（计算机应用技术专业论文）基于工作流技术的办公自动化系统的研究与实现.pdf

西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 摘要 随着i n t e m e t i n t r a n e t 技术的快速发展和应用，为办公自动化的发展提供了 很好的契机。目前，基于b s 架构的办公自动化系统的开发正逐渐成为当今的 研究热点，工作流技术又是其开发的核心技术。基于b s 架构的办公自动化系 统与传统手工工作相比，不仅能够改善企业办公条件和环境、减轻办公人员工 作负担、提高办公质量和效率，而且能加快企业管理工作规范化、网络化和自 动化的进程。 本文首先介绍了工作流技术的研究现状和发展趋势、工作流的相关理论以 及工作流技术的优点；其次系统依据中铁电气化局集团二公司的功能需求，采 用n e tf r a m e w o r k 作为基础开发平台，进行了系统的总体架构设计和功能模块 的设计。通过比较四种工作流模型的优缺点，选择基于活动网络图的过程建模 方法构建了系统的过程模型，同时给出了组织模型和资源模型。其中过程模型 规定了工作流程的流转步骤和状态转移；根据本系统的需求，组织模型由五种 实体组成，分别是人员、角色、职务、部门和组别，为系统提供了人的因素； 资源模型分为资源个体和资源类型，为系统提供了物的因素。然后固定工作流 和自定义工作流通过具体实例介绍了工作流的设计过程，并且介绍了工作流的 运行和控制。最后，从网络安全、应用系统安全和公司内部的安全管理三方面 对系统的安全性进行了研究。 总体上，系统的工作流流程设计比较灵活，流程流转顺畅和运行稳定。 关键词：工作流；办公自动化；工作流模型；活动网络图； 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 i 页 a bs t r a c t w i t ht h er a p i dd e v e l o p m e n ta n da p p l i c a t i o n so ft h ei n t e m e t i n t r a n e tt e c h n o l o g y , i tp r o v i d e sa g o o do p p o r t t m i t yf o rt h ed e v e l o p m e n to fo f f i c ea u t o m a t i o n a tp r e s e n t ， t h ed e v e l o p m e n to ft h eo f f i c ea u t o m a t i o ns y s t e mb a s e do nt h eb s s t r u c t u r ei s b e c o m i n gah o ts p o to ft o d a y ss t u d y , a n dt h ew o r k f l o wt e c h n o l o g y i st h ec o r e t e c h n o l o g y b a s e do nt h e b ss t r u c t u r eo ft h eo f f i c ea u t o m a t i o ns y s t e mc o m p a r e s w i t ht h et r a d i t i o n a lm a n u a lw o r k , i tn o to n l yc a l lr e s u l ti ns u c hc o n s i d e r a b l e i m p r o v e m e n ta si no f f i c ec o n d i t i o n sa n di ne n h a n c i n gw o r kq u a l i t ya n de f f i c i e n c y , b u ta l s oc a ns p e e du pt h es t a n d a r d i z a t i o no fe n t e r p r i s em a n a g e m e n t ，n e t w o r k i n ga n d a u t o m a t i o np r o c e s s i nt h i st h e s i s ，f i r s t ，t h er e s e a r c ha c t u a l i t ya n dt h ed e v e l o p m e n tt r e n do ft h e w o r k f l o wt e c h n o l o g ya r ei n t r o d u c e d ，a n dt h ew o r k f l o wt h e o r i e sa r em e n t i o n e d ，a s w e l la st h ea d v a n t a g eo ft h ew o r k f l o wt e c h n o l o g y ；s e c o n d l y , b ya n a l y z i n gt h e r e q u i r e m e n t so ft h ec h i n ar a i l w a ye l e c t r i f i c a t i o nb u r e