（计算机软件与理论专业论文）基于web的工作流平台设计与实现.pdf

西北工业大学硕士研究生论文 摘要 随着企业不断地成长，公司内部的作业流程更趋复杂，传统以人工处理流程传递之方 式已不符合经济效益与企业需求，且由于近年来信息技术目新月异，因此许多企业纷纷朝向 信息化与电子化的方向建立其信息系统。自从1 9 8 4 年开始研究工作流程相关技术以来，不 同功能与架构之t 作流程管理系统纷纷出现。 根据所实现的业务过程，工作流管理系统可分为四类：管理型工作流( a d m i n i s t r a t i v e w o r k f l o w ) 、设定型工作流( a dh o cw o r k f l o w ) 、协作型工作流( c o l l a b o r a t i v ew o r k f l o w ) 、 生产型工作流( p r o d u c t i o n w o r i ( f l o w ) 。本文所探讨的就是协作型工作流是基于开发工具和 数据库开发的w e b 架构的工作流软件产品u n i f i o w 利用j a v a 等开发工具，建立在中间件 平台和数据库平台上由软件开发商或者客户自行研发的，它们不仅可以达到利用软件平台开 发的效果，而且更可以整合各种独立办公软件之精华，功能更强大，应用更广泛。通过自行 开发工作流引擎，一方面可以拥有低廉的成本，另一方面可以掌握工作流底层的技术，在接 口方面可以提供更详细的内容。通过开发可以实现数据交互和通讯，可获得增强的可靠性、 伸缩性、企业消息和协作平台性能。他们将工作流程模块化，各模块既可单独使用，也可实 现无缝连接。自行开发可以快速集成先进的技术，建立功能更加强大的基于工作流解决方案 和各种应用在工作流制定上，可以采用更人性化和个性化的界面，可以提供更多方便的应 用，此外该产品在其它第三方产品的整合方面也具有很强的优势。 关键宇：工作流，u n i f i o w ，工作流引擎，封装技术，公文管理 西北t 业大学硕士研究生论文 a b s t r a c t w j l ht h ed e v e l o p i n go fe n t e r p r i s e w o r k f l o w a m o n gc o m p a n yb e c o m em o r ea n dm o r e c o m p l e x t h ew a yo fp r o c e s s i n gt r a n s i t i o no fw o r kf l o wb ya r t i f i c a lm e t h o di sb e c o m i n g u n a d o l p t a b l et oe c o n o m i cb e n e f i ta n dr e q u i r e m e n to fa n l e r p r i s e a n db e c a u s et h ef a s t d e v e l o p m e n to fi n f o r m a t i o nt e c h o n o g y m a n yc o m p a n y sa n de n t e r p r i s e sc o n s t r u c tt h e i r i n f o r m a t i o ns y s t e mi ns u c c e s s i o n s i n c et e c h n o l o g ya b o u tw o r k f l o ww a sr e s e a r o h e di n 1 9 8 4 w o r k f l o w m a n a g e m e n ts y s t e m s o fd i f f e r e n tf u n c t i o na n dc o n s t r u c t i o nh a v e a p p e a r e d o n ea f t e ra n o t h e l a c c o r d i n gt oo p e r a m o n a ip r o c e d u r e w o r 煳o wm a n a g e rs y s t e mc a nb ed e v i d e dj n t of o u r k i n d s ：a d m i n i s t r a t i v ew o r k f l o w 。a dh o cw o r k f l o w , c o l l a b o r a t i v ew o r k f l o wa n dp r o d u c t i o n w o r k f l o w t h ek i n dt h i sa r t i c l ew i l ir e s e a r c hb e l o n g st oc o l l a b o r a t i v ew o r 煳o w a n di tw a sa p r o d u c t t h a tw a s d e v e l o p e d o nt h eb a s i so f d e v e l o p i n g t o o l sa n dd a t a b a s e s e l f - s u p p o r