（计算机科学与技术专业论文）基于工作流的现场稽核管理系统设计与实现.pdf

摘要 现场稽核就是稽核对象对被稽核对象进行现场检查的过程。目 前在国内的现场稽核( 审计) 中，大多数单位还采用传统的手工方 式进行，另外现场稽核是一个经常变化的过程，也就是说现场稽核 的流程是随着对被稽核单位进行现场稽核内容的变化而变化的，这 种传统的手工方式和稽核流程的不断变化使得现场稽核管理的效率 非常低下。因此，设计一个良好的现场稽核工作管理系统，来适应 现场稽核管理工作的需要是十分必要的。 工作流技术是一种新兴的技术，它起源于早期的办公自动化系 统和批处理技术。由于工作流技术能解决业务过程中的许多问题， 近年来越来越受重视。工作流可以简单的定义为由自动化系统或人 来执行的任务的集合。一个好的工作流管理系统能够充分利用原有 的资源，并可以提高工作效率。 本文以工作流管理联盟( w b f k f l o wm 柚a g c m c n tc 0 a l i t i o n ，w f m c ) 提 出的工作流参考模型为基础，设计和实现了一套工作流管理系统， 并在工作流管理系统的基础上，实现了现场稽核管理系统。 关键词：工作流、工作流参考模型、工作流引擎、工作流管理系统、现场 稽核 a b s t r a c t f i e l d a u d i t i n g i sa i n s p e c t i n gp r o c e s s ，d u 面g w h i c ht h e a u d i t i n g - o b j e c ti n s p e c t sm ea u d i t e d - o b j e c t 。t b d a y ，i nm o s tc o m p a n i e s t h em o d eo ff i e l da u d i t i n gi ss t i l lm a n u a l ，s oi ti sv e r vt r a d i t i o n a l l y i n a d d i t i o n ，t h ep r o c e s so ff i e l da u d i t i n go f t e nc h a n g e sa c c o f d i n gt ot h e a u d i t i n gc o n t e n t 。i ti st h em a n u a lm a n n e ra n dt h ec o n t i n u a lv a r i e t yo ft h e a u d i t i n gp m c e s s h a tm a k et h e e f e i c i e n c y o ft h ef i e l d a u d i t i n g m a n a g e m e n tv e r yl o w 。t h e r e f b r e ，i ti sn e c c s s a r yt od e s i g nag o o df i e l d a u d i t i n gm a n a g e m e n ts y s t e mi no l d e it om e e tt h en e e do ft h ef i e l d a u d i t i n gm a n a g e m e n tw o f k a w b r k n o wi san e wt e c h n o l 9 9 y ，w h i c hc o m e sf r o me a r l yo 任i c e a u t o m a t i o n 锄db a t c hp r o c e s s i n gt e c h n 0 1 0 9 y 。i nc h el a t e s ty e a r s ，t h e w o r k n o wt e c h n 0 1 0 9 yi sp a i dm o r ea t t e n t i o nb e c a u s ei tc a nr e s o l v eal o t o fp ro _ b l e m si nap r o c e s s 。w b r k f l o wc a nb es i l n p l yd e f i n e da sat a s k a g g r e g a t i o n 。ag o o dw o r l ( f l o wc a nu s eo r i g i n a lr e s o u r c ee f 珏c i e n t l ya n d i m p r o v et h ew o r ke f f i d e n c y 。 