（系统工程专业论文）工作流监控系统的研究与开发.pdf

摘要 摘要 本文旨在介绍工作流监控系统以及r r f l o m o n i t o r 工作流监控系统的设计与 开发。首先，介绍了工作流监控系统的一般概念和理论，描述了工作流监控系统的 组成、功能，并给出工作流监控系统工作流管理系统中的位置与作用。其次，介 绍了工作流监控系统的理论基础，包括监控的内容，监控的方法以及监控的策略。 最后，介绍了自主开发的工作流监控系统r r f l o m o n i t o r 的系统构架以及实现技 术。作者按照软件工程的方法对软件设计和开发过程进行了描述，分析了系统的 需求，描述了业务流程的模型，在需求分析的基础上对r r f l o m o n i t o r 作了详细的 分析，着重研究了系统的架构设计，系统数据库的设计，系统各个功能模块的设 计，给出了r r f l o m o n i t o r 的设计思路。作者以上海汽轮发电机有限公司的报表审 批流程为应用研究背景给出了r r f l o m o n i t o r 的实现过程。 关键词：工作流监控、工作流管理系统、r r f l o 、r r f l o m o n i t o r a b s t r a c t a b s t r a c t t h et h e s i sa i m st od e m o n s t r a t ew o r k f l o wm o n i t o rs y s t e m t h ed e s i g na n d r e a l i z a t i o no faw o r k f l o wm o n i t o rs y s t e mc a l l e dr r f i o m o n i t o r f i r s t l y , i ti n t r o d u c e s t h eg e n e r a lc o n c e p t i o na n df u n c t i o no fw o r k f l o wm o n i t o rs y s t e m s e c o n d l y , i t i n t r o d u c e st h et h e o r yo fw o r k f l o wm o n i t o rs y s t e m ，i n c l u d i n gt h ec o n t e n t s ，m e t h o d s a n dt h es t r a t e g yo fw o r k f l o wm o n i t o rs y s t e m a tl a s t , t h ea u t h o ri n t r o d u c e st h e 和c h e m r ea n dt e c h n i q u e st od e v e l o pr r f l o m o n i t o r t h e nt h ea u t h o rd e l i v e r st h e p a t i t u l a rd e s i g no fr r f l o m o n i t o ra n da d d r e s s e st h ei m p l e m e n to fm a i nf u n c t i o n a l m o d u l e sa tt h eb a s i so ft h eg e n e r a ld e s i g n ，a n dc h e c kt h es y s t e mb ya p p l y i n ga p r o c e s sf r o ms t c k e yw o r d s ：w o r k f l o wm o n i t o r ，w o r k f l o wm a n a g e r m e n ts y s t e m ，r r f l o e n g , r r f l o m o n i t o r 学位论文版权使用授权书 本人完全了解同济大学关于收集、保存、使用学位论文的规定， 同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版 本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、 扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供目录检索以及提供 本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有 关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前 提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。 学位论文作者签名：徐漉 、却年7 月f 口日 经指导教师同意，本学位论文属于保密，在年解密后适用 本授权书。 