t i n gf l o we n g i n en o to n l yc a nd e c r e a s et h ec o s tb u ta l s oc a nh o l dt h eb o t t o m t o c h n o l o g yo fw o r kf l o wa n ds u p p o r tm o r ed e t a i | i n t e r f a c e w em o d u l a r i z et h ew o r ks o e v e r ym o d u l ec a nu s e ds e p a r a t e l ya n da l s oc a nb eu s e db yn o - s l o tl i n k s e l f - s u p p o r t i n g c a n i n t e g r a t e a d v a n c e d t e c h n o l o g y f a s ta n d a d o p t m o r eh u m a n i z a t i o na n d p e r a o n a l i z a t i o ni n t e r f a c e w i t h a l ，t h e p r o d u c t h a v e s t r o n ga d v a n t a g e i n a s p e c t o f j n t e g r a t i o nw i t ho t h e rt h i r dp a r t yp r o d u c t s k e y w o r d w o r k f l o w ，u n i f i o w ，w o r k f l o we n g i n e e w r a p p e rt e c h n o l o g y d o c u m e n t m a n a g e m e n t - - 2 = 西北工业大学硕士研究生论文 第一章绪论 1 1 研究动机和目的 随着信息化的发展普及，电子政务的建设成为政府机关的一个战略性课题。为了进一步 推动电子政务建设，提高政府机荚办公效率、提升政府绩效；政府的信息化建设将从原有的 单一的政府机关上网工程发展到整个政府机关群体的信息化过程。在这一市场机遇下，我 们将逐步为政府电子政务建设提供完善的、全套解决方案产品。 通过对电子政府业务领域的深入分析，我们认为在这一领域的业务流程都有一个共同 的特征：工作流程。为此，开发了该工作流平台一u n i f i o w 作为电子政务解决方案的系统 核心平台。 u n i f i o w 工作流平台一方面可以向产品最终用户提供业务流程、表单自定义工具， 使用户无需编程就可以方便的定义所需要的工作业务、表单流程；并可以对流程进行实时监 控a 另一方面，u n i f i o w 工作流平台，还向软件开发人员提供快速应用开发工具及a p i 接e l ， 实现对复杂业务流程产品模块的快速开发。本文将详细对工作流技术以及u n i f i o w 工作流 平台进行详细的论述 1 2 论文结构 本论文共分成六个章节兹分述如下 第一章为绪论，简单说明本研究背景与动机、研究目的及论文结构。 第二章为工作流技术发展状况，介绍工作流程的概念、工作流程参考模块和基本结构， 以及基于k m 的面向电子政务的工作流技术帮助我们在设计系统架构与建构功能服务时， 可以不同角度及观点去分析，使提供之功能与服务能满足使用者需求且符合各种公文流程之 作业方式。 第三章为信息技术在工作流平台中的应用主要介绍了采用j a v a 的优势，统一开发过程 的方法 l l u m l ，数据跨连接池的相关技术与使用等 第四章为工作流平台u n i f i o w 设计与实现，这是论文的核心部分，详细论述了工作流平 台u n i n o w 的分析和设计介绍系统执行环境与系统之核心运作流程与执行程序 第五章为工作流平台u n i f l o w 在台湾”行政院主计处”项目中的应用介绍了采用 u n i n o w 的底层a p i ，在u n i f l o w 平- _ l 为台湾”行政院主计处”开发的公文管理系统展示了基与 u n i f l o w 核心开发电子政务以及其它和流程相关系统的优势 第六章对u n i f l o w i 作流平台进行了总结经过实际的使用，发现了u n i f l o w 的某些不足 和需要改进的地方 西北工业大学硕士研究生论文 第二章工作流技术及发展状况 2 1 工作流基本概念及定义 2 1 _ 1 工作流问题的形成及发展 传统的计算机管理信息系统的主要功能有三个：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和行政管理部门的主要业务工作内容之一，也是计算机信息系统 的主要功能之一，它是企业和行政管理部门进行事务处理和决策支持的基础。 当p c 机没有作为信息处理工具而出现的时候。纸张是进行日常业务活动不可取代的载 体。这种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 米完成信息的处理、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了不利的影响。