（计算机应用技术专业论文）基于工作流管理平台的组织建模的研究与实现.pdf

p 山大学硕上学位论文 幕于工作流管理平台的组织建模的研究与实现 论文题目：基于工作流管理平台的组织建模的研究与实现 专业：计算机应用技术 硕士生：陈默 指导教师：常会友教授 摘要 工作流技术是近年来发展较为迅速的一项技术，它在实现企业过程重组、面 向过程的应用方面显示了广阔的应用前景。工作流建模是实施工作流应用的第一 步，近年来学者们对于建模理论和应用的研究取得了一定的突破，但相比起对于 过程建模的研究取得的进展，对于组织模型的研究还处于初级阶段。 组织模型理论上的不足导致工作流产品的组织建模能力以及对组织模型应 用的支持非常有限，不能满足复杂的企业应用需要。由于企业组织本身存在形式 多样，结构易变等特点，如何准确的把握企业组织的关键实体，构建具有良好扩 展性和灵活适应性的组织模型，是非常重要且具有实际应用价值的问题。 本文是在“工作流驱动的企业信息化集成平台”( 以下简称“工作流管理平 台”) 研究项目的背景下，对工作流组织建模进行深入研究。为了构建支持灵活 参与者定义的组织模型，根据抽象程度由高至低，设计了组织参考模型及基于关 系的组织元模型，并基于x m l 结构设计了工作流组织模型定义语言r b x o d l 。 在组织模型的应用方面，本文设计并实现支持r b x o d l 的：( 作流组织建模 工具，使得过程模型可以与组织模型匹配以进行工作流参与者指派，并且支持部 分形式的组织动态变化，为工作流应用赋予了柔性。同时为原有的引擎添加了组 织模型的处理能力，使得引擎能够更加灵活的为工作流活动选取执行者。通过对 个应用案例，论证了本文设计的正确性矛h - j 行性。文章最后总结了研究工作的 内容并给出了进一步研究的方向。 关键够：工作流管理平台，组织建模，组织7 七模型，工作流组织模型，r b x o d l 、一、 1 3 中山大学硕士学位论文 基于工作流管理平台的组织建模的研究与实现 t r i e ：r e s e a r c ha n di m p l e m e n t a t i o no fo r g a n i z a t i o nm o d e l i n gb a s e do nw o r k f l o w m a n a g e m e n tp l a t f o r m m a j o r ：c o m p u t e r a p p l i c a t i o nt e c h n o l o g y n a m e ：c h e nm o s u p e r v i s o r ：p r o f e s s o rc h a n gh u i y o u a sas t e a d i l yi m p r o v i n gt e c h n o l o g y , t h ew o r k f l o wt e c h n o l o g yh a sb e e nm o r ea n d m o r ee m p h a s i z e d i th a sd e m o n s t r a t e dab r o a da p p h c a f i o np r o s p e c ti nt h ea r e a so f 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 ga n dp r o c e s s - o r i e n t e di m p l e m e n t a t i o n s w o r k f l o w m o d e l i n gi st h ef i r s ts t e pf o rt h ew o r k f l o wi m p l e m e n t a t i o n s i nr e c e n ty e a r s ，t h e s c h o l a r sh a v eo b t a i n e dc e r t a i nb r e a k t h r o u g hr e g a r d i n gt h er e l a t e dm o d e l i n gt h e o r y a n di m p l e m e n t a t i o n s ，t h er e s e a r c h e si no r g a n i z a t i o nm o d e l i n g ，b u tw h e nc o m p a r i n gt o t h ep r o g r e s sw h i c ht h ep r o c e s sm o d e l i n gr e s e a r c ho b t a i n s ，t h eo r g a n i z a t i o nm o d e l r e s e a r c hi ss t i l la tt h ei n i t i a ls t a g e a b s e n c e so ft h e r e s e a r c h e si nw o r k f l o wo r g a n i z a t i o nm o d e l i n gm a k et h e w o r