 1 ) 过程定义工具对一个过程进行描述。在许多工作流管理系统中，使用了不同的 方式表达过程。然而，在多数情况下很容易将使用的路由结构映射到e p c 图的元素上。 这些可选的建模方法的表达能力一般都比较弱，因为它们往往排除了某些特定的路由结 构。 ( 2 ) 大多数工作流管理系统提供了资源分类工具。其中，各种资源分类之间的联系 西南交通大学硕士研究生学位论文第8 页 通过图形表示出来。 ( 3 ) 分析包括过程定义的语义正确性和执行仿真，以洞察案例的预期完成时间等。 通常情况下，工作流管理系统仅提供了有限的分析能力。因此，在大多数的系统中，在 投入生产之前，很有可能定义出一些会带来灾难性后果的过程。 3 、工作流管理工具 工作流执行服务确保了案例基于工作流定义进行处理。这些流程( 包括资源) 的监督 和操作管理由使用管理和监控工具( a d m i n i s t r a t i o na n dm o 缸。血gt o o l s ) 完成。这些工具 被分成两部分，一部分负责工作流运行管理，另一部分负责工作流的记录和报告。在多 数工作流管理系统中，它们被集成为一个工具。在实际操作中需要运行管理工具进行 运行管理。运行管理覆盖了所有与工作流管理相关的操作。运行管理不不仅能改变业 务过程的结构，还可以把运行管理相关的信息细分为与案例相关和案例无关( 例如，资 源相关、系统相关等) 。因此，工作流管理工具还提供了针对过程中系统故障和瓶颈的 “非正式的 解决方案。 另外，可以使用记录和报告工具。在工作流执行期间，许多方面的信息都可以被 记录和存储，便于以后提供报告，以及对既有数据的分析。它们对管理非常有用的历 史数据工作流管理系统提供报告的可靠工具，是整个工作流管理系统的有机组成部分。 一些工作流管理系统使用预定义格式的报告( 可以设定在固定时间间隔内生成) ，而另外 一些系统则采取集成的报告生成器生成报告的方式，这使得用户可以根据记录信息定 义报告。然而，有的系统不提供报告工具，这时所有被记录的数据可以在一个标准的 数据库管理系统中或者是通用的报告生成器中查询。通常需要对大量数据进行处理后 才能为管理提供有益的信息，显然这部分数据处理技术还关系到数据挖掘、数据仓库 和联机数据分析等技术手段。 4 、工作流客户端应用程序 用户通过工作流客户端应用程序( w o r k f l o wc l i e n ta p p l i c a t i o n ) 与工作流管理系统接 触。每个用户都有一个工作列表( w o r k l i s t ，也称作i n t r a y 或i n b a s k e t ) ，它是工作流客 户端应用程序的一部分。工作流引擎利用该列表来显示哪些工作项需要被执行。通过 选择一个工作项，用户便开始执行某案例的某个任务。因此在原则上，每个用户都有 一个私人的工作列表，该列表显示了需要该用户执行的工作项。工作列表构成了用户 和工作之间的最终链接。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用户时，是推式驱动。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列表中。 5 、其他的工作流执行服务 工作流管理系统可能含有几个工作流引擎。它们都接受相同的管理且使用相同的 工作流定义。即这些工作流引擎属于同个工作流域。然而，若干独立( 自治) 的工作流 西南交通大学硕士研究生学位论文第9 页 管理系统之间的相互链接也是可能的。这样，案例( 或部分案例) 可以从一个系统传递到 另一个系统。这就意味着几个工作流管理系统的执行服务也相互链接起来，我们称之为 工作流互操作性。 工作参考模型五个接口【1 1 1 分别是： ( i ) t 作流执行服务和工作流过程定义工具间的接口，包括工作流模型的解释和读 写操作； ( 2 ) m 作流服务和客户应用之间的接口，这是最主要的接口规范，它约定所有客户方 应用与工作流服务之间的功能操作方式； ( 3 ) 1 作流执行服务和直接调用的应用程序之间的直接接口； ( 4 ) 工作流管理系统之间的互操作接口； ( 5 ) m 作流执行服务和工作流管理工具之间的接口。 2 1 3 工作流管理系统体系结构 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。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、 实现和管理工作流运行的一套软件系统，它和工作流执行者( 人、应用) 交互，推进工作 流实例的执行，并监控工作流的运行状态。但是我们不能简单把工作流管理系统看成 是企业的业务系统。在很大程度上，工作流管理系统为企业的业务系统运行提供一个 软件支撑环境。在工作流管理系统的支撑下，通过集成具体的业务应用软件和操作人 员的界面操作，才能够良好地完成对企业经营过程运行地支持。虽然不同的工作流管 理系统用户具有不同的实施方式和使用范围，但是，总的来说，工作管理系统主要有 以下三方面的主要功能： 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。 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。 3 、运行阶段的人机交互功能：实现各种活动执行过程中用户与i t 应用工具之间的 交互。 工作流管理联盟( w k m c ) 给出的工作流管理系统的体系结构【1 2 1 如图2 2 所示： 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 0 页 图2 2 工作流管理系统体系结构 从图2 2 中我们可以看到，工作流管理系统主要有三类构件组成： 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，它们被工作流管理系统调用来完成整个和部分工作流管 理的功能。 2 1 4 工作流过程定义建模 过程建模工具以计算机能够处理的形式进行过程的定义。它可以用基于形式化的 过程定义语言、对象一关系模型来进行过程模型定义。对于比较简单的系统，可以采 用一组路径选择命令的方式来描述信息或文档在不同参与者之间的传递过程。工作流 建模工具应输出一个能被工作流引擎解释并执行的过程。