（计算机应用技术专业论文）工作流理论及其在办公自动化系统中的应用.pdf

中国科技大学研究生院硕士论义 摘要 f 随着信息技术的飞速发展和国民经济信息化概念的明确提出，我国的政府 机构、企事业单位越来越重视企业信息化的建设，认识到建设企业0 a 系统的重 要性和必要性。市场竞争的压力迫使许多企业寻找有效的方法来开展业务。一 种行之有效的方法就是将企业的行为看作业务过程，并且将业务过程表示为工 作流，采用工作流管理技术来实现业务过程的自动化，业务过程的自动化是办 公自动化系统必须要实现的功能之一。目前，工作流管理技术受到了世界范围 内的广泛关注，已经成为国内外研发的热点。我们分析了工作流的研究现状和 工作流管理系统的原理及参考模型，并将工作流技术成功地应用到了广播电影 电视总局的办公自动化系统中。- 3 、 论文的第一章阐述信息技术的发展和国民经济信息化的含义，提出了建立 办公自动化系统的重要性和国内办公自动化的现状和发展趋势，简述了本论文 的选题背景和组织结构，并给出了本文的研究内容；第二章论述工作流的起源、 发展、分类，介绍当前工作流的研究现状、关键技术和存在的问题：第三章以 工作流管理联盟提供的材料为基础，介绍工作流管理系统的概念、原理和参考 模型，并就工作流模型的主要接口规范做了详细的叙述；第四章阐述广电总局 办公自动化系统的体系结构设计，介绍本系统采用集中式工作流管理系统模型、 b s 体系结构的理论依据，并给出了系统模型和实现方法，并对系统的软、硬 件配置做了简要描述；第五章阐述广电总局办公自动化系统的设计与实现；第 六章详细描述了基于工作流的公文处理子系统的设计与实现；第七章对本论文 进行总结，同时提出了对基于工作流技术的办公自动化系统的一些改进设想。 关键词： 工作流、工作流模型、工作流管理系统、办公自动化系统、公文处理 中国科技大学研究生院硕i 论文 a b s t r a c t q i np e i j u n ，d i r e c t e db yy a n gx u e l i a n g ，p r o f e s s o r w i t ht h ed e v e l o p m e n to fi tm o r eq u i c k l ya n dt h ec o n c e p to fn a t i o n a l e c o n o m ym o r e d e f i n i t e l y , m o r ea n dm o r ee n t e r p r i s e sh a v eb u i l tt h e i ri n f o r m a t i o ns y s t e m t h ee s s e n t i a l i t ya n d n e c e s s i t y o fb u i l d i n g e n t e r p r i s e s s o a sh a v eb e e n r e c o g n i s e d m a r k e tc o m p e t i t i o nh a s c o m p e l l e dm a n ye n t e r p r i s e st of i n de f f e c t i v ew a y s t oc o n d u c tt h e i rb u s i n e s s o n ew a y s u g g e s t e d i st ov i e wo r g a n i z a t i o n a lb e h a v i o ra sb u s i n e s sp r o c e s sa n dm o d e li ta sc o m p u t e r i z e dw o r k f l o w , s oa st oa u t o m a t eb u s i n e s sp r o c e s su s i n gw o r k f l o wm a n a g e m e n t ( w f m ) t e c h n o l o g y a u t o m a t i n g b u s i n e s sp r o c e s si st h ec o r ef u n c t i o n so fo a s i nr e c e n ty e a r s ，w f mh a sb e e nr e s e a r c hf o c u s w o r l d w i d e w ea n a l y s et h ew o r k f l o wr e s e a r c ha c t u a l i t ya n dt h et h e o r ya n dr e f e r e n c em o d e lo f w f m s i nt h eo a so fs t a t ea d m i n i s t r a t i o no fr a d i o ，f i l m t v ，w e a d o p t w o r k f i o w t e c h n o l o g y i nt h i st h e s i s ，t h ef i r s tc h a p t e r , w ee x p a t i a t et h e d e