（计算机科学与技术专业论文）工作流管理系统设计实现及其在财务稽核系统中的应用.pdf

北京邮电大学论文 工作流管理系统设计实现及其在财务稽核系统中的应用 工作流管理系统设计实现及其在财务稽核系统中的应用 摘要 随着市场竞争的日益激烈，企业需要不断改变自身的业务运营模 式以求发展。为了适应企业发展的趋势，在软件开发过程中，使用工 作流管理系统来管理企业的流程是一种很好的解决方案。 工作流管理系统是近年来计算机应用领域比较热门的一个技术。 工作流的主要特点是业务过程的自动化处理。 本文首先对工作流技术和工作流管理系统的相关概念进行了概 述，深入研究了工作流管理联盟所提出的工作流参考模型和一些其他 工作流相关产品。然后，根据对工作流参考模型和工作流相关产品的 一些基本特性的分析，总结出了工作流管理系统的基本模块，并提出 了包括工作流管理平台和工作流引擎的系统总体体系结构。接下来， 分别对工作流管理平台和工作流引擎进行了设计和实现。最后，详细 介绍了如何使用工作流管理系统和应用系统进行集成以支持软件开 发，并且以本人所参与的一个财务稽核系统为例，结合实际情况，分 析在与工作流管理系统集成后，所能带来的开发效率的提高和维护成 本的下降。 擎 关键字：工作流，工作流管理系统，工作流管理平台，工作流弓 第1 页 北京邮电大学论文 工作流管理系统设计实现及其在财务稽核系统中的应用 d e s i g n ，r e a u z a 叮o na n da p p l i c a o no f w o r k f i d wm 舢妊g e m e n ts y s t e m w i t h 也em a f k e tc o m p c t i t i o ng e t t i n gm o f ea n dm o r e i n t e n l y ， e n t e r p r i 硪胁h a v et oc h 柚g et l l e i ro 、) l r nb u s i n e 鼹p a t t e mf o rf a u r n l e r d c v e l o p m e n t 1 bm a t c ht h en n do ft 1 1 ed e v e l o p m e n to ft h ee n t e r p r i s e ，i t i sa9 0 0 d l u t i o nt h a t 璐e sw o r l 【f l o wm a n a g e m e n ts y s t e mt om 柚a g e t e r p r i s e sb 吣i i l e 鼹一n o wd u r i n gm e f t w a r cd e v e l o p m e n t w b f k n o wm 蛐a g c m e n ts y s t e mi saf 如te v o l v i l l gt c c l l i l o l o g y ，w h i c hi s i n c r e a s i l l 酉yb c i n ge x p l o i t e db yb u s i i i 髓s i t sp r i m a r yc h a m c t e r i s t i ci st l l e t h i sa r t i d e 鲫m m a r i z 鼯t h ec o n _ e l a t i v e c o n c c p ta b o u tw o r 姐o w t e c h n o l o g y 姐dw o r k f l o wm a n a g e m e n ts y s t e m6 r s t l y ，s t i l d i e sd e e p l y a b o u tm er e f c r e n m o d e l p r 叩o s e db y w b r k n o w m a n a g e m e n t c o a l i t i o n 呷僦q 柚dt l l eo t h e fc 0 盯c l a t i v ew o 舳o wp r o d u 嘶o n s a n d t h c n ，跚m su pt h eb 弱i sm o d u l a ro fw o r l 【f l o wm a n a g e m e n ts y s t e m a c c o r d i n gt 0t h e 卸a l y s i s0 fr c f e r e n c em o d e l 锄dc 0 玎e l a t i v ep r o d u c t i 0 璐 柚dg e t st h et o l ma r c h i t e 咖r ei l l v o l v i n gw o r k n o wm a n a g e m e n tp l a t f o m a n dw o r k f l o we n g i n c t h e nw ed e s i g n 柚dr e a l i z ew o r l ( f l o wm a n a g e m e n t p l a t f o 珊姐dw o 舢o