（计算机系统结构专业论文）企业办公管理系统的设计与实现.pdf

摘要 摘要 2 1 世纪是信息高速发展的时代，也是讲求协作的时代，信息及时交流非常 重要，企业的发展在很大程度上取决于信息的获得与处理能力。建立适应企业发 展的办公管理系统，可以实现企业内信息资源的全方位共享和交流，大幅度地提 高工作效率，使企业管理更加规范化、科学化，从而增强企业的核心竞争力。 尽管办公管理系统得到了广泛应用，但仍然存在业务流程固化、信息资源零 散以及系统扩展性和开放性不足等问题，导致了办公管理系统的业务流程不能动 态适应企业的快速变化，系统不易维护和升级，影响了企业的发展。因此，研究 能够随需应变，易于信息共享和系统扩展的办公管理系统，具有重要的现实意义。 本文结合宝钢炼钢厂办公管理系统的项目背景，针对上述问题对工作流技术 和应用集成技术展开研究，在此基础上提出了可行的解决方案，主要工作成果有： 1 、提出了应用数据、过程定义数据、组织结构数据分离存储的可定制工作 流设计模式，设计出一种新的基于活动节点的流程定制及流转控制方法，有效地 解决了业务流程固化的问题。 2 、采用w e b 服务的应用集成方式实现基于l o t u sd o m i n o 办公管理系统与 其它业务系统间的互通、互联。w e b 服务是一种基于开放标准，松散耦合的集 成方式，提高了系统灵活性和开放性。 3 、针对宝钢炼钢厂办公管理系统的设计目标，采用以上解决方案设计并部 分实现了该办公管理系统。 关键词：办公自动化；可定制工作流；应用集成；l o t u sd o m i n o 中图法分类号：t p 3 1 7 i i i a b s t r ac t 2 1 s tc e n t u r yi sm o r et h a nar a p i d - d e v e l o p i n gi n f o r m a t i o ne r a ；i ti sa l s oa n e r at h a ta p p r e c i a t e st e a m w o r ka n dc o 。o p e r a t i o n t oag r e a te x t e n tt h eg r o w t h o fe n t e r p r i s ed e p e n d s0 1 3t h ea b i l i t i e st oa c q u i r ea n dp r o c e s si n f o m l a t i o n s o e s t a b l i s h i n ga no f f i c em a n a g e m e n ts y s t e mt h a tc a na d a p tt od y n a m i cb u s i n e s s c h a n g e sw i l le n a b l ef u l li n f o r m a t i o ns h a r i n ga n de x c h a n g e ，i m p r o v ee f f i c i e n c y a n dm a k em a n a g e m e n tm o r es t a n d a r da n d s c i e n t i f i c , t h u sm a k i n g t h e c o m p a n ym o r ec o m p e t i t i v e a l t h o u g ho f f i c em a n a g e m e n ts y s t e m sa r ew i d e l yi nu s et o d a y , t h e yh a v e s o m ep r o b l e m s ：t h eb u s i n e s sp r o c e s si sf i x e d ，i n f o r m a t i o ni sn o tc o l l e c t i v e l y m a n a g e da n dt h es y s t e mi sn o ts c a l a b l eo ro p e n s u c has y s t e mi sn o ta d a p t i v e t od y n a m i cc h a n g e so fb u s i n e s sp r o c e s s ，d i f f i c u l tt om a i n t a i na n du p g r a d e i t h a sb l o c k e de n t e r p r i s eg r o w t h t h e r e f o r ei ti so fb o t ht h e o r e t i c a la n dp r a c t i c a l v a l u et ow o r ko u ta na d a p t i v e ，f u l li n f o r m a t i o ns h a r i n ga n ds c a l a b l eo f f i c e m a n a g e m e n ts y s t e mi nt h er e s e a r c h