v e l o p m e n to fi ta n dt h e c o n c e p t i o no ft h ei n f o r m a t i z a t i o nn a t i o n a le c o n o m ya n dt h ee s s e n t i a l i t yo fb u i l d i n g o f f i c ea u t o m a t i o ns y s t e m w e a n a l y s et h ea c t u a l i t ya n dt h et r e n do f n a t i v eo a t h e b a c k g r o u n d ，t h es t r u c t u r ea n dr e s e a r c hc o n t e n to ft h i sp a p e rh a v eb e e nl i s t e d t h e s e c o n dc h a p t e r , w ed i s c u s st h e o r i g i n ，t h ed e v e l o p m e n t ，c l a s s i f y , a c t u a l i t y , k e y t e c h n o l o g ya n dt h ee x i s t i n gp r o b l e m i nt h i r do n e ，w ei n t r o d u c et h ec o n c e p t i o n ， p r i n c i p i u m r e f e r e n c em o d e la n dt h em a i ni n t e r f a c es p e c i f i c a t i o no fw f m s b a s e do n t h ew f m c ss t u f ! f t h ef o r t hc h a p t e r , w ed i s c u s st h es y s t e mf r a l n ed e s i g no fs a r f t s y s t e m i nt h ef i f t hc h a p t e lw e s h o wt h ed e s i g na n di m p l e m e n t a t i o no ft h eo a s ，t h e s i x t ho n e ，w ei n t r o d u c et h ed e s i g na n di n p l e m e n t a t i o no fd o c u m e n td i s p o s e i n gs u b s y s t e mb a s e do nw o r k f l o w t h e l a s to n e ，w es u m m a r i z et h i st h e s i s ，b r i n gf o r w a r dt h e i m p r o v e d i d e a k e y w o r d s ： w o r k f l o w ，w o r k f l o wm o d e l ，w o r k f l o wm a n a g e m e n ts y s t e m ，o f f i c ea u t o m a t i o n s y s t e m ，d o c u m e n t f l o w 2 - 中国科技大学研究生院硕l 论文 1 1 信息技术的发展 第一章绪论 信息( i n f o r m a t i o n ) 就其含义而言，包括两层含义，一是信息本身所表达的意义，即信 息的内容；二是传递信息的工具，即信息载体，如符号、声音、文字、图形等都是信息的载 体，信息技术( i n f o m m t i o nt e c h n o l o g y ，i t ) 则是信息的获取、传输、处理、存储、显示和 应用技术，如遥感技术、遥测技术，通信技术、计算机技术、光盘技术、各种显示终端技术 等。信息技术是现代先进科学技术体系中的前导要素，它包括信息技术的生产和应用两个 方面。在信息技术中，微电子技术、通信技术、计算机技术和网络技术构成信息技术的核心。 它们的发展进程体现了信息技术的发展过程。 从微电子技术看，自从1 9 4 8 年发明晶体管和1 9 5 8 年第一块集成电路问世后，引发了一 场微电子革命，微电子技术使得越来越复杂的电子系统可以集成在- d , 块硅片上，使电子设 备和系统的微型化、低能耗成为可能。集成电路从中小规模集成电路逐步发展到如今的超大 规模集成电路。微电子技术的加速发展导致芯片的运算能力及性价比继续按几何级数的定律 ( 信息产业遵循的第一大定律- m o o r e 定律，由i n t e l 总裁g o r d o nm o o r e 提出f 2 1 ) 增长，从 而带动软件、通信等技术的应用达到前所未有的水平，并创造了信息技术产品性能不断提高， 而价格不断下降的奇迹。据国际权威机构预测，按照这样的速度发展，到2 0 1 2 年，芯片加 ：精度将达到0 0 5 微米，芯片集成度可达上千亿个元件。 