we n g i 弛a l l y ，d e t a i li i l t m d u c c sh o wt oi n t e g r a d e 第1 页 北京邮电大学论文 工作流管理系统设计实现及其在财务稽核系统中的应用 t h i ss y s t e mw i mm ea p p l i c a t i o ns y s t e mt os u p p o r ts o 脚a r ed e v e l o p m e n t a n da n a l ) r z e st h ea d v a i l t a g eo fu s i n gt h i ss y s t e mb a s e do na ne x a m p l e s y s t e mn 锄e d f i n a c i a la u d i ts y s t e mih a v et a k e np a i ti n k e yw o r d s ：w b r k n o w ，w o r | 田o wm a n a g 锄e n ts y s t 呱 w b r k f l o wm a n a g e m e n tp l a t f o m ， w r o r k f l o we n g i n e 第1 i 页 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：兰毯日期：星! 1 2 垒2 复生皇 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： 兰j 迭日期：墨竺2 星旦! 1 2 导师签名： 独鼙 日期： 笙2 ：圣：三! 北京邮电大学论文 工作流管理系统设计实现及其在财务稽核系统中的应用 1 。1 研究背景 第一章绪论 现代企业的日常工作中，7 0 以上都是有两个或两个以上的员工共同参与协 作的任务。一项复杂的工作，往往在不同的阶段需要不同的参与者来完成相应的 工作，直到工作完成。这种经过一个步骤处理后再转往下一站的连续步骤，称之 为“业务流”。而工作流就是业务流的计算机化或自动化。在一个工作流中，相 关的文档、信息等根据该流程的流转定义，在参与该项工作的用户间传递。 企业或组织内有许多繁琐复杂的流程，这些流程构成了企业或组织的日常运 营活动。通过现代的技术手段将这些流程自动化，并对其进行有效地管理，以提 高企业运作效率，降低成本，增强规范和标准化便是工作流自动化管理软件需要 解决的问题。 为适应企业的发展趋势，在软件开发过程中，开发人员需要将任务分解并抽 象成各个不同的子模块，然后根据这些任务的流转关系把这些模块集成一个完整 的流程，而对于这些流程，通常有以下几种实现方式： 1 模块以及模块问的流转关系都单独由程序员开发，不同流程有不同的模 块和流转关系，在每个模块的入口根据流程的状态以及用户角色和权限 来判断该环节能否由这个用户来处理； 2 使用工作流管理系统，用该系统来管理模块以及模块间的流转关系，对 于一些简单的模块，某些工作流产品还能提供定制功能； 对于第一种方式，开发人员在对企业的需求有了正确理解的基础上能够快速 开发出符合企业需要的业务流程。但随着企业的发展，其业务和部门结构都会发 生相应的改变，在初期所开发出的流程完全有可能发生改变，在这个时候，唯一 的做法就是在去修改原有的流程，使之符合企业的新的需要，但这个时候对于企 业来说，有可能在开发人员对该流程做修改的时候无法使用该功能，进而给企业 带来一定的损失；对于开发人员来说，又要考虑在流程发生改变的时候如何去兼 容之前的数据，这种情况是双方都不愿意看到的，因此第一种方式并不可取；对 于第二种方案，可以很好的实现对流程的自动化管理，使得开发人员可以把主要 精力放在业务逻辑的实现上，大大降低了系统的开发和维护成本；目前市场上已 经出现了许多比较成熟的工作流产品，但是这些产品购买费用都比较昂贵，并且 在使用过程中只用到了其中的一部分功能。 因此，作者在对w f m c ( w b r k n o wm a i l a g e m e n tc o a l i t i o n 工作流管理联盟) 关 第l 页 北京邮电大学论文 工作流管理系统设计实现及其在财务稽核系统中的麻用 于工作流的规范及现有工作流产品研究之后基于d e l p h i 平台开发出一个符合规 范的工作流管理平台，实现其中的流程定义，流程修改，组织机构管理等基本功 能，并且基于j a v a 开发一套工作流引擎a p i 提供给应用系统，使得应用系统可 以方便的调用工作流管理平台所定义的流程。并且基于该系统，对我所参与的一 个为某电信运营商所开发的项目进行改造，分析该项目在引入了工作流管理系统 后所带来的开发效率的提高和维护成本的下降。 