b a s e do t h ew o r 妞o wr e f c r e n c eb r o u g h tf o r w a r db yw b r k n o w m a n a g e m e n tc o a l i t i o n ( w f m c ) ，i ni h i sp 印e rid e s i g na n dd e v e l 叩a w o r k f l o wm a n a g e m e n ts y s t e m ，a 1 1 dt h e r e f o r ei m p l e m e n tf i e l da u d i t i n g m a n a g e m e n ts y s t e m k e yw o r d s ：w b r k n o w ，w r o r k n o wr e f e r e n c e ，w f m c ，w r o k f l o w e n 西n e ，f i e l da u d i i i n g 独创性( 或创新性) 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中所罗列的内容以外，论文中 不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或 其他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。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 本人签名： 刽笠矍： 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即： 研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权 保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅 和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印 或其它复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解密后遵守此规定) 保密论文注释：本学位论文属于保密在一年解密后适用本授权书。非保密 论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。 本人签名：越坚整 日期：担垄塑 导师签名：逸维匣日期：五名之兰2 北京邮电大学硕l 学位论文 第一章绪论 工作流管理是最近几年来迅速发展起来的一项新兴技术。工作流技术起源于 7 0 年代末、8 0 年代初的办公自动化运动2 1 ，但是随着计算机技术、网络技术、 通信技术和分布式数据库等辅助信息技术的迅速发展和成熟，人们越来越意识到 工作流管理是一种能够有效控制和协调复杂活动的执行，实现人与应用软件之间 交互的信息技术手段。因此工作流管理技术的应用不断扩展。工作流利用“流” 的概念将以往企业中独立、分散的企业业务流程互相联系，从而极大的提高了过 程管理的效率，实现企业业务过程重组、并行工程、敏捷制造等先进企业管理理 念。正因为如此，越来越多的研究机构与软件厂商对工作流管理系统进行了大量 的研究与开发，形成了几百种工作流产品。为了使这些不同性质的工作流产品互 联起来，以便实现机构或企业之间的大型工作流管理，1 9 9 3 年8 月成立了工作 流管理联盟( w 删c ，w b r 煳o wm a 舳g c m e n tc o a l j t j ) 【8 l 。工作流管理联盟是致 力于工作流技术标准化的国际组织，它提出了有关工作流管理系统的一些规范， 定义了工作流管理系统的结构及其应用编程接口，从而实现了工作流技术的标准 化和开放性。 1 1 系统开发背景 1 1 1 现场稽核管理系统的现状 我们首先介绍一下什么是现场稽核以及现场稽核需要做哪些工作。所谓现场 稽核就是稽核对象对被稽核对象进行现场检查的过程，在这个检查过程中都需要 做哪些工作呢? 下面我们用一个简单的流程框图来进行说明： 一! 室些皇查兰堡生堂焦堡塞 n t 稽棱意见书 卜糟攘结论书 “。一l “- j t，蕈 厂i 寰 | 稽棱处罚 - 。1 。1 一 ! 一i 二笠、 f苎里璺苎 l ( 竺 ) 图1 - 1 稽核流程图 图1 1 是整个稽核过程的简单流程图，一个稽核项目从立项开始，在立项审 批通过后就要为该稽核项目起草一个切实可行的稽核方案，稽核方案审核通过后 起草稽核通知书并下发给被稽核单位，在稽核单位去现场进行检查之前可能要进 行问卷调查和调阅一些被稽核单位的相关资料，在现场检查中要生成会谈纪要和 相应的工作底稿，现场检查后要征求被稽核单位的意见，在此基础上得出本次稽 核的结论，稽核结论有三种形式，分别是稽核意见书、稽核结论书和稽核报告书， 2 一事霎万一一 壹囱，一r 蠢 圃 芒 纛厂。1it赢1。：。i， 率 北京邮电大学硕士学位论文 每一个稽核项目至少有一种稽核结论的形式，稽核处罚不是每个稽核项目都有 的，在稽核结论通过审批后整个稽核项目就可以归档了。 然后再来介绍现场稽核的特点。目前的现场稽核具有如下特点： 稽核流程的变化比较快，因为稽核( 审计) 的重点会根据国家、监 管机构或者专业设计要求的变化而不断发生改变。 现场稽核的种类比较多，比如离任稽核、任职稽核、专项稽核、常 规稽核等，每一种稽核的流程都不尽相同，但各种流程中的环节却 是相同的，因此对每一类稽核都重新再做一遍的做法是不合理的。 现场稽核的效率比较低，由于现场稽核系统还处于比较原始的以纸 张为媒介的阶段，因此这种方式严重影响了现场稽核的效率。 