w i t ht h eo f f i c em a n a g e m e n ts y s t e mo fb a o s t e e ls t e e l m a k i n gf a c t o r ya s b a c k g r o u n da n da i m i n gt os o l v et h ea b o v et w os h o r t c o m i n g s ，w ec a r r yo u t r e s e a r c ho nw o r k f l o wa n da p p l i c a t i o n i n t e g r a t i o nt e c h n o l o g y m a i nw o r ka n d a c h i e v e m e n t si n c l u d e ： 1 b r i n gu paw o r k f l o wd e s i g np a t t e r nt os t o r ea p p l i c a t i o nd a t a ，p r o c e s s d e f i n i t i o na n do r g a n i z a t i o nd i r e c t o r yi n f o r m a t i o ns e p a r a t e l y ；d e s i g nan o v e l p r o c e s sd e f i n i t i o na n dp r o c e s sc o n t r o la l g o r i t h mb a s e do na c t i v ) t y - n o d et os o l v e t h ef i x e dp r o c e s sp r o b l e m 2 a d o p t i n g w e b s e r v i c e t e c h n o l o g y t o i m p l e m e n t t h e i n t e g r a t i o n b e t w e e nl o t u sd o m i n oa p p l i c a t i o na n do t h e rb u s i n e s sl n f o r m a t i o ns y s t e m s t h i so p e ns t a n d a r db a s e di n t e g r a t i o ns o l u t i o ni s l o o s e l yc o u p l e d ，w h i c h i n c r e a s e st h ef l e x i b i l i t ya n do p e n n e s so ft h es y s t e m 3 b a s e do nt h ed e s i g ng o a l so fs t e e l m a k i n gf a c t o r y 。so f f i c em a n a g e m e n t s y s t e m ，d e s i g na n dp a r t i a l l yi m p l e m e n tt h es y s t e mu s i n gt h ea b o v et w o s o l u t i o n s k e y w o r d s ：o f f i c ea u t o m t i o ns y s t e m ；c u s t o m i z a b l ew o r k f l o w ；a p p l i c a t i o n i n t e g r a t i o n ；l o t u sd o m i n o v 第一章绪论 1 1 引言 第一章绪论 人类文明进步和发展的原动力无非是人类求得自身解放的需要。办公自动化 的出现和发展也正是来源于这种需要的牵引。 传统的办公方式极大地束缚了人的创造力和想象力，埋没了人的智慧和潜 能，使人们耗费了大量的时间和精力去手工处理那些繁杂、重复的工作，手工处 理的延时和差错，正是现代化管理中应该去酴的弊端。用先进的、现代化的工具 代替手工作业，无疑是生产力发展的方向。办公自动化作为信息社会的一种新型 办公方式，将现代化办公和计算机网络功能结合，通过网络，组织机构内部的员 工可跨越时间、地点协同办公，使信息的传递更加快捷和方便，从而极大地扩展 了管理手段，实现了运营的高效率。它对传统办公方式的变革，正是适应了人们 的普遍需求，也顺应了技术发展的潮流，成为业界追求的目标。 在信息高速发展的今天，企业推行办公自动化尤有其重要性和必要性： 1 、办公自动化对于面向二十一世纪的企业的经营和管理比以往任何时候更 显重要。信息社会中，竞争取胜的法宝是信息，而办公自动化所收集、处理、分 析的对象正是“信息”。我国企业在管理手段与管理思想方面已经落后于发达国家 企业，迫切需要通过推行办公自动化来改善经营管理手段，提高管理水平，增强 企业竞争力。 2 、推行办公自动化，能给企业的经营者和管理者在行为方式和思维方式上 带来革命性进步。传统的企业经营和管理方式太不规范、太不严谨，缺乏全局观 和系统观，人为因素太多，而且变化不定。