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以一种无纸化的、计算机使能的工作环境来开展 日常业务工作。一些公司和企业因此建立了相应的文件、表单传递系统( f o r m s m u t i n g a p p l i c a t i o n s ) 如：台湾乔蓬公司的w e b f i o w 表单系统，用来实现日常表单处理的电子化与 自动化。这种简单的文件、电子表单系统可以看作是工作流应用的雏形。 企业的经营过程是由一系列相关的任务组成的；这些任务按照企业的管理规章和业务流 程顺序的或并行地执行，最终完成企业的经营目标。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，它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人工来完成的。随着市场经济的发展，市 场竞争的日益激烈，企业要求其业务过程能够进行快速重组；企业业务过程的不断变化也相 应要求信息系统能够快速重组。这样，单靠人工对企业过程进行重组和传统的面向功能的信 息化计算机系统已经不能适应现代企业的发展。因此，企业希望有一种能够实现企业快速业 务流程重组和业务过程自动化的软件系统。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 年代中期开始提出了工作流的概念。 工作流技术的提出与发展为企业更好的实现这些经营目标提供了先进的手段。 随着企业经营业务的展开企业的物理位置逐渐分散、部门间的协作日益频繁：决策过程 的分散性也日益明显，对日常业务活动详细信息的需求也日益提高。因此，企业又要求信息 系统必须具有分布性、异构性、自治性。在这种大规模的分布式应用环境下高效地运转相关 的任务，并且对执行的任务进行密切监控己成为一种发展趋势。在这种技术背景下，工作流 管理系统也有最初的创建无纸化办公环境，转而成为同化企业复杂信息环境、实现业务流程 自动化的必要工具。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。 1 9 9 3 年工作流技术的标准化组织工作流管理联盟( w o r k f l o wm a n a n g e m e n tc o a l i t i o n 简称：w f m c ) 的成立。标志着工作流技术在计算机应用领域之中被明确的划分出了自己 的一席之地，相应的概念与术语也得到了人们的承认。在全球范围内，对工作流的技术研究 以及相关的产品开发了进入了更为繁荣的阶段。 2 1 2 工作流定义 十几年来，不同的研究者和产品供应商从不同的角度给出了不同的工作流的定义。但到 目前为止，对于工作流仍没有统一的定义。下面列举了一些有代表性的定义，可阻使我们对 工作流的一些基本特征有一定的理解。 1 ) 工作流管理联盟的定义：工作流是一类能够完全或者部分自动执行的经营过程，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传递、执行。 西北工业大学硕士研究生论文 2 ) f o r r e s t e rr e p o r t 的定义：日常的业务处理或协同工作能按预先定义好的规则和过程进 行流动，并且这流动过程能被跟踪和监控。 3 ) g i g ag 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 执行它，支持任务的信息流、评价与控制任务的跟踪、报告机制。 4 )i b ma l m a d e nr e s e a r c hc e n l 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用的各种参数。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、每一步骤由谁负责以及每个活动 所需耍的应用程序。 5 ) a m i ts h e t h 的定义：工作流是涉及到多任务协调执行的活动，这些任务分别由不同的 处理实体完成。一项任务定义了需要做的某些工作，它可以以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、一条信息以及一个计算机程序。用来执 行任务的处理实体可以人，也可以是计算机系统( 如：邮递员、一个应用程序、一个数 据库管理系统) 。 以上这些定义虽然表述方式略有不同，但是基本上都说明了这样一个问题，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一实现的软件环境。使用工作流 作为经营过程的实现技术首先要求工作流系统能够反映经营过程的如下几个问题：即经营过 程是什么( 有哪些活动、任务组成也就是结构上的定义) 、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) 、由谁来做( 人或计算机程序也 就是组织角色的定义) 、做的怎样( 通过工作流管理系统对执行过程进行监控) 。因此，可以 说工作流是一种反映业务流程的计算机化的模型，它是为了在先进计算机环境支持下实现经 营过程集成与经营过程自动化而建立的可由工作流管理系统执行的业务系统。 