现场稽核的工作流程比较繁琐，每类现场稽核涉及到的业务岗位 ( 角色) 都比较多，各岗位所做工作之间又存在着必然条件与先后 顺序，需要事先进行严格的规定，这些规定又要人为的约束执行。 综上所述，利用工作流来实现现场稽核，能够有效避免上边的这些问题。 1 1 2 工作流管理系统的研究现状 工作流管理技术旨在协调活动间的数据依赖关系和共享资源的使用，通过对 活动和资源的协调，支持使用已有的工具，在分布式系统上进行复杂应用开发。 工作流管理技术经过2 0 多年的研究和发展，目前已经成为企业信息管理系统中 最关键的技术之一，工作流软件产品大量涌现，其市场潜力极其巨大。下面简单 地讨论工作流技术的研究现状。 1 1 2 1 国外研究现状 国外的许多研究人员从各自的背景和应用需求出发，分别从工作流建模方 法、工作流定义语言以及工作流的实现技术等多方面进行研究，下面简单介绍一 下当今国际上在工作流的实现技术方面的研究情况。 1 1 基于l 0 t u sn o t e s 软件：许多工作流管理系统都采用i b m 的l 0 t u sn o t e s 作为其底层支持系统。采用l o t u sn o t e s 作为底层支持系统的好处主要 是它提供了处理分布应用和复杂文档的能力，而且其可靠性较高。 2 1 基于c o r b a 【9 】：许多工作流管理系统采用c o r b a 作为底层支持技术， 尤其是要实现分布式工作流管理的软件，c o r b a 更是首选的支持软件。 3 ) 基于w e b ：基于w 曲技术实现工作流管理系统有非常明显的优势。它 具有良好的灵活性，用户界面友好，所以近些年来，许多工作流产品不 北京邮电大学硕f 二学位论文 但以w e b 方式作为客户端界面提供给用户，而且还在开发完全基于w e b 和j a v a 技术的工作流管理系统。 4 ) 基于可移动代理【1 0 j ：基于可移动代理技术实现的工作流管理系统可以在 一定程度上解决集中式工作流管理系统带来的性能瓶颈和单点失败问 题。利用可移动代理的持久能力，可以间接保证系统的可靠性，而且这 种计算模式特别适用于复杂的计算环境。 1 1 2 2 国内研究现状 近年来，国内关于工作流的研究工作逐渐兴起。研究部门主要集中在高等院 校和科研机构，如清华大学、上海交通大学、东北大学等。 1 1 清华大学的吴澄、范玉顺和史美林等分别介绍了工作流管理技术、相关 研究项目，总结了工作流技术的发展趋势，提出了一些需要解决的重点 问题。石伟、吴澄、范玉顺等人讨论了工作流技术在b l m s 集成平台上 的工作流管理模块的实现方法。 2 ) 上海交通大学的胡锦敏、张申生针对动态联盟的应用提出了一种基于过 程分解的工作流概念模型，并设计了一种支持该模型分层递解的工作流 管理系统框架。 3 、中科院计算机研究所的王海洋、林宗楷、林守勋提出了一种扩展的工作 流模型的描述方法，以便支持复杂的管理模式。 1 2 本文工作 本文首先对工作流的相关知识进行了系统的介绍，然后根据现场稽核的特点 和要求设计、实现了一套工作流管理系统，并设计和实现了现场稽核管理，最后 将工作流管理系统应用于现场稽核管理。 1 3 本文的组织结构 本文共六章，第一章描述现场稽核的现状以及工作流管理系统国内外的研究 现状；第二章介绍工作流的相关概念以及工作流管理系统；第三章简要介绍工作 流的参考模型和工作流引擎的相关知识；第四章主要介绍了工作流的设计过程： 第五章现场稽核管理系统的设计与实现；第六章对本论文的工作做了总结和展 望。 4 北京邮电大学硕j ：学位论文 2 1 工作流概述 第二章工作流管理系统 工作流管理是一个被业界广泛应用并迅速发展的技术，它的主要特点是使处 理过程自动化，使人以及各种工具相互之间协调工作，以完成某项工作。工作流 管理可以在办公环境( 如保险、学校、银行、法律、行政管理等) 以及工业和制 造业等领域得到广泛应用。工作流管理的目的是为了让适当的人或软件在恰当的 时间执行正确的工作。 2 1 1 工作流问题的起源 传统的计算机管理信息系统的主要功能有三个，即信息处理，事务处理与决 策支持。信息传递和信息处理构成了企业( 包括制造业、商业企业、服务企业) 和行政管理部门的业务工作的主要内容之一，也是计算机管理信息系统的主要功 能之一，它是企业进行事务处理( 如销售订单处理、经营计划制定、物料采购计 划生成、车间作业分配、库存管理等) 和经营决黄的基础。在信息传递和信息处 理结果的基础上，各级领导进行相应决策活动，这些决策活动决定了企业业务的 开展方式和经营战略。如何方便地在不同的业务部门、业务人员之间高效地进行 信息传递是企业领导、业务人员，包括现在的计算机软件开发人员十分关心的问 题。由于信息需要一定的载体和方法才能实现有效的传递，在计算机软件没有成 为主要的义务支持工具之前，实现信息传递的最好方式是通过纸张为载体，利用 通知、文件、信函，传真、报告等方式在不同的业务部门、业务人员之间进行。 这种以传统的纸张为载体的信息传递与处理方式的效率很低，需要花费相当 的人力、物力来完成信息的处理、组织、存储以及查询检索，同时这种方式降低 了对客户需求的响应速度，给企业的生产经营都带来不利的影响。在计算机得到 了广泛普及和企业的计算机应用水平日益提高的情况下，企业业务人员希望能够 从一种无纸化的、计算机使能的工作环境来开展其日常业务工作。 