（计算机软件与理论专业论文）工作流在ngoss中的应用及基于mda的实现.pdf

摘要 电信运营企业的经营方式正在从以业务为中心转变为以客户为中 心，激烈的市场竞争和不断变化的市场环境需要运营商建立新一代的电 信业务运营支撑系统。t m f 提出的新一代运营支撑系统( n g i o s s ：n e w g e n e r a t i o no p e r a t i o n ss y s t e m sa n ds o f t w a r e ) 在业务流程分析、系统实现 和集成等各方面制定了相应的规范。但对于具体的实现技术没有规定。 本文介绍了如何将工作流技术应用于n g o s s ，解决n g o s s 中业务 流程管理和流程自动化的问题。首先对工作流各相关技术，特别是工作 流建模技术进行了介绍；然后分析了将工作流技术引入n g o s s 的方式， 并结合具体的实例，提出工作流技术支持下电信运营支撑系统的体系结 构。 在实现方面，本文提出在模型驱动架构( m d a ：m o d e ld r i v e n a r c h i t e c t u r e ) 方法指导下，实现电信运营支撑系统中的工作流建模。首 先介绍了m d a 中的基本概念、软件开发模式和相关的核心技术。在此基 础上，提出基于m d a 实现工作流建模的具体方法。为了对工作流技术支 持下的运营支撑系统体系结构及其实现方法进行验证，本文用具体的实 例进行了实验。虽然实现中还有一些具体工作没有完成，但是论述了该 体系结构及实现方法的可行性。 在文章结尾，对工作流技术应用于n g o s s 并基于m d a 实现的方案 进行了评价，说明了目前已完成的工作和还有待完成的工作。 关键词：工作流n g o s sm d au m lx m i a b s t r a c t t h eb u s i n e s sm o d e so ft h et e l e c o ms e r v i c ep r o v i d e r sa r em o v i n gf o r mt h e o p e r a t i o n c e n t e r e dm o d et ot h ec u s t o m e r c e n t e r e dm o d e t h et e l e c o ms e r v i c ep r o v i d e r s n e e dt oc o n s t r u c tt h en e wg e n e r a t i o nt e l e c o mb u s i n e s sa n do p e r a t i o ns u p p o r ts y s t e m b e c a u s eo ft h eh e a t e dc o m p e t i t i o na n dt h ec h a n g e f u le n v i r o n m e n ti nt h em a r k e t n g o s s ( n e wg e n e r a t i o no p e r a t i o n ss y s t e m sa n ds o f t w a r e ) a n dr e l a t i v es p e c i f i c a t i o n s p u tf o r w a r db yt m fc o m ed o w nt ot h eo p e r a t i o np r o c e s sa n a l y s i s ，t h es y s t e mr e a l i z a t i o n a n d i n t e g r a t i o n ，e t c ，b u tt h e r ei sn os p e c i f c a f i o na b o u tt h e c o n c r e t er e a l i z i n g t e c h n o l o g y t h i st h e s i si n t r o d u c e dh o wt oa p p l yt h ew o r k f l o wt e c h n o l o g yt on g o s st or e s o l v e t h ep r o c e s sm a n a g e m e n ta n da u t o m a t i o np r o b l e m a tf i r s t ，w ei n t r o d u c e dt h ew o r k f l o w a n dr e l a t i v et e c h n o l o g y , e s p e c i a l l yt h ew o r k f l o wm o d e l i n gt e c h n o l o g y a n dt h e n ，w e a n a l y z e dh o w t oi m p o r tt h ew o r k f l o wt e c h n o l o g yt on g o s s ，a n dc o