2 1 3 工作流管理系统概念 为了实现对业务过程的工作流程管理，需要有相应的软件系统的支撑。此种软件系统我 们称之为工作流管理系统( w o r k f i o wm a n a g e m e n ts y s t e m ，w f m s ) 。工作流管理系统就 是通过管理一系列工作活动以及相关人员、信息技术资源来提供业务处理程序上的自动控 制。它通过计算机软件来定义、管理监控和执行工作流。计算机的执行顺序是由工作流逻辑 的计算机描述来驱动的。它的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，以及同各步骤相关的相应人力或信息资源的调用等进行管理，从而实现业务过程的自 动化。当然此种管理可能会在不同的信息及通信环境下实现，所涉及的范围可以小至一个只 有几人的工作组，也可以大到企业或机关各个机构之间。工作流管理系统将人员、组织结构、 信息源( 如数据库、文件系统、电子邮件、计算机辅助设计工具等) 整和成一个整体。这样， 工作流管理系统就成为了一个理想的用来收容业务逻辑的业务知识仓库，并给予业务逻辑一 个易操作易控制的界面。 2 2 国内外研究与应用现状 现代企业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管 理模式，在信息集成的基础上实现过程集成已经受到越来越多的企业和研究单位的重视。工 作流技术是实现过程集成的有效途径之一，其研究与应用日益受到重视，相应的工作流软件 产品开发工作也十分活跃。工作流技术在c l m s 和办公自动化中具有十分广阔的应用前景， 在并行工程、企业经营过程重组、供应链管理、敏捷制造、电子政务等领域中都开展了关于 工作流应用的研究。但是，由于工作流技术本身还处于一个发展阶段，它在c i m s 和电子政 务中的应用也刚刚起步，还有很多问题有待进一步研究，工作流技术的优势和应用效益远远 没有发挥出来。 早期的工作流研究和开发主要是集中在计算机支持协同工作( c o m p u t e rs u p p o r t c o o p e r a t i v e w o r k ，c s c w ) 方面并己取得了很大的进展，市场上有很多可用的c s c w 产品， = ，= 稻j t 工韭大学磺士研究生论文 而学术界则犍把重点放在攀务性丁作流上。当前的研究重点之一是放在先进事务棋测 ( a d v a n c e dt r a n s a c “o nm o d e l ，a t m ) 问题上。由于工作濂藏用环境大多楚在复杂的分前i 强 穆耳境审，妊企犍i n t r a n e t i n t e m e t 。嚣兹，庭瑗最赣戆分蠢对象娃理鼓零秘w e b 技寒，密 现工作漉穗管理成为当前研究的重点。 工作流的概念早在7 0 年代就已提出，许多概念来自于办公自动化、文档管理、计算机 支持协同工作( c s c w ) 等领域。至今约有3 0 0 个称为工作流工具的商品化软件，但只有数十 争是寞正的w f 艇s 软 孛；一些著名的w f m s 产品有： 。1 8 黼工作流产晶 旧mm q s e d e sw o r k f l o w 是旧m 商业熊成软件i b mm q s e r i e s 的一部分。它将经营过 程从应用逻辑中分离出来，可以帮助企业用照少的时间、以熙快的速度和熙高的灵活性懿成 资源、减少消耗、消除错误、提商生产力，安现根据市场需求政变经营过程的目标。它以l b m m q s e r i e s 强纂韬，将分毒巍一令异擒平台逡豹不霜活动、轰绫襄应惩程疼骞撬遗集戎越黎， 为在i n t e r n e t 环境下实现电予商务提供了保障。 旧mm q s e d e sw o r k f l o w 具有以下特点： 1 ) 支持异构系统：可以支持2 5 种不嗣的操作系统； 2 ) 自动分配任务：可以掇据模型定义巍动她分配任务； 3 ) 强澎纯的雾瑟：提供了嚣形耽绫辑嚣，帮韵壤声俊遴完成经营_ l 熏糕定义； 4 ) 帮助用户执行和优化过程：能够充分利用有关经瞥过程的知识，帮助用户定义、记 录、铡试、控制、执行和改进经营潋程。 m q s e d e sw o r k f l o w 妇王作流服务器、管理功能模块、程序执行代瑷、审查监控劝熊 模块等组或。忿# i - 。m q s e d e sw o r k f l o w 矮为苓圆雳户撬袋了不嚣豹擦掺器藤。 2 a c t i o n 技宋公司的工作流产品 a c t i o n 为知识工程师提供了一套基于w e b 的工作流管理软件a c t i o nm e t r 0 4 0 。它不仅 能够管理确嫩的过程，而且对经营过程中不可预见的问题、簧求和机遇也w 以控制，还为用 户提供了管攥设定型豹协悖帮任务静工具。辫户可班瑶a c t i o n 提供静工基在整个企韭甚至 金监瓣建立一个基于w e b 戒c i s 翡工作流管理环壤。a c t i o n 产品将i n t e m e t 技术与s q l 事务处理技沭结合起来，并撼供了内置的安全措施，即使用来管理非常复杂的、分布式的和 需求不断修改的工作流，也能够保证经营过程的一致性。 与传统的工作流产品相比，a c o nm e t r o 更适合于基予知识的工作流。