指导教师签名：学位论文作者签名： 年月 日年 月日 同济大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行 研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文 的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的 作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集 体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任 由本人承担。 签名：徐螂 川年；月p e t 第1 章绪论 1 1 工作流管理系统概述 第1 章绪论 1 1 工作流管理系统的概念 有关流程的组织管理与流程的优化工作一直是企业管理的主要研究内容之 一，在没有引入计算机信息系统支持以前，这些工作都是由人工来完成的，随 着计算机网络技术和分布式数据库技术迅速发展，多机协同工作技术日臻成熟 的基础上，于2 0 世纪8 0 年代中期发展起来的工作流技术为企业更好地实现这 些经营目标提供了先进的手段。工作流管理系统的目的是通过将工作分解成定 义良好的任务，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。 时至今日，工作流管理技术已经成功地运用到图书馆、医院、保险、金融等行 业，更应用在工业、特别是制造业领域。 根据w f m c ( w o r k f l o wm a n a g e m e n tc o a li t i o n ) 的x p d l 规范，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 ) 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i t 工具或 应用。总体来说，实际企业中运作的工作流管理系统，是一个“人电脑”结合 的系统。 图1 1 描述了根据x p d l 规范定义的工作流体系结构中的主要组件与接口： 第1 章绪论 图1 1 工作流参考模型 x p d l 规范指出一个完整的w f m s 包括五个组成部分，分别为过程定义工具、 工作流执行工具、客户端应用程序、外部被调用应用程序、工作流的管理与监 控工具，这五个部分对应五个标准接口： 接口1 ：工作流执行服务与工作流建模工具间的接口，包括工作流的解释与 读写访问； 接1 ：3 2 ：工作流执行服务与客户应用间的接口，它约定所有客户应用与工作 流执行服务自j 的功能访问方式： 接口3 ：工作流引擎与应用间的直接接口； 接1 = 1 4 ：工作流管理系统之间的互操作接口： 接1 = 1 5 ：工作流管理和工作流监控工具的接口； 各构件的主要功能如下： 1 ，工作流执行服务 工作流执行服务由多个工作流引擎组成，它为过程的执行提供运行环境。 工作流引擎用于创建、管理和执行工作流实例，负责解释和激活过程定义以及 跟外部数据交互。， 2 ，过程定义工具 即工作流建模工具，用于分析、建立工作流模型和记录工作流过程。其结 果是一个工作流引擎能够解释的过程定义。现在的工作流产品一般有自己专用 的建模工具，并且各个产品过程定义的数据格式是不同的，接口l 提供了一种标 2 第1 章绪论 准的过程定义数据交换格式，将工作流构建阶段与工作流运行阶段分离。 3 ，客户端应用程序 简称客户应用，这是相对于工作流执行服务而言的，一般与相应的服务器 匹配使用。它的作用是给用户提供一种处理过程实例运行过程中需要人工干预 的任务的手段。每个任务被称为一个工作项，它包括处理上的一些要求( 如处 理时间的限制等) 及待处理的数据对象等。 4 ，被调用应用程序 指工作流执行服务在过程实例的运行中调用的、用以对应用数据进行处理 的应用程序。它本身并不是w f i i s 的固有组成部分，但在过程执行过程中被有效 地集成到系统中以完成某项任务，所以它也是工作流管理中的一个重要部分。 过程定义中包含了被调用应用程序的信息。如类型、地址等。 5 ，管理和监控工具 用于对工作流实例的运行进行全面的监控，管理员可通过它取得各个过程 及活动的运行状况，并可以对过程运行进行干预。其功能包括对客户端或用户 进行权限控制、改变工作分配规则、指定参与者为某个组织成员及其角色、跟 踪发生的事件、保存过程实例的历史记录等。 1 1 2 工作流管理系统在企业业务流程管理中的作用 在企业信息化建设的过程中工作流管理系统具有诸多实际的意义0 1 ： 1 ，减少滞后时间 很多业务进程遵循9 0 l o 规n - 典型的业务进程有9 0 9 6 的时间是滞后。的。 时间都被消耗在了任务的闲置、排队等待、发送过程及状况追踪上了。这些时 间都被白白浪费掉了，对业务而言是无价值的。只有1 0 左右的时间被用于”进 程处理”。生产力控制软件有助于降低进程处理的时间。然而，即使进程处理时 间降低了5 0 0 , 6 ，对整个进程时间的影响也只有5 。工作流自动化瞄准的是滞后 时间。如果滞后时间减少5 0 ，整个进程时间就能减少4 5 。这就是工作流自 动化为什么是互联网络时代提高企业工作效率的关键。 2 ，提高生产率可通过下述方式提高生产率 通过集中处理任务( 客户端) 减少任务时问；减少纸张工作和纸张的传递； 加速信息流并通过连接数据库电子表单的方式减少出错；根据业务逻辑关系自 3 第1 章绪论 动计算和传递数据给需要数据的人；追踪并组织所有的任务及所有参与工作流 进程的个体，如任务处理延迟，则会自动发出提醒：报告和文档自动更新；减 少对文书人员的依赖并最大限度地释放现有资源；重点处理增值业务一增值业 务是现代组织的心脏。