a uc o m p a n yi i ，t h es y s t e m u s e st h e n e tf r a m e w o r ka sab a s i sf o rt h ed e v e l o p m e n tp l a t f o r m ，c o m p a r e sw i m t h ea d v a n t a g e sa n dd i s a d v a n t a g e so ff o u rw o r k f l o wm o d e l s ，c h o o s e st h ea c t i v i t y n e t w o r kd i a g r a mt oc o n s t r u c tt h ep r o c e s sm o d e l ，t h eo r g a n i z a t i o nm o d e la n d r e s o u r c em o d e l t h ep r o c e s sm o d e lp r e s c r i b e st h et r a n s f e ro fw o r k f l o ws t e p sa n dt h e t r a n s f e ro fs t a t e s ；a c c o r d i n gt ot h es y s t e m sn e e d s ，t h eo r g a n i z a t i o nm o d e li s c o n s i s t e do ff i v ee n t i t i e s ：p e r s o n n e l ，r o l e ，h e a d s h i p ，d e p a r t m e n ta n dg r o u p ，t o p r o v i d i n gt h ep e r s o n f a c t o rf o rt h es y s t e m ；t h er e s o u r c em o d e li sd i v i d e di n t o i n d i v i d u a lr e s o u r c ea n dr e s o u r c et y p e ，t op r o v i d i n gt h et h i n gf a c t o rf o rt h es y s t e m i n t h et h i r d , t h ef i x e da n du s e r - d e f i n e dw o r k f l o ww h i c hi sa p p r o v e d ，t h et h e s i s i n t r o d u c e st h ed e s i g np r o c e s sb ys o m ee x a m p l e sa n dt h ew o r k f l o wh o wt oo p e r a t e a n dc o n t r o l i si n t r o d u c e d f i n a l l y , t h en e t w o r ks e c u r i t ya n dt h es y s t e m ss e c u r i t ya r e s t u d i e db yt h r e ef a c e t s t h a ti st h en e t w o r ks e c u r i t y , t h ea p p l i c a t i o ns y s t e m ss e c u r i t y a n dt h ei n t e m a ls e c u r i t ym a n a g e m e n ti nt h ec o m p a n y i nt h em a s s ，t h es y s t e m sw o r k f l o wd e s i g ni sf l e x i b l e ，s m o o t ha n ds t a b l e k e yw o r d s ：w o r k f l o w ；o f f i c ea u t o m a t i o n ；w o r k f l o wm o d e l ；a c t i v i t yn e t w o r k d i a g r a m ； 西南交通大学 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。 本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 1 保密口，在年解密后适用本授权书； 2 不保密囤，使用本授权书。 ( 请在以上方框内打“4 ”) 学位论文作者签名：欲移 日期：撕卅 指导老师签名： 日期： d 噌 西南交通大学学位论文创新性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所 得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体 已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在 文中作了明确的说明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 本学位论文的主要创新点如下： ( 1 ) 将工作流的设计分为固定工作流和自定义工作流两类进行设计，增强 了工作流流程设置的灵活性。 ( 2 ) 系统采用基于活动网络图的工作流建模方法进行建模，将其建模过程 分为组织模型，资源模型和过程模型三部分，这样增强了工作流建模的柔性。 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 1 1 背景和意义 1 1 1 选题依据和意义 第1 章绪论 随着信息技术和i n t e m e t 技术的发展，企业要跟上时代步伐，在竞争日益激 烈的今天处于领先地位，必须采用先进的生产技术和科学的管理方法，并且通 过高效的手段得到所需的信息并处理信息。 办公自动化是2 0 世纪7 0 年代中期发展起来的综合性跨学科的技术，它以 行为科学为主导，系统科学为理论基础，综合运用计算机技术及通信技术来完 成各项办公业务。在信息社会中，企业竞争取胜的法宝是信息，而o a 所收集、 处理、分析的对象正是“信息”。若采用传统的手工工作流程，很多精力将浪费 在事务的传递和内部的协调上，事务处理效率低，并且过度依赖于纸张，无法 方便快捷地实现表单的查询、检索、统计等操作，内部信息化设备得不到充分 的利用。若采用办公自动化管理系统后，利用计算机集成技术，使办公室的有 关事务处理从传统的手工文书处理方式与分散的文件管理方式转移到计算机网 络信息集成的自动化管理方式，从而达到信息共享、提高工作效率和工作质量 的目的。可以将适当的事务在适当的时候传递给适当的人，员工可将精力集中 到自己的关键业务上，处理效率大大提高，减少了纸张浪费，降低了成本，还 随时可以得到历史数据和报表，企业内部网络资源得到了有效的利用，并可轻 松实现远程和移动办公，真正实现向“知识管理型企业”过渡。可是传统的办 公自动化系统通过企业的管理重组和管理创新，结合i t 优势，一般的工作流程 都是固化的，灵活性不高。而当办公自动化系统引入工作流技术以后，业务流 程的设置相对比较灵活，提高工作流流程的柔性。 总的来说，办公自动化能够处理的信息具有复杂、多样、信息量大、结构 不明确( 含结构化，非结构化，半结构化) 等特征，使用基于工作流技术的办公自 动化系统比传统的办公自动化系统的灵活性更大，可配置性更强。 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 页 1 1 2 办公自动化的国内外发展现状 办公自动化是2 0 世纪7 0 年代中期发展起来的综合性跨学科技术，它以行 为科学为主导，系统科学为理论基础，综合运用计算机技术及通信技术完成各 项办公业务。 一般认为到目前为止，办公自动化的发展经历了三个阶段。 第一阶段：以个人电脑和办公套件为主要特征，应用基于文件系统和关系 型数据库系统，以结构化数据为存储和处理对象，强调对数据的计算和统计能 力，实现了数据统计和文档写作电子化，完成了办公信息载体从原始介质向电 子介质的飞跃，实现了个体工作的自动化。 第二阶段：随着局域网、广域网和因特网的高速发展，办公自动化的内涵 也发生了变化。该阶段的办公自动化是以网络为中心，以非结构化数据的信息 流( 或工作流) 为主要存储和处理对象，有利于在企业内部建立通信基础平台。 不仅提高了办公效率，还增强了系统的安全性。 第三阶段：1 9 9 6 年，世界“经济合作与发展组织( o r g a n i z a t i o nf o re c o n o m i c c o o p e r a t i o na n dd e v e l o p m e n t ，o e c d ) 在科学技术和发展展望的报告中首先 提出了“以知识为基础的经济的概念。该阶段的办公自动化是以知识管理为 核心，知识经济时代的办公必须以达到企业的最终目标为目的。在电子商务时 代，要求以企业与机构的日常业务处理基础平台的办公自动化系统，能够提供 足够的灵活应变和开放交互能力。同时办公过程中人员之间的沟通、协调和控 制也应在办公自动化系统中得以实现，从而帮助企业发现知道什么，如何定位 拥有专门知识的人，如何传递这些知识，以及如何有效利用知识，进一步达到 在恰当的时间，将正确的知识传给正确的人，帮助企业提高整体业务水平。 1 9 8 5 年在我国第一次办公自动化规划讨论会上提出了办公自动化的定义： “办公自动化是指利用先进的科学技术，不断地使人们的一部分办公业务活动 物化于人以外的各种设备中，并由这些设备与办公室工作人员构成服务于某种 目标的人及信息处理系统”。办公自动化在我国经历了从个人办公自动化到网络 协作办公的过程。 目前国外办公自动化技术的发展比较成熟，特别是群件产品如l o t u sn o t e s 和m i c r o s o t te x c h a n g e 的出现使办公自动化软件得到了广泛的应用。它提供的工 作流平台及非结构化数据库的功能使我们可以很方便的实现非结构化文档的处 理、全文检索等。同时l o t u sn o t e s 还提供了与企业业务系统的连接方式，为管 理人员提供了一个统一的操作平台。 