（计算机应用技术专业论文）基于数据库的工作流管理系统研究.pdf

摘要 随着社会的发展，工作流管理系统已经成为企业信息系统中必不可少的关 键组件。工作流技术将业务流程和应用软件分离，业务流程和业务规则分离， 业务数据和控制数据分离，降低了开发风险，加快了应用系统开发，企业业务 流程集中统一，方便业务管理和进行业务流程再造。工作流管理系统作为企业 信息系统的关键运行平台，采用成熟的技术标准，能够方便的集成企业遗留系 统，保护企业现有投资，实现企业应用系统集成。在企业中采用工作流管理系 统，可以简化企业信息系统开发、方便的实现企业业务管理自动化；可以快速 的响应市场变化，提高企业组织生产率和运行效率，同时在实践过程中优化业 务流程模型，实现业务流程再造，组合已有业务，不断创新。工作流管理技术 作为一种企业流程建模和流程管理的核心技术，弥补了传统企业信息系统的不 足，为企业提高工作效率和服务质量，确保企业业务持续有效等，有着重要的 意义。 本论文介绍了工作流管理技术起源和国内外研究现状，讨论了国际工作流 联盟提出的工作流参考模型的基本组件和接口，探讨了工作流管理相关技术在 实践中的现实意义，提出了基于数据库的工作流管理系统架构。本论文分析了 基于数据库的工作流管理系统中工作流引擎、流程设计工具、管理监控工具、 客户端四个基本组件的需求，设计了系统体系架构和技术架构，研究了工作流 建模理论，采用了基于l r m l 活动图的工作流建模方法，探讨了工作流管理系统 中的信息表达形式以及整合工作流管理系统和业务系统的方法。在此基础上， 本论文设计实现了基于数据库，采用j 2 e e 轻量级架构的工作流引擎，满足了企 业复杂多变的业务流程需求和复杂多样的部署环境；设计实现了基于富客户端 技术的可视化流程设计工具和基于w e b 的管理监控工具以及客户端应用，提供 了良好的用户界面，提升了用户体验。 在基于数据库的管理系统的基础上，本论文实现了一个业务审批系统，目 前该系统已投入使用，运行良好。在设计运行期间，该系统体现了良好的可重 用性、可管理性、可扩展性和可维护性。 关键字：工作流，工作流管理系统，数据库，j 2 e e ，r c p a b s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to ft h es o c i e t y , w o r k f l o wm a n a g e m e n ts y s t e mh a s i n d u b i t a b l yb e c a ) m ca ne s s e n t i a lc o m p o n e n ti nt h ee n t e r p r i s ei n f o r m a t i o ns y s t e m t h e t e c h n o l o g yo fw o r k f l o wc a ns e p a r a t et h eb u s i n e s sp r o c e s sf r o ma p p l i c a t i o ns o f t w a r e ， s e p a r a t et h eb u s i n e s sr u l e sf r o mb u s i n e s sp r o c e s s , a n ds e p a r a t et h eb u s i n e s sd a t af r o m t h ec o n t r o ld a t a a c c o r d i n g l yt h es o f t w a r ed e v e l o p m e n tc o u l db ea c c e l e r a t e d ，t h e d e v e l o p m e n tr i s km a yb ed e c r e a s e d ，w h i l et h i st e c h n i q u ei sa b l et oi n t e g r a t e e n t e r p r i s el e g a c ys y s t e m , f a c i l i t a t em a n a g e m e n ta n dc a r r yo nb u s i n e s sp r o c e s s r e e n g l n e e r i n g a st h ec r i t i c a lp l a t f o r mo fe n t e r p r i s ei n f o r m a t i o ns y s t e m ，w o r k f l o w m a n a g e m e n ts y s t e ma d o p t s t h em a t u r et e c h n o l o g ys t a n d a r dt op r o t e c tc u r r e n t i n v e s t m e n t , r e a l i z e st h ee n t e r p r i s ea p p l i c a t i o ni n t e g r a t i o ne x p e d i e n t l y b yu t i l i z i n g t