m b i n e dw i t hr e a l i s t i c e x a m p l e ，p u tf o r w a r dt h es y s t e mf r a m e w o r ko ft e l e c o mo p e r a t i o ns u p p o r ts y s t e m s u p p o r t i n gb yw o r k f l o wt e c h n o l o g y a tt h er e a l i z a t i o ns i d e ，t h i st h e s i sp u tf o r w a r dt h a tr e a l i z i n gt h ew o r k f i o wm o d e l i n g i nt h et e l e c o mo p e r a t i o ns y s t e md i r e c t e db yt h em d a ( m o d e ld r i v e na r c h i t e c t u r e ) m e t h o d w ef i r s ti n 订o d u c e dt h eb a s i cc o n c e p t s ，s o f t w a r ed e v e l o p m e n tm o d ea n dr e l a t i v e c o r et e c h n o l o g yi nm d a ，t h e nb r o u g h tt h ew a yo fr e a l i z i n gw o r k _ f l o wm o d e l i n gb a s e do n m d a t ov a l i d a t et h ea b o v ea p p r o a c h ，w ee x p e r i m e n to nt h e mu s i n gt h er e a l i s t i c e x a m p l e a l t h o u g hs o m e c o n c r e t ew o r kh a sn o tc o m p l e t e di nt h er e a l i z a t i o n ，t h e f e a s i b i l i t yo f t h ef r a m e w o r ka n dt h er e a l i z i n gm e t h o da r ed e m o n s t r a t e d h lt h ee n d ，w ea p p r a i s e dt h ep r e d o m i n a n c ea n dd e f i c i e n c yo ft h ea p p r o a c ho f a p p l y i n gw o r k f l o wt e c h n o l o g yi n t on g o s s ，a n dt h e n ，d e s c r i b e dt h et a s k sf o rf u r t h e r s t u d y k e y w o r d s ：w o r k f l o wn g o s sm d a u m lx m i 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己在论文中 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：日期： 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： 导师签名： 日期： 日期： 垄生：；：i 工作流机n g o s s 中的应用及基于m d a 的实现 第一章绪论 1 1 论文背景 当今，计算机互联网技术迅速发展，这给电信企业的经营方式和经营环境带来了 巨大的影响。企业的软件系统越来越体现为多版本、异构、分布、松耦合的特点。原 来企业处理的业务是固定的、独立的，而现在的业务是互相交叉的，需要多个部门协 作，业务不断更新且不断有新的业务出现。原有的电信业务系统相互独立，协同运作 能力较差，且存在着功能重叠，系统利用率不高。在这样的形式要求下，企业必须更 新经营理念。 新一代运营支撑系统( n g o s s ：n e wg e n e r a t i o no p e r a t i o n ss y s t e m sa n ds o f t w a r e ) 是电信管理联盟( t m f ) 提出的新一代基于组件技术面向对象的分布式运营支撑系统 解决方案。n g o s s 的一个重要建设思想就是提供一个端到端的自动化运营流程，并 且提出了一个业务流程框架：增强型电信运营图( e t o m ：e n h a n c e d t e l e e o m o p e r a t i o n s m a p ) 。 工作流技术是实现业务流程自动化的主要技术，近年来发展十分迅速。