、 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 页 将来办公自动化的发展趋势将向信息化和智能化方向发展： ( 1 ) 最新、最先进的技术应用到办公自动化中 网络通信技术的发展与成熟，不断地更新人们的办公方式：数据库技术的 发展，特别是客户机服务器应用模式的发展，数据仓库和数据挖掘技术的兴起 和发展，也为办公自动化提供新的技术基础，特别是决策支持系统( d e c i s i o n s u p p o r ts y s t e m s ，d s s ) 方面的基础。 ( 2 ) 办公自动化系统趋向集成化、网络化 办公自动化系统内容不断扩展，系统不断升级，网络化使办公不受地理位 置的限制，网络办公和流动办公将带来更多好处。 ( 3 ) 多媒体技术使办公自动化系统丰富多彩 引入多媒体技术，使系统具有处理声音、图形、图像、动画、摄像等信息 的能力，使信息更加丰富、形象、生动。 ( 4 ) 楼宇控制的智能化和办公自动化结合的智能大厦 智能大厦，通常指具有3 a 功能的大厦，即通信自动化( c a ) ，办公自动化( o a ) 和大楼自动化( b a ) ，有的还把消防自动化( f a ) 从b a 分离出来，以及把大楼各 系统综合起来组成综合信息管理自动化系统( m a ) 。将智能大厦与办公自动化系 统相结合，全面实现计算机自动控制和管理，且各系统间又相互关联，成为一 个整体，从而满足现代办公和商业的各种需求。 1 2 研究目标和内容 1 2 i 研究目标 根据中铁电气化局集团二公司的实际情况和需求，制定了基于w e b 的办公 自动化系统的设计方案，运用i n t e m e t 和a s p n e t 开发技术，采用b s ( 浏览器 服务器) 模式，结合适当的工作流模型进行工作流流程的设计，建立一个基于工 作流技术的办公自动化系统。系统目标就是通过建立基于w e b 和工作流技术的 办公自动化系统，以改善办公条件与环境，减轻工作人员负担，提高办公质量 和工作效率，加快管理工作规范化、科学化和网络化的进程，使工作流流程设 置更加灵活，可配置性较强。从设计上要达到以下目标： ( 1 ) 高效办公，将公司内部各部门的常用行文进行处理，从拟稿，审批，会 西南交通大学硕士研究生学位论文第4 页 签，到签发，印制，分发，反馈，再到归档，均实现全面的计算机化，标准化 和趋于无纸化状态，以减轻工作强度，提高工作效率和工作质量。 ( 2 ) 建立一个基于w e b 的服务网络平台，用户操作限于浏览器上进行，系 统采用b r o w s e r s e r v e r 模式和三层体系架构即表示层、业务逻辑层和数据层。 用户客户端不需要安装任何软件，w i n d o w s 系列操作系统附带i n t e m e te x p l o r e r 即可。用户即使操作不当也不会给系统造成较大的破坏。 ( 3 ) 对不同级别的用户，赋予不同的操作权限，分工明确，权力和义务相统 ( 4 ) 系统的交互性好，用户界面友好，操作方便。系统还能为全体用户提供 信息交流平台即内部公司论坛。 ( 5 ) 系统可靠，安全，运行灵活和稳定。 1 2 2 研究内容以及本文作者所承担的工作 本论文的研究内容主要有以下三个方面： 办公自动化系统的系统设计。该系统的软件架构设计采用三层架构的系统 体系。通过分析系统的用户类型与特点以及具体的功能需求，根据系统需求进 行具体设计系统的角色与权限的分配，模块的划分与设计以及系统数据库的设 计。 办公自动化系统的系统实现。表示层使用a s p n e t 技术利用w e b 服务所提 供的接口开发统一风格、界面友好的w e b 界面，利用a j a x 技术进行模式窗e l 的 应用和设计。业务逻辑层通过c ：j f | 语言实现功能模块的设计与实现。数据层利用 s q l - s e r v e r + s p 3 进行数据库的设计。 办公自动化系统的系统安全性设计与实现。选择使用m d 5 算法对用户登录 密码和印信使用密码进行加密，提高系统各功能使用的可靠性和安全性。结合 基于角色的访问控制来限制不同用户的操作权限。系统的实地部署采取双服务 器模式，即w e b 服务与数据库服务分别由不同的服务器提供，使访问压力分担 在不同的服务器上，保证了访问的可靠性，同时有效的防止了来自于互联网的 非法入侵。 本文作者在这一系统的研究与实现过程中所承担的主要工作有：系统设计 前期的需求分析，系统角色与模块设计，系统安全性设计和探讨，系统固定工 作流和自定义工作流功能的设计与实现，系统表示层( 部分w e b 界面) 的设计与 开发。 西南交通大学硕士研究生学位论文第5 页 1 3 论文结构 第一章为绪论，介绍了本文的选题背景和意义，并概括了国内外办公自动 化系统的研究现状，最后将研究目标和工作内容做了相关的介绍。 第二章介绍了工作流技术的研究现状和发展趋势，工作流技术的相关理论， 通过四种常用的工作流模型的比较，决定采用基于活动网络图模型进行工作流 建模，并将建模过程分为过程模型、组织模型和资源模型三部分。最后介绍了 系统采用工作流技术的优点。 第三章为系统的需求分析。介绍了系统的开发目标，系统的需求分析及功 能模块的设计，并针对具体功能需求进行了系统的模型设计，将模型的设计分 为组织模型设计、资源模型设计和过程模型设计三部分。 第四章为系统设计。介绍了系统总体的设计方案，系统的软件架构设计和 系统开发平台的选择。系统将工作流流程分为固定工作流和自定义工作流两部 分，并且通过具体的流程设计实例来介绍系统工作流流程的设计过程。此外还 介绍了工作流的运行环境和处理。 第五章为系统基本功能的具体实现。 