h i ss y s t e m ，w h i c hc a ns i m p u f yt h ed e v e l o p m e n to fe n t e r p r i s ei n f o r m a t i o ns y s t e m ，i t i sp o s s i b l et oa d j u s ti t s e l fb a s eo nt h ec h a n g e so fm a r k e t , i n c r e a s ep r o d u c t i v i t ya n d e f f i c i e n c y , m e a n w h i l eo p t i m i z et h eb u s i n e s sp r o c e s sm o d e l , c o m b i n ew i t ht h ep r e s e n t b u s i n e s st oa c h i e v ei n n o v a t i o n w o r k f l o wm a n a g e m e n tt e c h n o l o g y , a so n ec o r e t e c h n i q u ec o n c e r n i n ge n t e r p r i s ep r o c e s sm o d e l i n ga n dp r o c e s sm a n a g e m e n t ， a d e q u a t e l yc o m p e n s a t et h ed i s a d v a n t a g eo ft h et r a d i t i o n a ls y s t e m , f o ri m p r o v i n g w o r ke f f i c i e n c y , e n h a n c i n gc u s t o m e rs e r v i c eq u a l i t y , p r o v i d es i g n i f i c a n tm e a n i n g a tf i r s t , t h ep a p e ri n t r o d u c e dt h e 删g i na n dt h ec u r r e n ts i t u a t i o na th o m ea n d a b r o a do ft h et e c h n o l o g yo fw o r k f l o wm a n a g e m e n ts y s t e m t h e n , i td i s c u s s e dt h e c r i t i c a lc o m p o n e n t sa n di n t e r f a c e so fr e f e r e n c em o d e lw h i c hp u tf o r w a r db yw f m c a n dt h es i g n i f i c a n c eo fw o r k f l o wt e c h n o l o g yi np r a c t i c e ，d e s i g n e dad a t a b a s eb a s e d w o r k f l o wf r a m e w o r k b ya n a l y z i n gt h er e q u i r e m e n t so fw o r l n o we n g i n e ，p r o c e s s d e f i n i t i o nt o o l ，a d m i n i s t r a t i o nt o o l ，a n dc l i e n ta p p l i c a t i o n , i td e s i g n e dt h es y s t e m a t i c a r c h i t e c ta n dt h et e c h n o l o g ya r c h i t e c t ，s t u d i e dt h et h e o r yo fw o r k f l o wm o d e l i n ga n d t h em e t h o d so fc o m b i n i n gt h ew o r k f l o ws y s t e mw i t hb u s i n e s ss y s t e m b a s e do ni t , t h ed a t a b a s eb a s e dw o r k f l o ws y s t e mw a si m p l e m e n t e d i tr e a l i z e dt h ew o r k f l o w e n g i n ew h i c hi sa d a p t i v et ot h er e q u i r e m e n to fe n t e r p r i s ee n v i r o n m e n t i tr e a l i z e d v i s u a lp r o c e s sd e f i n i t i o nt o o l ，r e a l i z e dc