它支持用户与储 惑之闰豹交纛( 鲡傣意获敬、用户侮囊、发凌势解决淹蘸擦 ，主要具毒魏下特点： 1 ) 实时掇供状态信息：m e t r o 的开放式_ 陂用结构保证用户可以及时得掰执行活动所需的 最新的活动状态、成用数据和应用工具，用户可根撼实时数据和过程状态做出决策。 2 ) 瞬间智能的分配任务：m e t r o 自动地将任务分类，用户可以通过基予w e b 的工具箱 寒接收任务，m e t r o 墩w 班通过m e t r o w o r k l i s t s 矗接褥往务送到躅户的电子绩籀巾。 3 ) 提供进程一致性服务：m e t r o 提餐进程一致性雏务，霹鞋在多个淼务器上褥对进行鬟 新t 并在必要的时假谶行事务回滚。 4 ) 功能强大的过程编辑器：m e t r o 提供图形他的过程编辑器，用户可以方便地定义任何 类型的过程模型。 s ) 过程浮丧譬窝菠遽：m e t r o 铩汪对过程豹簿一多都避静记录、跟踪帮滋锈。它还能霹掇 跟踪状悉并收集数据，用户能够发现闯题所在，并对过程模型进杼敬进，直到满意 为l i 。 6 ) 支持w e b 技术：m e t r o 允许用户通过w e b 参与到 ：作流实例的邋行中。 m e t r o 系统包括可扩袋瓣工痒滚管理嶷翅程序、避程建模工具、过程管理工具器| 一 系列接西，并支持代理执行器为用户童渤处理任务。 西北工业大学硕士研究生论文 3 f i l e n e t 公司的工作流产品 v i s u a lw o r k f i o w 是f i l e n e t 公司集成文档管理软件系列产品中的一部分它与集成 文档管理软件中的其它产品台作，为 ：作量大、性能要求高的经营过程提供了一个全新 的可扩展的过程改进方案。它允许迅速地评价和改进机构工作方式。v i s u a lw o r k f i o w 可 以随时察看过程中关键的细节，实时查看过程中的关键细节，实时掌握过程的运行情况。 它还能帮助生成天、周、月、季度或者年工作负载报告，以便改进过程模型。v i s u a l w o r k f i o w 还提供w e b 服务，支持跨企业的经营过程集成，而传统的基于c s 机制的| t 作流产品则不具备这种功能。 v i s u a lw o r k f l o w 在实时查询过程或者活动的运行状态时可提供事件日志统计报 告，预计瓶颈可能发生的地点，平衡工作量，优化执行过程解决工作负担日益增长的 问题。v i s u a lw o r k f i o w 还能够自动地确定每个工作流活动的参与者在某段时间内应完成 的工作，提供有关工作量的信息，并能够根据活动的执行情况实现在相关人员之间的任 务自动分配。 v i s u a lw o r k f l o w 解决方案是建立在基于组件的软件结构基础之上的它将面向对象 技术扩展到工作流应用开发中，提高了软件组件的重用率。在v i s u a lw o r k f i o w 实施中 采用了先进的工作队列处理方法保证系统具有较高的可靠性。 v i s u a lw o r k f l o w 主要由v i s u a lw o r k f i o w 服务器、v i s u a lw o r k f i o w 设计模块、v i s u a l w o r k f l o w 执行模块、v i s u a lw o r k f l o w 监控模块组成。v i s u a lw o r k f i o w 还针对不同的 开发环境提供了面向不同任务执行程序的开发机制，包括：o l e 接口a c t i v e x 接1 ：3 和 一系列a p i 。用户可以自行选择采用那种方式与v i s u a lw o r k f i o w 相连。 4 j e t f o r m 公司的工作流产品 j e t f o r m 公司的产品为企业在整个i n t e r n e t 、e x t r a n e t 和i n t r a n e t 内实现经营过程的改 进、管理费用的减少和产品竞争力的提供了有力的支持。 i n t e m p o 是j e t f o r m 公司推出的企业工作流产品。它基于c s 方式，其客户端相互独立， 适于管理型和设定型的经营过程。比如：合同管理、顾客问题解决、销售和预算审批、订购、 消费报告、政策回顾、用户调查等等。 i n t e m p o 具有以下主要特点： 1 ) 客户端相互独立：这种独立性使得企业可以针对不同任务选择合适的客户端环境。 2 ) 广泛支持各种数据库和消息管理系统。 3 ) 自动分配任务：i n t e m p o 自动将任务分配给相应的人员，并使用电子邮件系统传输信息 任务会自动出现在用户信箱中，简化了任务接收过程。 4 ) 版本管理：i n t e m p o 提供了对过程模型的不同版本进行管理的服务。 5 ) 支持结构化和非结构化的数据：用户可以将任何形式的文档附加在过程中传给下一个用 户。 6 ) 时间管理：i n t e m p o 提供了不同程度的时间管理服务。用户可以在创建模型时加入期限 限制。i n t e m p o 会根据用户定义的时间要求执行超时提醒、过时任务删除等操作。 7 ) 支持设定型的工作流；i n t e m p o 都将进行记录。