1 2 课题的主要研究工作 本课题主要根据目前实验室在系统开发过程中工作流管理系统的需要，设计 与开发一个基于工作流管理联盟w f m c 的参考模型，面向开发人员及维护人员 使用的工作流管理系统，把研究的重点放在工作流管理平台和工作流引擎的设计 与实现上，其主要工作集中体现在以下几个方面： 1 工作流技术分析研究，包括工作流的起源发展和现状： 2 工作流管理系统架构研究，通过查阅国内外相关资料，研究当今几个比 较流行的工作流管理系统，分析其优势和不足，根据其共性抽象出工作 流管理系统的核心模块； 3 根据所抽象出工作流管理系统的模块，进行工作流管理系统开发，包括 工作流管理平台和工作流引擎； 4 将该系统应用于财务稽核系统，提出财务稽核系统基于工作流模式的解 决方案，并结合实际情况，对比该系统在引入了工作流管理系统后所带 来的优势。 1 3 论文结构 本论文按以下章节进行组织： 第一章是绪论部分，简要介绍了本文的研究背景，总结了本文的主要研究工 作，并介绍了全文的组织结构； 第二章是对工作流的介绍，其中包括w f m c 对工作流的定义、工作流的相 关概念以及在工作流国内外的研究概况等； 第三章提出工作流系统的框架，根据该框架描述工作流系统的运行机制，并 对框架的各个组成部分进行详细描述； 第四章工作流管理平台进行设计和实现； 第五章对工作流引擎a p i 进行设计和实现； 第2 页 北京邮电大学论文工作流管理系统设计实现及其在财务稽核系统中的应用 第六章介绍工作流管理系统的应用，介绍如何将工作流管理系统和应用系统 集成以支持应用系统开发，并将该系统应用于作者所参与的一个为某电信运营商 所开发的项目中，分析该系统在引入工作流系统后所带来的开发效率的提高和维 护成本的下降； 第七章对全文做了总结，并提出下一步要进行的工作。 第3 页 北京邮电大学论文 工作流管理系统设计实现及其在财务稽核系统中的戍用 第二章工作流相关概述 本章主要介绍工作流的相关理论，其中包括w 0 订c 对工作流的定义、工作 流的相关概念以及在工作流的研究概况等。 2 1 工作流起源和定义 工作流是从英文单词w o r k f l o w 翻译得来得。w d r k 表示工作或者任务；而n o w 反映一个变化和变化的过程，本身的含义比较抽象。在企业的经营管理和生产组 织中，n o w 表示了如物料传输过程的物料流、资金流动的资金流、信息传递和信 息处理的信息流，还有其它如价值流、决策流、控制流等概念。由此，活动及活 动之间变化的过程表示的业务流就是工作流。 工作流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，起源于生 产组织和办公自动化领域。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来提高办事效率、降低生 产成本、提高企业生产经营管理水平和企业竞争力。 随着工作流技术的不断发展和工作流产品取得的成功，越来越多的人投入对 工作流的研究中，并且从不同角度提出了自己对工作流定义的观点和理解： 第一种观点：工作流m 砒n o w ) 与计算机支持协同工作( c s c 、聊是同义词。计 算机支持协同工作的实质是利用计算机的通信能力，达到各个工作的通信、交流、 协同工作，工作流就是实现这种目标的技术； 第二种观点：工作流是一种提高生产率的方法； 第三种观点：工作流主要是加强工作流各个环节的联系，实现工作流组成部分 自动化处理，是企业构建过程管理的初步形式。还有其他的理解和定义，虽然表 述各不相同，但是它们都说明了工作流和其它管理思想、技术一样，是一种优化 方法，是一种对工作进行优化的思想和技术； 工作流管理联盟( w f m c ，w j r k n o wm 觚a g e 删m tc o a l i t i o n ) 所提出的工作流定 义：工作流是一类能够完全或者部分自动执行的经营过程，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； g i g a g r o u p 的定义：工作流是经营过程中可运转的部分，包括任务的顺序以及 由谁来执行、支持任务的信息流、评价与控制任务的跟踪、报告机制； p p l e s o f 【公司的定义：工作流是一个用来实施经营过程实践的机制； m ma l m a d e n r 船e a r c h c e m e r 的定义：工作流是经营过程中的一种计算机化的 表示模型，定义了完成整个过程所需要的各种参数。这些参数包括对过程中每一 个单独步骤的定义、步骤间的执行顺序、条件以及数据流的建立、每一步骤由谁 第4 页 北京邮电大学论文工作流管理系统设计实现及其在财务稽核系统中的应用 负责以及每个活动所需要的应用程序。 本文将采用w n “c 所提出的工作流定义。 2 2 工作流相关概念 工作流具有以下相关概念： 1 业务过程( b u s j n sp r o c e s s ) 在企业的日常活动中，包含了许多业务过程，例如：收文处理过程，发文处 理过程，文件的审批过程及项目开发过程等。每个业务过程都是为了完成日常工 作中的某项具体的工作，其中还包含了为了完成这项工作所必须经过的处理步 骤，以及这些步骤的具体处理次序。 2 过程定义( p m c 嚣sd e 抽i 廿蛐) 业务过程是日常工作中的概念，如果要使用计算机来替代或者部分替代业务 过程，就必须把实际工作中的业务过程转换为计算机可以识别的工作流过程，这 就是过程定义也称为工作流模型，它是业务过程的计算机形式表示。