从通信技术看，1 8 3 7 年莫尔斯发明的电报，1 8 7 6 年贝尔发明的电话，为人类建立了常 规通信工具：1 9 4 8 年，维纳、香农提出了信息论、控制论、系统论的基础，信息、频谱、 时分、频分等概念的具体应用致使微波多路通信成为5 0 年代主体通信技术；1 9 5 8 年集成电 路的出现，把布尔代数的基本原理、数字集成电路、数字信号处理结合在一起，数字通信开 始出现，到8 0 年代后期成为通讯形式的主流；7 0 年代后期，由于激光技术和激光器件的 发展，以及光导纤维材料的进步，光通信以大容量带宽，低成本和抗干扰能力强等特点成为 通信介质的主流；如今，随着信息的数字转换处理技术逐步走向成熟，从传输、交换到终端 设备，从有线通信到无线通信，正在全面走向数字化，促进了通信技术从低速向高速、从单 一语音通信向多媒体数据通信转变。 从计算机技术看，1 9 4 5 年，j o h nv o nn e u m a n n 提出计算机分为运算器、控制器、存储 器、i o 设备五部分；用二进制代码表示指令；将指令存储于计算机内部等一系列思想是人 类在自动计算上取得的根本性突破；1 9 4 6 年，美国宾夕法尼亚大学研制成功世界上首台电 子计算机e n i a c ，虽然它庞大、笨重又耗能极高但它真正实现了自动计算。随着集成电路 技术、软件技术、多媒体技术、人机交互技术的不断的进步，计算机的运算速度、存储容量 和处理能力不断提高，计算机正由集中式走向分布式，由单一媒体走向多媒体。 从网络技术看，美国1 9 6 8 年提出a r p a 网的概念，1 9 6 9 年建成了世界上第一个采用分 组交换技术的计算机网络a r p a n e t ，虽然它仅连接了四个大学的实验室，但这是计算机互 联n ( i n t e m e t ) 的前身；7 0 - 8 0 年代随着通信技术的成熟，网络进入实际应用阶段，各公司相 继推出自己的体系，如i b m 于1 9 7 4 年推出的“s n a ”体系，d e c 推出的“d n a ”等i ”。 中国科技大学研究生院硕 论文 8 0 年代，各国纷纷建立公用数据网，因特网的真正起点是1 9 8 6 年建成的美国国家科学基金 网n s f n e t ：9 0 年代多媒体技术的发展为网络和计算机应用开拓了新的应用空间i ”。如今 网络的应用己十分普及。 随着数字时代的来临，多种信息技术的相互渗透和融合已成为必然。现代通信和网络技 术克服了时间和空间的局限性，使得人们随时随地获取和交流信息成为可能；现代计算机、 软件、多媒体等信息技术相结合延伸了人类大脑的功能，使得批量、高速地加工、处理和存 取信息变成现实：计算机、通信、网络与多媒体技术的结合，更使网络和计算机的功能倍增， 从而大大拓宽了信息的应用范围，提高了信息的使用价值，为信息技术和信息产业开拓了更 加广阔的市场空间。电子商务、远程教育、远程医疗、家庭办公、网上娱乐等新型通信与信 息服务方式的应用与发展，将使信息技术曰益广泛地进入社会生产、生活的各个领域，从而 促进网络经济的形成，加快信息化进程。 1 2 国民经济信息化及o a 的重要性 1 2 1 国民经济信息化 信息化是当今世界各国发展经济的共同选择，信息化程度已成为衡量一个国家或地区现 代化水平的重要标志。面对世界信息技术飞速发展的现实，我们看到，中国信息技术和信息 产业与发达国家相比还有很大差距。 为了扭转我国信息技术和信息产业的落后局面，中共中央十四届五中全会把“加速国民 经济信息化进程”写进了“关于制定国民经济和社会发展九五计划和2 0 1 0 年远景目标”的 建议中，明确的提出了“国民经济信息化”的概念。国民经济信息化要求传统经济向信息经 济过渡；广泛应用计算机技术为核心的信息技术改造国民经济各部门；普遍建立国民经济各 级分类信息系统：实现对国民经济各部门的现代化管理；充分利用信息资源，将物质生产与 信息生产结合起来，大幅度提高物质资源利用率、劳动生产率和产品附加值，经济运行过程 中信息流动的导向作用不断增强；信息产业成为国民经济支柱性产业，国民经济总值中信息 技术含量及信息产业所占比重达到中等发达国家水平，使国民经济高速持续发展真正建立在 依靠以信息技术为核心的现代科学技术进步的可靠基础之上【4 ，5 】。 国民经济信息化的实质是充分运用现代信息技术，通过利用和开发信息资源，改造传统 产业结构，提高国民经济的现代化水平和整体社会经济系统的运行效率。通过信息资源的深 度共享，促进经济和社会的发展。 国民经济信息化可以分3 个层次，即企业信息化，产业的信息化和经济结构信息化”1 。 这3 个层次的信息化，构成了信息资源综合利用和社会进步的基础。其中企业的信息化是基 础，它关系到我国企业在2 l 世纪如何生存发展。信息技术在我国具有广阔的应用前景，信 息技术及其产业化对国民经济发展具有较大倍增效应。据分析，信息技术在改造我国传统产 业中的投入产出比通常为1 ：2 2 ，有的可达到1 ：1 0 0 以上，采用这一技术可缩短产品从设 计到投产时间的3 0 - - 6 0 ，降低废品率8 0 一9 0 ，提高设备利用率2 3 倍，降低土木工程 设计成本1 5 - - 3 0 ，促进经济效益的平均倍增比率为1 ：3 2 ”1 。