这不仅为企业的经营和管理带来盲目 性，而且为推进信息管理设置了障碍。推行办公自动化，不仅是管理手段的改善， 更重要的是带来管理思想的进步。 3 、企业办公日益从过去的文秘型向自我服务型转变。办公自动化为用户提 供的正是自我服务的支持，这正说明了办公自动化已成为一种潮流，一种趋势、 一种更好的企业办公方式。 4 、很多企业早在8 0 年代初就着手建立企业的管理信息系统( m i s ) 。近2 0 年过去了，并没有看到企业管理水平质的飞跃，其中，除了技术能力局限的原因 外，还有观念、认识方面的原因。过去做m i s ，更多地注重了对规范的、结构化 的数据的管理，面且走入了用先进的技术手段模拟手工操作的误区。模拟手1 二操 作只有界面的友好程度、模拟的逼真程度的差别，不会有管理水平的提高。而办 第一章绪论 公自动化所面向的对象是企业经营过程中所有可能产生的数据：结构化与非结构 化的、多媒体的等等；办公自动化所直指的目标是物化科学的管理思想。所以今 天所谈的办公自动化较过去的m i s 有更广泛、更深刻的意义。 1 1 2 研究背景 充分利用现代信息技术进行自身的信息化建设、实现办公自动化，充分利用 网络信息渠道高效地进行信息的交流与协作以适应时代的发展需求成为今天各 级政府机关、企事业单位的共识与目标。在这种环境下大部分单位和企业都已经 建立了各种各样的办公管理自动化系统，这些系统在一定程度上提高企业的办公 效率和决策水平，但从应用现状以及需求来看，还存在一些问题，主要表现在： i ) 固化的业务流程 企业需要根据市场的需求变化来调整经营战略，因此企业的业务流程应该能 够不断地进行改进以适合新的需求，这就要求系统具有一定的柔性。而在目前的 许多办公自动化系统建设中，开发模式通常是按照企业当时的状况来“量身定 做”，将业务流程以“硬编码”的方式嵌入到应用系统的整体结构中，没有考虑 到企业业务流程动态变化的需要，使得每次业务流程的修改都可能引起程序结构 的大幅度变动，增加了系统的复杂性，同时也增加了大量开发维护工作的开支； 或者企业会因此觉得现行办公系统不能满足自己的要求，只能重新购买，这样就 浪费了企业大量的人力、物力和财力，给企业造成了不必要的损失。 2 ) 信息资源零散，系统扩展性和开放性差 随着信息化程度的提高，许多企业不仅建立了办公管理自动化系统，还陆续 建立了财务，e r p 等信息系统。这些系统的分散开发和引入，使信息被封存在不 同的应用平台和数据库中，定义和采集相互独立，从而形成了许多信息孤岛，大 量有用的信息分散在各个“死角”，不能被有效她利用和共享：另方面，一些 属于不同信息系统的业务流程是紧密联系的，由于这些系统的扩展性和开放性不 好，使得业务流程的集成非常困难。企业内部各业务系统相互独立、数据不一致， 信息共享程度不高、管理分散，尤其是当企业业务流程同益复杂，业务与业务之 间关联与交叉频繁时，往往需要花大量的人力、物力在不同的应用系统之问切换， 以获取相应的信息进行分析，造成资源浪费和重复劳动，企业的运作效率也大大 下降。 鉴于目前办公管理系统已经不能完全满足企业日益增长的需求，为了提高企 业效益和竞争能力，建立一种新的支持企业组织结构、业务流程的快速变化；支 持企业中现存异构信息系统间集成的办公管理系统就成为一个极具现实意义的 研究课题。 第一章绪论 1 3 本文工作 本文以宝钢炼钢厂的办公管理系统为项目背景，以解决目前存在的业务流程 固化、扩展性和开放性不足等问题为目标；对可定制工作流和基于开放标准的应 用集成技术进行研究，提出了创新性的解决方案。具体工作如下： 1 、分析工作流理论的相关概念及其联系，并对工作流参考模型及工作流建 模方法进行研究； 2 、在此理论基础上，提出了应用数据、过程定义数据、组织结构数据分离 存储的可定制工作流设计模式，设计出一种新的基于活动节点的流程定制及流转 控制方法，有效地解决了业务流程固化的问题。 3 、为解决信息分散，系统扩展性和开放性差等问题，分析了目前常见的几 种应用集成方案及各自优缺点，重点研究了基于开放标准的w e b 服务关键技术； 提出采用w e b 服务技术实现基于l o t u sd o m i n o 办公管理系统与其它业务系统间 的互通、互联，提高了系统灵活性和开放性。 4 、针对宝钢炼钢厂办公管理系统的设计目标，采用以上解决方案设计并部 分实现了该办公管理系统。 1 4 文章结构 本文共分为五章，每章的主要内容介绍如下： 第一章绪论 本章简要地介绍了企业办公自动化的必要性和重要性；论述了本文的研究背 景；然后介绍了本文的主要研究内容及成果；最后，给出了本文的整体组织结构。 第二章企业办公管理系统的关键技术 该章对工作流技术和应用集成技术进行深入的分析和研究，为企业办公管理 系统系统的设计和实现提供理论基础。 第三章企业办公管理系统的设计 该章介绍了宝钢炼钢厂办公管理系统的项目背景，系统设计目标，系统平台 的选择，以及系统的体系结构和功能模块结构。 第四章企业办公管理系统的实现 介绍了我参与丌发的企业办公管理系统，提出并实现了基于活动节点的可定 制工作流机制，采用w e b h e 务技术将办公管理系统与业务系统进行集成。 第五章总结与展望 该章对全文的工作进行了总结，并对今后的工作提出了新的研究方向。 