通常，可以 使用过程定义工具来协作用户完成从业务过程到过程定义的转化工作。 。， 过程定义由一个或多个活动组成，就象业务过程中需要有多个处理步骤一 样。在业务过程的处理步骤中，有些需要处理者来判断是否已经具有进行该步处 理的条件，以及其前序工作是否都已经完成等。既然过程定义是业务过程的计算 机形式表示，因此，在过程定义中还需要定义如业务过程开始和终止的条件，以 及活动执行的先后顺序和活动中应该包含的一些必要的信息，应用程序调用，数 据流动关系等。 3 活动( a c 6 v 埘) 活动是工作流中的一个逻辑步骤或称环节，它实际代表了业务过程中的处理 步骤的计算机表示形式。通常，每个活动中都包含整个业务过程中的一个工作单 元( 处理步骤) ，其中包括需要人工参与的手工活动和根据过程定义完全由计算机 自动执行的工作流活动。它还包含了一些和活动相关的信息：活动开始和结束的 条件；参与这个环节的用户的信息；活动需要的应用程序或数据；以及一些限制 条件。活动有前趋活动与后继活动。 4 工作流管理系统( w o r k n o wm 锄a g e m 蛆ts y s t e m ) w f m c 给出的关于工作流管理系统的定义是：工作流管理系统是一个软件系 统，它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是指运行在一个或多个称为工作流机的软件上，是一套 能定义、创建和管理工作流执行的软件系统。它和工作流执行者( 人、应用) 交互， 根据工作流逻辑，推进工作流实例的执行，并监控工作流的运行状态。使用它可 第5 页 北京邮电大学论文 工作流管理系统设计实现及其在财务稽核系统中的应用 以充分利用企业资源，有效地跟踪工作过程，提高工作过程定制的速件，以及活 动执行的先后顺序和活动中应该包含的一些必要的信息，应用程序调用，数据流 动关系等。 5 过程实例( p m c e s si n s t a n c e ) 过程实例是某个工作流过程的一次执行，是实例化的业务过程。一个过程定 义可以产生多个过程实例。在执行过程中，工作流管理系统通过解释过程定义， 生成有关的活动并根据过程定义中的控制规则协调这些活动实例之间的顺序关 系，同时根据数据流动关系的定义完成活动实例之间的数据传送。当用户处理完 成，工作流管理系统将根据用户的处理结果和流程的定义来决定激活后续活动， 并生成相应的工作项，同时通知与此有关的用户进行处理。这个过程反复执行， 直到整个流程结束。 6 活动实例( a c t i v i 毋i n s t a n c e ) 活动实例是活动的实例化，是活动的一次相对独立的执行在一个过程实例 中，可能同时存在多个活动的实例，比如处于分支中的多个并发的活动；但是一 个活动实例只能存在与一个过程实例中。活动实例由工作流管理系统根据过程定 义生成。 7 工作项( w o r l 【i t e m ) 和工作表( w o r k l i s t ) 在一个工作流过程中，用户需要在他所涉及的活动中完成一些处理工作，工 作项就是这些处理工作的表现形式。通常，一个活动的实例就表现为一个工作项。 某个用户的所有工作项将构成该用户的工作项列表。 2 3 工作流研究概况 2 3 1 工作流主要研究内容 1 工作流管理系统体系结构； 2 工作流模型与工作流定义语言； 3 工作流事务特性：研究如何实现高级事务处理技术与工作流管理技术的 结合，用定义良好的模型语义与恢复机制来提高工作流系统的正确性与 可靠性，从而能够更好的支持企业复杂的业务过程； 4 工作流实现技术：包括面向对象技术、异构分布式计算机技术、图形化 用户界面、消息通信、数据库、w w w 等在内的与工作流系统的设计实 现有关的各项技术及方法； 5 工作流的仿真分析方法； 第6 页 北京邮电大学论文 工作流管理系统设计实现及其在财务稽核系统中的应用 6 基于工作流的应用集成与互操作技术：研究异构应用系统的集成以及不同 工作流系统间的互操作问题； 7 工作流与经营过程重组：研究如何通过工作流系统的实施来支持企业快速 高效地实现经营过程重组； 8 工作流技术的其他应用。 本论文研究的主要侧重点在于工作流管理体系结构、工作流实现技术以及工 作流与经营过程重组方面。 2 3 2 工作流研究现状分析 由于工作流管理技术，最初是由工作流产品开发公司推动其发展，对工作流 技术的研究集中在工作流管理系统的开发实施方面，因此，相对于工作流产品市 场的繁荣，工作流相关理论研究则显得有些落后。 在工作流技术的研究中，比较著名的有m m 公司a l l i l a d 研究中心的e x o t i c a 佐治亚大学计算机系的m e t e o r w d e & m e “o o r 等研究项目其中e x o t i c a 和 m e t r 是完全分布式的工作流管理系统，w d e & m e t e o r 则采用c s 结构。在国 际市场上，以f i l e n c t j e t f o m ，m m 和a c t i o n 四家公司的产品比较有影响和代表 性。