k f l o wr e l a t e dp r o d u c t sc o u l dn o ts u p p o r to r g a n i z a t i o nm o d e l i n ga st h em a r k e t n e e d s b e c a u s eo ft h em u l t i p l i c i t ya n di n s t a b i l i t yo ft h ee n t e r p r i s eo r g a n i z a t i o n ，h o w t oa b s t r a c tt h ee s s e n t i a lo r g a n i z a t i o n a le n t i t i e sa n db u i l da ne x t e n d i b l ea n df l e x i b l e o r g a n i z a t i o nm o d e li saq u e s t i o nt h a th a se x t r e m e l yi m p o r t a n c ea n da l s ot h ep r a c t i c a l a p p l i c a t i o nv a l u e t h i st h e s i si sb a s e do nt h e “w o r k f l o wd r i v e ne n t e r p r i s ei n f o r m a t i o ni n t e g r a t i o n p l a t f o r m ”( b r i e f l y “w o r k f l o wm a n a g e m e n tp l a t f o r m ，) r e s e a r c hp r o j e c ta n dt h ea u t h o r h a sm a d et h o r o u 【g hr e s e a r c ho nw o r k f l o wo r g a n i z a t i o nm o d e l i n g i no r d e rt oc o n s t r u c t t h eo r g a n i z a t i o nm o d e lw h i c hs u p p o r tn i m b l ep a r t i d p a n td e f i n e s ，t h i sp a p e rh a s d e s i g n e da l lo r g a n i z a t i o nr e f e r e n c em o d e l ，c o r es e to fo r g a n i z a t i o nm e t a - m o d e la n d t h ee x p a n s i o nm e c h a n i s m t h i sp a p e ra l s od e s i g n e dr b x o d l ( r e l a t i o nb a s e dx m l o r g a n i z a t i o n d e f i n i t i o nl a n g u a g e ) w h i c hi st h ew o r k f l o wo r g a n i z a t i o nm o d e l d e f i n i t i o nl a n g u a g ei nx m ls c h e m as t r u c t u r e 1 1 中山大学硕士学位论文基于工作流管理平台的组织建模的研究与实现 i nt h eo r g a n i z a t i o nm o d e la p p l i c a t i o na s p e c t , t h i sp a p e rd e s i g n sa n dr e a l i z e sa m o d e l i n gt o o ls u p p o r t i n gt h er b x o d lw h i c hm a k e sa p p o i n t m e n to fw o r k f l o w p a r t i c i p a n tb e t w e e nt h ep r o c e s sm o d e la n do r g a n i z a t i o nm o d e lt ob ep o s s i b l e ，a n d s u p p o r t sp a r t i a lf o r m so ft h eo r g a n i z a t i o nd y n a m i cc h a n g e ，f l o w e dt h ea p p l i c a t i o nf o r t h ew o r k f l o wt oe n t r u s tw i t ht h ef l e x i b i l i t y m e a n w h i l et h ea u t h o ra d do r g a n i z a t i o n m o d e lh a n d l i n ga b i l