这使得i n t e m p o 可以处理更为复杂的 工作流，为企业更快、更准确地提供了保证。 i n t e m p o 由组织建模、角色建模、过程建模、代理、系统管理、系统监控、w e b 连接 器等模块组成。 实际上，大多数产品的开发由于没有清楚地理解用户的需求，而不能满足用户的迫切需 要，特别是像电子政务的应用，许多工作流系统主要是解决共享和协作( 某些问题仍未很好 解决，如异构平台环境、多媒体数据) ，而像性能、可伸缩性、可靠性利可移植性行对于复 杂应用系统来说至关重耍的问题，现有工作流软件并没有考虑。 = 9 = 函北工业大学硕士研究生论文 2 3 工作流管理系统分类 综合考察目前的工作流产品市场，主要可以根据所实现的业务过程、底层实现技术这两 种方法对：1 ：作流管理系统及其产品进行分类。 根据所实现的业务过程工作流管理系统可分为四类：管理型工作流、设定型工作流、 协作型工作流、生产型工作流。 管理型工作流：在这类工作流中活动可以预先定义，并且有一套简单的任务协调规则， 例如，工厂流水线生产过程、财务报税等。 设定型工作流：与管理型工组流相似，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。 协作型工作流：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阶段。 生产型工作流：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、复杂的和异构的环境下，整 个过程会涉及许多人和不同的组织。 根据底层实现技术，现阶段可以将主流工作流软件分为三类：基于m i c r o s o f fe x c h a n g e 的产品、基于旧ml o t u s 的产品、基于开发工具与数据库开发的产品。 基于微软e x c h a n g e 软件平台开发的工作流产品的特点主要有：实现邮件、传真、卢音、 数据交互通讯，实现用户与知识的联合。e x c h a n g e 与w i n d o w s 操作系统之间实现了无缝 化集成，获得增强的可靠性、伸缩性、企业消息和协作平台性能。采用工作流应用设计的集 成为改善知识工作者效率而使其与消息、文档及应用程序配合工作的单一基础架构和用户 模式。通过对无线通讯、统一消息、手持设备及远程会议等新兴技术的应用来实现在任何时 间、从任何地点提供信息访问的通讯基础架构。 基于l o t u sw o r k f l o w 软件或d o m i n o 软件平台开发的工作流产品使用d o m i n o 平台作 为应用的支持，同时具有多平台支持，不仅支持w i n d o w s 也同样支持u n i x 操作系统。利 用l o t u s 开发工具包，应用开发员可以建立功能更加强大的工作流解决方案，可以利用其它 目录，包括d o m i n o 目录和l d a p ( l i g h t w e i g h td i r e c t o r y a c c e s sp r o t o c 0 1 ) 目录等。具有 先进的工作流性能。包括可以使用户自动替代关键流程参与者的代理管理；先进的进度控制， 包括到期提示和缺席提示；对并行处理流程的支持，使流程可同时执行，并可重新合并可视 化的工作流开发工具。可以通过直观的图形界面定制业务流程、参与者及他们的角色、相关 数据等，所有这些都不需要额外工作。基于规则和角色定义流程。内容与流程处理逻辑是分 离的，所以当用户需要开发新的流程时，只需要重用或简单地修改现有的流程定义模块即可。 基于开发工具和数据库开发的工作流软件产品利用v i s u a ls t u d i o 、j a v a 等开发工具， 建立在中间件平台和数据库平台上由软件开发商或者客户自行研发的，它们不仅可以达到利 用软件平台开发的效果，而且更可以整合各种独立办公软件之精华，功能更强大，应用更广 泛。通过自行开发工作流引擎，一方面可以拥有低廉的成本，另一方面可以掌握工作流底层 的技术，在接口方面可以提供更详细的内容。通过开发可以实现数据交互和通讯。可获得增 强的可靠性、伸缩性、企业消息和协作平台性能。他们将工作流程模块化，各模块既可单独 使用，也可实现无缝连接。自行开发可以快速集成先进的技术，建立功能更加强大的基于工 作流解决方案和各种应用，在工作流制定上，可以采用更人性化和个性化的界面。可以提供 更多方便的应用，此外该产品在其它第三方产品的整合方面也具有很强的优势。 2 。4 工作流管理系统的三个层次功能 在电子政务的各种应用中都需要工作流软件进行支持并在办公自动化系统中将工作流 的功能体现出来任何一种基于工作流的软件产品都拥有如下三个层次的表现形式并可进行 相关功能的扩展，如图2 1 。 = l o ； 西北工业大学硕士研究生论文 图2 1w m f s 的各层次结构 1 建立阶段功能：主要是对业务处理过程的计算机定义，提供一种或多种分析、建模、 系统定义技术，将一个现实世界的业务处理过程转换成计算机可处理的定义。最终的定义叫 做过程模型、过程模板或过程定义，它可以表现为文本、图形或自然语言符号。 2 运行阶段控制功能：在一定的运行环境下，对过程模型的定义进行解释，创建并控 制过程的运行实例，调度过程的各种步骤，调用适当的角色和应用程序资源执行工作流过程， 并完成每个过程中的活动的排列和调度功能。