第二章企业办公管理系统的关键技术 第二章企业办公管理系统的关键技术 企业办公管理系统的核心是业务过程自动化，工作流技术是实现业务过程自 动化的有力工具；同时随着企业业务的日益复杂，企业办公平台与其它业务应用 系统的相互联系日益紧密，迫切需要与其他业务系统进行有效的集成。本章将对 企业办公管理系统中涉及的两类关键技术：工作流技术和应用集成技术进行深入 的研究，为系统的设计和实现提供理论基础。 2 1 工作流管理技术 2 1 - 1 工作流的起源和定义 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。用活动及活动之间变化的过程表示的业务流程就是工作流。 工作流的概念起源于生产组织和办公自动化领域。工作流是针对日常工作中 具有固定程序的活动而提出来的一个概念。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，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的目标。 工作流技术是在2 0 世纪8 0 年代初开始发展起来的，最初的一些工作流产 品主要致力于为企业业务人员提供一种无纸化的、计算机使能的工作环境来协助 其开展日常的业务工作。比较典型的有f i l e n e t 于1 9 8 4 年推出的w o r k f i 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 t 】等。2 0 世纪9 0 年代，随着计算机 与网络技术的迅速发展。现代企业信息系统的分布性、异构性和自治性的特征日 益明显化，工作流技术也开始进入了一个更为繁荣的发展阶段，成为在企业复杂 信息环境下实现业务流程自动化和业务集成的必要工具，在学术界和企业界受到 越来越多的重视。 关于工作流的定义，不同的研究者和工作流产品供应商分别给出了不同的解 释，但到目前为止，仍没有完全统一的标准定义。以下列举几个又代表性的定义， 它们分别从不同的角度对工作流概念进行了描述，可以使我们对工作流的一些皋 本特征有一定的理解。 1 工作流管理联盟( w f m c ) 的定义 工作流是类能够完全或者部分自动执行的经营过程，它根据系列过程规 第二章企业办公管理系统的关键技术 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。 2 g e o r g a k o p o u l o s 的定义【j j 工作流是将一组任务( t a s k ) 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，还可以是由一个或多个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。 3 i b ma l m a d e n 研究中心的定义一j 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所需用 的各种参数。这些参数包括对过程中每一个步骤地定义、步骤间的执行顺序、条 件以及数据流的建立、每一步骤由谁负责以及每个活动所需要的应用程序。 以上这些工作流的定义，包括其它的一些工作流定义基本上都是用非形式化 语言对工作流所进行的描述，虽然表达方式略有不同，但是基本上都说明这样一 个问题，即工作流是经营过程的一个计算机实现，而工作流管理系统则是这以实 现的软件环境。 通过对工作流定义的分析知道：如果一个企业要使用工作流来作为经营过程 的实现技术，那么就必须要求工作流系统能够反映经营过程的如下几个方面的问 题【5 】= ( 1 ) 经营过程是什么( 由哪些活动、任务组成，也就是结构上的定义) ； ( 2 ) 怎么做( 活动间的执行条件、规则以及所交互的信息，也就是控制流 与信息流的定义) ； ( 3 ) 由谁来做( 人或者计算机应用程学，也就是组织角色的定义) ； ( 4 ) 做得怎样( 通过工作流管理系统对执行过程进行监控) 。 2 1 2 工作流技术相关概念 下面以工作流联盟( w o r k f l o wm a n a g e m e n tc o l l a t i o n ，w f m c ) 的定义为标 准，给出工作流技术的相关概念。 1 工作流管理系统( w f m s ) ：是一种能定义、创建和管理工作流执行的软 件系统。就是将现实世界中的业务过程转化成某种计算机所能识别的形式表示 ( 即工作流逻辑) ，并在此形式表示的驱动下完成工作流的执行和管理。其主要 目标是对业务过程中各步骤( 或称活动、环节) 发生的先后次序及同一步骤相关 的相应人力或信息资源的调用等进行管理而实现业务过程的自动化。 2 业务流程( b u s i n e s sp r o c e s s ) ：指在某企业或机构中，能够实现业务目 第二章企业办公管理系统的关键技术 标和策略的相互连接的过程和活动集。如公文处理流程、投保过程及项目开发过 程等。 3 过程定义( p r o c e s sd e f i n i t i o n 也称为过程建模) ：计算机所能识别的业 务流程的形式化描述，用来支持运行过程的自动化。