i t yf o r t h eo r i g i n a le n g i n ep l a t f o r m ，e n a b l e st h ee n g i n et ob ea b l e f o rs e l e c t i n gt h ep e r f o r m e rf o rw o r k f l o wa c t i v i t ym o r en i m b l e t h r o u g ha l l a p p l i c a t i o nc a s e ，i th a sp r o v e nt h ea c c u r a c ya n dt h ef e a s i b i l i t yo ft h em o d e l i n gt h e o r y a tt h el a s tc h a p t e ro ft h i sp a p e r , t h ea u t h o rf i n a l l ys u m m a r i z e dt h er e s e a r c hw o r k c o n t c ma n dh a sg i v e nt h ed i r e c t i o na b o u tf u r t h e rs t u d yp l a n 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 tp l a t f o r m ， o r g a n i z a t i o nm o d e l i n g , o r g a n i z a t i o nm e t a - m o d e l ，w o r k f l o wo r g a n i z a t i o nm o d e l ，r b x o d l 1 1 1 中山大学硕士学位论文 基于工作流管理平台的组织建模的研究与实现 1 1研究背景 第1 章引言 信息技术的发展和日愈激烈的商业竞争，使得人们不再满足于独立、分散 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，工作流技 术作为企业应用系统开发和集成的重要手段也就应运而生。 尽管工作流在理论方面取得了一定的突破，但是从工作流系统的实际应用 状况来看，还远未达到人们所期待的普及状态。这一方面是由于工作流技术本 身的不成熟性，缺乏一个标准化的集成框架支持企业现有应用系统的集成；另 一方面是由于工作流模型理论的不成熟性，特别在于组织建模理论的缺乏。在 工作流运行中，需要把任务分配给适当的资源去执行，这就涉及到过程模型对 于组织模型的调用。具备充分的组织建模能力并支持组织模型应用，对于一个 工作流系统而言是很重要的。 目前对于管理过程参与者和物力资源的组织模型研究尚处于初级阶段。 w f m c 的工作流参考模型之中，没有组织资源管理的相关规范，缺少一个统一、 实用的组织参考模型概念，而每个工作流供应商都采用自己的组织管理体系， 导致组织模型的通用性不强，无法实现组织模型的跨平台应用。当前工作流平 台的缺乏组织建模能力，组织元素与过程模型的联系紧密。 组织元模型是组织模型的设计框架，学者对于组织建模的研究始于组织元 模型的构建，其中比较突出的有b u s s l e r 设计通用的组织元模型【2 9 1 ，k l a r m a n n 设计的适应组织变化的组织元模型【坞】，a a l s t 设计的u m l 表示，x m l 描述的 资源元模型【1 6 1 。这些元模型包括了企业组织中的基本实体要素以及组织约束规 则。但是它们缺乏对于组织实体间的关系的构建，因而无法支持灵活的工作流 参与者定义规则以更好的适应组织的动态变化。 组织模型是对组织元模型的实例化，目前仍没有一个统一的标准来描述组 织模型，学者提出了不同的解决方案：k l a r m a n n 使用概念图的方式表示组织模 型【1 9 】；k h o d a h a r a m 采用有色p e t r i 网模型表示组织模型结构【2 1 】；a a l a s t 提出使 用x m l 描述组织模型【垌，前两种方式虽然能够准确的描述组织模型结构，但 中山大学硕士学位论文基于工作流管理平台的组织建模的研究与实现 是由于其定义方式的复杂限制了其应用范围。对于组织模型的描述，会直接影 响过程模型的参与者定义方式，影响工作流引擎对于组织模型解析模块的设计， 进而影响工作流应用的互操作性。本文通过定义基于关系的工作流组织模型定 义语言r b x o d l ，解决组织模型的描述问题。 1 2本文研究工作内容与特点 本文是“工作流管理平台”课题研究的一部分，工作流管理平台包含了工 作流核心逻辑的控制接口，实现了工作流的流程逻辑控制、执行控制等工作流 管理系统的通用功能。本文在原课题组开发的工作流管理平台的原型系统基础 上，为工作流管理平台的组织建模应用处理提供详细的设计和解决方案。 本文主要的研究内容是工作流组织建模理论及其在工作流管理平台中应 用，目的是解决以下几个问题： 1 、当前组织元模型中对于组织实体间的关系描述不够，导致构建出的组 织模型只能表示企业组织某时刻的静态镜像。 2 、过程模型对组织模型的调用机制不够灵活，难以支持多种参与者定义 方式。