它主要是 通过将工作分解为良好的任务、角色，按照一定的规则执行这些任务并对它们进行监 控和管理，从而将业务逻辑和业务执行分离，使系统能够定制、修改、监控业务流程 而不必关心其实现细节，达到提高效率，增强灵活性，方便系统协作的目的。 本文分析了业务流程协作和自动化在n g o s s 中的重要作用，提出在n g o s s 中 搭建工作流管理系统，为n g o s s 中各个业务子系统协同工作、高效运行、灵活变更 提供支撑环境。在工作流管理系统的具体建设方面，提出在模型驱动架构( m d a ： m o d e ld r i v e na r c h i t e c t u r e ) 方法学指导下实现n g o s s 中的工作流管理系统。 m d a 是对象管理组织( o m g ) 为解决分布式系统中的集成问题提出的一种最新 的软件开发方法。该方法的核心思想是，软件开发的整个过程中均以模型为中心，建 模语言当作编程语言来用，一切都是模型。在这样的开发方式下，集成已有的具体技 术，使它们协同工作，更好地发挥作用。在当前工作流管理系统建设中，没有统一的 标准是一个较大的问题。应用m d a 的方法建设n g o s s 中的工作流管理系统，主要 是应用于工作流建模过程中，以解决工作流建模方面标准化程度较差，模型交互困难 的问题。在m d a 方法指导下建立工作流模型，使工作流模型之间可以使用统一的元 语言进行交互。采用合理的映射机制，同样的业务流程可以使用不同的过程描述语言 北京 | 】i 屯大学硕士学位论文 工作流在n g o s s 中的应用及基于m d a 的实现 定义，运行于不同的工作流机上。 1 2 论文目标 基于上述背景，并结合电信运营支撑系统建设中的实际情况，本文首先对n g o s s 体系结构、n g o s s 中的业务流程模型、工作流技术和m d a 方法学进行介绍。分析 如何将工作流技术应用予n g o s s 建设中，如何在m d a 指导下实现n g o s s 中的工 作流管理系统。本文的目标是： 提出一个在工作流管理系统支撑下的n g o s s 系统架构。阐明工作流管理系统如 何在n g o s s 中工作和实施。 提出在m d a 方法和软件开发模式指导下，n g o s s 工作流管理系统开发方式。并 按照此开发过程，完成工作流管理系统中的建模、模型逐步求精、直至生成可执 行代码的工作。 1 3 论文工作内容 论文工作内容主要包括： 理论研究：n g o s s 体系结构、业务流程框架e t o m 、工作流管理系统、工作流 建模技术、工作流过程描述语言、m d a 基本概念、m d a 模型体系架构、元模型 建模标准m o f 、元模型u m l 、模型映射技术x m i 等。 工作流技术应用于n g o s s 中的方案设计，n g o s s 中工作流管理系统的体系结 构。 基于m d a 实现n g o s s 中的工作流管理系统，包括对业务流程建模、模型映射、 逐步求精、生成可执行的工作流过程描述文档直至工作流执行的整个开发过程。 1 4 论文结构 首先介绍本文研究的背景和目标及研究内容。然后具体介绍n g o s s 、5 2 作流技 术、模型驱动架构、基于工作流技术的电信运营支撑系统体系结构、基于m d a 技术 实现电信运营支撑系统中的工作流管理系统。本文的组织结构如下： 第二章：介绍n o g s s 体系框架和在n g o s s 框架指导下运营支撑系统的开发过 程。并专门介绍了n g o s s 中给出的增强型电信运营图e t o m 。 第三章：介绍工作流技术。包括工作流基本概念和工作流管理系统的概念，工作 北京邮屯大学硕士学位论文 工作流稿一n g o s s 中的应用及基于m d a 的实现 流管理联盟制定的工作流管理系统模型。分析工作流管理系统的研究现状。指出 工作流建模方面标准化较差的问题。最后介绍两种工作流过程定义语言w p d l 和x l a n g 。 第四章：介绍模型驱动架构m d a 。包括m d a 产生的背景，m d a 中的基本概念 ( 模型、抽象、求精、视角、缩放、平台) ，m d a 模型的体系结构，m d a 中的 核心技术( u m l 、m o f 、x m i ) ，基于m d a 的软件开发模式。最后简单介绍m d a 如何应用于工作流中。 第五章：工作流在n g o s s 中的应用。首先介绍电信运营支撑系统中的业务流程 如何映射为工作流，然后给出在工作流技术支持下的n g o s s 体系架构。接着结 合实例，简单介绍某电信运营支撑系统体系结构和建设现状，提出工作流技术引 入后的电信运营支撑系统体系结构。给出该电信运营支撑系统中的工作流管理系 统体系结构。分析该电信运营支撑系统综合营帐子系统中包含的业务类型。最后 分析基于工作流的电信运营支撑系统对原有系统的改进。 第六章：基于m d a 实现n g o s s 中的工作流。本章以业务新装流程为例，按照 m d a 的软件开发过程实现上一章电信运营支撑系统中的工作流管理系统。