可以说，国民经济发展对信 息技术的研究与应用有着强烈需求，随着我国国民经济的快速增长和信息技术的广泛应用， 中国科技大学研究生院硕i ：论文 即将迎来一个企业信息化快速发展时期。 1 2 2 0 a 的重要性和必要性 办公自动化( o f f i c ea u t o m a t i o n ，简称o a ) 是7 0 年代首先在经济发达国家兴起的- - i 1 技术科学”1 。它是适应信息社会化的需要，基于软科学的理论和计算技术、通信技术的普遍 应用而发展起来的。它是一门正在逐步成熟的新型综台技术。在经济发达国家已进入实际应 用阶段，成为信息社会最重要的标志之一。我国的o a 软件业起步稍晚，但随着计算机、网 络通信、数据库技术的迅猛发展，o a 系统已从最初的汉字输入、字处理、排版编辑、查询 检索等单机应用软件逐渐发展成为现代化的网络办公系统。科学化的管理需要依靠现代化的 办公工具，智能化决策、无纸化办公己成为现代化管理的趋势，随着计算机技术和网络技术 的迅速发展，企业各项管理工作需要通过信息技术来实现信息的存储、共享和传播，企业决 策的制定、任务的跟踪、公文自动流转、工作计划的制定和落实、部门间的协调和交流、会 议的组织安排以及合理化建议的收集等都需要通过办公自动化来实现。办公自动化系统在推 动企事业单位的信息化建设方面起着举足轻重的作用，本文仅从以下几个方面阐述发展0 a 的重要性和必要性。 1 建设o a ，对于面向二十一世纪的中国企业的经营和管理比以往任何时候更显重要。信 息社会中，信息是办公自动化、决策科学化的基础。中国企业在管理手段与管理思想方 面已经滞后于发达国家，迫切需要通过建设和推行o a 来转变传统观念，改善科研、生 产、经营的管理手段，提高管理水平，提高办公效率和办公质量，扩大部门间的交流和 沟通，提高企业决策水平，增强企业竞争力。 2 推行o a ，能给中国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。 o a 是科学的管理思想在先进的技术手段下的物化。科学的管理思想是实现o a 的核心。 由于国内大部分企业都存在经营和管理方式很不规范，缺乏全局性，企业运作过程中人 为因素过多，内部需求变化过于频繁的问题。这不仅为企业的经营和管理带来盲目性， 而且为企业信息化进程设置了障碍。推行o a ，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 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( i v i i s ) 。近2 0 年过去了，企 业建立的m i s 有近8 0 没有实现预期目标，其中，除了技术方面的原因外，还有观念、 认识方面的原因。过去做m i s ，比较注重对规范的、结构化的数据的管理，如今做o a ， 管理的对象是企业经营过程中所有可能产生的数据；所以今天所谈的o a 较过去的m s 有更广泛、更深刻的意义。 1 3 国内o a 的发展现状及发展趋势 1 3 1 国内o a 的发展现状 o a 在我国自7 0 年代开始发展，到9 0 年代中期大致经历了三个阶段，第一个阶段的主 要标志是办公过程中普遍使用现代办公设备，如传真机、打字机、复印机等：第二个阶段的 - 3 中国科技大学研究生院硕十论史 主要标志是办公过程中普遍使用电脑和打印机进行文字、表格处理、排版输出，建立m i s 进行结构化信息的管理等：第三个阶段的主要标志是办公过程中网络技术的普遍使用，这一 阶段在办公过程中借助局域网络，实现了文件共享，网络打印共享，网络数据库管理等工作。 自9 0 年代中期至今，随着信息技术的飞速发展和互联网技术在我国的迅速普及， 如n e “e x t r a n e 以n c e m e f 、政府上网，企业上网工程、电子政府、电子商务、电子管理、数字 神经系统和数字化办公等一系列新概念的提出，将o a 引入一个新的阶段，这一个阶段的主 要标志应为互连网技术的普遍使用。 在我国办公自动化的发展过程中，虽然取得了一些成绩，但依然存在很多问题。 缺乏正确的信息科学价值观。媒体与舆论对信息技术进步的盲目推崇使得用户对o a 始 终处于一种科普和预言的水平。我们还远没有树立正确的信息科技价值理念，一些企业 的办公自动化系统匆匆上马，造成项目建设临时性、阶段性和不可重复性的问题突出就 是很好的例证。 2 办公自动化系统无论是作为- - f l 学科还是作为一种管理技术和方法，都处在不断的演变 和发展中，因此其概念、思想、方法和工具存在极大的不确定性。在高校的讲坛上和实 际工作中，办公自动化系统被认为是一门成熟的学科和定型的方法和工具，被宣传成为 一种可以脱离管理体制的技术系统，从而误导了人们对建设o a 复杂性的理解和把握。 实际上，o a 不是一个可以脱离管理制度、规范和程序的单纯的技术系统，而是一个整 合了管理制度和规范、程序的人机系统，很多人认为“建设网络系统”就是“建立o a 系统”的理解是不正确的。 3 硬件技术的迅猛发展与软件设计思想日益贫乏的矛盾，使得信息技术自身的发展面临深 刻的危机和困境。信息技术中硬件设备的价值和效率完全依赖于软件的功能和价值，在 办公自动化系统中，计算机和网络的价值和功能完全依赖于办公软件的实用性和有效 性。只有软件技术的高速发展才能真正扩大信息技术的应用范围和功能。