以下是这四家公司的工作流产品的简要介绍： 1 f i l c n c c 公司的产品：鼠l a lw 硎k f l o w 是f i l e n e t 公司集成文档管理软件的 一部分，是建立在基于组件的软件结构上的，采用先进的工作队列处理 方法。它允许迅速地评价和改进机构工作方式，可随时查看过程中关键 的细节，掌握过程的运行情况。 2 j e t f o m 公司的产品：h t c m p o 是j e f o m 公司的工作流产品，它基于c s 结构，其客户端互相独立，适合于管理型和设定型的经营过程，如合同 管理、顾客问题解决、销售和预算审批等等。它可自动将任务分配给相 应的人员，任务会自动出现在用户的信箱中，简化了任务的接收过程。 3 m m 公司的产品：i b m m q s e f i c s w 砌吲o w 是该公司最新的工作流产品， 它将经营流程从应用逻辑中分离出来，支持2 5 种不同的操作系统，可根 据模型定义自动分配任务，提供图形化的过程定义界面。 4 a c t i 公司的产品：a c t i o nm e 昀4 o 为工程师提供了一套基于w 曲的工 作流管理软件。它对经营过程中不可预见的问题、要求和机遇也可进行 控制，还为用户提供了相应的管理工具。它更适合于基于知识的工作流， 它支持用户与信息之间的交互。 随着工作流技术日益受到人们的重视，许多大学和研究机构都开展了很多研 究项目，取得了众多的研究成果，对工作流技术的发展做出了贡献【”。 第7 页 北京邮电大学论文 工作流管理系统设计实现及其在财务稽核系统中的应用 1 9 9 3 年9 月，工作流技术标准化的工业组织工作流管理联盟w 0 “c ( w d r k n o wm a i l a g e m e n tc o a l i t i o n ) 成立，该联盟的成立标志这工作流技术已经进 入相对成熟的阶段。该联盟是一个非赢利性组织，由国际著名的公司、研究机构， 高等院校等约3 4 0 家成员构成，该组织为了实现不同工作流产品之间的互操作， 对工作流管理系统的相关术语、体系结构及应用编程接口等方面制定了一系列标 准，并在1 9 9 4 年1 1 月2 9 日，发布了工作流管理系统的参考模型【3 】该模型的 引入为人们讨论工作流技术提供了一个规范的术语表，为在一般意思上讨论工作 流系统的体系结构提供了基础【4 】。在作者的毕业设计中所开发的工作流管理系统 也以该模型为参考模型。该参考模型如图2 1 所示： 图2 1 工作流系统参考模型f 5 l 从图中可以看出，工作流系统参考模型由五个基本组件和五个基本接口组 成，其中五个基本组件的功能分别如下： 1 工作流执行服务：它为系统提供执行时服务，是工作流管理系统的核心， 由一个或多个工作流引擎组成；工作流引擎是一个为工作流实例的执行 提供运行服务环境的软件或“引擎”，是工作流执行服务的核心，主要负 责过程定义的解释、过程实例的控制、过程活动的导向以及工作流相关 数据和控制数据的传送和维护等功能； 2 过程定制工具：它主要负责分折、建模、描述业务过程以及对业务过程 的建档，给出工作流程的定义，并以一定的数据格式提供给工作流引擎 解释； 3 工作流管理工具：它负责对工作流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； 第8 页 北京邮电大学论文工作流管理系统设计实现及其在财务稽核系统中的应用 4 工作流客户应用：它由用户操作和工作项列表管理器共同完成。工作项 列表是指分配给一个特定用户( 或一组用户) 处理的由工作项组成的队 列。工作项列表管理器是一个软件模块，负责管理工作项列表，并完成 与最终用户的操作进行交互； 5 应用程序：它是指提供了工作流引擎接口的应用程序，可以是本地的应 用，也可以是远程的应用。 五个接口分别是： 1 接口1 ：工作流执行服务和工作流建模工具： 2 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， 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： 3 接口3 ：工作流引擎和直接调用的应用程序之间的接口； 4 接口4 ：工作流管理系统之间的互操作接口： 5 接口5 ：工作流执行服务和工作流管理工具之间的接口。 除了参考模型外，w 舢c 还给出了抽象的工作流管理系统的体系结构【6 】如 图2 - 2 所示，这个体系结构给出了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。 第9 页 北京邮电大学论文工作流管理系统设计实现及其在财务稽核系统中的应用 垦臣回国圆 图2 - 2 工作流管理系统体系结构图 其系统的主要组件和数据的作用如下： 1 过程建模工具：用来创建计算机可处理的业务过程模型描述。它可以是形 式化的过程定义语言或对象关系模型，也可以是简单的规定用户间信息 传输的一组路由命令； 2 过程定义：过程定义包含了所有使业务过程能被工作流执行子系统执行 的必要信息。