所有企业应当重点处理的是那些和企业方向相关的业务， 以及如何优化这些流程使之具备竞争优势。 3 。追踪业务进程 通过工作流自动化的软件，可以实现以图形化的方式对业务进程追踪，而 不再需要通过电话、贴标签或其它的手工方式来确定例如采购订单、索引需求 等等流程到底进行到了哪一步。 4 ，监测效率 如果无法对重要的工作流程进行监测，就无从谈及控制和提升。有些工作 流自动化系统提供每一个流程的统计信息，包括了每一个步骤的时间和成本。 通过这一功能，就有可能非常方便地实现流程的最优效果。 5 ，减少纸张消耗 很多公司每年花费在打印报表和复印上的办公纸张消耗费用动则数万元。 而通过工作流自动化的改造能向”无纸办公4 时代迈出坚实的一大步。而使原有 表单的电子化，企业又可以节约很大一部分打印和存储的费用。北美的w i n b o n d e l e c t r o n i c sc o r p o r a t i o n 通过应用工作流自动化平台，短短四个月减少了7 0 的纸张消耗，大大节约了开销。 1 2 工作流监控系统概述 1 2 1 工作流监控的概念 工作流管理系统的目的在于使企业流程自动化，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从而改善组织的运行速度与效 率。但由于企业流程具有的复杂性，不确定性与风险性，灵活动态的流程管理 系统愈加重要，工作流监控系统作为工作流管理系统中十分重要的一环起到了 十分重要的作用。 工作流监控系统不仅需要将监控数据提交给管理者，而且应该通过流程跟 踪，流程变更，趋势分析等方法，挖掘和利用监控数据。一方面运用监控数据 4 第1 章绪论 对流程进行实时监控，有效、客观的监控企业运营过程，监控团队可以迅速做 出预警，采取改善措施，而不是流程出现异常后再去亡羊补牢：另一方面，使 用历史数据进行流程分析，对业务流程进行改善，建立的业务流程的质量保证 体系，从而不仅可以改善企业本身的运营效率，还可以改善上下游厂商以及客 户的满意度【3 】。 工作流监控是处理工作流运行期各种例外、保证工作流实例正确高效执行 的有效方法。工作流系统管理与监控工具能够对工作流在整个组织内部的流动 状况进行监视，并提供一系列的管理功能，实现安全性、过程控制和授权操作 等方面的管理。它包括以下几个方面的功能： 监控流程模型的实例运行情况； 通过可视化界面监控企业业务流程中正在运行的业务实例的各项信息，包 括流程实例的开始时间，流程实例的状态，流程实例的用户信息等信息； 监控运行中的过程实例、活动实例的数据流； 通过图形化界面监控过程实例的运行路线，活动实例的完成状态，持续时间， 执行人员等信息； 启动、挂起、恢复和终止过程实例； 通过监控的信息对流程实例进行挂起，恢复和终止等操作；对活动实例进行 检入，检出，变更执行者等操作，使流程适应业务的需求； 正常结束或异常退出的过程实例的历史数据进行统计和分析； 通过对历史流程进行数据统计与分析，分析企业业务流程，找出不合理之处， 对业务流程提出改善方案，快速给出流程重组的方案。 1 。2 。2 工作流监控在工作流管理系统中的作用 工作流管理系统在企业中的实施分为以下步骤，如图1 2 所示： 1 分析企业目标，企业所处环境与组织信息； 2 根据分析结果，针对企业业务流程建立工作流模型； 3 根据工作流模型实现业务流程的自动化运转； 4 按照工作流模型中对业务流程的规定进行流程监控； 5 将工作流监控的结果迸行分析与评估； 6 根据对流程数据分析与评估的结果，提出改进意见，对流程模型进行重新设 5 第1 章绪论 计，然后重复上述步骤“3 。 图1 2 工作流管理系统 在上述实施过程中，工作流监控系统与工作流模型的设计模块，工作流的 实施模块，工作流的分析与评估模块都有着密切的联系，通过它们的交互作用 使工作流管理系统形成一个闭环系统，不断的对企业业务流程进行优化。工作 流监控系统发挥着承上启下的作用，它使的工作流管理系统可以支持流程随着 外界市场需求而动态变化的特点，从而使企业适应市场的变化，提高企业的竞 争力。 工作流监控系统主要实现以下功能： 流程实时监控 流程的实时监控功能通过向管理者提供流程实例运行状态的详细信息，流 程实例活动的详细信息对业务流程实例进行监控，并根据业务流程的需求对流 程管理者给与支持，例如提供流程异常信息，提供流程报警功能等等； 流程数据分析 6 第1 章绪论 企业业务流程的运行过程中产生的诸多数据对于有很大的意义，企业通过 这些数据来决定如何对企业流程进行改进。流程数据包括流程模型数据以及流 程实例数据，例如流程模型的输入输出参数，流程实例的活动数据，流程实例 中的参与者相关数据等等； 1 3 论文研究内容与论文结构 本论文介绍工作流监控技术的在工作流管理系统中的作用，设计工作流监 控系统的各种设计思想，并且论述了如何开发工作流监控系统。本论文论述的 系统基于j 2 e e 架构，采用) 【m l 技术作为数据模型与表示模型的表示以及控制层 的核心模块，并且利用m v c 模式来实现系统的功能，将系统的数据层与逻辑层 相分离，使系统的逻辑更加清晰地展现出来。 