l i e n ta p p l i c a t i o n , a n dr e a l i z e dw e bb a s e d a d m i n i s t r a t o rt o o lw h i c hu s e st h et e c h n o l o g yo fr i c hc l i e n tp l a t f o r ma n di m p r o v e st h e u s e re x p e r i e n c e a c c o r d i n gt ot h er e s e a r c h , o n ee x a m i n ea n de n d o r s es y s t e mi si m p l e m e n t e d i n t h ep e r i o do fd e s i g n i n ga n di m p l e m e n t a t i o n , t h es y s t e md e m o n s t r a t e dt h a ti tg a i n sa b e t t e rp e r f o r m a n c eo fr e u s a b i l i t y , m a n a g e a b i l i t y , e x p a n d a b i l i t ya n dm a i n t a i n a b i l i t 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 ts y s t e m , d a t a b a s es y s t e m ，j 2 e e , r c p m 独创性声明 本人声明，所呈交的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。尽我所知，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，也不包含为获得武汉理工大学或其它教育 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了谢意。 关于论文使用授权的说明 本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即学校有权 保留、送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部 或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 武汉理工大学硕士学位论文 1 1 课题的背景及意义 1 1 1 课题的背景和来源 第1 章绪论 随着计算机技术的发展，那种将信息系统仅仅作为定制的、高成本的数据 库应用的传统观念正在逐渐改变。企业希望能够利用信息系统控制、监控、优 化企业业务流程的执行，以达到提高工作效率、减少资源浪费和业务流程柔性 控制的目的。以人们越来越多的采用商品化的通用组件和标准化的软件解决方 案为标志的软件产业的发展和信息革命的冲击，有力地推动了这种改变。这种 改变要求一套全新的信息服务系统，这些信息服务在表达和交互模式上同构， 具有开放的软件体系结构，覆盖整个应用领域，比如：电子商务、电信业、银 行业、制造业、教育行业等掣”。因此，未来的信息系统必须支持相互独立的多 个数据源、支持运行在异构的分布式网络上已有应用系统之间顺畅的交互，同 时能够适应现代企业快速发展和流程灵活多变的业务需求。 为了适应现代信息系统的发展，人们在上世纪8 0 年代就提出了工作流技术 管理的概念，但是在当时的计算机技术发展条件有限的状况下，工作流技术发 展缓慢。进入9 0 年代后，一方面，迅猛发展网络技术和计算机技术为工作流技 术的发展奠定了坚实的基础；另一方面，随着企业规模的扩大，企业信息化的 需求越来越大，企业流程越来越复杂，那种为特定企业特定应用定制的软件已 经不能跟上现代企业快速发展的步伐。工作流技术为这些问题提供了良好的解 决方案，解决了企业复杂业务流程现实需求，从而引起了各行业的高度关注， 工作流技术进入了快速发展的阶段。进入2 1 世纪后，工作流技术发展更加迅速， 逐渐确立了在软件市场的地位。 该课题来源于某大型制造业几个相关项目的总结和工作流产品开发项目。 相关领域涉及到了企业资源计划( e r p ) 、供应链管理( s c m ) 和办公自动化( 0 a ) 等。 在传统的大型制造业，一方面，企业业务流程非常复杂，为了适应市场的变化， 需要及时调整业务流程以适应其变化，定制的应用系统显然不能满足这种需求， 武汉理工大学硕士学位论文 也不能及时的了解企业业务流程运行现状，直接影响了企业领导层的决策；另 一方面，企业已经引入了大量的定制应用系统，这些系统彼此不能互通，形成 了企业数据孤岛。为了提高企业的运行效率，及时了解市场动态，提高办事效 率，减少资源的浪费，打通企业遗留系统，该企业引入了工作流技术作为相关 项目的技术基础架构，以完善的技术架构解决了企业业务发展的现实需求。在 此基础上，不断总结工作流技术在企业信息系统中的应用，逐渐提炼出了符合 企业应用的工作流管理系统，为以后的项目提供了技术支持的基础上，满足了 企业业务快速发展的r r 需求。 