这些信息包括起始和终止条件、各个组成活动、活动调度 规则、各业务的参与者需要做的工作、相关应用程序和数据的调用信息 等； 3 工作流执行子系统和工作流引擎：工作流执行子系统也称为过程执行环 第l o 页 北京邮电大学论文工作流管理系统设计实现及其在财务稽核系统中的应用 境，包括一个或多个工作流引擎。工作流引擎是工作流系统的核心组件 它的功能包括：解释过程定义；创建过程实例并控制其执行；调度各项活动； 为用户工作表添加工作项；通过应用程序接口调用应用程序；提供监控和 管理功能等；工作流执行子系统可包括多个工作流引擎，不同工作流引 擎通过协作共同执行工作流； 4 工作流控制数据：指被工作流执行子系统和工作流引擎管理的系统数据， 例如工作流实例的状态信息、每个活动的状态信息等： 5 工作流相关数据：指与业务过程相关的数据。w n “c 使用这些数据确定工 作流实例的状态转移，例如过程调度决策数据、活动间的传输数据等。 工作流相关数据既可以被工作流引擎使用，也可以被应用程序调用； 6 工作表和工作表管理程序：工作表列出了与业务过程的参与者相关的一 系列工作项，工作表管理程序则对用户和工作表之间的交互进行管理工 作表管理程序完成的功能有：支持用户在工作表中选取一个工作项，重新 分配工作项，通报工作项的完成，在工作项被处理的过程中调用相应的 应用程序等； 7 应用程序和应用数据：应用程序可直接被w 0 “c 调用或通过应用程序代 理被间接调用，通过应用程序调用，w 0 “c 部分或完全自动的完成一个 活动，或者对业务参与者的工作提供支持与工作流控制数据和相关数 据不同，应用数据对应用程序来讲是局部数据，对w o 以c 的其它部件来 说是不可见的。 第l l 页 北京邮电大学论文 【作流管理系统设计实现及其在财务稽核系统中的庸用 第三章工作流管理系统总体设计 3 1工作流管理系统体系结构设计 w f m c 参考模型和其他厂商的工作流管理系统，尽管存在不同之处，但是从 较高层次上抽象地考察这些工作流管理系统，可以发现大部分工作流管理系统都 提供了如下五种功能： 1 流程定义：对流程的过程以及组成它的活动进行定义； 2 流程修改：对已有流程进行修改； 3 组织机构管理：读取并维护应用系统组织机构数据，并将其应用于工作 流管理系统； 4 流程监控：对流程的每一环节进行监控，形成日志，便于以后查询。 5 流程调度：在一定的运行环境下，对流程的运行进行管理，执行工作流 过程。 本系统主要以参考w f m c 参考模型，实现上述五项功能。其中流程定义、流 程修改、组织机构管理作为工作流管理平台的模块，完成流程的定义，修改等基 本功能，流程调度、流程监控作为工作流引擎的功能，工作流程引擎以j a v a a p i 的方式提供给应用系统调用。图3 1 是我所设计的工作流管理系统总体体系结构： 图3 1 工作流管理系统总体体系结构图 第1 2 页 北京邮电大学论文工作流管理系统设计实现及其在财务稽核系统中的应用 该体系结构包括三部分系统，分别为工作流管理平台模块子系统，这部分模 块的功能将在工作流管理平台中实现；工作流引擎，这部分模块的功能将以a p i 方式实现并提供给应用系统调用；应用系统，在这里相当于工作流管理系统客户 端，通过工作流管理平台定制符合自己业务逻辑的流程，通过工作流引擎使用工 作流管理系统提供的服务。 该体系结构共分为三层：从下到上依次为数据持久化层、工作流管理系统层、 用户界面层，下面分别对这三层的功能进行描述： 数据持久化层负责整个系统数据的存储与访问，分为流程相关数据和应用相 关数据，流程相关数据主要用来存放工作流模型和工作流运行实例等工作流相关 的动态和静态数据，应用相关数据存放的是使用工作流管理系统的应用系统自己 的一些业务数据，这两个数据库在物理上可以是一个数据库实例；数据持久化层 除了完成数据存储功能外还提供一组数据接口给工作流管理系统调用，使其可以 方便得访问相关数据库。 工作流管理系统层负责完成流程管理( 包括对流程的静态管理和动态管理) 流程建模工具负责流程的定义与修改日志管理器用于生成流程监控日志。组织 结构管理器用于管理工作流系统中所用到应用系统的组织结构。在这一层有两个 流程接口动态流程接口、静态流程接口，这两个接口是保证流程管理系统正 常运作的核心，其中，静态流程接口主要负责向用户提供流程模型建立相关的操 作接口，响应用户在这方面的请求，并把请求转发给相关的模块；动态流程接口 主要负责向用户提供流程动态运行实例的相关操作，主要包括以下几部分功能： 实例化及执行过程模型、根据组织结构信息生成相应的任务列表、根据流程实例 运行情况形成流程监控列表、调用数据持久化层提供的数据接口维护流程相关数 据，该接口形成了工作流引擎。 用户界面层包括用户和流程进行交互的一系列视图，用户在这里可以进行流 程定义，流程修改，查看流程监控日志，查看任务列表以完成自己在流程中所需 处理的任务等功能。 3 2 工作流管理系统信息模型设计 根据图3 1 所示的工作流管理系统体系结构图，要使一个工作流管理系统正 常运转，需要建立流程模型和组织结构模型，其中流程模型又分为动态模型和静 态模型，因此，为了描述这三部分数据，需要有以下三部分的信息模型： 第1 3 页 北京邮电丈学论文工作流管理系统设计实现及其在财务稽核系统中的戍用 3 2 1 组织结构信息模型 组织结构信息模型提供参与工作流执行的资源、人员的信息的定义、维护。 