第六章为基于b s 架构的办公自动化系统的安全性问题的讨论，以及在实 际环境中采取的相应措施。 第七章对全文工作进行了总结，并对进一步地研究进行了展望。 西南交通大学硕士研究生学位论文第6 页 第2 章工作流技术 随着i n t e r n e t 技术的广泛应用和使用计算机办公的普及，各单位强调将传统 的以职能为基础的组织机构和运作机制转变为以过程为中心的信息集成，而工 作流技术是实现过程集成的有效途径之一。因此，工作流技术引起了广泛的关 注，工作流将业务管理中有关过程的知识提取出来，并通过信息技术自动实现。 工作流模型支持不修改具体功能而只修改过程模型来改变系统功能，实现对生 产经营部分或全部过程的集成管理，有效地把人、信息和应用工具合理地组织 在一起，提高软件的重用率，发挥系统的最大效能。因此，工作流技术已成为 实现系统主要功能的关键技术，以解决办公环境中的协作问题，提高办公效率、 节约工作成本。目前对办公自动化系统的研究，一般以工作流为中心，以网络 为基础，强调协同工作。 2 1 工作流技术的研究现状及发展趋势 2 1 1 工作流技术的研究现状 工作流的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他们进 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。实际上，自从进入工业化时代以来，有关过程的组织管理与流程的 优化工作就一直在进行，这是企业管理的主要研究内容之一，只不过在没有引 入计算机信息系统的支持以前，这些工作是由工人来完成，即通过纸张为载体， 利用通知、文件、信函、传真和报告等方式在不同的业务部门、业务人员之间 进行。在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，并且随着i n t e r n e t 技术的逐步普及，工 作流技术得到广泛的研究与发展。 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、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 西南交通大学硕士研究生学位论文第7 页 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 l e n e t 于1 9 8 4 年推出的w o r k 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 m a g e p l u s 。很显然，这种集成化软件系统为 企业简化与重组自己的关键业务流程提供了一种非常好的方法。而且，还可以 看出，工作流从最初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发展水平，它所集成的功能较为简单而己。 进入2 0 世纪9 0 年代，随着计算机与网络技术的迅速发展，现代企业的信 息资源越来越表现出一种异构分布松散耦合的特点。企业的分散性、决策制定 的分散性、对日常业务活动详细信息的需求以及c l i e n t s e r v e r 体系结构和分布 式处理技术的日益成熟，都说明了这样一个事实：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高效运转并接 受密切监督已成为一种趋势。在这种技术背景下，工作流管理技术也由最初的 无纸化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。 近年来，在工作流管理技术的理论基础、实现技术与应用等方面取得了许 多研究成果。w f l v l c 提出了工作流参考体系结构、工作流管理系统的互操作定 义、工作流定义语言。在工作流建模方法上，许多研究人员展开了深入的研究， 提出了基于活动网络的建模方法、基于形式化表示的建模方法( 如基于p e t r i 网 的建模方法) 、基于活动与状态图的建模方法。在p e t r i 网的基础上，a a l s t 提 出了工作流网的概念，并对应用中的许多问题，如：结构性能以及如何将工作 流映射到p e t r i 网等进行了研究。从数据库的事务概念出发，提出了基于事务 的研究方法，在数据库的事务模型基础上，研究人员提出了多种高级事务模型 来描述工作流过程，包括嵌套事务模型、多层事务模型、s a g a s 、分支汇合事务 模型等。 相对而言，在国内，对工作流的研究起步较晚。清华大学的吴澄院士、范 玉顺教授以及史美林教授首先展开了对工作流技术的研究。此后，工作流技术 得到国内多所院校和科研机构的重视，逐渐成为当前计算机领域的研究热点之 一，中科院软件所的王文军、天津大学的王宇等对分布式工作流的理论、实现 技术及分布式工作流中的任务调度进行了研究；清华大学的李建强、南京大学 的窦万春、哈工大的潘启澎等人对基于p e t r i 网的工作流技术进行了研究；此 外，还有很多学者对工作流的模型、工作流的实现、工作流的仿真、工作流的 扩展性和柔性、p e t r i 网在工作流的应用、工作流的安全性、工作流的定义语言 等方面展开了广泛的研究，并取得了一定的成果。 