（计算机软件与理论专业论文）校务办公系统中工作流技术的研究与实现.pdf

摘要 在现代的校务日常办公业务中，越来越多的任务需要多个部门的不同人员共 同参与、协同办公。各种各样的文档为完成某一任务在各个部门中按照预定的规 则流动并得到处理，达到协同办公的目的。然而现有的校务办公系统在协调多个 参与者来完成某一个任务方面存在着严重的不足，严重影响了办公效率。工作流 技术根据一系列过程规则，使得文档、信息或者任务能够在不同的执行者之间实 现传递和交流，能有效的解决这一问题。本文深入的研究了校务业务流程的具体 需求和工作特点，提出了将工作流技术引入校务办公系统中，通过构建校务工作 流管理系统这个智能的协同办公模型来改进现有校务办公系统的不足。 论文对工作流管理系统的相关概念，结构和功能进行了介绍，结合校务业务 流程的具体情况，在此基础上提出了一个基于关系数据库的、以文档流转为中心 的、由动作来激发的校务工作流管理系统，设计了一个基于w e b 的校务工作流 管理系统模型。按建模阶段和运行阶段对工作流管理系统进行了分析，并设计了 相应的工具和模块对其进行支持。 模型中，对应于建模阶段，定义了校务工作流模型，其中组织模型用来定义 学校人员的组织，组织模型的主要任务是提供柔性的组织定义，为过程模型提供 “人”的支持；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步 骤以及步骤间的依赖关系。它是整个校务工作流模型的基础；而表单模型对应于 现实的纸质表单，在过程模型中对其进行引用，表单模型为工作流的执行提供了 “信息”的支持。对应于运行阶段，在校务工作流模型的基础上，设计了校务工 作流引擎来驱动模型的运转完成文档的流转，给出了路由导航算法，分析了运行 过程和运行状态，支持任务的动态指派。 最后，在此基础上，对校务工作流管理系统进行了初步实现，用户可以根据 定义好的工作流程，快速的完成各种业务流程。通过系统，验证了校务工作流管 理系统的理论模型有效、可行，能有效改进协同办公的速度，提高办公效率。 关键词工作流；工作流引擎；工作流管理系统 a b s tr a c t m o r ea n dm o r em i s s i o n sr e q u i r ep e o p l ei nd i f f e r e n td e p a r t m e n t st oj o i n t l y p a r t i c i p a t e f o rc o o p e r a t i 、。v et a r g e t a l lk i n d so fd o c u m e n t sr r et r a n s f e r r e d a c c o r d i n gt ot h er o l e sf o rt h ec o m p l e t i o no fam i s s i o n t h ee x i s t i n gs c h o o lo f f i c e a u t o m a t i o ns y s t e mi ss e r i o u s l yi n a d e q u a c yi nc o - o r d i n a t i o no fm a n yp a r t i c i p a n t st o c o m p l e t eat a s k t h ew o r k f l o wt e c h n o l o g yc a ne f f e c t i v e l ya d d r e s st h i sp r o b l e mf o r t h ep r o c e s sb a s e d0 nas e r i e so fr u l e s ，m a k i n gd o c u m e n t s ，i n f o r m a t i o no rt a s k s 啪 b et r a n s f e r r e da n di m p l e m e n t e db yd i f f e r e n tp e r s o n o nt h eb a s i so f i n - d e p t hs t u d yt o t h es p e c i f i cn e e d sa n dc h a r a c t e r i s t i c so fs c h o o lp r o c e s s e s ，t h ea u t h o rp r o p o s et h e s c h o o lw o r k _ f l o wm a n a g e m e n ts y s t e mm o d e lt o i m p r o v ee x i s t i n g s c h o o lo f f i c e s y s t e m t h i sp a p e rh a sad i s c u s s i o no nc o n c e p t ，a r c h i t e c t u r ea n df u n c t i o no fw o r l d l o w m a n a g e m e n ts y s t e mw i t ht h es p e c i f i cs c h o o ls i t u a t i o n s t h e nt h ep a p e rg i v e sa s c h o o lw o r k f l o wm a n a g e m e n tm o d e la n di t sf r a m e w o r kt ot r a n s f e rd o c u m e n tw h i c h