1 1 2 课题研究意义 在传统的企业信息系统开发过程中，软件产品白包含企业业务领域的知识， 业务流程硬编码在软件产品中，软件产品模拟企业业务流程，实现企业业务流 程自动化，当业务流程发生改变时，需要重新设计该软件产品；另外，传统的 软件属于企业专有系统，标准化程度较低，当企业内部引入其他软件产品后， 系统之间互相通讯极为困难，容易形成数据孤岛。相对于传统的企业信息系统， 工作流管理系统不必关心问题域的业务知识，它使用格式化的企业流程作为输 入，然后自动执行和管理企业业务流程。工作流管理系统能够自适应企业业务 流程的变化，方便的实现企业流程再造；同时，工作流管理系统采用标准的成 熟技术，可以方便的集成企业遗留系统，实现企业应用系统集成【2 】。 在企业中采用工作流管理系统，可以简化企业信息系统开发、方便的实现 企业业务管理自动化；可以快速的相应市场变化，提高企业组织生产率和运行 效率，同时在实践过程中优化业务流程模型，实现企业流程再造，组合已有业 务，不断创新。工作流管理技术作为一种企业流程建模和流程管理的核心技术， 极大地弥补了传统企业信息系统的不足，为企业提高业务工作效率，提高客户 服务质量，确保企业电子商务持续有效等，有着重要的意义。 1 2 工作流技术研究现状 工作流技术是一个年轻而有良好发展潜力的技术。工作流技术源于计算机 软件的商业应用，是一个多学科交叉的领域，涉及到了计算机科学与管理学科 的多种原则、方法和技术，包括数据库、形式化描述语言、应用与系统集成、 2 武汉理工大学硕士学位论文 软件工程、文档管理、组织与资源管理、仿真技术等等。对于工作流的研究主 要有三个方面：工作流技术理论、工作流技术实现和工作流技术应用【3 一工作 流技术发展的初期，主要由工作流产品开发的公司推动，在这段时间里，工作 流技术理论发展相对缓慢；随着工作流技术在实际应用中取得的良好效果，它 得到了充分的重视，工作流管理理论的研究也慢慢得到了重视，目前，工作流 设计方法学、工作流参考模型等方面也有了长足的进步。 1 2 1 研究现状 在国外，工作流技术发展相对较早，因此也比较成熟，目前提供工作流管 理软件的供应商有几百家之巨。除了专门的工作流管理系统，大多数e r p 系统， 比如s a p 都把工作流引擎引入到自己的系统中；对于操作系统供应商m i c r o s o f t ， 则把工作流技术集成到了自己的操作系统和开发工具中。 1 9 9 3 年，w f m c ( 国际工作流管理联盟) 成立标志了工作流技术进入了相 对成熟的发展阶段。该联盟是一个非赢利性组织，由国际知名的公司、研究机 构、高等院校等约3 0 0 多家成员构成。该组织为了解决不同工作流产品之间的 互操作性，在工作流管理系统的相关术语、体系结构、接口等方面制定了一系 列的标准。并在1 9 9 4 年，发布了工作流管理系统参考模型。 除了w i m c 标准组织外，关注工作流技术的主要标准组织还有：o m g ( 对 象管理组织) ，o m g 联合w f m c 的规范，定义了工作流技术向c o r b a 技术转 换的标准规范；b p m i ( 商业过程管理计划) 它推出了b p m i 倒i 过程建模语言) ， 旨在为跨防火墙内外的异构系统建立商业过程模型提供一个标准途径，并为表 达由事务处理、数据管理、并行操作、异常处理和操作语义等一系列企业活动 组成的业务过程定义形式模型。 由于工作流技术是一个相对前沿技术，因而关于它的标准还在制定之中， 就目前已有的标准而言，可以分成两大类，其一，基于纯x m l 技术：其二，基 于w e b 服务技术。 对于第一种技术，主要的分支有三个：一、w i m c 的x p d l ( x m lp r o c e s s d e f i n i t i o nl a n g u a g e ) ，提出了工作流管理系统的参考模型；二、b p m i ( b u s i n e s s p r o c e s sm a n a g e m e n ti n i t i a t i v e ) 的b p m l ( b u s i n e s sp r o c e s sm o d e ll a n g u a g e ) ，它 和w f m c 联合制定业务流程和工作流管理系统标准，即采用b p m l 描述工作流 管理系统过程，同时采用x p d l 所定义的工作流管理系统模型：三、o m g ( o b j e c t 3 武汉理工大学硕士学位论文 m a n a g e m e n tg r o u p ) 的w o r k f l o wm a n a g e m e n tf a u l t y ，它联合了w f m c 的规范， 定义了将工作流管理系统向c o r b a 的转化。 对于第二种技术，主要分支也有三个：一、b e a 、i n t a l i o 、s a p 、s u n 四家 公司联合提出的基于x a n l 的w s c i 规范，推动w e b 服务进入了一个全新的阶段。 这个规范主要描述了一个参与和其它服务进行协作交互的w e b 服务所交换的消 息流。二、联合国( u n c e f a c r ，贸易促进和电子商务中心) 和o a s i s ( 结构 化信息标准发展组织) 共同倡导、全球参与开发和使用的规范e b x m l 。