、 论文共分为六章，论文的研究内容框架结构如图1 3 所示： 第一章：绪论。介绍工作流相关概念，工作流监控系统的相关概念与研究 现状，以及本论文研究的主要内容。 第二章：工作流监控的理论基础。介绍工作流监控的数据流研究，a g e n t 技 术在工作流监控的应用方法研究，跨组织的工作流监控研究以及工作流监控中 的粒度划分等工作流监控系统中需要研究的方向。 第三章：r r f l o m o n i t o r 的关键技术。介绍实现r r f l o m o n i t o r 的关键技术，分 别为j 2 e e 技术，x m l 技术与s v g 技术。同时介绍这3 种技术在r r f l o m o n i t o r 架构 中的地位与应用； 第四章：r r f l o m o n i t o r 的设计与实现。阐述了r r f l o m o n i t o r 的设计准则，介 绍其总体框架和主要功能。并按照r r f l o m o n i t o r 系统的层次划分，分别研究了流 程实时监控模块与流程历史数据分析模块的设计与实现方法。着重分析了 r r f l o m o n i t o r 的设计，详细阐述了r r f l o m o n i t o r 的实现过程。 第五章：r r f i o m o n i t o r 的应用。结合应用举例阐述了r r f l o m o n i t o r 宅e 从工作 流管理系统中的应用过程，验证了r r f l o m o n i t o r 的功能。 第六章：总结与展望。对论文研究内容进行总结，并提出进一步的研究方 向。 7 第1 章绪论 图1 3 章节安排 8 第2 章 作流监控的理论基础 第2 章工作流监控的理论基础 2 1 工作流监控中的数据研究 在工作流实例初始化与运行过程中发生的诸多事件对于商业过程来说有很 大的意义，例如接口函数的调用，工作流引擎的内部操作，其他系统与应用程 序的调用等等。企业通过这些事件产生的数据来来决定如何对企业流程进行管 理，例如在给定的流程实例中哪些活动已经完成；某流程运行了多长时问；某 流程的流程实例平均完成时间是多少。 2 1 1 流程监控的数据流 工作流监控工具按照工作流实例在运行过程中的对象类型进行划分，主要监 控以下事件与数据。这些数据在工作流监控的流程实例监控中作为实时数据供 管理者使用，从而进行流程的实时变更；同时这些数据是流程分析与评估的基 础，通过数据分析与挖掘得到业务流程的不足之出从而做出流程的快速重组与 改进瓯流程监控的数据如下表所示： l ，流程实例数据 表2 1 流程实例数据 事件( e v e n t ) 数据( d a t e ) 流程实例创建流程模型i d 流程实例启动流程模型名称 流程实例改变流程状态 流程实例完成流程属性名称 流程实例中止流程属性值 2 ，活动实例数据 表2 2 活动实例数据 【事件( e ，。n t ) 数据( d a t e ) l 活动实例状态改变 活动实例i d 9 第2 章 ：作流监控的理论基础 活动实例完成 活动实例名称 活动实例暂停活动实例状态 活动实例中止 活动属性名称活动属性值 3 ，工作项数据 表2 3 工作项数据 事件( e v e n t )数据( d a t e ) 工作项启动工作项i d 工作项完成工作项状态 工作项状态改变工作项执行者 工作项分配 工作项属性名称工作项属性值 2 1 2 流程监控数据的分类 为了有效的进行数据分析，将数据从以下不同的角度进行划分： 1 按照数据的聚焦点( f o c u s ) 根据数据的聚焦点数据可划分为聚焦于技术的数据( t e c h n i c a li n f o r m a t i o n ) 和 聚焦于企业业务的数据( b u s i n e s si n f o r m a t i o n ) ； 2 。按照流程状态 按照流程状态可将数据划分为活动数据( a c t i v e ) 与被动数据( p a s s i v e ) ； 3 。按照数据的时间框架c r i m e ) 根据时间矿浆，可将流程中的数据划分为己完成流程( c o m p l e t e dp r o c e s s e s ) 与正在进行流程( r u n n i n gp r o c e s s ) ； 4 按照数据的聚合度( a g g r e g a t i o n ) 根据数据的聚合度可将数据划分为单流程数据( s i n g l ep r o c e s si n s t a n c e ) 和多 流程数据( m u l t i p l ep r o c e s si n s t a n c e s ) ； 5 ，按照数据的范围( s c o p e ) 按照数据的范围可将数据划分为流程级数据( p r o c e s s ) 和企业级数据 ( e n t e r p r i s e ) ； 6 ，按照数据的类型( o b j e c 0 按照数据类型，可将数据划分为事件数据( e v e n t ) ，活动数据( a c t i v i t y ) ，流程 数据( p r o c e s s ) ，资源数据( r e s o u r c e ) 与业务数据( b u s i n e s s ) ； 1 0 第2 章工作流监控的理论基础 7 。