首先 简单介绍业务新装流程；然后结合实验，提出用u m l 建立业务流程的平台无关 模型( p i m ) ；用x m i 的m o f x m l 映射技术将p i m 映射为x m l 定义的平台相 关模型( p s m ) ；用x s l t 技术将p i m 转换为x l a n g 描述的工作流过程定义。 第七章：对文章内容进行总结。分析工作流技术应用于电信运营支撑系统的优越 性和存在的困难。分析在实现过程中，在m d a 方法指导下实现电信运营支撑系 统中的工作流管理系统的优势和不足。阐明论文已完成的工作，待完成的工作， 提出可能的解决方案。 北京邮电大学硕士学位论文 工作流在n g o s s 中的应用及基于m d a 的实现 第二章新一代运营支撑系统 2 1n g o s s 体系框架 随着全球电信业务的逐步开放，电信运营企业的经营方式正在从以业务为中心转 变为以客户为中心。运营支撑系统( o s s ：o p e r a t i o ns u p p o r ts y s t e m ) 是在新的电信运营 环境下提出的一种以t m n 的分层结构为指导，结合自顶向下的商务设计原则，融合 客户管理、业务运作和网络管理为一体的电信企业运营管理解决方案。而过去在系统 设计和结构方面，没有重视系统架构设计，造成系统结构杂乱无章，在一定程度上阻 碍了新业务的开展和提供端到端的客户服务。原来单一的运营支撑系统已经越来越无 法满足新业务不断涌现的竞争要求。从当前情况看，能够满足运营商长期需求的o s s 系统应当是一个松耦合、可伸缩的分布式构件系统。不仅电信o s s 系统是如此，现 在大型的商务系统和企业系统大多都是如此。 新一代运营支撑系统( n g o s s ：n e wg e n e r a t i o no p e r a t i o n ss y s t e m sa n ds o f t w a r e ) 是电信管理论坛( t m f ：t e l e m a n a g e m e n tf o r u m ) 提出的新一代o s s 体系。它是一个 基于组件的面向对象的分布式o s s 解决方案。n g o s s 提出一系列文档、信息模型和 代码，分析企业核心业务流和信息技术，目标主要是为了定义一个标准的数据交换接 口和业务集成点，使电信运营过程中的服务提供者、软件供应商、设备提供商和系统 集成商的信息模型和商业流程能够互相映射，从而实现电信运营过程的自动化，为电 信运营支撑系统，同时也为更广泛领域的通信系统的开发、实现和发布提供一个快速 灵活的集成框架。n g o s s 使得o s s 的设计和开发从满足个别运营商的个体需求扩展 到分析电信运营商的整体需求。 n g o s s 体系框架如图2 1 。该框架的中心是n g o s s 的支撑工具。框架由四个部 分组成： 增强型电信运营图( e t o m ：e n h a n c e dt e l e c o mo p e r a t i o n sm a p ) 。它是一个电信企 业业务流程框架，用来描述电信企业运营过程，为服务提供商提供企业的业务流 程参考。本文将在下一节对其进行较详细的介绍。 共享信息数据模型( s i d ：s h a r e di n f o r m a t i o n d a t am o d e l ) 。它提供了关于系统所 使用的信息和数据参考模型以及一个商业视图的公用信息数据词汇库。s i d 可看 作是e t o m 的伙伴模型。s i d 和e t o m 共同为企业提供了商业过程模型和实体模 型，给出如何为满足商业需求将事务集成在一起的途径。 4 北京邮电大学硕士学位论文 工作流z 】：n g o s s 中的应用及基于m d a 的实现 技术中立结构( t n a ：t e c h n o l o g yn e u t r a la r c h i t e c t u r e ) 和合约接口( c i ：c o n t r a c t i n t e r f a c e ) 。由于n g o s s 是一个与以往系统不太相同的新的系统框架，它有很多 的问题要解决。在解决问题过程中可采用的技术手段有很多选择。为保证n g o s s 的目标能顺利实现，为解决不同技术的兼容问题，t m f 提出了n g o s s 中的t n a 。 t n a 是一个抽象的、通用的体系结构，定义了n g o s s 在系统结构方面的功能， 同时描述了系统结构各个实现阶段的问题和方法。合约接口定义了组件间相互交 互的a p i 。 一致性测试。为了使电信运营支撑系统中的业务功能组件更好地相互集成， n g o s s 为e t o m 、s i d 、流程控制和合约接口提供了一致性测试的一整套规范。 图2 - 1n g o s s 体系框架i l t m f 还定义了在n g o s s 指导下，o s s 的一般开发过程，以及每个过程对应的视 图。如图2 - 2 所示。整个开发过程按照顺时针方向进行。其中，在需求阶段，商业视 图负责获取和定义外部商业需求；在建模阶段，系统视图将商业需求转换为系统模型； 在确认阶段，实现视图实施系统模型，生成解决方案；在执行阶段，执行视图运行解 决方案，满足需求。