软件不仅是计 算机应用的灵魂，而且是现代化网络的神经系统，是实现网络灵活性和业务智能化的主 要手段。不必改动或不过多改动硬件设备就可使计算机和网络的特性与功能不断变化和 升级，这才是软件技术发展的最高境界。 4 缺乏基本的项目建设程序，重硬轻软，重系统集成轻数据集成。现在企业管理系统的建 设普遍处于硬件有价格，软件无标准的发展状态，系统集成商为了获得订单，往往认同 用户对系统中软件资源和开发费用的极端轻视，从而造成现在软件发展乏力，进一步扩 大了信息产业中硬件技术和软件技术间的不平衡和矛盾。 1 3 2 国内o a 的发展趋势 随着国民经济的发展，社会信息化、电子化水平的不断提高，我国的政府机构、企事业 单位越来越重视企业信息化的建设，认识到建设企业o a 系统的重要性和必要性。我国办公 自动化的发展方向应该是数字化办公，即几乎所有的办公业务都在网络环境下实现。从技术 发展角度来看，特别是互连网技术、安全技术和软件理论的发展，实现数字化办公是可能的。 从管理体制和工作习惯的角度来看，全面的数字化办公还有一段距离，首先数字化办公必然 冲击现有的管理体制，使现有管理体制发生变革，而管理体制的变革意味着权利和利益的重 新分配；另外管理人员原有的工作习惯、工作方式和法律体系有很强的惯性，短时间内改变 尚需时日。尽管如此，全面实现数字化办公依然是办公自动化发展的必然趋势。 4 中国科技大学研究生院硕1 论文 1 群件平台日趋先进。许多o a 系统建立在群件平台上。从当前主要群件平台l o t u s d o m i n o 和m i c r o s o f te x c h a n g e 的技术形态以及最近的技术走势来看，一些新的功能已 经增加进来，如知识管理、i n t e m e t 支持、关系数据库连接和访问等等。 2 分布式构件技术的应用。利用分布式构件技术来构造系统，不仅可以提高软件模块的复 用性、可扩充性和重组能力，还可以降低部署大型系统的复杂程度，减少系统维护和升 级成本。 3 采用三层计算模式。传统的软件开发模式主要是集中式和c s 模式，其主要弊端是系 统关联非常大，难以升级和维护，而且对客户端要求比较高。而采用了三层计算模式后， 用户表示层被独立分离开来、商业应用规则以一个整体在独立的应用服务器上运行，这 样不仅减轻了客户端的负担，而且当机构改组、人员调动、系统升级时非常方便。对于 将来越发复杂的o a 应用以及i n t e m e t 的迅猛发展，这种开发模式无疑是最合适的。 4 建立i n t r a n e t 网体系结构。i n t r a n e t 网体系结构的构建思路是自上而下的，即首先把整个 内部网看成是个整体，这个整体的对象是网上所有用户，它有一个内网平台，负责所 有用户对象的管理、网络瓷源的管理、网络资源的分层授权、网络资源的开放标准和提 供常用的网络服务( 如邮件、论坛、导航、检索和公告等) 。在平台的基础之上，插接 各种业务应用( 可理解为传统的m i s ) ，用户通过统一的浏览器界面，网络根据用户的 权限提供相应的信息、功能和服务，使用户在网络环境下办公。 5 基于工作流的应用。将o a 系统建立在基于工作流的应用框架上，各应用共享一个工作 流引擎，通过工作流引擎来驱动各种不同的应用系统，各应用系统之间可以相互交换数 据。由于各应用都是以组件的形式存在的，并服从整个工作流管理系统的组件管理机制， 因而整个系统的开放性好，负载轻，应用的升级、维护和管理方便。 总之，随着计算机技术的发展，o a 系统从最初的汉字输入、字处理、排版编辑、查询 检索等单机应用软件逐渐发展成为现代化的网络办公系统，通过联网将单项办公业务系统连 成一个办公系统；再通过远程网络将多个系统连成更大范围的办公自动化系统。建立i n t r a n e t e x t r a n e t 已经成为o a 发展的必然趋势。未来的o a 软件除了可以完成现有的功能之外， 还将更有效地利用各种先进技术，使用户通过o a 系统可以完成更多的任务，更方便地与信 息社会融合。 1 4 课题的由来 国家广播电影电视总局是国家主管广播电视宣传和广播电影电视事业的职能部门，既是 新闻宣传机关，又是全国影视事业管理机关。目前广电总局已有一些计算机应用系统，但这 些应用系统多为单机和单任务方式，存在着数据存储分散，冗余量大，管理困难等问题。为 了解决以上的问题，同时，进一步推动广播影视行业信息化的进程，总局决定在原有系统的 基础上建立一套完整的办公自动化系统。总局办公自动化系统建设的总体目标是：以先进的 计算机和通信技术为主要手段，建成一个全面覆盖总局机关内部各职能处室的办公信息集成 环境，提供总局内部，与相关部委、中央三台、地方省厅，及总局内部与i n t e m e t 之间的信 息交流，充分发挥信息系统的资源优势，建立高质量、高效率的管理信息网络，增强部门间 的沟通，规范办公流程，提高办公效率，为领导决策和机关办公提供服务，实现机关办公现 代化、信息资源化、传输网络化和决策科学化。 中国科技大学研究生院硕上论文 我单位承接该项目，为广电总局建立办公自动化系统，利用先进的信息通信技术，结合 先进的管理理论，采用先进的方法和设备，按照先进性、开放性、标准性、实用性、灵活性、 安全性、可维护性和可扩展性的设计原则进行设计、开发、实施，从而更好地实现国家广电 总局对全国广播电影电视工作的宏观调控的职能。 