西南交通大学硕士研究生学位论文第8 页 目前工作流技术的研究主要在以下几个方面展开：( 1 ) i 作流管理系统体系 结构研究；( 2 ) 工作流建模与定义语法规范：( 3 ) 工作流的事务特性：将事务处理 技术与工作流技术相结合以提高工作流系统的可靠性和实用性；( 4 ) 实现技术： 研究面向对象技术、分布式技术、消息机制、图形用户界面、数据库、w w w 等与工作流的具体实现有关的技术；( 5 ) 异构工作流系统的集成与交互技术。 在工作流技术的研究中，比较著名的有i b m 公司a l m a d e n 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 i d e & m e t e o r 等研究项目。其中 e x o t i c a 和m e t e o r 是完全分布式的工作流管理系统，w i 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 e t 、j e t f o r m 、i b m 和a c t i o n 四家公司的 产品比较有影响和代表性。 2 1 2 工作流技术的发展趋势 在工作流技术应用日益得到重视的今天，对工作流技术的研究也正在向更 深层次进行。工作流技术研究主要分为两方面内容：一是为工作流技术的发展 解决理论上存在的问题，探讨工作流模型和语义的形式化表示方法等；二是从 工作流实现技术的角度探讨利用先进的技术提高工作流管理系统的性能和可靠 性。以下主要讨论工作流实现技术的发展趋势。 ( 1 ) 分布式的系统：分布式的系统可以使分布的计算资源得到有效的利用， 平衡系统负荷，减小系统故障带来的损失。分布的子过程或活动可以在分布的系 统组件上独立的运行，并在组件之间传递数据和过程的状态。分布式设计不仅要 考虑系统分布组件之间的通讯问题，更重要的是给出过程分布的规则，使整个系 统的资源利用达到最优。 ( 2 ) 组件化设计，增强系统可伸缩性：先进的工作流管理系统的一项重要特 征是在设计和实现阶段始终以允许系统进化的思想为基本理念。要实现企业经营 过程的快速重组，企业的应用系统需要按照组件的方式构建或改造。采用组件化 的系统设计和面向对象的工作流模型后，用户界面组件、工作流管理组件、工作 流过程都可以定制和重用，使它们能快速适应在不同领域中的应用。 ( 3 ) 基于事件：事件为工作流管理系统中分布组件之间的异步通讯和互操作 提供了一种高效的机制。采用这种机制，组件之间可以松散的组合。对基于事件 的设计的更高要求是，组件或用户能够定制自己希望接收的时间消息类型，而不 总被无关的事件所打扰。 ( 4 ) 基于w e b ：未来企业工作流的参与者不仅包括企业的决策者和员工，还 西南交通大学硕士研究生学位论文第9 页 将包括企业的供应商、客户以及供应链上的其他合作伙伴，他们不仅在地理上是 分布的，使用着不同的平台，并且各自有着自己的工作方式和时间安排。这些参 与者将通过访问共同的工作流组成虚拟工作组，由工作流管理系统相连。w w w 利用和提供了一种跨平台的、一致的、简便的数据访问方式。 ( 5 ) 融入事务管理概念：在工作流管理中融入事务管理的概念和模型方法可 以显著的提高工作流管理系统处理大规模业务应用的能力，目前这个工作已经得 到许多研究人员的重视。 ( 6 ) 应用集成与开放性：工作流管理系统本身是一个完成过程建模和过程管 理的软件系统，但是为了在企业的实际业务中得到有效的应用，它必须和企业己 有的或购买的其它实现业务应用的软件实现集成，通过集成来提高整个企业的应 用水平和应用效率。工作流管理系统是开放的系统，它提供访问其内部各个层次 组件的一致接口，通过这种方式可以保证系统在未来能与其它工具以系统开发时 不能预见的方式集成。 ( 7 ) 定制的界面：面向任务的界面和面向最终用户的表示方法对支持跨组织 的具有不同能力和经验的参与者具有重要的意义。工作流管理系统把复杂的表示 方法隐藏在用户熟悉的图表之后，不需要用户学习新的使用方法。 2 2 工作流技术相关理论 2 2 1 工作流定义 工作流的概念目前尚无统一、明确的定义。工作流管理联盟( w o r k f l o w m a n a g e m e n tc o a l i t i o n ，简称w f m c ) 将其定义【u 为：业务流程的全部或部分自动 化，在此过程中，文档、信息或者任务按照一定的过程规则流转，实现组织成 员间的协调工作，以期达到业务的整体目标。 i b ma l m a d e n 研究中心则将工作流定义为：工作流是经营过程的一种计算 机化的表示模型，该模型定义了整个过程的各种参数。这些参数包括过程中每 一个步骤的定义、步骤之间的关系、条件以及数据交互、每一个步骤的执行者 和所需要的应用程序。 简而言之，工作流即业务流程的自动化或半自动化的执行。 西南交通大学硕士研究生学位论文第l o 页 2 2 2 工作流相关术语 1 、业务流程n3 ( b u s i n e s sp r o c e s 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过程和活动集。例如：项目开发过程。 2 、流程定义( p r o c e s sd e f i n i t i o n ) ：业务流程的形式化描述。过程可以分解 为一系列子过程和活动，其定义主要包括过程起始、终止的活动关系网络以及 关于个体行为的信息，例如组织成员，过程相关的应用和数据。 