框架的中心是一个知识库，负责管理开发过程中的所有信息和数 据。 北京邮电大学硕士学位论文 工作流存n g o s s 中的应用及基于m d a 的实现 图2 - 2n g o s s 系统开发框架和视图【2 】 t m f 希望通过n g o s s 来建立基于组件技术的分布式系统结构和一套系统服务。 同时这些系统和服务能支持电信行业所需的动态商务和运营管理。n g o s s 从业务分 析、流程自动化和系统实现及集成等方面制定了相应的规范，用来指导o s s 的分析、 流程自动化和实现。 2 2 n g o s s 中的业务流程参考模型- - e t o m 221 从t o m 到e t o m 的扩展 在业务模型方面，t m f 于2 0 0 0 年制定了电信运营图( t o m ：t e l e c o mo p e r a t i o n s m a p ) 。t m f 的一个主要目标是实现电信运营过程的自动化。t o m 正是实现这一目标 的基础和关键，是电信运营支撑系统( o s s ) 开发和集成的起点。它是作为指导电信 企业过程的蓝图为出发点提出的。目前，运营商的业务运营支撑系统多以t o m 模型 作为业务参考模型。2 0 0 1 年上半年t m f 又提出了增强型电信运营图( e t o m ：e n h a n c e d t o m ) 。面对众多新的需求，e t o m 从多方面对t o m 框架进行了扩展【j l 。 e t o m 将t o m 模型扩展到整个企业过程，而不仅仅是电信业务的运营，包括企 业的战略规划、企业的基础结构、企业产品规划等各个方面。 明确定义了市场营销过程。这是因为市场营销在电子商务中占有重要地位。 北京邮电大学硕士学位论文 工作流在n g o s s 中的应用及基于m d a 的实现 明确定义了企业管理过程，这样做的目的是为了使企业中的每个人都能够确定其 关键流程，使e t o m 的业务流程框架能够指导整个企业的活动。 将业务开通、保障和计费( f a b ：f u l f i l l m e n t ，a s s u r a n c ea n db i l l i n gp r o c e s s ) 置于 总体模型的高层视图，从而强调客户优先流程是企业的重点流程。 定义了一个运营支撑垂直过程组。这个过程组贯穿了除企业管理层外的所有功能 层( 客户关系管理、业务管理、资源管理、供应商厶作伙伴管理) 。这是为了实 现电子商务和客户自行管理的功能。为了保证客户运营支撑和客户自行管理，企 业必须了解自己的业务流程。 增加了三个不同于功能性操作的企业过程组：战略与执行、基础设旌生命周期管 理、产品生命期管理。它们组成了战略、基础网络与产品域( s i p ：s t r a t e g y ， i n f r a s t r u c t u r ea n dp r o d u c t ) 。这个域和与客户有关的业务操作过程有不同的管理周 期。 从面向客户服务或业务转化为面向客户关系管理。强调客户自行管理和控制，增 加客户价值，利用信息向客户提供更好的个性化服务。面向客户关系管理赋予了 客户操作层更丰富的内容。更好地代表销售流程，完成市场营销在客户关系管理 范围内的集成。 2 2 2e t o m 业务流程框架 e t o m 模型是一个与组织结构、技术、业务都无关的过程控制框架模型。它为企 业业务重组和o s s 的开发提供了业务流程的框架。e t o m 旨在帮助业务网络运营商 将信息管理、业务管理、网络管理等各方面较好地集成在一起，以实现低成本的端到 端运营流程自动化，并支持运营商之间的互联互通。e t o m 对任何希望建设适合自己 企业的电信运营支撑系统的电信运营商柬说都具有指导意义，已成为电信业务运营管 理模型事实上的标准。 e t o m 给出了一个水平分层，垂直分块的业务流程框架，如图2 3 所示。总体上 e t o m 包括三个过程域：战略、基础网络与产品域，运营域，企业管理域。其中，运 营域是e t o m 的核心域，包含了与业务运营和管理相关的所有过程；战略、基础网 络与产品域侧重于策略及生命周期的管理，为运营域提供功能性支持；企业管理域属 于通用性交叉领域，包含企业运作的一些基本过程，这些过程会和前两个域交互。 北京邮电大学硕士学位论文 工作流在n g o s s 中的应用及基于m d a 的宴现 勰徽雾撼籀矧妻器鬣端 郇铿! 竺墨! 哪嗍啦黔蠹l 鲤蛹孵鞣蠡l 秘嚷醚黼畦a 。 1 m 3 。9 “9 。“6 。”8 。 3 ”3 9 。“c u s t o m q rr e l 埘o n s h i pm a n a g e m 即t r 。帅”“一“ s t r v i e e m a n a g e m e n t & o p e r a t i o n s r e s o u r 髑, d e w l o p m e n t & m 舶e g e m e n lr e s o u l t e m a n a l e m e n t & 0 p e n f i o n s s u p p v c h a i nd v o l o p m o n tbm a n a g 郇e n t s u 口n b e n n w r e l a t i o n ；h i p m a n a g e m e n t 图2 - 3e t o m 业务流程框架【i 】 运营域以及策略、基础网络与产品域可水平划分为4 个管理层：市场、产品及客 户管理层，业务管理层，资源管理层，供应商合作方关系管理层。