一般来说，每个应用系统对组织结构是按照部门、角色、用户来组织的。每个部 门下面有若干，每个用户又可以拥有不同的角色。在流程每项活动都需要指定活 动的执行者，考虑到在某些情况下，活动的执行者不一定是某个指定的用户，因 此这个执行者可以是某个指定的用户，也可以是某个部门下面的所有用户，可以 是具有某种角色的用户，也可以是在某个部门下面具有某种角色的用户。这样， 每项活动的执行权限就被分为了四种不同类型按用户、按部门、按角色和按 部门一角色。 由于组织结构数据是从应用系统读取过来的，而不同应用系统对组织结构数 据的存储和定义又不完全相同，由于该系统在设计初期就定位于通用工作流管理 系统，为了实现其通用性，要求各应用系统在使用该工作流管理系统进行开发前， 事先将其组织结构所涉及的数据库表按照工作流管理系统要求的组织结构模型 建立一个组织结构视图，该视图结构如表3 1 所示： 视图名称：vu s e f 字段中文名字段英文名字段类型字段描述 用户i d u s e ri d i n t e g e r 用户惟一标识 用户名 u s e rn 锄e l r c h a r 2 ( 1 0 0 ) 部门i d d e p l i di n t e g c r 部门惟一标识 部门名称 d e p t - n 锄e呦a r 2 ( 1 0 0 ) 角色i d r o l ed m t e g 盯 角色惟一标识 角色名称 r 0 1 en 锄e v a l a f 2 ( 1 0 0 ) 3 2 2 流程静态信息模型 表3 一l 组织结构视图 流程模型用来定义工作流的过程逻辑，包括对工作流业务过程、过程定义、 活动等静态信息进行描述的静态信息模型和对工作流过程实例、活动实例、工作 项和工作项列表等动态信息进行描述的动态过程信息模型。其中静态信息模型的 建立尤为重要，因为它是工作流引擎得已正常运转的基础与核心，它包含了流程 的开始和结束条件、构成流程的活动以及活动问的转化规则、用户所需完成的任 务以及工作流执行时所需要的相关数据等。静态信息模型中会引用到组织结构信 息模型中的一些信息。 1 流程基本信息表：f l o 叮n f o 第1 4 页 北京部电大学论文工作流管理系统设计实现及其在财务稽核系统中的应用 字段中文名字段英文名字段类型关键码是否可空默认值 流程i d f l o wi d i n t e g e f 是否无 流程名称 f l o wn 锄e 衲a r 2 ( 1 0 0 )否 否无 流程描述 f l o wd 嚣c 、缸c h a r 2 ( 10 0 )否 是无 流程创建日期 f 1 0 wc r e a t c d a t ed a t e 否否 s y s d a t e 流程标志位 f i o w f l a g h l t e g e r 否否 1 流程修改后i dm o d i f y _ f l o w j di n t e g 盯否是无 表3 2 流程基本信息表 流程标志位( f l o wf l a g ) 字段表示目前定义的这个流程所处的状态，有以下几 种状态： f l o wf l a g = 1 ：流程未激活，未激活的流程不能使用； f l o w - f l a g = o ：对应该流程的修改流程已被激活，新流程投入使用，旧流程 停止使用； f 1 0 wf l a g = l ：流程处于激活状态，可以使用； f l o wf l a g = 2 ：该流程处于正在修改状态，在未激活该流程前，旧流程仍然 可以使用。 考虑到业务逻辑发生变化的可能性，由于流程在修改后并不是立即投入使 用，因此，在新流程投入使用前仍然要使用旧流程，直到新流程被激活投入使用。 这样，每个流程在发生修改后便又出现了一个新的版本，但在同一时刻，同一流 程的不同版本只能有一个处于被激活状态。因此，为了实现这个限制，流程除了 建立时有个i d 号之外，还有一个对应的流程修改后d ( m o d i 匆f l o wm ) 号，该 d 号初值为n u l l 。当在该流程上发生修改操作时，会复制该流程的所有静态 过程模型内容到一个新流程，并把该新流程的d 号作为1 日流程修改后的d 号， 同时，新流程的流程标志位( f l o wf i a g ) 值为2 在新流程被激活前，旧流程仍然 投入使用，当新流程被激活后，新流程的流程标志位( f l o w _ f l a g ) 值为l ，旧流程 的流程标志位伊l o wf l a g ) 值为o 。同样，如果在对修改并激活后的新流程进行修 改时，同样重复这个过程。通过这些操作，就保证了同一时刻、同一个流程的不 同版本只有一个处于被激活状态，而判断若干流程是否是同一流程的不同版本是 通过流程名称( f l o wn 锄e ) 来判断的。 