3 、活动n 3 ( a c t i v i t y ) ：实现过程逻辑步骤的一项工作任务的描述，一般分手 工操作和自动处理两类。活动是过程执行中可被工作流引擎调度的最小工作单 元，它要求有人与机器的参与。 4 、工作流管理系统u 1 ( w o r k f l o wm a n a g e m e n ts y s t e m ，简称w f m s ) ：一种能 定义、创建和管理工作流的系统。主要包括三种功能：在流程建立阶段的建模 功能，即完成工作流过程和相关活动的定义和描述；在流程执行阶段的控制功 能，即执行工作流过程，完成活动调度、任务分发和流程流转；在流程运行阶 段的人机交互功能，即在各种活动执行过程中实现用户与应用工具之间的数据 交互。 5 、流程实例活动实例( p r o c e s si n s t a n c e s a c t i v i t yi n s t a n c e s ) ：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， 可被外界通过标识存取。 工作流相关术语间联系如图2 1 所示： 业务流程 工作任务 通甩的应用工具 图2 - 1 工作流相关术语问的关系 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 1 页 2 2 3 常用工作流模型的比较 模型心1 是用文字、图表、符号、关系式以及实体等描述所认识到的客观对象 的一种简化表示形式。简单地说，模型就是所描述客观对象的抽象表示。一般来 讲，模型都包含一个完整的概念集合、一套相应的表示方法以及必要的规则约束， 他们为人们抽象地表达客观对象提供了一个参考性的框架环境。 工作流模型是对工作流的抽象表示，也就是对经营过程的抽象表示。工作流 管理建立阶段的功能主要是完成经营过程的计算机化定义，也就是完成过程的建 模任务。由于需要在计算机环境下运行，所以工作流模型不仅仅要让用户读懂， 更要让计算机能够理解所定义的工作流过程。因此，许多工作流模型都是从过程 的描述入手，比如：流程图、状态图、活动网络图以及k e l l e r 等人提出的e p c m 模型( 事件过程链模型) 等。这一类基于有向图模型的优点是：比较直观，容易理 解。一般情况下，图中的节点表示过程中的活动或状态，而有向弧表示节点间的 时序依赖关系。不少工作流产品采用了这种类型的模型，但其缺点是比较简单， 不能处理复杂的过程逻辑。 常用的工作流模型有：基于活动网络的过程模型f l o wm a r k 工作流模 型，事件驱动的过程链模型，基于语言行为理论的工作流模型和基于p e t r i 网的 工作流模型。 l 、基于活动网络的过程模型口1 ：是指以活动和活动之间的关系为基础建立 的工作流模型。该模型中一个完整的过程由一个无自环的有向图构成。有向图 中的节点元素表示可执行的步骤或任务，节点间的连接弧代表了过程中的控制 流与数据流。组成模型的元素包括过程、活动、模块、控制连接弧、数据连接 弧和条件。这是大多数工作流管理系统采用的工作流建模技术，其特点是简单、 直观，便于理解，有利于企业规范自身的工作流程。 2 、事件驱动的过程链模型2 1 ：应用比较广泛，可用来描述企业事件与经营 过程。事件驱动的过程链模型( e v e n t - d r i v e np r o c e s sc h a i n ) ，简称为e p c 模型。主 要元素是功能和事件，功能被事件触发，功能也能产生相应的事件。工作流就 是由这样交替出现的功能和事件彼此连接而构成，控制流的分支选择、汇合连 接以及并发进行通过逻辑操作符( 比如：与、或、异或或者更复杂的表达式) 来完 成。它的优点在于兼顾了模型描述能力强与模型易读性这两个方面。主要被用 于企业的经营过程重组、工作流的定义与控制和软件的配置与开发。 3 、基于语言行为理论的工作流模型1 2 1 ：即i p o ( 输入i 处理、输出) 模型对于 观察信息与物料的流动过程比较适合，不适合比较固定的企业经营过程、建模 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 2 页 人员很难完整明确的列出双方所有可能的语言行为等。但在处理以人的交互为 特征的经营过程时，这种方法的确显示出优于传统i p o 方法的能力。 4 、基于p e t r i 网的模型伫1 ：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。作为一种图形化工具，可以把p e t r i 网看作与数据流图和网络相 似的通信辅助方法；作为一种数学化工具，它可以用来建立状态方程、代数方 程和其他描述系统行为的数学模型。p e t r i 网是一个双重有向图，由两类节点库 所和变迁以及它们之间的有向连接弧组成。在建模过程中，如果有使用条件和 事件的概念，那么库所就代表条件，变迁则代表事件。一个变迁有一定数量的 输入和输出库所，分别代表事件的前置条件和后置条件。库所中的标记代表可 以使用的资源或数据。p e t r i 网在对大型的复杂过程建模时，可以把主过程分割 为小的子过程，简化复杂性。同时子过程的引入还使我们能够重用先前已定义 好的过程，使复杂过程的建模更加快速。利用网建模有很多的优点，但也有不 尽如人意的地方，比如：p e t r i 网流程的理解要比活动网络图困难得多，不便于工 作流系统的使用者使用和理解。 