流程一般被分解成一些子过 程和活动，其定义主要包括运行过程中涉及到的各种数据和参数，如过程的开始 和种植条件、各个工作环节( 活动) 及相互之间的控制流和数据流关系以及一些 关于个体行为的信息，如组织成员、与r r 相关的应用和数据等。 4 活动( a c t i v i t y ) ：工作流中一个逻辑步骤或环节的工作任务。一般分为 手工操作和自动处理两类。活动是流程执行中的最小工作单元，要求有人员的参 与或由计算机自动完成。 5 过程活动实例( p r o c e s s a c t i v i i n s t a n c e s ) ：实际运行中的一个业务流 程。每个实例代表一卜能独立控制执行、具有内部状态的线程。在过程实例的执 行中，w f m s 将解释相应的过程定义，生成有关的活动实例并根据定义中的控制 规则协调这些活动之间的顺序关系，同时根据数据流动关系的定义完成活动之间 的数据传送。一般情况下每一个活动实例都表现为一个工作项( w o r k i t e m ，它 将由某个或某组用户负责完成) 。从参与者的角度来说，实例的执行实际上是由 参与者处理他所涉及的那个环节的数据，完成该环节的任务，之后由w f h s 根据 相应结果激活后续环节，同时通知后续参与者对之进行处理，由此依次反复直至 整个过程完成。 6 工作项列表( w o r kl i s 七) 是一个参与者所负责的所有工作项的详细描述。 7 相关数据( w o r k f l o wr e l e v a n td a t a ) 是系统中主控部件( 运行服务器) 用来控制工作流实例的状态和执行的数据，相关数据在流程定义中一般为全局变 量，又可细分为控制数据和参考数据。 8 环境数据( s y s t e m & e n v i r o n m e n t a id a t a ) 是各个活动执行中应用程序 或参与者所处理的数据，如应用数据库中的记录，被处理的文档等。 这些基本概念问的关系如图2 - 1 示： 第二章企业办公管理系统的关键技术 围圈圈圈 图2 - 1 工作流基本概念间的关系 2 1 3w f m c 的工作流参考模型 各种不同类型的工作流系统各有其不同的特点，例如所运行的环境、所适用 的领域等都各不相同。对于一个大的机构而言，一种w 荆s 可能并不能满足某个 复杂的业务过程中所有环节的需要。同时不同的机构会选择不同的产品去满足其 业务管理的要求。这些应用上的特点要求各种不同类型的w f m s 应该能够实现互 连和互操作，以便它们能够被纳入到个统一的框架之中，在不同的位置与领域 发挥其各自的优势与作用。 因此不论是从用户的角度来讲，还是从开发者的角度来讲，都迫切需要一个 大家都共同遵守的标准，按照此种标准来决定一个w m s 应该包含哪些组成部 分，各部分应提供哪些标准的服务。按照此种标准开发出来的w f h s 将能够满足 上面所提出的要求。这种背景下，w f m c 给出了一个关于w f m s 的参考模型i b j ， 如图2 2 所示。 第二章企业办公管理系统的关键技术 一一一一 ；l ；虬i 仵j 1 1 状 i j h 箨 ： 图2 2w f m c 提出的工作流参考模型 工作流参考模型的基本模块和接口的说明如下： ( 一) 工作流参考模型中定义的5 类接口： 接口i t 7 1 ：工作流服务和工作流建模工具间接口，包括工作流模型的解 释和读写访问操作； 接口2 e 8 j ：工作流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操作方式； 接口3 ：工作流机和直接调用的应用程序之间的直接接口； 接口啐【9 】：工作流管理系统之蚓的互操作接口； 接口5 【1 0 i ：工作流服务和工作流管理工具之间的接口，主要是为了实现 对工作流的管理和监控。 ( 二) 工作流参考模型的主要模块【l l j ： ( 1 ) 工作流执行服务 由一个或多个工作流机( 工作流机又称工作流引擎) 组成，提供了过 程实例和执行的运行环境，工作流执行服务的主要功能是： 解释企业经营过程的过程定义，根据过程执行需要的初始条件和执行参 数生成过程实例，运行过程实例并管理其运行过程。 依据过程定义和工作流相关数据为过程实例的运行进行导航，包括启 动、终止过程实例，活动间的顺序或并行执行、相应应用程序的激活等。 与外部资源交互完成各项活动。工作流执行服务通过下面两种途径使用 外部资源： 第二审企业办公管理系统的关键技术 客户应用接口：工作流机通过任务项列表管理器对应用的执行进行 管理。由用户从任务项列表管理器提供的任务项列表中选择相应的任 务，并监督工作项的完成。 直接调用应用接口：工作流机直接调用相应的应用来完成一项任务， 这主要是针对基于服务器的无需用户参与的应用，那些需要用户操作的 活动则通过任务项列表管理器来调用。 维护工作流控制数据和工作流相关数据，并向用户传送必要的相关数 据。 在分布式的工作流执行服务中，多个工作流机协同工作来推进工作流实 例的执行，每一个工作流机控制和管理过程中的一部分活动，并使用相关的 资源和应用工具来完成这些活动的执行。不同的工作流机之间进行分工和协 作，在一个工作流机完成了其负责的一部分活动后，需要将相应的完成信息 传递给其它工作流机。 ( 2 ) 工作流机 为工作流实例的执行提供运行服务环境的软件或”引擎”。它是工作流执 行服务的核心，主要提供以下功能： 对过程定义进行解释； 控制过程实例的生成、激活、挂起、终止等； 控制过程活动间的转换，包括串行或并行的操作、工作流相关数据的解 释等： 提供支持用户操作的接口； 维护工作流控制数据和工作流相关数据，在应用或用户问传递工作流相 关数据： 提供用于激活外部应用程序和访问工作流相关数据的接口； 提供控制、管理和监督工作流过程实例执行情况的功能。 ( 3 ) 过程定义工具 向用户提供对实际业务处理过程进行分析、建模的手段，将实际业务处 理过程转化为计算机所处理的形式化描述，即过程定义。这种形式化描述可 以是形式化的过程定义语言或对象关系模型，也可以是简单地规定用户问信 息传输的一组路由命令。 ( 4 ) 工作流管理工具 主要负责对工作流实例的流动状况进行监视，实现安全性、过程控制和 授权操作等方面的管理。 ( 5 ) 工作流客户应用程序 第二章企业办公管理系统的关键技术 提供给用户一种手段，以处理实例运行过程中需要人工参与的任务。 ( 6 ) 工作流引擎直接调用的应用服务 指工作流执行服务在过程实例运行过程中调用的，用以对应用数据进行 处理的应用程序和w e b 服务。 2 1 4 工作流建模方法研究 工作流是个业务过程的全部或部分自动执行，为了实现业务过程自动化， 必须将业务过程从现实中抽象出来，并用一种形式化的方法对其进行描述，其结 果称为工作流模型。 对于工作流模型，目前还没有一个统一的标准。早期的工作流模型是通过“硬 编码”的方式嵌入到应用系统中，这使得工作流管理系统的特性不能充分体现出 来，系统缺乏应用的灵活性l 1 “。在后来的工作流管理系统中，研究人员先后提 出过不同的方法来描述现实世界中的业务过程，建立工作流模型。建模的方法通 常有两种【1 3 j ：基于功能的建模和基于过程的建模。基于功能的模型是把个系 统分成若干个功能单元或者功能子单元，在这些单元基础之上来建立系统的模 型。基于功能的建模方法特点是：有良好的通用性，但缺乏丰富的语言描述能力； 功能分解方法严格的递阶关系容易形成自动化孤岛，且不方便不同组织之间的交 流。基于过程的建模方法是一种更加有效和自然的建模方法。它使用过程把系统 的活动连接起来。在这种方法中，基于过程的控制流、信息流可以得到有效的集 成，能对过程从开始到结束进行完整的建模而无需考虑组织的边界。这些过程由 基本的活动组成，每个活动是过程中的一个执行步骤。基于过程的建模方法的优 点是能够更好地支持企业集成，更能够描述企业的业务过程和适应企业的组织变 化。 以下简要介绍几种具有代表性的基于过程的工作流模型和建模方法，它们都 具有比较突出的特点，并代表一种较为普遍的观点。 ( 一) 基于活动网络的过程模型 基于活动网络的过程模型将一个经营过程抽象为一个有向图。有向图主要出 两类元素组成。第一类元素称为节点，代表业务过程中完成具体业务功能的活动。 第二类元素称为连接弧，达标活动之间的控制流，即活动之间的执行顺序和约束 关系。为了描述活动之间更为复杂的连接关系，往往需要对活动网络图进行扩展， 增加建模元素和模型元素的属性，以弥补其描述能力的不足，如在节点中引入逻 辑节点，在连接弧上增加触发条件。逻辑节点包括与节点、或节点、汇合节点等， 这些节点不完成具体的业务功能，而仅实现活动之间的控制逻辑。 1 0 第二章企业办公管理系统的关键技术 活动网络图是一种直观、自然的过程表达方式，相对于其它结构的过程模型， 它的可读性最好，因此是一种常见的工作流建模方法。此类工作流模型适用于过 程逻辑比较简单、流程较为固定、异常情况较少的工作流的建立，有利于企业规 范自身的内部流程；但这类模型往往缺乏柔性，对紧急情况的应变能力不足，并 且缺少数学模型支持。 ( 二) 基于语言行为理论的工作流模型【1 4 】 基于语言行为理论的工作流模型是从”语言行为”的基础上发展起来的一种 协作过程的建模方法。在该模型中，业务过程被分解为一系列的对话协作过程， 而每一次对话协作过程被表示为个闭合的行为工作流环( a c t i o nw o r k f l o w l o o p ) ，它连接了客户方与服务方两类角色，被四个语言行为分为四个阶段，如 下图所示： 客户 图2 - 3 一个工作流环 段 服务方 段 服务方在执行任务的过程中，还可以向其他人发出新的请求以帮助自己完成 对客户方的承诺，原来的服务方成为其他人的客户方，其他人将为这一新的客户 方提供服务，从而形成一个新的闭环，此闭环与前面的闭环相互连接。如此延拓 下去，多个不同角色的人将被涉及进来为最初的客户提供服务，一个业务过程最 终被表示为一个由多个闭合的行为工作流环相互连接而成的网络。 基于语言行为理论的建模方法善于处理面向客户服务等以人们的交互为特 征的，易变化，不固定的经营过程，但缺乏支持层次化建模的能力，建模人员很 难完整明确地列出双方所有可能的语言行为的缺陷，不适合于比较固定的企业经 营过程。 ( 三) 基于p e tr i 网的工作流模型1 5 】 p e t r 网是一种适用于多种系统的图形化、数学化建模工具，为描述和研究 具有并行、异步、分布式和随机性等特征的复杂系统提供了强有力的手段。