e b x m l 是一组支持模块化电子商务框架的规范。e b x m l 支持一个全球化的电子市场， 它使得任意规模的企业通过交换基于x m l 的信息，不受地域限制地接洽和处理 生意。三、m i c r o s o f t , b e 气m m ，s a p s i e b e l 联合提交发布的b p e l 规范。此 规范描述如何处理输入的消息，它不是一个关于业务流程规格化定义的规范。 简单的说，可以将它看作x m l 形式的编程语言，提供将w s d l - s e r v i c e s 组合成 控制流的能力 5 , 6 3 , s 1 。 相对于国外的情况，国内的工作流技术研究和应用相对较晚，对于工作流 技术的研究起步相对较晚，许多关键技术还处于探索阶段。不过在国内的市场， 也有许多优秀的工作流管理软件产品。比如：西安协同数码股份有限公司推出 的基于j 2 e e 架构和w f m c 标准s y n c h r o f l o w 。它是一个中间件产品，主要解决 了网络通讯、数据库可靠性连接、业务流程逻辑的处理、通用组件以及快速开 发等应用开发过程中所遇到的通用问题，为应用提供了一个通用的应用平台。 1 2 2 工作流管理系统发展中存在的问题 在世界范围内，大约有几百家工作流和业务流程管理相关的厂商，几乎所 有的工作流管理系统的厂商都承诺可以集成企业应用系统，保护企业的已有投 资，为企业创建一个优秀的集成平台。并可以通过提供的图形化工具定义业务 流程，应对市场的快速变化而不用写一行代码。 在现今的工作流管理系统的应用中，通过流程设计器进行可视化开发而不 写代码显然不能满足各行各业的特殊需求。在业务流程中集成适合该行业的特 殊应用才能适应客户的需求，这需要流程设计人员、业务分析人员、软件开发 人员互相合作，无疑，这会降低软件应用开发的生命周期。 其次，基本上企业的业务流程的逻辑极有可能分布在各种各样的系统中， 比如：数据库触发器，消息代理，j a v a b e a n s 等等。如果使用工作流技术对这样 4 武汉理工大学硕士学位论文 的企业集成，当企业的业务流程的逻辑发生改变时，必须改变业务流程以适应 逻辑的改变。 另外，w e b 服务技术的飞速发展，预示了w e b 服务将成为下一代分布式系 统的核心。通过w e b 服务，企业可以在w e b 层面上提供一些服务的接口供外部 应用程序访问。由此，不同的企业之间可以通过调用这些接口得以交流资源， 提供服务。但是工作流技术偏向于具有不确定性和有延迟的业务流程，着重于 在参与者和资源之间分配任务，业务流程经常会被中断，继而等待特定条件的 出现，在整合使用w e b 服务时显得心有余而力不足。 由此可见，工作流管理系统有着巨大的应用市场，也有了一定的标准和规 范，但是在适用性，宜用性，可拓展性和与新技术整合方面还有一定的不足， 促使构建适应需求的、整合业务流程管理的工作流管理系统就成了当前亟待解 决的问题。 1 3 论文的研究内容 本文在总结现有工作流产品的基础上，针对现有工作流产品的不足，严格 遵守现有成熟的标准，探索工作流管理系统整体解决方案，研究工作流管理系 统与业务流程管理的结合点，探讨工作流管理系统在数据库管理系统中的持久 化，实现工作流管理系统在企业数据总线的可插拔式应用及与e a i ( 企业应用集 成) 的无缝集成。 扬弃当前工作流管理技术和产品的优点和不足，构建可灵活配置，适应需 求变化的轻量级工作流引擎。实现以业务系统整体架构为导向的，应用系统和 业务流程相分离、业务逻辑与业务规则相分离、业务数据与流程数据相分离的 系统架构。 在工作流引擎之上实现业务流程的图形化自定义，适应企业日益增长的业 务需求，快速响应市场变化，构建适合自身环境的业务流程；为业务人员和软 件开发人员提供不同的视图，以便于业务人员和开发人员分离关注点，自然的 实现业务领域和技术领域的协同工作。 在工作流引擎之上实现流程的可视化管理、监控、统计，迅速定位企业业 务流程瓶颈，发现企业管理缺陷，提供企业业务管理工具，实现企业资源的优 化管理和企业流程再造。 5 武汉理工大学硕士学位论文 研究表单生成机制，结合工作流管理系统的管理方式，实现自定义表单管 理功能，实现业务数据在组织机构、人员、资源之间的快速流转；实现业务数 据的分类归档，为企业决策者提供丰富的业务数据。 实现业务流程整合和应用集成，构建跨应用系统和跨企业的流程整合，方 便的实现企业应用集成但a d 。 1 4 论文结构安排 本论文讨论了工作流管理系统体系结构，对基于数据库的工作流管理系统 设计思路和实现进行了深入分析，并在此基础之上，实现了基于工作流技术的 业务系统。 本论文分为六章。 第一章绪论：介绍了本论文研究背景、现状和研究内容； 第二章工作流技术：介绍了工作流技术起源、发展和工作流管理系统参考 模型、分类； 第三章基于数据库的工作流管理系统分析：深入分析工作流管理系统需 求、提出系统整体架构，讨论工作流建模技术 第四章工作流管理系统设计：描述了工作流管理系统组件和接口的设计； 第五章工作流管理系统在项目中的应用：在项目中应用工作流管理系统； 第六章总结与展望：总结本文的研究成果，提出未来研究方向。 