二十世纪八十年代初期，在p c 机尚未作为信息处理工具而出现的时候，纸 张是各行各业中进行日常业务活动所不可替代的载体，包括表单、文件、信函、 技术资料等在内的各类与企业密切相关的文档都是以纸张的形式在各个部门之 间进行传递的。这种古老的载体在信息的处理、组织、存储以及查询检索方面都 是低效的。因此人们希望出现一种无纸的、计算机化的工作环境，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 北京邮电大学硕士学位论文 彤。 八十年代中期，f i i e n e t 和v i e w s t a r 等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 ( s t n l c t u r e dr o u t i n g ) 、实例跟踪、关键字索引以及光盘存储等功能结合在一起， 形成了一种全过程支持某些业务流程的集成化的软件( 包) ，这便是早期的工作 流管理系统。比较典型的有f i j e n e t 于1 9 8 4 推出的w b r l 【f l o 商用系统，v i e w s t a r 于1 9 8 8 年推出的v i e w s t a r ，i b m 于1 9 8 8 年推出的i n l a g e p l u s 。这些软件系统为 企业简化与重组自己的关键业务流程提供了一种过程管理的方案，由此我们还可 以看出，工作流从最初的诞生之日起就是作为一种面向过程的系统集成技术而出 现的，只不过限于当时的计算机水平，它所集成的功能较为简单而己。 进入二十世纪九十年代，随着计算机的普及、网络的延伸，现代企业的信息 资源越来越表现出一种异构、分布、松散偶合的特点，企业的分散性、决策制定 的分散性、对日常业务活动详尽信息的需求以及c 幅体系结构、分布式处理技术 ( c o r b a 、j a 、，a ) 的日益成熟，说明了这样个事实：集中式信息处理的时代已 经过去，实现大规模的异构分布式执行环境，使得相互关联的任务能够高效运转 并接受密切监控已成为一种趋势。在这种不可抗拒的技术背景下，工作流管理系 统也由最初的创建无纸办公环境转而成为同化企业复杂信息环境、实现业务流程 自动执行的必要工具。这样的一个转变，把工作流技术带入了一个崭新的发展阶 段，使得人们从更深的层次、更广的领域上对工作流展开了研究。 工作流软件产品从8 0 年代的萌芽到9 0 年代的繁荣，可以总结为三个阶段； 第一阶段，主要为应用于某些特定领域的、相对独立的应用系统，比如图像、文 档管理系统；第二阶段，主要表现为具有底层的通信基础结构，能够实现任务协 作的应用系统，比如具有消息传递功能的工作流系统；第三阶段，具有图形用户 界面的过程定义工具、用户定义与任务执行完全分离的工作流系统。其体系结构 基本上符合工作流管理联盟所提出的标准结构，经历了这三个阶段的发展，工作 流产品基本上确定了它在计算机应用软件市场上的独立位置。 2 1 2 工作流定义 1 9 9 3 年工作流管理联盟( w b r l 【f l o wm 趾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应成熟的阶段。为了实现不同工作流产品之问的互操 作，w f m c 在工作流关系系统的相关术语、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。 几十年来，不同的研究者对工作流分别提出了不同的定义。到目前为止，对 于工作流的定义仍没有完全统一。以下是一些有代表性的定义，他们分别从不同 6 北京邮电人学硕f ：学位论文 的角度对工作流概念进行了描述。 工作流管理联盟给出的工作流定义1 4 j 是：工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。 i b m 对工作流的定义：工作流是经营过程的一种计算机化的表示模型，定 义了完成整个过程需要的各种参数，这些参数包括对过程中每一步骤的定义、步 骤问的执行顺序、条件以及数据流的建立、每一步骤由谁负责以及每一个活动所 需要的应用程序【5 j 。 a m i ts h 】巳1 h 的定义：工作流是涉及到多任务协调执行的活动，这些任务 分别出不同的处理实体来完成。一项任务定义了需要做的某些工作，它可用各种 形式来进行定义，包括在文件或电子邮件中的文本描述、一张表格、一条消息以 及个计算机程序。用来执行任务的处理实体可以是人，也可以是计算机系统嘲。 g e o r g a k o p o u l o s 给出工作流定义是：工作流是将一组任务( t 船k ) 组织起来 完成某个经营过程。在工作流定义中定义了任务的触发顺序和出发条件。每个任 务可以由一个或多个软件系统完成，也可以由一个或一组人完成，还可以由一个 或多个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并实现任务 的触发、任务的同步和信息流( 数据流) 的传递。 以上这些对工作流的定义是用非形式化语言对工作流所进行的描述，虽然各 有不同，但基本上都达成了一个共识：工作流是经营过程的一个实现，而工作流 管理则是这实现的软件环境。