组织模型与过程模型关联过于紧密，过程难以适应组织结构的 动态变化。 3 、当前缺乏统一、易于应用的组织模型定义语言。 4 、当前项目缺少用于构建组织模型的工具，并且不支持组织模型的应用。 本文的研究内容包括： 1 、基于组织建模体系层次的结构，从设计抽象程度最高的组织参考模型 入手，进一步设计出基于关系的工作流组织元模型。 2 、依据基于关系的工作流组织元模型和x m l 语言结构，设计出基于关系 的工作流组织模型定义语言r b x o d l ，以描述工作流组织模型。 3 、实现了可视化的工作流组织模型建模工具，该工具可以将图形化的组 织结构生成r b x o d l 描述的工作流组织模型。 4 、扩展了工作流管理平台中的过程建模工具以及工作流引擎，使得它们 支持组织模型的应用。 本文提出的组织模型结构从实际应用的角度出发，解决了上述四个问题， 2 中山大学硕士学位论文 基于工作流管理平台的组织建模的研究与实现 实现了组织模型的应用。具体表现在： 1 、基于关系的组织元模型将关系作为一种实际存在引入组织建模之中。 通过显性的构建元模型实体之间的关系，使得组织模型更具动态性， 可以更加清晰的用于组织结构的描述。 2 、通过显性的构建模型中实体的各种关系，建模人员可以指定满足某种 关系的实体作为参与者，比起直接指定参与者类型，这种方式更为灵 活，为使得工作流参与者定义方式更加多样。 3 、r b x o d l 组织模型定义语言基于x m l 语言结构构造，继承了x m l 语 言的特点，具有良好的规范性、一致性、互操作性与可扩展性，易于 实现以及应用。同时r b x o d l 组织模型的内容框架是基于关系的组织 元模型，支持多样的工作流参与者定义方式，降低了组织模型和过程 模型的依赖程度。 4 、工作流可视化组织建模工具支持对树形以及矩阵组织进行建模，采用 图形化建模的方式减低了建模人员的工作难度，并能生成符合 r b x o d l 定义的工作流组织模型。 5 、工作流过程建模工具实现了与组织模型的匹配机制，同时实现了一部 分工作流参与者的规则定义方式，从应用层面实现了对于支持部分组 织模型结构动态交化的支持。 6 、工作流引擎实现了对r b x o d l 定义的组织模型的解析，进而实现了对 工作流活动从参与者集合到执行者的选择。 本文的研究专注于工作流组织建模理论，内容涵盖组织参考模型、组织元 模型、组织模型的理论与应用。研究对象有针对性，是对当前工作流组织建模 理论与应用的良好补充。 1 3本文组织结构 全文共分为7 章； 第1 章是引言，对本文的研究背景、内容和意义做了阐述； 第2 章是工作流组织建模研究的综述，对工作流的基本概念，当前工作流 组织模型的研究状况做了总结和阐述； 3 中山大学硕士学位论文 基于工作流管理平台的组织建模的研究与实现 文章的第3 、4 章，是本文研究的重点，第5 、6 章是具体的设计与应用 第3 章是关于基于关系的工作流组织元模型。为了设计元模型，首先从抽 象程度更高的参考模型的设计入手，进而介绍了基于关系的工作流组织元模型。 为了更好的实现跨平台的交互使用，本章使用对象约束语言定义出组织元模型 的映射规则； 第4 章是对基于关系的工作流组织模型的设计，包括从组织元模型到组织 模型的实例化扩展，对基于关系的组织模型定义语言r b x o d l 的设计，以及基 于关系的组织模型对于工作流参与者规则定义的支持； 第5 章是对工作流可视化组织建模工具的介绍，包括具体设计方案与实现 技术： 第6 章是对介绍了工作流组织模型应用的支持环境设计。首先介绍了工作 流管理平台中引擎的结构，然后具体介绍了组织模型应用相关的模块设计。 第7 章是构建了的一个组织模型应用案例，包括过程模型和组织模型的构 建，模型匹配，参与者定义以及引擎的执行，通过这个实际的案例对组织建模 工具和组织模型的应用进行了分析和评价。 第8 章是论文和研究生阶段的学习与研究总结，并阐明了进一步的工作研 究方向。 4 中山大学硕士学位论文 基于工作流管理平台的组织建模的研究与实现 第2 章工作流组织建模研究 2 1工作流技术基本概念 工作流的概念起源于生产组织和办公自动化领域，它针对日常工作中具有 固定流程的活动而提出，目的是通过将工作分解成独立的任务，按照一定的规 则和顺序执行并监控任务，以提高企业效率f 1 】o 工作流技术从较高的层次上实 现了物料流、信息流以及相关应用的集成，从而使得企业能够实现业务过程自 动化。 虽然目前还没有完整统一的工作流概念体系，但是工作流管理联盟 ( w o r l d l o wm a n a g e m e n tc o a l i t i o n , w f m c ) 和面向对象组织( o b j e c tm a n a g e m e n t g r o u p ，o m ( 3 ) 口l 一直致力于建立工作流管理系统的开发标准。其中，工作流管 理联盟w f m c 提出了包括工作流管理系统体系结构、术语使用、接口定义等一 系列标准，其目的是为了实现工作流技术的标准化和开放性，从而支持工作流 管理系统与产品之间的互操作，更好的支持企业经营过程建模、分析和实施。 这一系列基本规范包括： 工作流参考模型【3 】，工作流参考模型是w f m s 通用的结构描述，归纳 了w f m s 的主要部件和相关接口。 