鉴于工作流模型建模的难易度和易于理解性，本文的办公自动化系统的工 作流模型将采用基于活动网络图的建模方法进行工作流程的建模。基于活动网 络图的工作流模型和人们的理解习惯一致，对于用户来说是最直观、最自然的 过程表达方式，是可读性最好的一种建模方法。本文的工作流模型由过程模型、 组织模型和资源模型三部分组成，这样增强了建模过程的柔性。 过程模型用来定义工作流的过程逻辑，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，其他模型均为其提供 支持。 组织模型用来定义企业人员的组织结构，包括几种不同的组织元素如人员、 角色、部门等以及每种组织元素内部的关系。组织模型的主要任务是为企业人 员执行工作流提供柔性的组织定义，为过程模型提供人的支持。 资源模型用来定义企业资源，包括资源个体和资源模型。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。 2 3 工作流管理系统 w f l v l c 关于工作流管理系统的定义口1 是：工作流管理系统是一个软件系统， 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 3 页 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。通俗的也可理解为：工作流管理系统是支持企业经营过程 高效执行并监控其执行过程的计算机软件系统。 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，用于 定义、实现和管理工作流运行的一套软件系统，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 地完成对企业经营过程运行的支持。所以，工作流管理系统在一个企业或部门 的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。 工作流管理系统可以用来定义与执行不同覆盖范围( 单个工作者、部门、全 企业、企业间) 、不同时间跨度( 分钟、小时、天、月) 的经营过程。按照经营过 程以及组成活动的复杂程度的不同，工作流管理系统可以采取许多实施方式。 在不同的实施方式中，所应用的信息技术、通信技术和支撑系统结构会有很大 的差别。工作流管理系统的实际运行环境可以是在一个工作组内部或者在全企 业的所有业务部门。 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，但它 们还是具有许多共同的特征。从比较高的层次上来抽象地考察工作流管理系统， 大致都提供了3 种功能： ( a ) 建立阶段功能：主要考虑工作流过程和相关活动的定义和建模功能。 ( b ) 运行阶段的控制功能：在一定的运行环境下，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。 ( c ) 运行阶段的人机交互功能：实现各种活动执行过程中用户与i t 应用工 具之间的交互。工作流管理系统的三个主要功能的关系如图2 2 所示： 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 4 页 人员 图2 2 工作流管理系统的功能关系图 2 4 采用工作流技术的优点 为了适应激烈的市场竞争，各企业、机构内部都在逐步使用各自的办公自动 化系统，从而能很好的提高工作效率并且使网络资源得到充分的利用，而随着各 企业、机构内部业务过程数量比以前大大增加，内部员工也有所增加，为了更好 的使办公事务顺畅化，流程设置灵活化。传统的办公自动化系统在流程设置上比 较固化，将工作流技术引入办公自动化系统以后，这样可以大大的增强系统工作 流流程管理的灵活性，用户可以根据需要配置相关流程。基于工作流技术的办公 自动化系统优点如下：( 1 ) 通过规范工作流建模过程，将系统的工作流模型的建 立分为组织模型、资源模型和过程模型，这样增强了工作流建模的柔性。( 2 ) 将 事务处理技术与工作流技术相结合以提高工作流系统的可靠性和实用性。( 3 ) 将 工作流技术与面向对象技术、图形用户界面、数据库、w w w 等技术相结合， 使系统的界面友好化，操作简单。 总之，将工作流技术引入办公自动化系统以后，大大增强了系统工作流流程 设置的灵活性，更好地适应了实际的需要。 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 5 页 2 5 本章小节 这一章主要介绍了工作流技术的研究现状及发展趋势、工作流技术的相关 理论，通过四种常用工作流模型的比较，决定采用基于活动网络图进行工作流 建模，其建模过程由过程模型、组织模型和资源模型三部分组成。工作流管理 系统的功能，还介绍了采用工作流技术的优点。 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1 6 页 3 1 系统目标 第3 章系统需求分析 办公自动化系统，它是在企业、单位或组织内部创造的一个集成办公环境， 集决策、行文、邮件、公用信息、事务处理于一体的应用系统，能够实现企业 内部、各级部门之间以及企业内外部门之间对办公信息的收集、处理、流动与 共享，实现科学的管理与决策，及时有效的对公司各类文件进行审批处理，以