不同的工作流产品的建模工 具输出模型的存储格式是不同的，参考模型中接i e i 的定义不仅是为了实现工作流的定 义阶段和运行阶段的分离，使用户可以分别选择建模和工作流执行的软件产品，而且 是为了使不同的工作流产品能够实现协作运行，从而为过程定义的执行提供良好的运 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 1 页 行服务环境。在工作流建模上，w f m c 开展了两个方面的工作： 1 、定义了一个元模型：所谓元模型一般是指描述模型的模型。这里的工作流模型 的元模型是用来描述工作流模型内在联系的模型。它用于描述工作流模型内部包含的 各个对象、对象之间的关系及对象的属性。这个元模型有利于建立可以在多个工作流 产品之间交换信息的模型。 2 、定义了一套可以在工作流管理系统之间、管理系统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。 图2 3 为工作流管理联盟定义的过程定义元模型【l 3 1 。 图2 - 3 工作流过程定义元模型 该模型包含以下各基本实体： 1 、工作流定义( 过程模型) ：它一般包含诸如工作流模型名称、版本号、过程启 动和终止的条件、系统安全、监控和控制信息等一系列基本属性。这个过程模型反映 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、活动的前后条件、调度约束参数( 如 最长处理时间、排队等待时间) 等。当工作流运行在分布式环境下时，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。活动对应于企业经营过程中的任务， 主要反映了完成企业经营过程需要执行哪些功能操作。 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。如在订单处理完成之后，执 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 2 页 行生产计划的制定工作。 4 、工作流相关数据：工作流引擎根据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。它是工作流执行任务推进的依据， 如在银行贷款申请表处理后，根据申请贷款的值( 如是否大于1 0 万元) 决定下一个执 行的活动是什么，比如，大于1 0 万元的申请交业务经理处理，小于1 0 万元的申请交 给业务员处理。 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 人员和组织单位。 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。应用主要描述用于完成企业经营过程所采用的工具或手段，如采用e r p 软件或决 策支持软件完成某个操作的具体企业业务功能。 图2 3 中给出的过程定义元模型的组成核心是活动。工作流定义与活动、工作流 相关数据之间是一对多的关系。活动、角色、工作流相关数据、需要激活的应用程序、 转换条件之间都是多对多的对应关系。在定义模型的交互格式方面，还需要有一套完 整的命名机制来保证在工作流执行服务在运行期间，它所执行的所有过程与活动的名 称可以准确的对应到实际的名称和地址。这个对应可以使用动态的地址解析机制( 如使 用目录服务) 或其它机制来实现。 w f m c 定义的工作流管理系统接口l 描述了过程定义输入与输出接口。这个接口 为在不同物理或电子介质之间传递过程定义信息提供了交互的形式和a p i ( 应用编程接 口) 。使用标准定义接口具有很多好处： 首先，它可以实现建模环境和运行环境的分离，使一种建模工具创建的模型可以 运行在多个不同工作流产品上；其次，它使得多个工作流产品可以实现协同工作，构 成一个协作的工作流执行服务环境，这个执行环境可以运行由同一个过程模型所生成 的过程实例。工作流管理联盟提供的a p i 函数在建模方面主要覆盖了以下几个功能： 1 、通信建立：建立各个参与运行的系统之间的通讯连接，并且在完成协作后断开 通信连接。 2 、工作流模型操作：对过程模型的名称进行检索，并完成对过程模型对象的读 写操作等。 3 、工作流模型对象操作：在建模工具中完成创建、检索和删除对象的操作，并可 以完成创建、设置和删除对象属性的操作。 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 3 页 2 2m v c 模式和s t r u t s 技术 2 2 1m v c 模式 m o d e l v i e w c n o r t o l l e r ( m v c ) 设计模式是将程序中“变”和“不变”的部分分开， 减少程序组件之间的不必要的联系，使其相对独立并保持松散连接的有效处理方法， 它将程序的模型( m o d e l ) 、界面( v i e w ) 和控帛l j ( c o n t r o l l e r ) 功能分开【14 1 ，从而分离数据访问 和数据表现。 m o d e l 代表了程序使用的数据和对数据进行处理的功能，它表达了程序所使用的 数据和生成数据的运行状态。 v i e w ，是程序的界面，它可以从m o d e l 中获得数据并以一定的格式显示给用户。 当m o d e l 变化时，v i e w ，负责将这些变化反映到界面中让用户看到。同时，v i e w 可以 接收到用户的动作并传递到c n o t r o l l e r 。 c o n t r o l l e r 定义了整个程序的运行逻辑，它可以负责控制v i e w 和m o d e l 的变化。 确切的讲，c o n t r o l l e r 将在v i e w 中采集的用户动作转换为程序中的操作，这些操作由 m o d e l 执行从而更新其状态。同时，c o n t r o l l e r 根据用户动作和m o d e l 的变化决定下一 步显示的界面。 m v c 模式可以映射到多层的j 2 e e 体系结构中。客户层主要是v i e w 界面，一般不 适合也不必要使用客户层来实现控制。i e 浏览器和火狐是典型的例子，它们只是将内 容展示给用户并供用户输人