按照过程范围( p r o c e s ss c o p e ) 按照过程范围( p r o c e s ss c o p e ) n - i 将数据划分为活动数据( a c t i v i t y ) ，片断数据 ( s e g m e n t ) ，过程数据( p r o c c s s ) ，过程链数据( p r o c e s sc h a i n ) ； 2 2 基于a g e n t 的工作流监控 在流程监控数据的基础上，工作流管理系统还需要灵活的机制使相关的监 控信息交付给相关的人员来使用，从而对流程进行实时监控，有效、客观的监 控企业运营过程，迅速做出预警，采取改善措施，而不是流程出现异常后再去 亡羊补牢。 2 2 1a g e n t ：的概念 a g e n t 的概念近年来在人工智能领域与计算机科学领域愈发重要。术语a g e n t 用来表示具有以下属性的计算机软件系统： l ，自治的( a u t o n o m y ) ：a g e n t 不需要人工干涉来运行； 2 ，群居性的( s o c i a la b i l i t y ) ：a g e n t 与其他的a g e n t 进行通信； 3 ，反作用的( r e a c t i v i t y ) ：a g e n t 接受它们所处环境的信息并且及时的对环境中 的变化做出反应 4 ，前摄的( p r o - a c t i v i t y ) ：a g e n t 不仅对环境中的变化做出响应，它们还可以主动 的展现出有意图的行为 a g e n t 具有所需要完成的一系列的目标，执行某些活动的能力并了解它所处 的环境。a g e n t 通过它所拥有的知识来推断环境的变化与其他a g e n t 的行为，来 产生计划并执行计划来完成它的目的。一个m u h i - a g e n t 系统通过一组相互联系， 相互作用的a g e n t 来完成目标。 2 2 2a g e n t 技术在工作流监控中的应用 传统的工作流监控技术具有诸多限制，过分依赖于中心控制，缺乏灵活的 机制将相关数据传送给相关的工作人员，这会影响企业的生产活动与经营活动 的性能。在工作流监控系统中使用a g e n t 技术，通过a g e n t 的反作用性与前摄 性可以解决系统过程中的异常事务，提高系统监控的灵活性与效率嘲。具体的方 法如下文所示。 i i 第2 章工作流监控的理论基础 1 ，定制监控方案 流程监控的灵活性主要是通过监控方案的订制处理来处理的。不同的工作 人员对于相同的业务流程具有不同的监控需求。通过以下步骤完成流程方案的 定制： 1 ) 通过u s e r a g e n t 帮助工作人员来输入它们的监控需求； 2 ) 使用p l a n n i n ga g e n t 在u s e r a g e n t 的基础上生成个人监控方案； 3 ) 基于p l a n n i n ga g e n t 定义出组织中的流程监控框架( s k e l e t o n ) 4 ) 集成组织流程监控框架与个人监控需求生成定制监控方案； 举例来说，一个制造型企业中负责物料供应的工作人员需要对定购单进行 监控来保证用于生产的物料的准确性。在流程监控框架已经存在的情况下，该 工作人员通过以下步骤定制他的监控方案： 1 ) 通过u s e r a g e n t 来选择合适的流程监控框架来监控定购单的状态； 2 ) 选择流程监控框架后，工作人员输入他的监控需求，例如监控的时间间 隔，监控的范围( e g 钢铁的定购单) ，重要的监控项目( e g 暂停1 0 分 钟的活动，延迟3 天完成的流程) 等等。 3 ) 集成用户需求与流程监控框架，用户可以创建个人的监控方案，这样一 旦订货单处于紧要的状态工作人员就会收到报警信息。 2 ，前摄的监控过程 监控过程可分为两个阶段： 1 )主要监控阶段：所有的监控事件都起始于主要监控，它注重主要项目 的跟踪。 2 ) 深层监控阶段：若在主要监控阶段中发现某些项目出现异常现象，那 么就将会进行深层监控。d i a g n o s t i ca g e n t 用来控制主要监控阶段到 深层监控阶段的转变。 紧接着上节关于定购单监控的例子，将监控过程划分为主要监控过程和深 层监控过程： 1 ) 主要监控过程用于监控定购单的当前状态； 2 ) 深层监控过程用于监控紧要订单的详细信息。如果一个订单处于紧急状 态，工作人员将会接受到报警信息以及相关报告，与此同时将开启深层 监控来收集关于这个订单的更多信息，例如该物料当前的存活清单，该 物料的其他可能的供应商等。这种前摄的监控过程将减少监控活动的开 第2 章j r ：作流监控的理论基础 支并提高监控活动的效率。 2 2 3 基于a g e n t 的工作流监控系统架构 1 ，工作流监控系统中的a g e n t 静态结构 工作流监控系统主要由以下a g e n t 组成( 如图2 1 所示) ，各自含义如下： 图2 ，1a g e n t 类型简介 1 ) u s e ra g e n t u s e ra g e n t 是用户与工作流监控系统沟通的桥梁。u s e ra g e n t 提供人机交 互界面来帮助用户输入监控需求，接受警告信息，读取诊断报告。 