水平过程表示与 功能相关的业务过程。 垂直分块表示端到端的业务过程。运营域被垂直分割为4 个业务流程：运营支撑、 开通、保障和计费。其中，业务开通、业务保障和业务计费，即f a b ，这3 类流程 是从t o m 继承来的，而运营支撑流程包括为支持f a b 实时实现的系列准备活动。 e t o m 新提出的战略、基础设施与产品域被垂直分割为3 个业务处理流程块：战略与 执行、基础网络生命周期管理、产品生命期管理。 该框架是e t o m 给出的第层业务流程框架。e t o m 沿着过程域一过程组一过程 一子过程一活动的过程分解方法，从上至下地对企业过程进行分解，形成了e t o m 多 级过程视图。运营商可根据自身的需求套用这些框架来进行自身n g o s s 系统的业务 流程建设。 8 北京邮电大学硕士学位论文 工作流曲- n g o s s 中的应用及基于m d a 的实现 第三章工作流技术 3 1 基本概念和定义 工作流是近年来迅速发展的一项技术，在各个领域日益被商家们开发和利用。工 作流的概念起源于生产组织和办公自动化领域。它是针对日常工作中具有固定程序的 活动而提出的概念。目的是通过将工作分解成定义良好的任务和角色，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的。在工作流概念下实现业务过程集成和 业务过程自动化的集成机制是通过定义不同任务之间相互关系的工作流模型来实现 的。工作流实现了过程逻辑和应用逻辑的分离。作为支持企业过程重组( b p r ) 、经 营过程自动化( b p a ) 的一种手段，工作流技术的研究日益受到学术界与企业界的关 注。 工作流管理联盟( w f m c ：w o r k f l o wm a n a g e m e n tc o a l i t i o n ) 成立于t 9 9 3 年，其 主要职责是为实现工作流产品之间的互操作，在工作流管理系统的相关术语、体系结 构和应用编程接口等方面制定一系列的规范。 w f m c 给出的工作流定义是【3 】：工作流是在计算机的支持下，业务过程全部或部 分地实现全自动化或半自动化。它根据一系列的过程规则，文档、信息或任务能够在 不同的执行者之间进行传递和执行。 另外，工作流还有一个重要的概念：工作流管理系统。w t m c 给出的定义是【3 ： 工作流管理系统是一个完整定义、管理和执行工作流的系统。该系统通过运行些软 件来执行工作流，这些软件的执行顺行是由工作流业务逻辑的计算机表示形式来驱动 的。 由此可见，工作流是业务过程的一个计算机实现，而工作流管理系统为业务系统 的实现提供软件支撑环境，很类似于单个计算机上的操作系统。工作流模型是可被工 作流管理系统执行的。 3 2 工作流管理系统 3 2 1 工作流管理系统模型 有多种方法实现工作流管理系统，在不同的实现方式中，所用的信息技术、通信 北京椰电大学硕士学位论文 工作流在n g o s s 中的应用及基于m d a 的实现 技术和支撑系统结构会有很大差别。但是，所有的工作流管理系统都表现出一些共同 的特性，这为不同产品的集成、协同工作提供了基础。w f m c 给出了工作流管理系统 的一个公共模型，如图3 1 所示，描述了工作流管理系统的共有特性以及功能之间的 关系4 1 。 1 ) 建立时期功能：在这一阶段，主要完成对工作流过程和相关活动的定义和建模功 能。 。 在这个阶段，利用一个或多个建模技术和工具，完成实际的经营过程到计算机可 处理的形式化定义的转化，这个过程称为过程建模，所得到的结果称为过程定义。 过程定义由一些分散的活动、相关的计算机、人员操作、活动问控制过程进程的规则 构成。可以用文本、图形或者语言符号来表示过程定义。由于过程建模在工作流管理 系统中非常重要，是其它两项功能的基础，本文将在下- d , 节对过程建模进行更为详 细的介绍。 i 、1 嶂e d c s l o 盎d c n r i 州， b i 】k s fp $ a n a l y s i s m 。m “g “d e f i n i f i o l1 j “k b u i l dt i m c p l w e s g d o 矗n i t i o n r 1 王i m e ”&。c。eo日ntrlonl8t41wia6。“：!i!i；i：；j；!习=gcr、qce, 、0 1 t n m n c n e n l t i c r 2 i c “l ，1 1w i t h u ，c 】 采 。p p l ic a ll x o i r1 - l l 、l 图3 1 工作流管理系统的特性p j 2 ) 运行时期的控制功能：在一定的运行环境下执行工作流过程，完成每个过程中不 同活动的顺序执行。 