作为 种图形化工具，可以把p e t r i 网看作与数据流图和网络相似的通讯辅助方法； 第二章企业办公管理系统的关键技术 作为一种数学化工具，它可以用柬建立状态方程、代数方程和其他描述系统行为 的数学模型。p e t r i 网在业务过程的形式化表示、正确性证明、性能评价和模型 优化等方面有着重要的应用。 在建模过程中，使用条件和事件的概念，分别用“库所”及“变迁”表示。 一个变迁( 事件) 有一定数量的输入和输出库所，分别代表事件的前置条件和后 置条件。库所中的托肯代表可以使用的资源或数据。对于比较简单的业务，可以 使用基本的p e t r i 网进行描述。对于复杂的业务，随着可达事件与状态数目的增 多，其模型的复杂程度也急速上升。针对这些问题，人们又对其进行改进，提出 有色p e t r i 网、时间p e t r i 网【1 6 】、面向对象p e t r i 阿j 1 7 】等高级p e t r i 网模型。 p e t r i 网具有严格规范的模型语义，作为种图形化的语言又具有直观易懂 的特点。以往的过程建模方法大都基于事件，而p e t n 网则是一种基于状态的建 模方法，明确定义了模型元素的状态，严格区分了活动的使能和活动的执行，具 有更丰富的表达能力和更好的柔性。同时，p e t n 网具有许多强有力的分析技术 与手段。 目前，对于p e t r i 网的研究大多停留在理论研究方面，而且由于它们是非模 块化设计，软件可维护性较差，缺乏重用性。 ( 四) 三维工作流模型【1 8 】 前面提到的工作流模型主要是对业务过程结构的形式化描述，说明活动所访 问的数据和参与活动的执行者，缺少对数据资源和执行者组织结构的描述，因而 不能适应大规模、动态变化的企业应用。为此又提出了种新的工作流模型 三维工作流模型( t h r e e - d i m e n s i o n a lw o r k f l o wm o d e l ) 它包括三个子模型：组 织模型( o r g a n i z a t i o nm o d e i ) 、数据模型( d a t am o d e l ) 、过程模型( p r o c e s s m o d e l ) 。组织模型描述了组织内部各个实体及其相互关系；数据模型描述业务 过程所访问的数据及其视图；过程模型描述了业务过程结构中的各种实体及其约 束关系( 包括控制流和数据流) 。这三个子模型分别从不同的侧面来描述一个工 作流，包含工作流执行所需要的相关信息，它们之间不是孤立的，而是有机地相 互关联，如图2 4 所示： 第一章企业办公管理系统的关键技术 2 2 应用集成技术 图2 - 4 三维工作流模型示意图 2 2 1 应用集成必要性 随着企业信息化进程的不断推进，企业内出现了越来越多的应用系统，包括 独立或委托开发的各个m i s 系统，成套购买的e r p 、s c m 、c r m 、工业控制系统 等；在操作系统上存在着u n i x 、w i n d o w s 系列等不同平台；大型数据库有o r a c l e 、 m ss q ls e r v e r 、d b 2 等多种；硬件平台有大型主机、小型机、微机等并存。由 于各企业应用系统的不同，给企业的信息化建设带来了不少问题：( 1 ) 由于以前 的很多应用系统都是单独实施的，所以系统间兼容性较差，经常会出现数据格式 不统一以及系统间数据不能共享的情况。( 2 ) 异构系统的大量存在使得实现信息 共享的技术难度增大。( 3 ) 随着系统数目增加，新旧系统越来越整合，实施成本 加大，效率降低。( 4 ) 企业内部数据没有实现整体管理，无法进行数据分析和数 据挖掘。( 5 ) 随着电子商务的开展，对系统的开放性要求越来越高，现有应用较 难以满足商务应用的需要。 卜述问题随着企业信息化程度的提高日见突出，t f 逐渐成为企业应用的一个 障碍。企业需要重视并解决企业应用的集成问题，以打破系统协同j 1 ：作的障碍， 提高j ：作效率。解决这类问题一种办法是对现有系统推倒重来，将企业的各个信 第二章企业办公管理系统的关键技术 息系统更新成一个统一的管理系统，各个部门都在这个统一的系统上工作，但由 于昂贵的成本、长时间实施周期和高难度因素，这不是一种切实可行的解决方案。 另一种办法是企业从整体来考虑其信息系统，根据实际需要，对各个应用系统迸 行总体规划，选择一个合适的集成平台，把企业的各个“信息孤岛”，“应用孤岛” 有机地集成起来。这种解决方案不管是从实施难度，还是从实施成本、周期和技 术上考虑都是切实可行的。在这种背景下应用集成应运而生，一般意义上的应用 集成通过建立底层结构，来联系横贯整个企业的异构系统、应用、数据源等，应 用集成将进程、软件、标准和硬件联合起来，在企业不同业务系统之问实现无缝 集成，使它们就像一个整体一样。 2 2 2 应用集成典型方案 2 2 。2 1 基于c o r b a 的应用集成 c o r b n ”j 是一项重要的中间件技术，是0 h g ( 对象管理组织) 颁布的一系 列有关对象技术的规范之一，是o m g 发布的o m a ( 对象管理体系) 参考模型的 核心o r b ( 对象请求代理) 的功能描述与约定。