1 ) p l a n n i n ga g e n t p l a n n i n ga g e n t 负责接受来自u s e ra g e n t 的用户监控需求，并生成用户的 监控方案。用户通过u s e ra g e n t 选择存储在p l a n n i n ga g e n t 中预定义的流程 监控框架，然后输入监控参数，最后客户自定义的监控方案就产生了。 2 ) s e a r c h i n ga g e n t s e a r c h i n ga g e n t 用于在工作流管理系统以及其他相关系统中收集用户或者 其他a g e n t 需要的信息。s e a r c h i n ga g e n t 不仅收集本地( 1 0 c a l ) 信息，也可以收 集远程( r e m o t e ) 信息，它们可以访问多种异构系统通过i n t e r n e t 与i n t r a n e t 3 ) i n f o r m a t i o na g e n t i n f o r m a t i o na g e n t 用来帮助用户信息接受，信息过滤或者其他的信息操作， 并将s e a r c h i n ga g e n t 得到的信息传递给d i a g n o s t i ca g e n t 使用。 4 ) d i a g n o s t i ca g e n t d i a g n o s t i ca g e n t 出数据分析与数据推理，并将结果反馈给用户。 2 ，工作流监控系统中a g e n t 的工作方式 a g e n t 通过通信与合作来完成相互合作完成流程的监控工作，如图2 2 所示： 第2 章工作流监控的理论基础 1 ) a g e n t 的通信 用于a g e n t 通信最流行的语言是k n o w l e d g eq u e r ya n dm a n i p u l a t i o n l a n g u a g e ( k q m l ) ，x m l 也被用于a g e n t 的通信。x m l 是与平台无关的语言，即使 是在异构系统中的a g e n t 也可以使用x m l 进行通信。 2 ) a g e n t 的合作 通信与合作是a g e n t 不同层次的工作方式。用户通过a g e n t 通信来共享信息， 通过a g e n t 合作来更新共享的结果集。 a g e n t 密切联系完成工作流监控，如图2 2 所示： 图2 2a g e n t s 的关系图 2 3 跨组织的工作流监控 2 3 1 跨组织进行工作流监控的需求分析 从业务流程参与者的角度，可以分为以下若干种参与剖7 】： 1 ，企业内部的流程执行者 企业内部的流程参与者使用流程监控工具来弥补工作流实施过程中没有注 意到的事项，改善流程实施； 2 ，企业的管理人员 企业管理人员使用流程监控工具来更好的理解企业的动态运营； 3 ，企业合作伙伴 1 4 第2 章工作流监控的理论基础 企业合作伙伴使用流程监控工具来优化b 2 b 合作； 4 ，企业客户 企业客户使用流程监控工具来跟踪流程进展，例如订货流程； 由于同一个业务流程具有不同的参与者，对于工作流监控来说， 流程监控 工具需要流程控制工具从不同的角度展示不同的基于角色的流程监控的需求， 展示不同的监控视图。如图2 3 所示，同一个生产流程在不同用户的角度具有不 同的监控需求： p r e p a r e p r o d u c t i o n m a n u f a c t u r e p r o d u c t p r e p a r es h i p m e n t d e l i v e rp r o d u c t 图2 3 跨组织的流程监控 2 3 2 基于主动工作流视图进行跨组织流程监控概述 工作流视图是根据一个或几个流程实例导出的虚的工作流，在定义的工作 流视图加入了主动规则，便于跨组织工作流的管理和监控。使用主动视图进行流 程监控可划分为以下步骤： 1 ，在工作流设计阶段，使用定义工具预先根据不同管理者的不同需求，根据定义 好的工作流和活动定义不同的主动工作流视图； 2 ，在工作流运行阶段，如果工作流视图所涉及到的基本流程开始运行，系统也会 初始化这个工作流视图的实例并运行这个视图； 第2 章：r 作流监控的理论基础 3 ，工作流视图还可以在跨组织工作流运行时根据需要即时定义，并实例化进行 监控。 下文首先基于x p d l 规范定义基本工作流过程模型，然后在其基础上定义 主动工作流视图。 l ，工作流过程模型 工作流基本过程定义是一个三元组，即 ，其中： a 是过程定义中包含的活动集合： c 是过程中活动间的控制流，； d 是过程和过程中活动涉及到的相关数据集合； 2 ，主动工作流视图 主动工作流视 虱( a c t i v ew o r k f l o wv i e w ) ，a w v = v a , v c ，v d ，c a , c c , c d ) ， 其中： v a 是由基本过程活动得到的虚活动的集合 v c 是一组虚控制流集合； v d 是由相关数据得到的虚数据集合： c a 是由基本工作流过程定义导出v a 的条件集合； c c 是由基本工作流过程定义导出v c 的条件集合； c d 是由基本工作流过程定义导出v d 的条件集合； 3 ，工作流过程模型与主动工作流视图的转换 上述工作流过程模型与主动工作流视图的映射关系如下图2 4 所示， c ac cc d 图2 4 工作流过程模型与主动工作流视图的转换 2 3 3 基于主动工作流视图进行跨组织流程监控的实现 1 ，主动规则 1 6 第2 章工作流监控的理论基础 主动规则可以采用以下形式表达： o i l i f d o 其中事件( e v e n t ) 为方法调用、对象的操作与对象状态变化；条件( c o n d i t i o n ) 为一 些查询条件；动作( a c t i o n ) 是具体的方法调用。