工作流名称术语【4 1 ，定义了工作流环境下的每个术语的含义、使用方式 以及一组相关的同义词，为不同工作流管理系统的互操作提供了语意 上半形式化的支持。 工作流应用编程接口a p i 5 1 ，定义了访问w f m s 服务及功能的应用编程 接口，过程定义的共享与交换格式，接口的命名规范等。 1 、工作流概念 根据w f m c 的工作流定义，工作流是一类能够完全或者部分自动执行的经 营过程，在这个过程中，文档、信息及任务能够根据一系列过程规则在不同的 执行者之间进行传递与执行【4 】。 2 、工作流管理系统概念 如果说工作流是经营过程的一个计算机实现，工作流管理系统( w o r k f l o w 5 中山大学硕士学位论文基于工作流管理平台的组织建模的研究与实现 m a n a g e m e n ts y s t e m ，w f m s ) 则是这一实现的软件环境，工作流需要依靠工作 流管理系统来实现。 w f m c 定义工作流管理系统是一类完整定义和管理工作流，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的系冽5 】。工作流管理系 统通过软件定义、创建工作流并管理其执行。它运行在一个或多个工作流引擎 上，这些引擎解释对过程的定义，与工作流的参与者( 包括人或软件) 相互作 用，并根据需要调用其他的r r 工具或应用嘲。工作流管理系统的基本功能体现 在以下几个方面： 定义工作流，对工作流过程及其组成活动定义和建模，包括具体的活 动、规则等，这些定义是同时被人以及电脑所理解的。 运行控制功能，遵循定义创建和运行实际的工作流，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。 交互、监察、控制、管理运行中的工作流。 图2 1 所示是w f m c 发布的工作流系统参考模型。它详细描述了工作流管 理系统的有关概念，并在此基础上给出了w f m s 的各主要组成部分、各部分的 功能及相互之间的接i = l 4 1 。 图2 - 1w f m c 工作流参考模型【3 1 在参考模型中给出了w f m s 的几个主要组成部分以及这些模块间的接口定 义【3 1 ： 过程定义工具 通过接口一与工作流执行服务交互，负责将过程定义的描述交给工作流执 6 中山大学硕士学位论文基于工作流管理平台的组织建模的研究与实现 行服务进行处理。 工作流执行服务 工作流执行服务负责企业的业务过程的管理、监控和调度，它一般由一个 或多个工作流引擎组成，工作流引擎将提供了过程实例执行的运行环境和运行 控制。接口四为几个工作流引擎之问的互操作提供接口。 客户应用程序 客户应用程序通过接h - - 与工作流执行服务交互，它负责为每一个用户维 护一个工作项列表，以处理过程实例运行过程中的任务。 被调用的应用程序 被调用的应用程序通过接口三与工作流执行服务交互，它负责根据引擎要 求调用应用程序来完成某项具体的任务。 工作流管理及监控工具 工作流管理及监控工具通过接口五与工作流执行服务交互，它负责对工作 流执行服务的运行进行管理和监控。 3 、工作流模型 工作流模型是对工作流的抽象表示，也就是对业务过程的抽象表示。由于 工作流需要在计算机环境下运行，实施工作流管理的首要任务就是建立正确的 工作流模型，其目的是将一个现实的业务流程转变为一个规范化的过程描述m 。 工作流模型应该完整包括业务流程、执行业务的活动参与者、业务所涉及 到的数据、业务要借助的外部应用程序等等一切相关的信息，即为建模用户提 供工作流定义所需要的组件或元素。理想的工作流模型能够清楚地定义任意情 况下的工作流，能够适应用户在建模过程中所提出的各种变更1 8 】，能够支持工 作流执行过程中活动对外部资源的需求。 2 2工作流组织建模的层次结构 m o f ，即元对象范( m e t ao b j e c tf a c i l i t y ) ，是由面向对象组织( o b j e c t m a n a g e m e n tg r o u p ，o m g ) 提出，它定义了一种用于描述、构建及管理元模型 的抽象标准以及一个用于存放被描述的元数据的框架结构【冽。 7 中山大学硕士学位论文基于工作流管理平台的组织建模的研究与实现 根据m o f 规范，工作流组织模型建模层次也可以分为四层，分别是：组 织模型实例、组织模型、组织元模型和描述元模型的元元模型【埘。其中： 组织模型实例对应于真实世界中的组织架构和资源配置，是建模人员需要 描述的对象实例。它包括企业组织的各对象实体和对象之间的关系，如企业内 有哪些部门，部门中又包含哪些员工，每个员工具有什么样的职责和能力。 采用抽象的实体类型和实体问关系来表达组织模型实例，就是组织建模。 这些实体类型和实体间的关系就组成了企业的组织模型。 组织元模型是对组织模型的进一步抽象，也是组织模型的设计框架，描述 了组织模型中的基本实体类型、实体间的关系和一些建模约束。 图2 2 是组织模型层次结构示意图，本文将以图中抽象程度从高至低的顺 序，构建组织模型。 模型层次 对应组织模型内容 描述 i 元元模型层i i m 。