在运行时期，在工作流建模阶段所生成的过程定义由负责创建、控制过程实例的 软件所解释执行。并且，这个软件还负责安排过程中各个活动的执行时间，调用适当 的人员、i t 应用程序资源等。这些运行时期的控制功能，就像过程定义中描述的过 程与现实所见到的实际过程间的连接，反映在运行时期的用户与i t 应用程序间的交 北京邮电大学硕士学位论文 工作流朽n g o s s 中的应用及基于m d a 的实现 且。 实现这个功能的是基本工作流管理控制软件，又称工作流机。工作流机负责过程 的创建和删除，控制运行过程中活动的执行时间安排，以及与人、应用工具资源进行 交互。 3 ) 运行时期的人机交互功能：主要实现在各种活动中和用户、i t 应用程序( 工具) 的交互。 。 工作流过程中的活动与人类的操作有关，经常是在使用特殊的i t 工具后，或者 信息处理操作需要一个特殊的应用程序来操作一些定义过的信息时，交互才被意识 到。在活动间转移控制、确定过程的运行状态、调用应用工具、传递适当的数据等， 都必须与过程控制软件进行交互。 制定标准的框架来支持这种交互，有两个好处：在多工作流系统中使用一致的接 口；可以开发工作于不同工作流产品中的通用应用工具。通常，不同的操作人员需要 完成的工作可分为模型定义、人机交互和系统运行状态监控三种。 3 2 2 工作流管理系统研究方向和现状 对工作流管理系统的研究主要集中在以下几方面【4 】： 工作流的理论基础：工作流管理系统体系结构、工作流模型、工作流过程定义语 言。 工作流实现技术：工作流的事务特性、各种先进软件技术的应用、工作流仿真。 这方面的研究是为了提高工作流管理系统的性能、可靠性，尤其是处理大规模复 杂的且具有并行业务的流程方面的能力。 工作流技术的应用：包括工作流施实技术在不同应用领域的应用方法、应用软件 集成等。这方面的研究是为了发挥工作流管理系统的优势，为解决具体应用领域 内的问题提供有效实现手段。 目前在工作流管理系统的开发上，不少大学和研究机构已经有一些研究成果，如 i b m 的a l m a d e n 研究中心研发的基于持久消息队列的分布式工作流管理系统 e x o t i c a f m q m 、左治亚大学计算机系研发的具有自适应能力的工作流管理系统 m e t e o r 、基于分布式主动数据库技术的工作流管理系统w i d e 等等。在研究中，上述 三个方面都取得了许多研究成果，这些研究成果推动了工作流管理技术的研究、发展 和应用。其中，工作流实现技术方面是研究最多的，也是成果最多的方面。它主要研 究采用什么样的底层支持技术，如目前已有许多基于c o r b a 、基于l o m sn o t e s 、基 于w e b 技术、基于移动a g e n t 、基于扩展事务模型、基于消息队列和t pm o n i t o r 等 北京邮电大学硕士学位论文 工作流在n g o s s 中的应用及基于m d a 的实现 的工作流产品。而在工作流理论基础方面的研究相对较薄弱，还有许多问题需要进一 步研究。虽然w f m c 成立后，在标准化方面做了不少工作，如制定了工作流参考模 型、工作流管理系统的互操作接口定义、工作流过程定义语言等等，但这些规范在实 际应用过程中存在不少困难，工作流产品常常为了满足某个规范或标准要舍弃一些必 要的信息和数据，而且常要以增加工作量和复杂度为代价。因此标准化程度差仍然是 工作流管理系统建设中一个较大的问题。 。 3 3 工作流建模 了解了工作流管理系统的共同功能特征之后，我们可以看出，在整个工作流管理 系统中，工作流过程建模是最关键的阶段，它是其它两个阶段功能实现的基础。工作 流模型是对工作流的抽象表示。目前，已经有很多的工作流建模工具，人们对工作流 模型也进行了很多研究。比较有代表性的工作流模型有基于活动网络的过程模型 ( f l o w m 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、 基于p e t r i 网的工作流模型等等。 理想的工作流模型是工作流描述能力要很强，可以描述清楚几乎所有的业务流程 类型。对概念模型进行评价的四条标准为【4 】： 表达能力丰富：模型要提供丰富的建模概念，使得由大量约束集合而成的元素能 够在模型中被直接表达出来。 容易理解：不论是领域专家还是普通用户，都能比较容易地理解模型含义。 最小化：模型中的概念不重叠，每一个基本概念都有它特定的意义。 形式化：模型定义能够作为现实对象的形式化描述。 工作流模型不同于一般意义上的过程模型。通常描述一组活动和它们相互之间连 接关系的模型可通称为过程模型，但并不需要这些模型用计算机来执行。而工作流模 型从建立的目的来讲，就是为了实现业务过程自动化，要由计算机来执行的。这就要 求工作流模型不仅能够明确地表达经营过程中活动以及活动间的关系，而且还要对活 动间所传递的信息、活动的执行实体、活动所需要的资源等方面进行定义，这样才能 够构成一个完整的业务过程模型，才能由计算机进行解释执行。因此，工作流模型中 还包含描述数据、组织和资源的相应部分。 