1 5 本人的工作内容 本课题的总体目标是设计和实现一个适合广电总局使用的办公自动化系统，主要是探索 如何将工作流技术、w e b 技术、事务处理技术、消息队列技术和多媒体技术应用到该系统 中，以提高系统的互操作性、可靠性、可用性、安全性和对遗留系统的支持等方面的能力。 在本系统的研发过程中，本人主要完成了如下的工作： 参与整个系统的调研、分析和总体设计： 参与公文流转子系统的设计并实现部分功能模块； 负责档案资料管理子系统、综合信息子系统、综合处信息管理子系统的设计和实现 负责完成部分公用函数、存储过程的设计和开发； 作为项目负责人之一，负责项目的管理工作。 1 6 论文的组织 本文的结构如下 第一章：绪论，阐述信息技术的发展和国民经济信息化的含义，分析建立o a 的重要性和国 内o a 的现状和发展趋势。介绍本人的工作内容及论文的选题背景和组织结构。 第二章：工作流的研究现状和存在的问题，简述工作流的起源、发展、分类，介绍当前工作 流的研究现状、关键技术和存在的问题。 第三章：w f m s 的原理及参考模型，以工作流管理联盟提供的材料为基础，介绍工作流管 理系统的概念、原理和参考模型，并就工作流模型的主要接口规范做了详细的叙述。 第四章：广电总局办公自动化系统的体系结构设计，介绍本系统采用集中式工作流管理系统 模型和b s 体系结构的理论依据，并给出了系统模型和实现方法，并对系统的软、硬件配置 做了简要描述。 第五章：阐述广电总局办公自动化系统的设计与实现。 第六章：介绍基于工作流的公文处理子系统的设计与实现。 第七章：结论，给出了对论文的小结、对系统的评价和对基于工作流技术的办公自动化系统 的改进设想。 6 中国科技大学研究生院硕士论文 第二章工作流的研究现状和存在的问题 2 1 工作流管理系统的起源与发展 工作流技术的概念最先出现在7 0 年代的办公自动化和任务批处理中”j ，j c u j o bc o n t r o l l a n g u a g e ) 语言中带有最原始的工作流思想，但那时还没有完整的工作流管理系统出现。8 0 年代初，在p c 机还没有作为信息处理工具而被广泛应用时，一些技术资料、信函、文件等 各种与企业密切相关的文档都以纸张作为载体，由于处理、组织和查询都极不方便，因此人 们提出希望出现一种无纸化的、计算机辅助的工作环境。一些较为大型的企业开发了一些专 用的图像处理和文档管理系统，在图像处理和文档管理过程中，图像或文档按一定的顺序被 发送到相应的地方进行编辑、核对和审查等活动。在这些业务过程中引入工作流就是用计算 机软件系统来控制活动的执行顺序，将活动分配给合适的执行者，并且提供完成活动所需的 应用程序和数据。其核心思想就是将组织的活动看作业务过程，并且用计算机软件系统来实 现业务过程的自动化管理。这些系统可以被认为是工作流管理系统的雏形。这个阶段可以看 成是工作流软件产品发展的第一阶段，即主要表现为应用于某些特定领域的、相对独立的应 用系统”j ，以文档管理系统最为典型，此时的应用系统主要被设计成可处理单个任务的软件。 工作流软件产品发展的第二个阶段主要表现在：具有底层的通信基础结构，能够实现任 务协同的应用系统fj ，例如：具有消息传递功能的工作流系统。8 0 年代中期，f i l e n e t 和 v i e w s t a r 等公司开发出了最早的工作流软件产品，主要是形成了种全过程支持某些业务流 程的集成化软件包，为企业提供了简化和重组内部关键流程的可行性方案。由于受当时的计 算机软硬件技术的限制，因此工作流的应用依然很有限。进入二十世纪九十年代以来，随着 计算机网络向智能网络发展，计算机的模式发生了巨大的变化，从集中式处理向分布协作式 处理发展，在这种新的强大的技术背景下，工作流管理系统也由最初的创建物质办公环境转 向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。这种变化将工作流技术带入 了第三个阶段，即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”j 。在这个阶段人们可以更加精确地对高层的系统行为进行分析、建模，所开发的系 统能够更快地对应用需求的变化做出反应。这时的应用系统不仅要能处理单个任务，还要能 够控制、监视和支持处理过程的逻辑，即管理组织机构内部的工作流。 随着互联网、数据库和分布式对象等信息技术的迅速发展和成熟，工作流管理技术受到 了更加广泛的关注。在全世界范围内，有许多研究团体都在进行工作流管理技术的研究，工 作流技术的标准化组织一工作流管理联盟的建立，不仅建立了一套完整的概念、技术和工具 来支持工作流管理，而且标志着工作流技术在计算机应用研究领域中占据了独特的位置。对 工作流的技术研究以及相关的产品开发进入了更为繁荣的阶段，更多、更新的技术被集成进 来，如：文件管理系统、数据库、电子邮件、移动式计算和i n t e m e t 服务等都已经应用在 工作流管理系统之中，1 9 9 7 年工作流产品的市场增长率超过了3 5 ，数以百计的工作流软 件产品的出现”，极大地推动了工作流管理技术在商业中的应用。