工作流技术是实现企业业务过程建模、业务过程 优化、业务过程管理与集成，最终实现业务过程自动化的核心技术，应该说它是 企业资源管理、电子商务等应用的核心技术之一。利用工作流技术，并与其它的 应用系统有效地集成，可以生成符合企业需求的各种管理系统，如办公自动化系 统，客户关系管理系统，供应链管理系统，e r p 系统，项目管理系统，电子商务 系统等。这些采用工作流技术为核心的业务管理的最大特点是他们具有良好的灵 活性，可以依据各单位的具体需求，快速灵活的生成应用系统，并能够快速适应 业务过程的变化，机构体制的改革，迅速地进行重组来满足客户的需求。根据这 些定义，我们可以认为工作流是工作任务在多个人或单位之间的流转。在计算机 网络环境下，这种流转实际上将表现为信息或数据在多个人之间的传送。那么许 多业务过程，如公文办公、论文、报告以及书籍的撰写、项目的申请、贷款的申 请、联机销售或购物、旅游产品的预定等等都可以当成工作流加以处理。除了在 上述办公、科研、商业、娱乐等领域的应用外，在工业制造行业如c i m s 等领域 中也涉及到大量的工作流管理问题，如产品图纸的设计过程、产品的生产过程等， 都是工作流应用的典型例子。 北京邮屯大学硕学位论文 2 1 3 与工作流相关的基本概念及其关系 业务流程( b 吣i n 郫s p m c 馅s ) ：在功能确定的组织结构中，能够实现业务目标 和策略的相互连接的过程和活动集。例如，投保过程、项目开发过程等。 过程定义( p r o c e s sd e 野n i 廿o n ) ：业务流程的形式化描述，用来支持系统建 模和运行过程的自动化。它定义了过程运行中的活动和所涉及到的各种信息。这 些信息包括过程的开始和完成条件、构成过程的活动以及进行活动间导航的规 则、用户所需要完成的任务、可能被调用的应用、工作流引擎的应用关系以及工 作流数据的定义。 业备流程 t 作单元调用的应用工具 图2 1 工作流基本概念之间的关系图 活动( a c t i v 时) ：实现过程逻辑步骤的工作任务描述，一般分为手工操作和 自动处理两类。活动是过程执行中可被工作机调度的最小工作单元，要求有人或 机器的参与。 工作漉管理系统( w b r h i o wm 哪嚣m 舳ts y s t e m ，w f m s ) ：一种能够定义， 创建和管理工作流执行的软件系统。它可以通过单个或多个工作流引擎运行，并 能存储和解释过程定义。 过程活动实例( p m c 鹤s a c t i v 时i s t a n c 髓) ：实际运行中的一个过程或活动。 每个实例代表一个能独立控制执行、具有内部状态的线程，可被外界通过标识进 行存取。 工作流模型( w o r k n o wm 0 d e i ) ：工作流过程依赖于一个形式化的工作流模 型来描述工作流任务之间的控制流和数据流。工作流模型由4 部分组成，它们分 别是过程模型、组织模型、资源模型以及工作流的相关数据。过程模型用来定义 北京邮电人学硕一l 学位论文 工作流的过程逻辑，它包括组成工作流的所有活动以及活动之间的依赖关系。它 是整个工作流模型的基础与核心，其它模型均为其提供支持。组织模型用来定义 企业人员的组织结构，它包括几种不同形式的组织元素以及每种组织元素内部的 递阶层次关系，直至最终的原子级资源个体。资源模型的主要任务是为企业人员 执行工作流提供“物”的支持。 路由关系和元语集：w f m c 定义了四种路由关系和六个原语集，四种路由关 系包括：顺序路由、并发路由、条件路由、循环路由；六个原语可以描述任何可 能发生的工作流。这些原语是：s e q u e n c e 、a n d s p l i t 、a n d - j i o n 、o r - s p l “、o r j o i n 和i t e r a t i o n 。 顺序路由： 顺序路由是按照预定的任务列表( t a s k a ，t a s k b ，t a s k c ) ，有序的执行，任 务b 在任务a 完成之后、任务c 完成之前执行。如下图2 2 所示： 叵卜 三互卜 卫 图2 2 顺序路由 并发路由 并发，就是说在流程运行过程中，因为不同的条件或情况，或者处理的业务 需要多部门( 多任务) 分开处理，而产生了流程分支。 如下图2 3 ，流程在执行完a 任务后，因为需要，产生了两个并发执行的分 支( a _ b 和a ) 。这两个分支之间是对等的，也是并行执行的。a n d s d l i t 使任务b 或任务c 在任务a 完成以后可以同时或以任意顺序执行，a 卜d 一 o i 同步两个并发的流程，只有在任务b 和任务c 都已经完成之后任务d 才可 以开始执行。 图2 3 并发路由 条件路由 当一个任务处理完成之后，发现其后面可允许走多个分支流程，但只允许选 择其中某一个分支运行。根据当前流程所处的状态，对比预先设定的一些选择规 则，自动判别接下来流程的流向，也就是自动根据条件，选择一个满足条件的分 支运行，如下图2 4 ，使用了两个组成块：o r s p l i t 和0 r j o i n 。如果任务a 已 经执行，将在任务b 或任务c 之间选择，任务d 在任务b 或任务c 完成之后就 可以执行。 9 北京邮电大学硕上学位论文 图2 4 条件路由 循环路由 主要用于表示：同一任务b ，重复的执行一次或多次。 