6 武汉理工大学硕士学位论文 第2 章工作流管理理论 2 1 工作流技术起源与发展 工作流技术开始于2 0 世纪7 0 年代，而工作流的概念则起源于生产组织和 办公自动化领域。宾夕法尼亚大学沃尔顿学院的m i c h a e ld z i s m a n 开发的原型 系统s c o o p ，施乐帕洛阿尔托研究中心的c l a r e n c ea e l l i s 和g r a yj n u t t 等人 开发的o f f i c e t a l k 系列实验系统，是最早的办公自动化系统。它们标志着工作流 技术的开始。但是由于当时计算机技术和网络技术的限制以及软件开发技术的 限制，工作流技术发展不足 2 1 。 到了2 0 世纪年代，商业应用中开始使用工作流技术，在这一阶段，工 作流技术处于萌芽阶段，人们开始认识到工作流技术的重要性，开始感受工作 流技术带来的技术便利，工作流技术有了一定的发展。 计算机技术和网络技术的发展，为工作流技术提供了基础设施，进而促进 了工作流技术的发展。在上世纪9 0 年代，工作流技术得到了长足的发展，各种 标准化组织开始制定工作流技术标准并在世界范围内推广工作流技术的应用， 相关的概念和应用也开始深入人心。在这个阶段中，出现了许多由国际软件厂 商参加或组建的标准组织，就工作流技术标准做出了许多研究，制定了相关技 术标准，确立了工作流技术在计算机科学中的地位。工作流技术开始广泛应用 于电讯业、软件工程、制造业、金融业、银行业、科学试验、卫生保健领域、 航运业和办公自动化领域。 进入2 l 世纪后，国际市场竞争日益激烈，国际之间企业贸易日益增加，企 业走向国际化，要求企业对业务流程能够快速的进行重组；市场趋向多元化， 要求企业信息系统能够快速适应市场变化；企业之间的竞争要求提高办公效率 和生产效率；同时，面向市场和客户要求企业采用过程管理( 项目管理) 和过 程集成方法提高其管理水平。这一系列给工作流技术的发展带来了新的机遇和 挑战。 近年来，随着企业规模的扩大，企业内部信息系统规模变得越来越庞大， 企业之间的关系越来越紧密，企业内部和外部业务流程趋向于统一集中。w e b 7 武汉理工大学硕士学位论文 服务系列标准的发展与成熟，提供了企业分布式应用的现实可能，通过工作流 技术整合业务流程，实现业务流程自动化管理，已经成为解决企业信息系统不 可或缺的一部分。可以预言，工作流技术将成为未来r r 技术的基础设施。 2 2 工作流 工作流是从英文单词w o r k f l o w 翻译得来的。w o r k f l o w 是由单词w o r k 和f l o w 组合得到的词。单词w o r k 表示工作或者任务，单词f l o w 的含义是流动，流程或 者流量等。f l o w 反映了一种变化以及变化的过程【2 】。 1 、定义 从工作流概念的出现到现在工作流的繁荣，经历了几个不同的发展阶段， 在每一个阶段，人们对工作流技术的概念都有不同的定义。 m ma l m a d e n 研究中心给出的工作流定义是：工作流是经营过程的一种计 算机化的表示模型，定义完成整个过程所需用的各种参数。这些参数包括对过 程中每一步骤的定义、步骤间的执行顺序、条件以及数据流的建立、每一步由 谁负责以及每个活动所需要的应用程序。 g e o r g a k o p o u l o s 给出的工作流定义：工作流是将一组任务组织起来完成某个 经营过程。在工作流中定义了任务的触发顺序和触发条件。每个任务可以是一 个或多个软件系统完成，也可以是一个或一组人完成，还可以是一个或一组人 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任务的触发、任务 的同步和信息流的传递。 另外还有其他许多关于工作流的定义，都是研究者和开发者从不同的角度 给出的定义。在1 9 9 3 年，w f m c ( 国际工作流管理联盟) 成立，它致力于工作 流产品的标准化和工作流之间的互操作，它综合当前工作流产品，为工作流管 理系统的相关术语、体系结构以及应用程序接口等方面制定了系列的标准。 国际工作流管理联盟对工作流的定义是：工作流是一类能够完全或者部分 自动执行的业务过程，它可以按照一系列过程规则，在不同的执行者之间传递 文档、信息或任务并执行。 2 、工作流技术相关技术术语 国际工作流联盟对工作流的定义突出了业务流程和执行者之间的交互，以 及业务流程的自动化执行。它主要包含了以下相关的术语【3 1 。 8 武汉理工大学硕士学位论文 业务流程：工作流管理系统的基本目的就是处理案例。任务审批、订单处 理等都是案例。相似的案例属于同一种案例，这些案例可以使用相同的方式来 处理。业务流程就是对同一种案例的抽象，描述了案例的业务本质。 任务和活动：任务和活动是一个工作的逻辑单元，它是不可分割且必须完 整执行，如果执行任务期间发生任何错误，那么必须返回任务前的状态，即回 滚。任务和活动的不可分割性依赖于定义它的环境，不同的角度对于任务或活 动的分割大小也不尽相同。任务和活动的区别在于，任务由人负责执行，任务 执行由人负责触发，活动是工作逻辑单元自动执行。任务和活动泛指一般工作 单元，并非案例的具体执行。 流程定义和流程实例：当业务流程确定之后，使用工作流定义语言对业务 流程建模，生成工作流管理系统可以理解的格式，作为工作流管理系统的输入， 即流程定义。