i sb a s e do nr e l a t i o n a ld a t a b a s ea n di sa c t i v a t e db ya c t i o n o nt h eb a s i so ft h e o r y w f m s ，d e s i g nc o m p o n e n t st os u p p o r tt h em o d e la c c o r d i n gt ot h em o d e l i n ga n d o p e r a t i o n a lp h a s e so f t h ew o r k f l o wm a n a g e m e n ts y s t e m t h ew o r k f l o wp r o c e s sd e f i n i t i o nm o d e li sb u i l ta c c o r d i n gt ot h em o d e l i n gp h a s e o r g a n i z a t i o n a lm o d e lg i v e st h ed e f i n i t i o no fs c h o o lp e r s o n n e ls 仃u c t i l 佗t h em a i n t a s ko fo r g a n i z a t i o n a lm o d e li st op r o v i d ef l e x i b l ed e f i n i t i o no fo r g a n i z a t i o n , a n di t s u p p o r t sp r o c e s sm o d e lw i t h ”p e o p l e ”i n f o r m a t i o n a st h eb a s i co ft h ee n t i r em o d e l p r o c e s sm o d e li su s e dt od e f i n ew o r kf l o wp r o c e s sl o g i c ，i n c l u d i n gt h ei n f o r m a t i o n o f a l lt h es t e p sa n dt h e i rr e l a t i o n s h i p s t h ef o r mm o d e li sc o r r e s p o n d i n gt ot h em o d e l r e a l i t yp a p e rf o r ma n di ts u p p o r t sp r o c e s sm o d e l 、v i t l lt h e ”i n f o r m a t i o n ”1 1 ” w o r k f l o we n g i n ew h i c hi sb a s e do nt h ep r o c e s sd e f m i t i o nm o d e li s d e s i g n e d a c c o r d i n gt ot h eo p e r a t i o n a lp h a s e s w o r k f l o we n g i n ei st h ek e r n e lo ft h ew o r k f l o w m a n a g e m e n ts y s t e m f i n a l l y ，t h es y s t e mm o d e lh a sb e e na p p l i e dt ot h ei m p l e m e n to ft h ew e b b a s e d s c h o o lw o r kf l o ws y s t e m u s e r sc a nu s ei tt oc o m p l e t ev a r i o u sb u s i n e s sp r o c e s s e s q u i c k l y b yi m p l e m e n to ft h es y s t e m ，ic e r t i f yt h es c h o o lw o r kf l o wm a n a g e m e n t s y s t e mm o d e lw o r ke f f i c i e n c ya n dc o o p e r a t i o nw o r kc a p a b i l i t yo fs c h o o lo f f i c e p r o c e s s k e y w o r d s w o r kf l o w ；w o r k f l o we n g i n e ；w o r k f l o wm a n a g e m e n ts y s t e m n i 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个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的地方外，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工业大学或其它教育机构 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 已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 签名：舌慧舞 关于论文使用授权的说明 本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部 分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 签名：薹慧蔓 1 1 研究背景与意义 1 1 1 研究背景 第1 章绪论 近几年来，随着校园网络的快速发展，大部分学校内部都已建成校园网。 