如今，工作流管理技术已 经被应用在电信、制造业、银行、医疗、保险、软件工程、政府机构等领域”1 。 7 中困科技大学研究生院硕t 论文 2 2 工作流系统的分类 工作流的分类依据不同的原则有多种方式，本文介绍一个普遍接受的工作流分类是将工 作流分为协作型( c o l l a b o r a t i v e ) 、特殊型( a d _ h o c ) 、管理型( a d m i n i s t r a t i v e ) 和生产型 ( p r o d u c t i o n ) 1 ，见图2 1 。它的分类依据是工作流所表示的业务过程的重复性、可预测 性以及复杂性。 管理型工作流具有明确的执行顺序，可预测性强，重复性高，但复杂性较小。在这些 业务过程中，通常需要填写一些表格，并且将这些表格在一系列活动之间进行传递。这样的 业务过程几乎是执行单位每天都要重复的，且具有严格的执行的流程，可以在执行前就定义 好活动的执行顺序。同时，这样的业务过程也相对较为简单。 生产型工作流和管理型工作流一样具有执行顺序可预测性强，重复性高的特点，但和管 理型工作流不同的是它的复杂性较大。它的复杂性可以表现在两方面2 1 ：业务过程本身 结构的复杂性，在执行任务和获取数据时需要涉及多个信息系统。这样的业务过程包括银 行的借贷和保险公司的索赔业务等。 特殊型工作流针对的是重复性低的业务过程。这样的业务过程可能只出现一次，多用于 处理一些唯一情况或特殊情况。协作型工作流则主要针对执行顺序的可预测性弱，没有明确 模式的业务过程。活动间的协调通常难以事先定义，而常常需要在运行时通过人的参与才能 完成。 通常，狭义上的工作流只包含管理型和生产型的工作流，而支持特殊型工作流和协作型 工作流的w f m s 又被称为群件( g r o u p w a r e ) ，如i b m l o t u s 公司的n o t e s 和m i c r o s o h 公司 的e x c h a n g e 1 ”。 结构化的 非结构化的 以信息为中心以过程为中心 图2 1 工作流过程分类图 8 中国科技人学研究生院硕士论文 2 3 工作流研究项目和工作流系统简介 最近几年，由于工作流产品市场的稳步增长，许多公司纷纷推出自己的主流产品，在世 界范围内，工作流技术已经成为一个研究热点。在欧洲和美国都有一些研究团体正在进行工 作流技术的研究项目。研究主要集中于工作流的描述( 如活动间的依赖关系) ，事务型工作 流( 如扩展高级事务模型用于工作流模型) ，扩展主动数据库管理技术用于工作流的管理， 工作流管理系统由客户，服务器结构向分布式结构的转变，动态工作流的支持，基于分布式 对象的通信机制( 如c 0 r 1 j a ) 以及与w e b 技术的结合等方面。在这些研究项目的基础上 也开发出了许多的工作流系统。下面介绍几个较有影响的研究项目和工作流系统： 1 e x o f i c a f m q m - - - - 基于消息队列的分布式工作流系统b 1 3 1 5 1 是美国i b ma l m a d e n 研究中心的研究项目( f l o w m a r ko nm e s s a g eq u e u em a n a g e r ，简称 f m q m ) ，它是i b m 公司的f l o w m a r k 模型和m e s s a g ep a s s i n g q u e u i n g 的有机结合。 e x o t i c a f m q m 系统在工作流分布执行方面采用f l o w m a r k 提供的建模工具建立模型，它通 过永久消息方式来保存工作流相关执行信息，使得每一个执行节点都是相互独立的，工作 流过程的执行不以某一个节点为中心，完全实现了分布。由于不用与服务器进行频繁的信息 交换，从而克服了传统的工作流实现技术因对服务器的依赖性而产生的性能瓶颈问题，如果 其中一个节点出现故障停止运行，其余节点仍能正常运转。采用基于消息队列的方式大大提 高了系统的可靠性、可扩展性以及柔性。 e x o t i c a f m q m 的这种设计方案是建立在底层的消息传递系统之上的，类似的产品有d e c 公司的m e s s a g e q 、t r a n s a r c 公司的r e c o v e r a b l eq u e u i n gs e r v i c e s 、n o v e l l 公司的t u e x d o q 、 i b m 公司的m q s e r i e s 等。这些消息系统为上层的应用隐藏了复杂的通信实现代码，并且屏 蔽了操作平台和网络协议的异构性。通过提供a p i 函数来提供各项消息服务、这些产品的 特点很适合用来连接分布式应用，实现工作流管理的功能。 2 e v e ( e v e n t e n g i n e ) 一基于事件驱动的分布式工作流执行系统 1 4 ，1 6 1 瑞士苏黎士大学提出了基于事件的b r o k e r s s e r v i c e s 模型和工作流执行服务中间件平台 e v e 。用以集成工作流执行过程中松散耦合的分布式功能组件。该系统将分布式工作流的实 现分为三步：首先由高层的图形界面提供工作流建模工具，然后由中层的b r o k e r s s e r v i c e s 模型执行工作流，最后由底层的e v e 平台提供分布式工作流的实现框架，主要负责事件管 理、历史记录和工作流执行者之间的交流。