图2 5 循环路由 代理( a 群n t ) ：工作流系统中，一个独立的处理实体被定义为代理，它由所 包含的个体、团队成员、工具及他们相应的职责所构成。在组织模型中代理包括 以下两种实体：( 1 ) a c t o r ，一个a c t o r 是个体处理单元，它可以是员工和自动工 具。与a c t o f 相关的有工作时间表，身体状况或故障等因素，这些因素可以综合 确定一个a c t o r 的当前状态。( 2 ) g t 0 u p ，一个g r o u p 是a c t o r 的集合组成，其中 具有所有a c t o r 的公共特征。 角色( r t l e ) ：角色表示的是责任的集合，是指在过程对某项任务或相关任 务集合具有访问权限和完成功能的实体。在一个业务流程中，角色用来指定代理 的责任。代理是扮演一个或多个角色的物理实体。角色的定义是在过程定义中完 成的，而代理是在组织模型分析时才定义的。针对不同的工作流系统，同一企业 组织结构的划分可能不同，角色与代理实体的映射关系是由授权完成的。在一个 工作流中定义角色具有重要的意义：角色与代理分离保证了授权的灵活性，使得 在组织结构变化时对工作任务的分配不会有影响，当一个任务可以被一个以上的 代理执行时，角色与代理的动态映射关系有利于管理，并能够帮助动态工作负载 平衡。 工作流管理( w b r k 矗o wm a 曲g e m 吼t ，w 研订) ：工作流管理是人与电脑共同 工作的自动化协调、控制和通讯，在电脑化的业务过程中，通过在网络上运行软 件，使所有命令的执行都处于受控状态。在工作流管理下，工作流可以被监控， 可以使工作均衡分配到不同的用户。 工作流管理是支持业务流程即信息过程重组的技术，主要包括以下三方面【2 】 ( 如图2 6 所示) 。 】0 北京邮电大学硕l ：学位论殳 2 业务流襁重组 图2 6 工作流管理过程 1 、业务流程建模及工作流描述：需要有工作流模型方法对工作流进行描述， 并获得业务流程。工作流描述是流程的抽象，其抽象层次的高低取决于工作流描 述的目的。 ( 1 ) 、业务流程建模是为了获得一个业务流程的工作流描述，其建模方法有 两种：基于通信的方法和基于活动的方法。 a 、基于通信的方法：这种方法认为业务流程重组的目标是提高顾客的满意 度。顾客和执行者之间的活动简化成四步工作流环：准备、协商、执行和接受。 多个工作流环组成完整的业务流程。然而此方法存在明显不足之处：不能表明活 动可否并行发生或者是否存在联系；不适合以其他对象为目标的业务流程建模； 不支持工作流的演化。 b 、基于活动的方法：这种方法重在对工作的建模而不是人们之间的承诺。 现有系统大多采用此方法。工作流包含多种任务和子任务，同一层次的各任务互 相联系，每一任务都由指定的角色来执行。通常系统支持任务的嵌套，各抽象层 次是工作流描述的视图。高抽象层次帮助跟踪控制业务流程，低抽象层次能获取 工作流的需求。 ( 2 ) 、工作流描述通常需要一种工作流模型来支持，由它的描述语言来实现。 工作流模型包括一系列描述过程、任务、任务间关系及角色的定义。工作流描述 语言比标准语言更高级，有图形化描述语言和基于规则的描述语言，它们都支持 描述：任务结构( 控制流) 和任务间信息交换( 数据流) 、异常处理、任务持续 时间、优先级属性等。 a 、基于规则的描述语言用路径规则定义工作流的结构和数据流，路径规则 包括条件的、基于规则的和平行的。 北京邮电人学硕士学位论空 b 、图形化描述语言提供了对工作流及描述的图形化界面，支持用图标代表 任务，并用箭头联系各个任务。 2 、业务流程重组：需要有优化流程的方法。流程优化策略依赖于重组的目标， 工作流高层次的描述为重组提供了推理的便利。 3 、工作流执行和自动控制：需要有方法、技术来执行和控制工作流定义中所描 述的任务。 2 2 工作流管理系统 在了解工作流的基本概念基础上，我们给出工作流管理系统的定义。工作流 管理联盟给出的工组流管理系统的定义：工作流管理系统是一个软件系统，他完 成工作流的定义和管理，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。 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。在很大程度上，工作 流管理系统为企业系统运行提供一个软件支撑环境，非常类似于在单个计算机上 的操作系统，只不过工作流管理系统支撑的范围比较大，环境比较复杂而已，所 以，也有人称工作流管理系统是业务操作系统( b u s i n e s so p e r a t i n gs y s t e m ，b o s ) 。 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。才能够良好的完成对企业经营过程运行的支撑。所以，工作流管理系统在一 个企业或部门经营过程中的应用过程是一个业务应用软件系统的集成与实施过 程。 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，但他们 还是具有许多共同的特性。从比较高的层次上来抽象的考察工作流管理系统，可 以发现所有的工作流管理系统提供了三种功能，如图2 7 工作流管理系统特性图 所示： i ! 