流程定义由一个或多个活动或任务组成，并指出活动和任务的执 行次序。流程定义可以另一过程定义的一部分，因而，流程定义可以由一个或 多个子流程组成。因此，复杂的流程可以分层定义。通过对子流程明确识别、 单独表示，可以复用通用的流程定义，还可以作为流程分析定义的工具。另外 流程定义抽象的表达了业务流程的生命周期，因此流程定义必须具备清晰的开 始和结束。 业务流程的执行后，工作流系统生成流程定义的一个流程实例。流程实例 是业务流程的一次执行。流程实例是反映了业务流程现实执行状况。 资源( 参与者) ：过程定义表述了业务流程的任务和活动以及其执行的次序。 在流程启动后，就生成了一个流程实例，此时，必须指定每个任务和活动由谁 来执行，并为任务和活动分配资源。在业务流程里，任务和活动的执行离不开 资源，资源是具备有一定工作能力的人、机器或应用程序，它能够执行特定任 务，参与任务或活动的执行，完成流程执行的工作。 2 3 工作流管理系统 2 3 1 工作流参考模型 在工作流技术发展历程中，曾出现了许多的不同角度的工作流技术概念和 基于这些概念的工作流产品。为了统一工作流概念，形成统一的标准，方便的 实现不同工作流之间的交互，国际工作流管理联盟制定了统一的工作流标准。 9 武汉理工大学硕士学位论文 工作流管理联盟制定的工作流参考模型如图2 - 1 所示嘲。 图2 - 1 工作流参考模型 工作流参考模型确定了工作流管理系统的基本架构。该架构是开发工作流 管理系统时应当采用的系统模型。该参考模型包括5 个基本的组件，工作流执 行服务、流程定义工具、客户端应用程序，被调用的应用程序和管理监控工具。 它的核心部分是工作流执行服务。系统这一部分推动着系统中的案例在组织中 流转。工作流执行服务确保按照正确的次序并由正确的参与者执行正确的活动。 为此，必须使用有流程定义工具生成的流程定义和资源分类。除了描述过程和 组织，这些工具还常常为分析技术提供便利。任务或活动通过工作流管理系统 的客户应用程序提供给业务参与者或调用其他应用程序。业务参与者通过选中 一个任务，便可以执行具体实例的特定工作安排。执行任务时，可能需要业务 参与者启动其他应用程序。工作流的追踪、实例控制和参与者则由工作流管理 和监控工具支持。 图2 - 1 还给出了工作流的5 个接口，工作流的基本组件通过这5 个接口协同 工作，形成一个完成工作流管理系统。这些接口分别为： 接口1 ：工作流执行服务和工作流建模工具接口，提供了创建和修改工作流 定义的工具与工作流执行服务之间的关系，包含的功能有：打开和关闭一个连 接，获取工作流定义，以及打开、创建、保存一个流程定义 接口2 ：工作流执行服务和客户应用之间的接口，这是最主要的接口规范， 1 0 武汉理工大学硕士学位论文 它约定所有客户方应用和工作流服务之间的功能访问方式； 接口3 ：工作流引擎和直接调用的应用程序之间的接口，规定了如何调用外 部应用规范； 接口4 ：工作流管理系统之间的互操作接口，提供同一的接口，确保工作流 引擎之间顺畅的交互； 接口5 ：工作流执行服务和工作流管理工具之间的接口，为监控和管理工作 流管理系统和流程运行状况提供接口。 工作流管理联盟努力使这五个接口标准化，以创建一个完善的工作流管理 系统并实现工作流产品之间的互操作性。通过分类基本组件和工作流接口，工 作流管理联盟指明了工作流管理系统的系统架构，划分了工作流管理系统的逻 辑组件，明晰了边界，通过使用统一的接口标准，工作流管理系统可以同外部 的软件工具进行交互，这些工具可以由同一厂商提供，也可以由不同的厂商提 供，但前提是这些工具都必须遵循w f l v l c 的规范。用户也可以有充分的选择空 间来决定哪一厂商的产品，或者自己开发属于哪一个接口的工具。这五个接口 一般通过a p i ( 应用程序接口1 的形式提供给用户或软件开发商，这些a p i 称为 w a p i ( w o r k f l o w a p i ) ，也有厂商将a p i 封装成组件形式提供，以简化开发难度、 降低成本并提高效率。 2 3 2 必要的技术基础设施 对于一个完整的工作流系统，仅仅有工作流管理系统的软件产品是不够的。 它应该是软件和硬件共同组成的体系架构f l l 。如图2 - 2 所示。 巨困 三 叵二 图2 - 2 工作流技术基础设施 1 1 武汉理工大学硕士学位论文 如图2 2 所示，在工作流管理系统中，工作流管理系统不能单独存在，必须 引入合适的技术基础设施。主要组件有： 硬件：工作流管理系统需要运行在一台功能强大的服务器之上，它可能是 功能强大的p c 服务器，也可能是小型机或大型机，提供工作流管理的系统服务。 客户端通常采用个人p c 。客户端计算机必须通过网络设旌连接到工作流管理系 统运行的服务器上 操作系统：服务器的操作系统通常采用多用户、多任务的现代操作系统， 比如：u n i x 或l i n u x ，以适应大量的任务处理。客户端通常采用现代窗口操作 系统，比如w i n d o w s 家族的操作系统。 数据库管理系统：现代信息系统离不开数据库系统的支持，在工作流管理 系统中，数据库系统扮演者不可或缺的角色。工作流管理系统使用数据库系统 持久化业务流程定义和业务流程实例，保存流程控制数据和业务数据，保证系 统鲁棒性。工作流管理系统一般独立于特定的数据库系统，当性能出现问题时， 需要针对特定的数据库系统优化。 