f 元元模型 i 和f 元孰 i m 3 i 迫规砂 i 元模型层l l 组织元模型 l 所矗、) i m 2 f 模型层 组织模型i、) m 3 i 、 l、 实例层 组织结构实例 lm 3 图2 - 2 工作流组织模型层次结构【1 3 】 2 3工作流组织模型研究现状 2 3 1 工作流模型与组织模型 工作流模型是业务及其相关环境的一个描述，相对引擎而言，它作为一个 整体单位存在，描述了现实世界的一个静态过程，因此，必须以一个完整的模 型作为企业业务环境建模。但另一方面，工作流模型包含了活动、资源和数据 等丰富的内容，而且各方面的内容具有相对独立性，不宜把所有内容组合成一 8 中山大学硕士学位论文基于工作流管理平台的组织建模的研究与实现 个模型。 传统的模型，没有明确地将过程模型和组织模型分开，缺乏独立的组织模 型这一概念，只是在过程定义上扩展少量的任务分配机制以及提供简单的组织 说明，并没有处理好“由谁来执行任务”的问题。针对这个问题，许多学者提 出了自己的思想。范玉顺教授在文献9 中，提出把工作流模型分为流程模型、 组织模型、资源模型、信息模型四个部分；b u s s l e r 从功能结构、信息、行为和 组织四个方面描述一个工作流模型f 1 0 】；基于分布式主动数据库技术的工作流管 理系统w l 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 ee n v i r o m n e n t ) q 1 【1 1 l ，工作流模型分为组织子模型、信息子模型和过程子模型三个部分；史美林 教授在文献1 2 中也将工作流模型分为业务过程模型、组织模型和数据模型三个 部分。 对工作流模型的划分越细致，模型的描述能力就越强，但反之模型的构建 和管理的成本也会增加。目前，分为过程模型、组织模型和信息模型的三维工 作流模型构建方法得到较多的认可。图2 - 3 所示是工作流模型的三维组成模块 及各模块之间的关系。 图2 - 3 工作流模型组成 这三个模型虽然是工作流三个不同方面的描述，但同是作为工作流模型的 一部分，它们之间是相互联系，不可分离的。过程模型定义了工作流的业务活 动和流程，它向组织模型提出人力或者物力的资源要求，规定每个流程或者流 程中的每个活动需要何种资源，需要分配给哪个工作流参与者执行。工作流管 9 中山大学硕士学位论文基于工作流管理平台的组织建模的研究与实现 理系统根据组织模型本身定义的组织结构以及组织实体的属性，按照一定的规 则为过程模型分配组织资源。而另一方面信息模型包含了工作流中所有数据的 定义，过程模型内部传递的数据以及变量都可以通过引用信息模型中的数据定 义取得。本研究专注于对组织模型的构建以及组织模型在工作流管理平台中的 应用。 2 3 2组织模型研究现状 理想的组织模型不仅应该描述企业的组织结构，同时要为过程模型的管理、 执行和优化提供组织资源支持。现今业务集成在针对各种计算环境的过程建 模、流程控制等方面已经有很多研究成果，但是组织结构与流程活动之问的关 系尚不明晰，对组织模型的研究相对滞后，此外业务集成领域忽略了业务流程 系统的组织方面建模，许多系统难以为工作流应用提供整合诸如智能代理、技 术资源等的非生命参与者。由于业务活动过程一定是在具体组织背景下进行的， 流程的建立、任务的分配落实与组织管理紧密相关，过程重组与组织改革相辅 相成，所以组织模型对工作流系统的设计和应用至关重要。 图2 - 4 工作流生命周期与组织模型关系图 从图2 - 4 可以看出，在工作流生命各个周期的动作都是对应于组织结构的， 而当前对于业务流程研究比较完善，对组织模型研究很少，这影响了工作流产 中山大学硕士学位论文基于工作流管理平台的组织建模的研究与实现 品的应用，造成了产品的通用性不强。组织模型与工作流结合涉及到权限赋予， 任务良好执行，组织间的交互等问题。目前学者对于工作流组织模型的研究主 要集中在几个方面： 1 、工作流组织元模型的构建 工作流组织元模型描述的，是构成企业参与者的基本类型、参与者实体、 实体属性以及资源信息。它们构成了工作流过程的参与者，也是活动的执行者， 因而是工作流应用的主体和不可或缺的支持。 a a l s t 的组织元模型【1 6 1 该模型中的组织实体包含三个主要因素，分别是：资源实体、资源类型和 集合部门集。资源实体又进一步分为u s e r 和n o n e u s e r ，其中u s e r 包括角色， n o n - u s e r 包括机器和空间。这是一种很合理的划分方法，通过资源可以通过资 源类型分配给工作项，而同时不用指向具体的资源实例。考虑到某些活动的之 行需要多种资源的集合，作者定义了集合实体，包括实例集合、混合集合及类 型集合。需要说明的是，该模型中的r o l e 仅代表一些权限的集合体，这使得模 型缺乏传统组织的岗位角色，不能不说是一个缺失。见下图2 5 。 图2 - 5 静态组织元模型u m l 图 o m m 组织元模型【1 7 】 o m m 是由e d w a r dc h e n g 提出的一个经典的组织建模和管 里( o r g a n i z a t i o n m o d e l i n ga n dm a n a g e m e n t ) 模型框架，它详细讨论了电子商务应用中组织模型和 角色之间的关系，可以说是一个专注于动态组织的理论模型。