工作流管理系统的核心部件就是工作流管理控 制软件。它包含一个或多个工作流引擎( w o r k f l o we n g i n e ) 。 3 。运行阶段人机交互功能：提供与人员或应用程序工具进行交互舶接口来处理各种活 动步骤，交互接口对于活动问的控制传递是必须的，客户通过该功能控制工作流的执行- 同 时工作流运行状况通过该功能模块显示给客户。如确定过程的状态，调用应用程序工具传递 应用程序数据等。 2 5 工作流管理系统的基本结构 我们首先了解一下工作流管理系统的一般框架。目前绝大多数的工作流管理系统都 是基于业务处理中的四个观点：功能( f u n c t i o n a l ) ，行为( b e h a v i o r a l ) ，组织 ( 0 r g a n i z a t i o n a l ) 和信息( i n f o r m a t i o n a l ) ，见图2 2 。 组绠 圆 露墨互互翌羔鑫 功能 气l l = 譬窭互窭墨互霪 信息 囡卜匿 两j 工照大攀磷士研究生论文 图2 2 工作流管理系统的4 个观点 功能的观点是指r 作流管理系统中，我们要将那些可以被分配给人和软 牛的任务中的 蹇麓敬臻栽分瓣，来详麴落羽任务霸抵屡次鹃工终漉。 行为斡观点是指详缎说明何时、何种任务被执行是委臻的，这些可以涮p e t r i 啜终中的 过程逻辑或其它的过程模型0 来描述。 组织的观点是要说明何人使用何种工嶷执行了何种任务。在工作流臀理系统中，组织 憨观点包括执 亍者，角色，骚源和羹源蟹瑗烧粥( 可翊组织图和对象屡次来建摸) 。 信息豹躐点是捂在二l = 诈流管理系统中渡务数据及文佟楚工作流活动躲主体，信患避鬻 按照对象的屡次或网络来组织并存储在数据库或文件系统中。 工作流管理系统的基本模型结构如图2 3 所示在一股的模型中，谢兰种类型的部件。 1 w f m s 内提供各种功能支持的软件组元； 2 。奠一令或多令款馋缌宠使矮懿冬秘蓉统定义霸控鞠数纂； 3 。应用程序和数据库。 圈2 ，3 工作流管理系统的熬本模型 工作滴簿理系统中主委都 牛和数据的作用如下： 过程定义工其。遘糕定义工其技建馥建诗算辊霹貘楚建篾韭务过程撵逮。它磁叛 是形式化的过程定义语言或附象关系模型，也可以是简单规定的用户间信息传递的一组路由 命令。 2 过程定义。过程定义( 数据) 包含丁所有使业务域程能被工作流执行服务的必要信 惠。这些信息包禽超始和终盘条律、著令组成活动、活动翁调度栽刘、鑫效务戆参与考嚣螫 的工作、福笑藏蠲次序和数猫的调用信患等。 端1 2 兰 西北工业大学硕士研究生论文 3 1 二作流执行服务和工作流引擎。工作流执行服务也称为执行环境或工作流机，包括 一个或多个工作流引擎。工作流引擎是工作流管理系统的核心软件组元。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( a p i ) 调用应用程序、提供监督和管理功能等。工作流执行服务可以包括多 个引擎，不同工作流引擎通过协作工作执行工作流。 4 工作流控制数据指被工作流执行服务和引擎管理的数据，例如工作流实例的状态信 息、每一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。工作流管理系统( w f m s ) 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：r 作流引擎使用，也可以被应用程序调用。 6 工作表和工作表处理程序。工作表列出了与业务过程的参与者相关的一系列工作项， 工作表处理程序则对用户和工作表之间的交互进行管理。工作表处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 应用程序与应用数据应用程序可以被工作流管理系统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 f m s 部分或完全自动地完成一个活动。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 f m s 的其它部件来说是不可见的。 = 1 3 = 西北工业大学硕士研究生论文 第三章信息技术在工作流平台中的应用 3 1 系统开发工具 在系统之开发工具上，我们选择使用j s p 作为开发系统之工具软件。由于j s p 所使用 的语言为j a v a ，且j s p 网页被执行前会先被编译为j a v as e r v l e t ，因此在说明本研究使用 j s p 来开发系统之原因与优点之前，须先了解j a v a 与j a v as e r v l e t 。 3 1 1j a v a 简介 j a v a 为能在网际网络( i n t e m e t ) 上面具有硬件i 软件中立性j 互动能力的程序语言。 依用途大致可分为：开发一般应用程序的j a v aa p p l i c a t i o n ，及在网际网络上应用之j a v a a p p l e t 这两部份，不过前者可在c l i e n t 与s e r v e r 端使用，而后者只能在c l i e n t 端执行。 