应用程序：其一，应用程序提供对任务执行的支持，一般是标准的软件包， 比如：字处理软件；其二：工作流管理系统管理的跨应用系统的遗留系统或跨 企业业务应用，这些遗留系统和其他企业提供的应用接口可能是采用多种技术 实现的。工作流管理系统提供统一标准的方式，在遗留系统或企业之间交互， 启动或终止外部程序，在多个系统中交换数据，实现企业应用集成。 工作流管理系统：在以上组件的支持下，工作流管理系统才能顺畅的运行， 它在各个组件中交互，交换信息，处理任务，实现企业业务流程自动化管理。 以上组件是工作流管理系统中必不可少的组成部分，在实施工作流管理系 统时，必须综合考虑硬件、操作系统、数据库系统等相关系统，使之协同工作， 不当的选择，必将导致不可靠的应用系统，最终造成不必要的损失。 2 4 工作流管理系统分类 工作流技术关注企业业务流程的管理，对于业务流程，按照流程的重复性 可以分为周期重复的、无规律重复的和唯一的；按照任务和活动的结构化程度 可以分为完全结构化的、半结构化的和非结构化的。完全结构化的经营过程的 执行逻辑完全可以事先确定，即可以对其制定严格的工作计划。半结构化的过 1 2 武汉理工大学硕士学位论文 程的逻辑一部分可以预先确定，而有一部分逻辑无法事先确定，需要根据实际 执行过程的具体情况确定。非结构化的经营过程的活动顺序无法事先确定。其 中工作流管理系统最适用于有规律重复的结构化的流程1 2 1 。 在传统的工作流分类中，一般按照业务流程、底层实现技术、任务项传递 机制进行分类。 根据所实现的业务过程及其对业务流程的模拟程度，工作流管理系统可分 为四类：管理型工作流、设定型工作流、协作型工作流、生产型工作流。其中 管理型工作流可以管理简单的业务流程；设定性工作流适用于用户特定的需求； 协作型工作流模拟了资源之间的任务协作，生产型工作流一般应用于大规模， 复杂异构的环境下，解决生产系统实际情况。 根据工作流的实现技术，可将其分为以通信为中心工作流、以文档为中心 工作流、以流程为中心工作流。前两种工作流分别以电子邮件和文档路由技术 实现，功能不够强大，只能适用于小型的非生产系统应用。以流程为中心的工 作流构建于数据库系统之上，能够适应生产领域应用，一般提供较完善的服务， 本文讨论的工作流管理系统就是以流程为中心的工作流。 按照工作流在参与者之间传递任务机制的不同，可以分类为：基于文件的 工作流系统、基于消息的工作流系统、基于w e b 的工作流系统。前两种分别使 用共享文件和邮件系统传递任务，发展较早，因此比较成熟，但方式单一，功 能较弱；基于w e b 的工作流系统应w e b 技术发展而生，它通过w w w 系列协议 完成任务之间的协作，代表了w e b 发展的最新技术，发展前景较好。 5 工作流管理系统的作用 利用工作流技术结构化的分析和改进业务流程，进行业务流程的建模和改 造，对于组织效率和效益以及工作业绩的提高有着重要的意义。借助工作流技 术，可以有效利用信息技术实现理想的业务流程，构建可以应付未来的变化的 企业信息系统。引入工作流技术，可以在软件开发和业务两方面受益。 2 5 1 简化企业级软件开发 传统的企业级软件开发没有把业务流程和应用软件分开，常常将业务流程 硬编码在软件之中，这往往不能适应业务的增长，也给维护带了困难。在企业 武汉理工大学硕士学位论文 级软件开发中引入工作流技术，可以在以下方面受益【埘。 降低开发风险：工作流技术提供给业务分析师和开发人员统一的视图，他 们可以使用同一种建模语言进行交流，各司其职，专注自己领域的问题，共同 完成开发任务。 业务流程集中统一：使用工作流技术，业务流程不再是代码实现，而是由 工作流管理系统集中管理的规格化的业务流程定义，当业务增长引起业务流程 变化时，只须修改流程定义就可完成业务流程的再造，而不必改变代码。 加快应用系统开发：引入工作流技术后，开发人员不必关心业务流程以及 流程参与者的分配，加速了开发进度，代码也更容易维护。 2 5 2 方便业务管理 在企业级信息系统开发中，工作流技术可以将管理和执行分离，获得集中 统一的管理功能，为管理者提供管理、监控业务流程的能力，审计业务运行的 各项指标，显示企业的运行情况。根据w w w e - w o r l m o w o r g 的分析，工作流技 术给业务管理带来的好处有： 提高效率：业务流程自动化可以去除一些不必要的步骤； 较好的流程控制：通过标准化的工作方法和跟踪审计，提高了业务流程的 管理能力； 改善客户服务：因为流程的一致性，提高了对客户响应的可预见性； 灵活：跨越流程的软件控制，使流程可以按照业务的需要实现流程再造； 改进业务流程：关注业务流程，使它们趋向于流畅和简单。 1 4 第3 章基于数据库的工作流管理系统分析 ，芝翌：黛鬈磊篇黧：呈荛嚣霎髫嚣嚣蒜攀 本徽竺篓恐薹必黧鸳算主篙骠= 要：茹藩薹淼接口： 黧隳燃兹意黧篙焉嚣；甏淼蔓篓 曼三! 竺量釜慧塞篓霎慕尝蒜茹：翟善；蠡工是 端应尝罂蝶鬻誉淼：茹磊磊流管理 管理业务流程运行状况，终止、挂起撤活相天狐氍4 午 ”“” 图3 1 工作流管理系统主题用例图 武汉理工大学硕士学位论文 3 1 1 工作流引擎需求 工作流引擎是工作流管理系统的核心组件。它是工作流管理系统控制和运 行的中心，它负责解释、控制并协调各种复杂工作流程的执行