o m m 中使用了 中山大学硕士学位论文基于工作流管理平台的组织建模的研究与实现 一个通用的参照元模型，包括几类实体类型：企业，组织，成员和虚链接( v i r t u a l l i n k ) ，目的是实现对于不同资源类型、角色以及之间关系的灵活定义。其中， 企业由一个或多个o m m 组织构成，每个组织由共享相同属性的成员构成，如 雇员，企业部门，产品等。组织中的成员映射为一个公司重的实体，成员方法 由用户扩展。值得一提的是o m m 模型中的虚链接，它将相同或者不同部门与 企业间的成员联系在一起。 但从模型的可重构性和扩展性的角度出发，o m m 中没有定义出工作流组 织模型的完整实体类型，o m m 中的成员类型m e m b e r 和虚链接类型，需要进 一步实例化以定义组织模型中的实体与属性。 适应组织变化的元模型1 1 8 】 k l a r m a n n 在研究组织变化的基础上提出适应变化的组织元模型。该组织元 模型中的组织实体类型包括组织结构类型和组织关系类型，使得组织元素及其 关系易于提取。在将实体分类为实体自身和类型的方面来看，a a l s t 的组织元模 型也具有类似的特征。组织实体和组织类型都具有属性集合，其中属性进一步 分为类型属性和实例属性。参与者方面，k l a r m a n n 定义了执行者( a c t o r ) 类型， 作为人员和组织单元的抽象表示；角色类型，作为模型实例中的角色抽象。在 组织模型中引入执行者类型以及角色间的层次关系，有利于保持组织模型独立 于组织变化。 基于k n o w l e d g e 的组织模型1 1 9 】 同样是出于对组织实例变化的考虑，k l a r m a n n 使用概念图的方法设计出一 种新颖的组织模型，即基于知识( k n o w l e d g e ) 的组织元模型。他提出组织元模型 中不应该再由原子型的实体代表组织元素，两是应该由一个复杂的结构来表示， 简单说来，就是在元模型中不提供任何名称性的指代，而潜在的任务参与者由 任务的特性所决定，与组织的具体形式无关。 2 、组织模型的定义语言 类似于过程模型定义语言。组织模型定义语言将直观的组织模型结构表示成 工作流引擎可以识别并且执行的符号描述形式。为了使得不同产品的工作流定义 可以实现模型交换，增强工作流产品的互操作性，w f m c 提出了x m l 过程定义语 言x p d l i ”i ，但是至今尚无一套完整统一的组织模型定义语言。 中山大学硕士学位论文基于工作流管理平台的组织建模的研究与实现 对于组织模型的定义语言，k h o d a h a r a m 采用有色p e t r i 网c p n 来管理定义组织 模型，将人力资源表示为有色p e t r i 网中的托肯( t o k e n ) ，通过资源的托肯变动来表 示人力资源的可用性【2 ”。o p e n p m 项目中使用了一种类似于s q l 语- 言的资源定义、 查询语言，将活动的资源需求转换成资源约束，以查找到合适的活动执行者阎。 k l a r m a n n 采用了概念图的方式来描述基于知识资源模型，通过概念图表示对知识 库的查找，以得到合适的参与者【1 9 】。a a l s t 采用u m l 语言表示组织元模型，并转 化为x m l , - d t d 表示，进而以订啪述组织模型，该模型对于复杂情况下的资源 组成及资源需求具有很强的描述能力，由于资源需求都是使用x m l 描述的，与 组织模型的耦合程度较低，有利于在不同的工作流管理系统之间交互组织定义， 这种组织模型已经应用于x r l w o f l a n s 中f 1 6 1 。 3 、工作流组织资源模式 工作流组织资源模式描述的是工作流应用中组织资源的表示方式和资源的 使用，及资源在工作流运行过程中与流程执行的交互方式。这里资源一词既包 括人员也包括非人力的资源。文献1 4 和文献2 3 在充分研究工作流理论和主流 产品的基础上，总结出七大类4 3 种工作流资源模式，它们以与工作流定义语言 和实现技术无关的方式，为工作流产品的设计与组织应用能力的比较与评价提 供了一个实用的基础，因而深受理论研究者和实践开发者的喜爱。下面简单介 绍这七大类资源模式。 创建模式( c r e a t i o np a t t e r n s ) 创建模式中，工作项的执行者在工作流设计阶段指定，即约束了工作项执 行者资源的所属类型范围。 推进模式( p u s hp a t t e r n s ) 推进模式中，新创建的工作项由工作流系统直接或间接的指派给资源，引 擎负责具体的资源指派。 。 拉动模式( p u l lp a t t c m s ) 拉动模式与推进模式相对，由个体资源通过系统共享的工作列表，主动选 取工作项执行。 绕行模式( d e t o u rp a t t e r n s ) 绕行模式中，事先安排的工作项资源指派方式由于工作流系统或者执行者 中山大学硕士学位论文基于工作流管理平台的组织建模的研究与实现 自身的缘故而被中止，工作项原先的状态变迁需要发生变更。 自启动模式( a u t o - s t a r tp a t t e r n s ) 自启动模式中，工作项的执行由该工作项生命周期中的某些特定事件触发。 