这种模型提供了一个较完善的语言定义机制，保 证建模人员可以了解工作流执行者的实际行为，组成可以正确地定义工作流说明的执行过 程，执行过程的准确性得到保证，工作流执行完毕后的分析也成为可能。当然该系统还有一 些不足，如：对活动的工作流或正在运行的组件进行修改所带来的负面影响依然存在，还不 能对异常的恢复进行处理等。 3 o r b w o r k 一基于c o r b a 的分布式工作流系统 由于o r b w o r k 是美国g e o r g i a 大学的m e t e o r t ”舯，”1 9 - 铷该研究项目开发出的一套工作流 管理原型系统，因此首先介绍一下m e t e o r l l 0 , 1 7 , 1 8 , 1 9 , 2 0 1 研究项目的主要研究内容： 通过支持事务型、非事务型和二次提交型这几种类型的活动来提高w f m s 的描述能力。 通过使用c o r b a 和w e b 技术来提供对分布和异质的计算环境的支持。 通过区分w f m s 中的错误性质来提供了一个多层次的错误处理和恢复机制。 o r b w o r k 是以该研究项目为原型开发的，它是基于c o r b a 的完全分布式工作流执行系统 9 中圜科技大学研究生院硕 论文 以o r b i x 作为底层的通信支持，并使用c o r b a 来实现系统的互操作和数据源的封装，在该 系统中，所有组成部分，包括任务管理器、任务( 或经过封装的已经存在的应用程序) 、监 控单元和恢复机制都是c o r b a 对象，它们之间通过c o r b a 的i d l 调用进行协作。 4 w i d e 2 1 2 3 ，“l 基于智能数据库的分布式工作流系统 w i d e ( w o r k f l o wo ni n t e l l i g e n td i s t r i b u t e dd a t a b a s ee n v i r o n m e n t ) 是被纳入欧洲信息技术研 究战略规划( e s p r i t ) 中，由西班牙、意大利和荷兰等国的5 个研究机构联合进行的研究 项目。主要研究利用分布式数据库和主动数据库技术来实现工作流管理，并提供先进的、面 向应用的软件产品。 w i d e 工作流模型包括：组织模型、信息模型和过程模型。w i d e 是对w f m c 参考模型的 一种扩展。它不仅定义了工作流的基本要素，而且还支持组织模型建模、复杂的活动约束分 配、动态流程控制、复杂过程结构以及工作流事务处理。w i d e 对异常处理进行了充分研 究，它使用主动规则技术描述异常情况及其处理方法。 2 4 工作流管理中的关键技术 工作流管理技术涉及了计算机科学和管理科学的许多方面”】：数据库管理、客户服务 器计算、分布式计算、程序语言、图形界面、消息传递、文档管理、系统集成以及业务过程 重构等。随着以i n t e m e t 的普及为标志的网络互联的迅速发展，集中、单一和面向桌面的计 算环境正在变得分布、异构和面向网络。计算环境的转变，为工作流管理技术的应用创造了 条件，也为工作流管理带来了技术上的难题。为了在异构、自治和分布( h a d ) 的环境中构建 大规模、跨平台和可靠的工作流应用程序，需要适当、充分地利用以下关键技术： 1 分布式对象技术 采用面向对象技术是当今软件业的潮流。对象( o b j e e t ) 是面向对象技术的基本元素。对象 封装了数据和代码，并且只通过定义好的接口同外界交互。面向对象技术强调软件开发过程 中的可重用性、可维护性、灵活性和模块性，从而可以提高软件的质量，减少开发成本8 ”。 同时，网络的迅速发展使得开发具有高可靠性和易于维护的分布式软件变得必要。正是在这 样的背景下产生了分布式对象( d i s t r i b u t e do b j e c t ) 。分布式对象技术利用了面向对象技术的 优点，并且利用i n t e m e t 作为其提供服务的通信设施。同传统的对象不同的是，分布式对象 可以跨计算机语言、操作系统和网络进行互操作。目前关于分布式对象的标准主要有o m g 的公用对象请求代理体系结构”1 ( c o m m o no b j e c tr e q u e s tb r o k e ra r c h i t e c t u r e ，简称 c o r b a ) 和m i c r o s o f t 公司的分布式组件对象模型”( d i s t r i b u t e dc o m p o n e n to b j e c tm o d e l ， 简称d c o m ) 。由于工作流和分布式对象面对的都是分布式的环境，因此将日趋成熟的分布 式对象技术应用到工作流管理中是可行的。 2 事务技术 工作流经常被用于对企业的任务关键型业务过程进行自动化管理。在这些工作流应用中，工 作流管理的正确性、可靠性以及从错误中恢复的能力是极其重要的。基本事务模型要求实现 原子性( a t o m i c i t y ) 、一致性( c o n s i s t e n c y ) 、隔离性( i s o l a t i o n ) 和持久性( d u r a b i l i t y )