3 1 2j a v a 之优点 随着网际网络的蓬勃发展，对于程序具容易维护、跨平台执行能力等需求，使得j a v a 渐渐 成为许多企业开发信息系统所选择的技术，这除了j a v a 可提供许多功能强大的服务之外， 还具有多项特性： 1 简单的( s i m p l e ) 提供强大的类别库，并省去了多重继承( m u l t i p l ei n h e r i t a n c e ) 、指针( p o i n t e r ) 之使用与 运操作数之重复定义( o p e r a t o ro v e r l o a d i n g ) 等机制，简化了开发上的困难度。 2 对象导向的( o b j e c t - o r i e n t e d l 使用称为类别( c l a 镐) 的软件对象，这些软件物不仅可再使用( r e u s a b l e ) 且也可再延伸 ( e x t e n d a b l e ) ，使程序设计师不用再注意实作的细节，也不用为了新增或改变c l a s s 功能丙 重改原始码。只需实作样板中的c o d e ，或继承改写父类别方式即可。 3 安全的( s e c u r e ) j a v a 中不具有指针，可避免因内存配置错误所导致的不安全作业执行。此外，当j a v a b y t e c o d e 开始执行前，j v m 会先检查程序以避免语法发生错误。 4 可移植性( p o r t a b l e ) 由于j a v a 事先定义好一致的资料储存型态，并使用全球公认之语言编码u n i c o d e2 0 为内部字符处理的标准，使j a v a 具有高度的移植性，可独立执行于任何机器或任何作业环 境中。 5 强而有力的( r o b u s t ) j a v a 具有自动内存回收管 里( g a r b a g ec o l l e c t i o n ) 与例外处理( e x c e p t i o nh a n d l i n g ) 等机 制，还有指针的去除与资料型态转换的严格限制，以强化系统之稳健性。 6 分布式( d i s t r i b u t e d ) 因应网络的快速发展，j a v a 发展了专门连结网络的p a c k a g e ，透过此一p a c k a g e ，j a v a 就可以与网络各层做沟通，使j a v a 对网络存取更加有弹性。 7 多执行绪( m u l t i - t h r e a d e d ) m u l t i - t h r e a d 之设计让程序可同时执行许多不同工作，更有效率地使用硬件资源，在 j a v a 中除了支持此功能外，还简化了程序的设计与多执行绪的使用，使j a v a 成为最佳、最 易学习之多任务运算语言。 8 解译性( i n t e r p r e t e d ) j a v a 在编译时会产生可由j v m 实时转换成可执行机器码之b y t e - c o d e ，且在程序执行 时可实时做动态连结，故当任何c l a s s 改变时不需重新连结并编译所有相关程序，这种动态 的解译性及加载和连结之功能，使得j a v a 可以实时更新是新版本之执行码。 9 高效率( h i g hp e r f o r m a n c e ) = 1 4 蕾 西北工业大学硕士研究生论文 j a v a 可透过i u s t i n t i m e 编译器将b y t e - c o d e 直接转换成执行效率较高之原生机器码， 此外，j a v a 原先的设计即是可在l o w - p o w e r 之c p u 上仍能执行良好，故其执行效率高。 1 0 中立的架构( a r c h i t e c t u r en e u t r a l ) j a v a 的程序必须编译成所谓的b y t ec o d e ( ，c l a s s ) 型态，而b y t ec o d e 只适合j v m 来读取执行也就是说不同的作业平台只要j v m 就可以执行c l a s s 程序，这也是真正让j a v a 成为跨平台程序语言的主要原因。 1 1 动态的( o y n a m i c ) j a v a 除了可在执行时进行动态加载与连结之外，当函式库版本更新或将程序移植至不 同版本环境后，不需将程序代码重新编译仍能正确地执行。此外j a v aa p i ( a p p l i c a t i o n p r o g r a m m i n gi n t e r f a c e ) 可提供丰富的类别和方法集合，包括数学运算、网络通讯、数据库 存取、绘图与各种使用者接口组件，让使用者可轻松使用此函式库采建构系统。 3 1 3j a v ab e a n j a v ab e a n 是一个能够在不同环境下重复使用之软件组件，它可以被设计为可看见的图 形化接口组件，如按钮、滚动条或下拉式选单等，亦可为不具接口之逻辑运算处理组件，如 数据库处理、财物运算处理组件等。主要目的在将软件切割成体积较小、功能较明确之组成 结构以将系统模块化、组件化，增加软件之维护性与可重复使用性。此外，j a v ab e a n 可 视为一黑盒子，只能透过属性、方法、事件做为对外沟通之接1 3 ，而内部处理的机制或运作 情形则无法得知。在属性的存取或判断上，j a v ab e a n 采