蔓堕皇查堂竺生堂笪堕兰 图2 7 工作流管理系统特性 1 、 建立阶段功能( b u i l d - t i m ef u n c t i o i l s ) ：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( r u n t i m ep m c e s sc 0 n t r o lf u n c t i o n s ) ：在定的 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( r u n t i m ea c t i v i t yh t e r a d i o n s ) ：实现各种 活动执行过程中用户与1 1 r 应用工具之间的交互。 2 2 1 工作流管理系统的分类 综合考察目前的工作流产品市场，可以根据所实现的业务过程，底层实现 技术及任务传递机制三种分类方法对工作流管理系统及其产品进行分类。 2 2 1 1 根据所实现的业务过程分类 根据所实现的业务过程，工作流管理系统可以分为四类【1 】： 1 ) 管理型工作流( a d m i i l i s t r a t i v ew o r k f l o w ) ：在这类工作流中活动可以预 定义，并且有一套简单的任务协调规则，例如，大学里的课程选修， 完成论文后的学位申请等。 2 ) 设定型工作流( a d h o cw o 棚o w ) ：与管理型工作流相似，但一般用来 处理异常或发生机会比较小的情况，有时甚至是只出现一次的情况， 这与参与的用户有关。 1 3 北京邮电大学硕上学位论文 3 ) 协作型工作流( c o l l a b o r a t i v ew o r k n o w ) ：参与者和协作的次数较多。 在一个步骤上可能反复发生几次直到得到某种结果，甚至可能返回到 前一个阶段。 4 ) 生产型工作流( p r o d u c t i o nw o r k n o w ) ：实现重要的业务过程的工作流， 特别是与业务组织的功能直接相关的工作流。与管理型工作流相比， 生产型工作流一般应用在大规模、复杂和异构的环境下，整个过程会 涉及许多人和不同的组织。 2 2 1 2 根据低层实现技术分类 根据底层实现技术，可将工作流产品分为三类： 1 ) 以通信为中心：以电子邮件为底层的通讯机制。这种类型的工作流管理 系统适合于协作型工作流和不确定型工作流，而不适于生产型工作流。 2 ) 以文档为中心：基于文档路由，它同外界应用的交互能力有限。许多基 于表的管理型工作流可以用以文档为中心的工作流实现。 3 ) 以过程为中心：这种工作流系统对应生产型。它们一般建立在数据库之 上，有自己的专用的通信机制，并且提供了同外部进行交互的接口。 2 2 1 3 根据传递机制分类 根据工作流管理系统采用的任务传递机制，可将工作流产品分为四类： 1 ) 基于文件的工作流系统：以共享文件的方式来完成任务的传递。 2 ) 基于消息的工作流系统：通过用户的电子邮件系统来传递文档信息，这 种类型的产品一般都提供与一种或多种电子邮件系统的集成接口。 3 ) 基于w e b 的工作流系统：通过w w w 来实现任务的协作。 4 ) 群件和套件系统：虽然这一类产品与上面介绍的三种在任务传递方式上 有很大程度的重叠，但是，在这里有必要把他们单独划分成一类，因为 这一类产品需要依赖自己系统的应用基础结构，包括消息传递、目录服 务、安全管理、数据库与文档管理服务等，它们本身就构成了一个完整 的应用开发环境。 2 2 2 采用工作流管理系统的好处 工作流管理系统的应用会给企业带来巨大的效益。采用工作流管理将使企 业改变传统的按照功能来配置人员的组织结构，变成按照企业要实现的主要业 1 4 北京邮电人学碗上学位论文 务流程来配置组织结构，来缩短主要业务过程的处理时间，提高对市场的响应 能力。 企业应用工作流管理系统主要可以取得如下好处： 1 1 提高企业管理的规范化程度： 2 ) 更好地与上下级企业形成快速的供应链网络； 3 1 降低业务过程的整个处理时间，如在办公自动化环境中，通过更好的规 划工作流程、并行执行相互独立的活动、减少文档传递过程中不必要的 中间状态等方法来显著降低文档的传递和临时存储的时间。 4 ) 降低管理成本，如避免不必要的重复工作，提高工作人员的工作效率； 5 1 改进工作质量，如自动提供为完成某个任务所需要的相关信息。在客户 服务中，能够快速方便的访问所有相关数据和工作流程，从而可以大大 提高客户服务质量； 6 ) 在工作人员之间更好地均衡负荷，如在工作人员缺勤的情况下，自动地 柔性分配替代人员； 7 ) 通过在工作流模型中加入对可预计的故障的处理策略来提高系统的柔 性： 8 ) 在工作流的基础上改进控制策略，降低相应的控制成本；如通过监控工 作流执行状态，利用分析和控制工具进行优化控制； 通过对已完成的工作流实例的分析，找出存在的不足，进而不断改进工 作流程。 