主动规则在工作流监控的应用过 程如下1 8 j ： 1 ) 为每个角色定义一组活动和数据以及它们之间的相互关系； 2 ) 在工作流视图的语义基础上定义一组主动规则； 3 ) 所有的规则定义好后由一个主动规则管理器来管理； 4 ) 流程执行使通过主动规则管理器进行跨组织的流程监控； 2 ，基于主动试图的工作流系统结构 基于主动试图的工作流系统结构如图2 5 所示，它有以下部分组成： l ：硇j + 作汝税襁 城捌崩辂 i l 参辍务 厂菱功r 料沲鞋小 i 远t o t | t t 缓i i 【一 r 律流g 擎 | 峨鸯| 哝势 l 琏划并爿： 、l 图2 5 基于主动试图的工作流系统结构 1 ) 远程用户接口 远程用户接口主要是w e b 测览器或c s 结构中的胖客户端。 2 ) 主动工作流视图应用服务器 主动工作流视图应用服务器主要提供主动规则管理，用来管理定义的规则 集合当相应的事件发生时这些规则被触发。 3 ) 主动工作流视图存储服务 主动工作流视图映射服务给予关系型数据库提供主动工作流视图到基本工 作流定义的映射。 1 7 第2 章j ：作流监控的理论基础 2 4 工作流监控中权限划分的研究 企业组织结构是一个树状的结构，基层的部门中存在基层部门的管理者，同 时这些基层管理者又由各自的上级部门领导管理。企业的业务流程运转时往往 要经过不同层次的部门，各个部门的协同工作完成企业的业务流程。但是各个部 门之间又存在各自的独立性，每个部门的工作人员都关注自己部门内的流程运 行情况，希望看到当前案例流经自己部门时的进度，同时也希望通过历史上的数 据来分析自己部门内的管理情况和员工工作情况。企业中的各个层次的工作人 员对自己职权范围内的业务进行监控的需要。传统的工作流监控系统是按照系 统级监控的思想进行设计的。系统级监控就是整个工作流管理系统中的所有过 程都由系统监控管理员进行监控，系统管理员具有全局的监控权限，可以观察和 控制企业的所有流程。这样的全局性监控可以满足企业的最高管理层需要，但不 能满足各个基层管理者监控各自部门任务的需求。下文将探讨针对基于组织层 次的工作流监控权限划分机值”1 。 2 4 1 按照流程粒度进行流程的划分 工作流模板用来定义企业的业务流程，因为企业的业务流程一旦确定以后 是不会轻易改变的。虽然企业的业务过程是固定的，但由于每次流程执行时的客 观环境都不相同，每次业务过程的流程实例执行过程却各自不同。所以根据流 程模板与流程实例的这种固定与变化的特点，从动态和静态两个层次对过程监 控进行划分。 1 ，静态层次的划分主要分为过程级和活动级两个粒度： 1 ) 过程监控 过程级别的监控权限是对整个业务过程( p r o c e s s ) 具有监控的权限，能够从 全局范围上监控该流程的所有细节。 2 ) 活动监控 任务是流程的重要组成部分，同时每个任务都可以对应一系列的历史和当 前的被实例化的工作项，任务监控是一种在时间深度上的纵向监控。 2 ，动态层次的划分主要分为流程实例级和工作项级： 1 ) 流程实例监控 案例由业务流程定义实例化而成，对于企业来说是一个具体的业务流程的 1 8 第2 章i ：作流监控的理论基础 执行过程，具有生命周期。在这个动态的时间段内，该工作流流经整个过程的各 个活动。对一个流程实例的监控就是对一次业务流程的监控。 2 ) 工作项监控 工作项是工作流的小粒度，是某个任务的执行，这也是监控可以达到的最小 粒度。 如图2 6 所示，流程静态维度上的监控是针对某一个任务的时间深度上的纵 向监控，一个具体任务经过实例化后，形成了时间深度上的很多活动；流程动态 维度上的监控是一种贯穿整个过程的一次案例的过程，是一种在活动顺序上的 从前到后的监控，是一种流程上的横向监控。 流 禳辫静各嚣粹 ，动惫i 盘控 穗 ， 弧向 图2 6 按照流程粒度划分的流程监控 2 4 2 流程粒度与组织结构的有机组合 上节将过程的监控权限按照流程的粒度进行了划分，但这些监控权限必须 与相应的组织人员形成一致的映射关系才能真正让监控在组织中发挥作用。 组织是人员的集合，现有组织按照组织功能、组织地理位置或组织定位可划 分为多个组织部门。目前的企业中，一般分为三种组织结构：层次组织、矩阵组 织、网状组织。通过过程定义模板，将组织和静态流程结合起来，在每个组织部 门上添加一个d i r e c t o r 属性，在不同结构的组织中应当采取不同的h e a d e r 设置 方案，实现组织角色与流程粒度进行映射，达到不同的组织角色可以采取不同的 监控方案的目的： 第2 章工作流监控的理论基础 1 ，树型组织 树型组织则存在明显的组织层次，部门之间存在明显的父子关系，组织存在 上下级关系，每个上级部门的领导同时也是它的子部门的领导。