在工作流的建模方面，w f m c 做了两项工作：提出了一个元模型；定义了一套可 以在工作流管理系统之间、管理系统与建模工具之间交互过程模型定义的a p i 。 元模型是指描述模型的模型。工作流模型的元模型用来表示过程定义中的对象、 对象之间的关系及对象的属性。提出这个元模型的目的是为不同产品间的过程定义相 北京邮电大学硕士学位论文 t 作洗扯n g o s s 中的应用及基于m d a 的实现 互转换奠定了基础，并形成一套转换格式。该工作流元模型如图3 2 所示。 图3 - 2 过程定义元模型【” 前面提到过几种较有成就的工作流管理系统。虽然它们所使用的底层技术、建模 方法、建模语言和应用范围各不相同，但是它们所提供的建模工具却有类似的运作机 制。它们通常都是提供一个或几个图形化的工作流建模工具，用户用图形化建模工具 建立的工作流模型可自动生成工作流过程描述语言定义的可执行工作流过程描述文 档，然后交由工作流机解释执行。这样建立的工作流模型若要与外界应用程序或其它 工作流模型交互十分困难。因为没有一个使用同样元元模型的建模语言建立上层的抽 象模型，目前工作流模型的交互是与具体实现技术相关的模型之间的交互。 3 4 工作流过程定义语言 有很多方法可以用来进行工作流模型的定义和描述。工作流建模方法学研究的主 要内容就是为企业经营过程建模提供一套完整有效的描述经营过程的建模语言。工作 流模型的核心是对过程的定义，包括组成过程的基本活动以及活动之间的顺序关系。 目前已有很多工作流建模语言。以下是两种较为典型的。 3 4 1工作流过程定义语言( w p d l ) w p d l ( w o r k f l o wp r o c e s sd e f i n i t i o nl a n g u a g e ) 是w f m c 在过程定义元模型的基 础上定义的工作流建模语言。目的是定义一个公共交换格式，使不同产品的工作流定 义可以实现模型交换。作为一个标准、通用的工作流描述语言，w p d l 定义了一个最 小集合的工作流建模实体与属性，提供了一般意义下的公共交换格式。基于这一模型， 特定厂商的工具之间可以进行信息交换。 北京邮电大学硕士学位论文 工作流在n g o s s 中的应用及基于m d a 的实现 3 4 1 1 w p d l 语法 w p d l 的语法采用的是类似于巴科斯一诺尔范式( b n f ) 的格式，以一个产生式 规则集合的形式定义的 4 】。元语言的组成包括以下几个部分： 标识符 关键字e x a m p l ek e y w o r d 产生式标记 ：= 特殊字符 i + 在w p d l 中，每一条语法规则都是一个产生式。规则的左边( 标识符) 和右边 ( 表达式) 用“：= ”进行连接，意思是左边可以由右边代替或由右边产生。表达 式是标识符、关键字以及特殊字符的组合。关键字是语言的核心部分，用来刻画w p d l 过程模型中的各种组成部分以及相应的属性。 w p d l 具有一些与一般编程语言类似的语法定义，如： 具有一些基本的数据类型： ：= l l i 。这条语法规则表示基本数据类型包括：字符型( s t r i n g ) 、浮点型 ( f l o a t ) 、整型( i n t e g e r ) 、外部对象的指针( r e f e r e n c e ) 、日期型( d a t e ) 等。在这些 基本数据类型的基础上，可以进一步地定义其它的数据类型。 定义了一些表达式，用于工作流中各种类型条件( 循环条件、转移条件等) 的定 义。一个表达式是一个由操作符与操作数组成的序列。对操作符及它们的优先级 均有定义。 对元模型实体属性的描述。属性的格式为： ：= 。属性可以是预定义的标准属性，也可以是扩展属 性。 对参数的定义。参数负责在过程、子过程以及应用之间进行数据传递。一般参数 定义格式为： ：= i n _ p a r a m e t e r s 输入参数 f o u t输出参数。 而w p d l 的核心部分是对_ _ p 元a 模r a 型m 实e t 体e 的r s 定 一 种工作流过程定义语 言所特有的语法。正是这些元模型实体才组成了一个完整的工作流模型。工作流模型 的定义格式如下： ? ? = m o d e l 枣工作流模型头定义， 包含一些一般性说明信息。+ 北京邮电大学硕士学位论文 二作流在n g o s s 中的应用及基于m d a 的实现 序c o n f o r m a n c ec l a s sd e c l a r a t i o n 刁产致类声明。描述模型 中的定义所符合的一致性类型。一致类是w f m c 对模型是否符合w f m c 标准的 一种等级分类。+ 序e x t e n d e d l i b t 。a r y d e c l a r a t i o n 7 p 扩展库声明。w 0 订c 的工作 流模型中定义了执行过程所需的扩展库，扩展库中的函数和过程将直接与工作流 机绑定并可调用或激活。t 。 序e x t e r n a lm o d e ld e c l a r a t i o n 7 p 外部模型声明。指该工作流 模型所引用的其它工作流模型。+ 卜w o r k f l o