2 流程状态表：f l o w s t a n l sh l f o 第t 5 页 北京邮电大学论文1 = 作流管理系统设计实现及其在财务稽核系统中的应用 字段中文名字段英文名 字段类型关键是否可默认 码空值 流程i df l o wi d m t e g e r 是否无 流程状态i d f l o w s t a n 蠼一i d i n t e g e r 是否无 流程状态名称f l o w s t a n 蜓n a m e、协c h a r 2 ( 1 0 0 ) 否否无 流程状态类型f 1 0 w s t a t u s - 聊e i n t e g e r 否 否 1 流程状态横坐 f l o w s t a n 培一p o s i t i o n x i m e g e r 否否无 标 流程状态纵坐 f l o 、- s t a t i l s i _ p o s i t i o n yi n t e g c f 否否 无 标 流程发起活动 f l o w s t a 血於o p e r a t o r l s tv a 眦h a r 2 ( 1 0 0 0 ) 否是无 权限列表 流程发起活动 f l o 、- p e a l 聊e i n t e g e r 否是无 权限类型 流程分支处理f l o w s w i t c h 聊e 1 1 1 t e g c r 否 是无 性质 流程汇聚节点 f l o w _ s w i t c h s t a t u s - i d i m e g e r 否是无 对应分支节点 i d 表3 3 流程状态表 流程在经过某个活动后，都会处于某个状态，该表就是用来描述流程的状态 信息，在流程模型建立的时候，状态对应于流程模型图上的节点。流程i d ( f l o w j d ) 和流程状态i d ( f l o ws t a 吣i d ) 是关键码。流程i d ( f l o wd ) 对应流程基本信息表 中所定义的流程，流程的不同状态对应于不同的流程状态d ( f l o ws t a t l l si d ) 。 在本系统中，流程状态共有三种类型，这三种类型通过流程状态类型 ( f l o r _ _ s t a t l 珞聊e ) 字段来区分，其对照关系如下： f l o ws t 棚研p c = l ：起始节点； n o ws t a t l l s 聊e = 2 ：汇聚节点； f l o ws 觚st y p e = 3 ：结束节点； f 1 0 ws t a t l l s1 _ y p e = 4 ：汇聚结束节点； f l o ws t a t 嘴t y p e = 5 ：普通节点； f l o ws t a c 1 卯e = 6 ：分支节点； f l o ws t a h 玛1 卯e = 7 ：起始分支节点； f l o ws t a t 嘴1 卸e = 8 ：汇聚分支节点。 其中起始节点和结束节点分别对应流程的开始和结束；汇聚节点对应那些经 过多个分支活动之后流程所处状态都是同一状态的节点；汇聚结束节点对应那 些既是汇聚节点又是结束节点的状态节点；分支节点对应那些有多个后继状态的 第1 6 页 北京邮电大学论文工作流管理系统设计实现及其在财务稽核系统中的应用 节点；起始分支节点对应那些既是分支节点又是起始节点的状态节点；汇聚分 支节点对应那些既是汇聚节点又是分支节点的状态节点 流程分支处理性质( f l o w - s w i t c h1 e ) 字段，用于记录当前节点是分支节点 的时候，该节点所产生的分支该如何执行，其编码规则如下： f l o ws 1 ) l ，i t c h 聊e = l ：分支全部需执行； f l o ws 、i t c h 聊e = 2 ：只需执行其中一条分支 流程汇聚节点对应分支节点d ( f l o w - s 研t c h - s t a t i 堪d ) 字段，用于记录当前 节点是汇聚节点的时候，对对哪个分支节点所产生的分支进行汇聚的。 流程状态横坐标( f 1 0 w s t 砷珥p o s i 廿o n 殉和流程状态纵坐标 ( f l o ws t a 眦p o s m o n 用于记录图形界面中，节点的坐标。 在流程处于起始状态之前，还隐含了一个流程的发起活动，因此，对于每个 起始节点，还必须指定有哪些用户有权限执行流程的发起操作。对应于组织结构 信息模型视图中的部门、角色、用户信息，发起活动的执行权限被分为四种不同 类型按用户、按部门、按角色和按部门一角色，该分类被记录在流程发起活 动权限类型( f l o wd e a l1 卯e ) 字段中，对应关系如下： f l o wd e a l 聊e = l ：按部门； f l o wd e a l 聊e = 2 ：按角色； f l o wd e a lt y p e = 3 ：按部门一角色； f l o wd e a l 伽e = 4 ：按用户 发起活动执行者权限信息则根据发起活动权限类型按不同的格式存放在流 程发起活动权限列表( f l o ws t a l l 塔o p 锄t o r is t ) 字段中，该字段所记录的格式如 下： 按部门情况：叮l o w p e a l j m = 1 ) 用洲一s 纭加一a p e 阳幼厶f = 凸到四1 i d e 州- d 2i i d 科吃l 其中d c p t d 对应部门i d ，假如某个流程的发起活动权限是按部门分配， 并且设定部门d 为l ，3 ，6