按照组织层次间 的继承关系可以对监控权限在组织层次上进行划分。在过程定义模板上对每个 任务分配了具体的执行部门。当工作流流到该任务时由该部门中的某个人员对 该活动进行执行。这个属性代表一个人员集合，这个集合一般情况下就是该部门 的一个或几个领导。这个集合内的人员可以监控这个部门负责的任务，而且规定 该部门的上级部门的d i r e c t o r 集合也可以监控该部门负责的任务“。 2 ，矩阵组织和复杂的网状组织 矩阵组织和复杂的网状组织的组织部门问不存在明显的父子关系，所以各 个部门的d i r e c t o r 集合负责监控自己部门所负责的任务，而不存在监控权限的 向上继承，只需在组织部门上添加一个d i r e c t o r 属性，不存在权限的继承问题。 2 4 3流程监控权限的划分 1 ，流程监控权限的三维模型 通过对静态流程，动态流程与组织角色上的分析可以看到，在流程级上，可 以对监控粒度划分到静态流程、流程实例、活动、工作项这几个粒度，而各个粒 度又可以与不同组织、不同角色的人员集合对应起来，如图2 7 所示，三个维度 上的交互形成了监控权限划分的粒度。此三维模型阐述了监控权限在三个维度 的划分，在组织的层面上针对各级组织部门之间对监控的不同需求作了级别层 次上的划分，并在流程上做到了具体到任务上的划分，在时间上做到了针对具体 案例的划分。这样，企业的不同组织部门可以针对流程的不同任务和不同实例进 行监控1 。 2 0 第2 章工作流监控的理论基础 图2 7 流程监控的3 维空问划分 赢耀分( x 三维坐标系中的不同点、面和空间又代表监控权限在不同角度的含义： 1 ) x 轴与z 轴的平面空间 代表某一监控人员集合对某一具体静态流程的监控； 2 ) y 轴与z 轴的平面空间 代表某一监控人员集合对某一具体动态流程的监控； 3 ) x 轴，y 轴与z 轴的3 维空间 代表整个流程的所有监控人员集合对所有活动的监控； 2 ，该模型实现简述 工作流程上动态层次的实现是通过流程模型来定义的，流程模型定义了整 个流程的每个任务以及每个任务所对应的资源。组成业务处理过程的各任务之 间的逻辑关系和任务执行的资源分配等信息都体现在业务过程的工作流模型描 述 中。这些资源的标注是以组织部门的形式出现的。动态层次上的定义要通过对 过程所对应的案例树的操作来实现。每个过程通过实例化可以产生多个案例。 案例树上只有当前运行的案例，而历史案例的数据和标注都记录在数据库中。 组织层次上监控的定义是通过组织的组织定义模板来实现的，通过在相应 的组织部门上增加标注来实现监控权限上的层次关系。由于在流程定义模板上 第2 章i 作流监控的理论基础 任务和组织部门之问已经定义了联系，) j l j z , 标注上所代表的具有监控权力的人 员集合就与相应的任务结合起来了。当然，对于具体的系统实现，还要考虑在过 程和案例上标注动、静态的关系问题，从而实现对各个维度的监控。 第3 章r r f l o m o n i t o r 关键技术研究 第3 章r r f i o m o n i t o r 关键技术研究 r e d o ( b u s i n e s sp r o c e s sr a p i dr e o r g a n i z a t i o nb a s e dw o r k f l o wm a n a g e m e n t s y s t e m ) 是由上海市科委重大项目资助，由同济大学c i m s 研究中心设计和开发 的一套工作流管理系统，整个系统是依照w f m c 的x p d l 提供的工作流元模型 规范开发的一个完成工作流过程定义、管理和执行的软件，并且提供二次开发 接口的软件平台。企业可以在此平台开发其它应用系统：如项目管理、客户关 系管理系统、人力资源系统、集中式交易平台系统等，避免了企业因业务改变 而修改应用程序代码。整套系统力争实现对企业经营过程建模与运行的全面支 持，遵守w f m c 提出的接口规范，具有合理的分布式结构。r r f i o 的体系结构 如图3 1 所示， 图3 1 r r i 爵。体系结构 其中r r h o m o n i t o r 是r r f i o 工作流管理系统中的工作流监控系统组件， r r f l o m o n i t o r 遵循x p d l 规范，使用j 2 e e ，x m l , s v g 等技术实现工作流业务流 第3 章r r f l o m o n i t o r 关键技术研究 程的监控。 3 1j 2 e e 技术 3 1 1j 2 e e 技术概述 1 ，j 2 e e 简介 j z e e ( j a v a2e n t e r p r i s ee d i t i o n ) 是s u n 公司提出的一个标准，它是建立 在j a v a2 平台上的企业级应用的解决方案，是利用j a v a2 平台来简化企业解 决方案的开发、部署和管理相关的复杂问题的体系结构，适用于创建服务器应 用程序和服务。j 2 e e 的最终目标是成为一个支持企业级应用开发的体系结构， 事实上，j z e e 已经成为企业级开发的工业标准和首选平台。 j 2 e e 体系结构提供中问层集成框架用来满足无需太多费用而又需