北京邮电大学顾士学位论文 第三章工作流管理系统参考模型与工作流引擎 3 1 工作流管理系统体系结构 为了能够更好地支持企业经营过程建模、分析和实施，适应世界市场的多 元化趋势，工作流管理联盟( w f m c ) 提出了有关工作流管理系统的一些规范， 定义了工作流管理系统的结构及其与应用、管理工具和其他工作流管理系统之 间的应用编程接口，其主要目的是为了实现工作流技术的标准化和开放性，从 而支持异构工作流管理系统与产品之间的互操作，并且使得其他的应用可以使 用该结构和定义好的通用a p i ( 应用编程接口) 访问不同的工作流管理系统提 供的服务，实现与其他应用的快速有效集成。 之甲弋翮0 灞骘国 黼一p 謦挲i ； 。么商脊医虱寡 咋幽弋圜盏 r 舄丰 l涸田 。鞠j | - - 甩尸界皿- 图3 1 工作流管理系统的体系结构 图3 1 为w f m c 提出的工作流参考模型的体系结构图。这个参考模型的体 系结构给出了抽象的工作流管理系统的功能组成部件和接口，它能够满足工作 流管理系统和产品应该具有的主要功能特征，可为实现工作流产品之间的互操 作提供公共的基础。必须指出，组成工作流管理系统的每个功能部件可以在不 煞 i 口_ 百 北京邮电大学硕士学位论文 同的软硬件平台上采用不同的方法实现，同样接口也可以在不同的软硬件平台 上采用不同的设计技术和编程语言进行编程。一般说来，工作流产品的提供商 也不会将这些部件之间的所有接口完全对外开放，但是，为了实现不同工作流 产品之间的集成，它们会按照互操作和协作的不同要求在一定层次上开放其接 口。 从图3 1 可以看出，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，它们被工作流系统调用来完成整个 和部分工作流管理的功能。 3 2 工作流参考模型 工作流参考模型( w b 棚o wr e f c 瑚c em o d e l ) 是由工作流管理联盟于1 9 9 5 年提出的工作流管理系统的体系机构模型。工作流参考模型标识了构成工作流 管理系统的基本部件和这些基本部件交互使用的接口。这些基本部件包括：工 作流执行服务、工作流引擎、流程定义工具、客户端应用、调用应用、管理监 控工具；基本部件交互使用的接口包括：接口一、接口二、接口三、接口四和 接口五。这个模型很大地影响了人们对后来工作流技术的讨论。 图3 2 工作流参考模型 北京邮电大学碗上学位论文 3 2 1 参考模型中的构件 工作流执行服务是工作流管理系统的核心部件，它的功能包括创建、管理 流程定义，创建、管理和执行流程实例：在执行上述功能的同时，应用程序可 能会通过编程接口同工作流执行服务交互；一个工作流执行服务可能包含多个 分布式工作的工作流引擎。 工作流引擎是为流程实例提供运行环境并解释执行流程实例的软件部件。 流程定义工具是管理流程定义的工具，它可以通过图形方式把复杂的流程 定义显示出来并加以操作：流程定义工具同工作流执行服务交互。 客户端应用是通过请求的方式同工作流执行服务交互的应用，也就是说是 客户端应用调用工作流执行服务；客户端应用同工作流执行服务交互。 调用应用是被工作流执行服务调用的应用；调用应用同工作流执行服务交 互。为了协作完成一个流程实例的执行，不同的工作流程执行服务之间的进行 交互。 管理监控工具主要指组织机构、角色等数据的维护管理和流程执行情况的 监控；管理监控工具同工作流执行服务交互。 3 2 2 参考模型中的接口 接口一( 工作流定义交换) ，用于在建模和定义工具与执行服务之间交换工作 流定义。主要是数据交换格式和a _ p l 。数据交换通过x p d l ，a p i 通过a p i 。 接口二( 工作流客户端应用接口) ，用于工作流客户端应用访问工作流引擎和 工作列表，通过w a p l 完成。 接口三( 被调用的应用接口) 用于调用不同的应用系统。 接口四( 工作流系统互操作接口) ，用于不同工作流系统之间的互操作。 接口五( 系统管理和监控) ，用于系统管理应用访问工作流执行服务。 3 2 3 参考模型的作用 关于参考模型的作用，2 0 0 4 年大卫霍林斯沃思( d a v i dh o l l i n g s w o n h ) 在回顾工作流参考模型十年的历程时指出：工作流参考模型的引入为人们讨论 工作流技术提供了一个规范的术语表，为在一般意义上讨论工作流系统的体系 结构提供了基础；工作流参考模型为工作流管理系统的关键软件部件提供了功 能描述，并描述了关键软件部件交互，而且这个描述是独立于特定产品或技术 的实现的；从功能的角度定义五个关键软件部件的交互接口，推动了信息交换 1 8 北京邮电人学硕土学位论文 的标准化，使得不同产品间的互操作成为可能。 3 3 工作流引擎 工作流引擎是整个系统非常重要的组成部分，具有灵活定制和完善功能的 公文流转服务需要依赖这个模块来实现，并且在今后的应用中如果有新的流程 化的工作需要通过信息系统实现，或者现有公文流转服务由于组织结构的调整 而需要重新设计和实施时，工作流引擎强大的功能特点就会显现，不需要大规 模改动流程设计和代码开发，就可以轻松实现流程改变，使系统具有了强大的 生命力和可扩展性。它用来实现绝大部分的办公业务流程( 收、发文、其它日 常审批工作等) ，工作流引擎运用建模工具，最终用户桌面程序、后台资源库、 运行库通过自定义的接口和标准的接口通信，建模工具可用于整个系统平台的 建模。工作流引擎对外部提供工作流的应用编程接口，符合w f m c 技术规范， 可以同各类数据系统进行通信和数据