在o m a 参考模型中包括有四个 部分：应用对象、对象服务、公共设施、对象请求代理( o r b ) 。其中o r b 是该 模型的核心，它象软件总线一样连接着其它三部分，管理着应用程序中对象的存 取、连接各个对象、监视其功能、跟踪对象的位置以及管理与其它o r b 的通信。 o r b 简化了c o r b a 应用程序的开发，简化得益于三个方面：位置独立性、 平台和语言的互操作性。位置独立性是指o r b 将所有对象都认作是本地对象， 即使是远程系统中的对象；平台互操作性是指在一种硬件软件计算机平台上创 建的对象可以运行在其它装备了r 队的异质平台；语言的互操作性是指使用 某种编程语言编写的对象可以与使用其它语言编写的对象进行交互。c o r b a 使 用界面定义语言( i d l ) 来定义对象的界面，并提供由i d l 到各编程语言的映射。 对象的实现可以使用任意种编程语言( 如c 、j a v a 等) 来编写。 在对遗留应用程序集成的过程中，i d l 起着非常重要的角色。i d l 只是定义 了接口而不是具体的实现，因此可以在实现代码中加入包含特定功能和处理逻辑 的对象，或者将遗留应用程序包装起来提供所需的功能。客户程序对遗留的应用 程序的访问也是使用通用的接口。使用同样方法，可以在不对已有系统进行任何 修改的情况下为遗留应用程序添加新的功能。这样也提供了由1 日应用程序缓慢过 渡到新处理逻辑的有效解决途径。 第二章企业办公管理系统的关键技术 c o r 队是一个工业标准而不是一个软件产品，其最大特点是提供了在异质 分布式环境中对象之间高度的可互操作性，从而保证了建立在不同c o r b a 产品 之上的分布式对象可互相通信。但是基于c o r b a 的应用集成也有明显的缺点， 首先基于i d l 的调用是一种同步调用，会便应用集成紧密耦合，不利于扩展；其 次，i i o p 协议和防火墙软件容易发生冲突，配置比较复杂；另外c o r b a 中还有 时间延迟、随机时序、死锁、负载均衡、资源控制等问题有待解决。 2 2 2 2 基于消息中间件( m o m ) 的应用集成 消息中间件 那j 是非常独特的种中间件，它支持在一个分布式应用环境的 各种进程之间，以同步或异步方式进行多种用途的消息交换转递或排队。 消息中间件有三种工作模式：点对点模式、队列模式和发布，订阅模式。 ( 1 ) 在点对点模式中，消息传送给指定的客户方。其特点为：一、位置不 透明，通信双方需要事先知道对方的标识；二、面向连接，应用程序之间需要建 立直接的专用的通信通道。 ( 2 ) 在消息队列模式中，消息发送到一个队列里，目的地可以在任何时候 查看该队列。其特点有如下三点：一、通过队列进行通信；二、通信双方不需要 建立相互连接；三、支持异步通信模式。 ( 3 ) 在发布，订阅模式中，发送方只要把消息发送出去就可以了，由消息代 理( m e s s a g eb r o k e r ) 负责把消息传递到对该消息感兴趣的订阅者手中。其特点 是：通过消息代理进行通信，双方无需建立连接；本质上是一种异步通信模式。 消息中间件在企业应用集成中的作用日趋明显。分布式环境下，多个应用运 行在不同的软、硬件平台上，消息中间件可以提供应用集成所必须的数据的传送、 收集、翻译、过滤、映射和路由等功能，屏蔽不同的硬件平台、数据库、消息格 式、通信协议之间的鸿沟与差异，提供应用到应用之间的高效、便捷的通信能力。 目前m o m 还没有统一的标准，只有s u n 发布的j m s ( j a v am e s s a g es e r v i c e ) 规范得到了业界的广泛支持。它包括一个a p i 以及一个提供诸如持久、验证和事 务语义的消息服务。j m s 主要的通讯机制有发布订阅( p u b l i s h s u b s c r i b e ) 以及 点对点( p o i n t - t o - p o i n t ) 两种。 3 h s 规范具有如下的重要特征：1 ) 与平台无关性。j m s 是一种基于j a v a 的 技术，因而它同样具有j a v a 的这种特性。2 ) 松耦合性。包括运行状态和应用系 统两个方面。由于j m s 应用彼此间并不直接进行通信，因此它是以数据为中心 的应用，这种应用提供了进程级别和应用级别解耦的一种结合。因为现在系统不 与进程或程序绑定，两个需要通讯的远程系统无须依赖对方就能运行。3 ) 异步特 第二章企业办公管理系统的关键技术 性。发送用例向队列发送数据后，不用等待接收方的回复，因为接收方可以在任 何有效的时间内从队列中获得数据。从发送方的角度来看，异步消息意味着一个 进程或线程向目的地发送消息后不希望得到任何回复；而从接收方的角度来看， 异步消息意味着它收到信息后，并不需要马上发送回复给发送者。4 ) 事务特性。 在消息系统中包含回滚和提交两个概念，它们的存在确保了消息系统的两个基本 操作一读消息和写消息能够顺利的完成。 但是，采用基于m o m 的集成方案，仍然具有以下缺点：一、没有统一的接 口标准，不同厂家的m o m 实现不能保证相互兼容，互操作性不好；二、m o m 集成还是局限于所使用的m o m 平台，独立性不好，即使是采用】h s 规范，也要