可视化模式( v i s i b i l i t yp a t t e r n s ) 可视化模式中，工作项的可用性以不同的视角呈现给不同属性的资源。 多资源模式( m u l t i p l er e s o u r c ep a t t e r n s ) 多资源模式中，资源与工作项之间允许多对多的对应关系，即可以为一个 资源同时指派多个工作项，同时可以将一个工作项指派给多个资源。 下表2 - 1 简要列出这4 3 种资源模式。 表2 - 1资源模式列表 创建模式 ( c r e a t i o np a t t e r n ) 推进模式 ( p u s hp a t t e r n ) 拉动模式 ( p u l ip a t t e r n ) 绕行模式 ( d e t o u r p a t t e m ) 自启动模式 ( a u m - s t a r tp a t t e r n ) 可视化模式 ( v i s i b i l i t yp a t t e r n ) 多资源模式 ( m u l t i p l er e s o u r c ep a t t e r n ) 直接分配、基于角色分配、委任分配、授权分配、职责分 离、案例处理、经验分配、基于能力分配、基于历史分配、 组织结构分配、自动执行； 供给分法( 单资源) 、供给分法( 多资源) 、指派分法( 单 资源) 、指派分法( 多资源) 、随机分配、轮转分配、最短 序列分配、最早分法、使能分法、最迟分法； 资源发起分配，资源发起执行( 分配的工作项) 、资源发起 执行( 供给的工作项) ，系统控制的工作列表管理、资源控 制的工作列表管理、选择自治； 委托方式、扩大方式、取消分法、基于状态的重分法、无 状态的重分法、挂起方式、跳过方式、重做方式、预处理 方式； 创建时启动方式、分配时启动方式、堆式执行方式、链式 执行方式； 设置未分配工作项可见方式、设置已分配工作项可见方式； 同步执行方式、额外资源方式 1 4 中山大学硕士学位论文 基于工作流管理平台的组织建模的研究与实现 第3 章基于关系的工作流组织元模型 3 1 工作流参与者定义方式 工作流组织模型有其静态性和动态性，其中静态性体现在组织内固有的结 构关系及属性，动态性体现在工作流执行过程中对组织资源调用的处理，即对 于工作流参与者的处理。本项目中，对于工作流参与者的定义是在过程模型中 指定的，过程模型通过引用组织模型中的实体类型，实现对活动的参与者定义。 根据方式的不同，对参与者定义方式做出如下分类： 1 、直接定义 这是一种最基本的指派方式，它是指将工作流执行者，即员工或资源，直 接分配给过程中的某个活动，引擎在执行时直接查找被该执行者并将工作项放 入其工作列表。这种类型的定义容易处理，但是过程模型和组织模型的依赖程 度较大，不适宜组织变动较频繁的应用。 2 、间接定义 间接定义是指将某种集合类型的实体，如角色、部门、岗位，作为参与者 分配给过程中的某个活动，而当活动执行时，再由弓 擎根据规则选择一个适当 的执行者。这种方式虽然在执行时增加的引擎的负担，但也使过程模型对组织 模型的依赖程度降低。 3 、规则定义 规则定义是指根据组织模型中的实体类型，以及实体间的关系和属性为过 程模型中的活动分配参与者。其中，实体属性可能是与工作流执行相关的动态 属性，如员工执行任务的历史记录，也可能是与执行无关的静态属性，如员工 之间的关系。关系和属性通过一系列规则表达式表示。规则指派方式在很大程 度上减小了两种模型的依赖度，使得过程模型对于组织元素的调用更具灵活性。 下面用一个例子来具体说明参与者定义规则。图3 - 1 所示左侧是某企业事 业部的组织改革前的组织结构，右侧是改革后的组织结构，中间所示是该企业 工作流的某个子流程模型，模型采用直接定义的规则调用组织实体。在组织改 革前，流程a 中的活动t a 指派给产品部门经理，而3 1 3 指派给销售部门经理。 中山大学硕士学位论文基于工作流管理平台的组织建模的研究与实现 雷 姓名张f 1 四 图3 - 1 指派策略的使用 销售部门li 推广部 经理 ll经理 当组织结构发生变动之后，过程模型的调用策略没有进行相应的调整，而 t a 和t c 采用直接定义的方式调用参与者，导致t a 和t c 的参与者定义失效。 由此可见，参与者定义规则是工作流应用中不可忽视的一个方面，不适当 的参与者定义规则会影响工作流的执行。为了支持灵活的参与者定义，需要在 组织模型中定义多种类型的实体与关系相关设计和表达，即需要设计具有较好 表达能力的组织元模型。 下文介绍基于关系的组织元模型，使用该组织元模型构建出具有良好表达 能力的组织模型，它能够支持多种参与者定义方式，动态适应组织结构的部分 形式变化。 3 2 基于关系的组织元模型 从2 3 2 节中对几种组织元模型结构的分析可以看出，目前对于组织元模型 设计的大多着重于模型中实体类型的设计，如员工、角色、部门等。这样构建 出组织模型虽然能够准确表示企业组织在某一个时刻的镜像状态，但并不能显 现出组织的动态变化。组织模型的复杂性很大程度是体现在其组织结构的变动 性以及组织实体间关系的多样性，组织实体和过程模型之间应该实现更加灵活 的链接方式，为了解决这一问题，本研究设计了基于关系的组织元模型，通过 构造实