且以不同形式接入了中国教育和科研计算机网( c h i n ae d u c a t i o na n dr e s e a r c h n e t w o r k ，简称c e r n e t ) 【l 】。与此同时，随着学校管理体制改革和布局结构调 整的进行，现有学校数量减少而规模扩大，学校综合化、规模扩大化、招生扩 大化及校办企业的增加使校园管理的信息量、工作量都在不断增加，对信息工 作的要求也在不断提高【2 1 。同时随着交流的增加，老师异地办公和信息回传的 需要、随时了解学校情况、或及时做出重要决定、或对重要文件做出批示，同 时也越来越多的需要不同部门之白j 的老师协同办公。这些都表明现代校务办公 业务的分布性、异构性和自治性的特征越来越显著。 近几年来，各学校在事务处理方面已经有了相应的应用软件。在一定程度 上提高了的办公效率但是这些办公软件大多是静态的信息管理系统 ( i n f o r m a t i o nm a n a g e m e n ts y s t e m ，简称m i s ) ，属于客户端服务器软件，不 适应i n t e r n e t 的发展和移动办公的需求。而且各部门系统采用不同的数据库管理 系统，仅能提供独立的文档存储、管理、查询、打印，而不能适应各部门之间 高效、交互、实时、协同工作的要求。校园网仍缺少必要的信息传递环节，各 部门各自为政，部门之间无法实现信息的共享和集成，从而难以实现各部门之 间的高效率协作，信息的交流沿袭着传统的人工传递文件的方式，既容易出错， 也不利于学校各部门之白】的协同工作和工作流程的跟踪和监型”。在此背景之 下，研究开发新型网络化的面向行政办公校务办公自动化系统，以适应信息处 理高效化、智能化的问题便提到了我们的面前。 对于学校而言，由于其组织结构庞大，管理头绪多，各种事务处理起来往往 牵涉到众多的机构部门。学校内有许多繁琐复杂的流程，这些流程构成了其日常 活动。在日常工作中，7 0 以上都是有两个或两个以上的员工共同参与协作的任 务 4 - 卯。一项复杂的工作，往往在不同的阶段需要不同的参与者来完成相应的工 作，直到工作完成。这种经过一个步骤处理后再转往下一站的连续步骤，称之为 “业务流”。而且这些业务流可以根据具体的需要随着时间变化而更改。基于此， 找到一个更为有效的应对多样化灵活的用户需求的方法就显得尤为紧要了，而工 作流的概念正是由此而提出的，其原理是将r 常工作流程以过程定义的形式固化 北京t 业入学t 学硕 。学位论文 下来，通过将工作分解成定义好的任务、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，实现经营过程重组、经营过程自动化。使办公管理走 向规范化和制度化、减少人工的等待时间，缩短周期，达到提高工作效率和响应 时间的目的1 6 1 。采用工作流技术作为核心开发的业务管理系统的最大优点是将应 用逻辑与过程逻辑分离。在不修改具体功能的情况下，通过修改过程模型改变系 统功能，完成对生产经营部分过程或全过程的集成管理，可有效地把人、信息和 应用工具合理地组织在一起，发挥系统的最大效能。 1 1 2 研究意义 以工作流技术为基础，结合w e b 技术，办公自动化技术，研究并设计工作 流管理系统( 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 ) ，在校务办公系统中 实现应用，为用户提供方便的协同办公、事务处理和交流的平台。把现有的各 个业务过程模块化，根据用户的不同需要而构建不同的处理流程，一方面提高 了整个系统的灵活性，另一方面也使得整个系统的事物逻辑更加清晰明朗，便 于维护和修改，具有更好的可扩充性。以改善校园办公条件与环境，减轻工作 人员负担，提高办公质量和工作效率，加快校园管理工作规范化、科学化、网 络化的进程，最终把校园办公转变成一个思考型而不是业务型的任务。同时， 充分利用网络资源来满足资源共享、协同工作和及时性等要求，提高学校各部 门的协同工作效率和整体办公水平，使学校各级管理机构的运作更加规范化、 网络化和自动化。 1 2 国内夕l t f l 关领域的研究现状 纵观工作流软件产品由八十年代的萌芽到现在的繁荣【7 。3 1 ，我们可以把它总 结为三个阶段： 第一阶段，主要为应用于某些特定领域的、楣对独立的应用系统，比如图 象管理系统： 第二阶段，主要表现为具有底层的通讯基础结构、能够实现任务协作的应 用系统、比较具有消息传递功能的工作流系统； 第三阶段，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，其体系结构基本符合工作流管理联盟( 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 ) 所提出的标准结构。 经过接近三十年的发展，工作流逐渐成为各种信息系统的核心，在 t o mb a e y e n s 的“工作流现状【9 一文中指出“工作流市场还属于年轻而又混乱 ( y o u n g a n d w i l d ) 的阶段，但已经有可靠的工具存在了：到目前，像j 2 e e 和n e t 2 第1 章绪论 这样成熟的集成平台才可用。在这样一个平台上运行工作流管理系统才能真正 发挥工作流系统的附加价值。这也是为什么只有在今天。工作流系统才被重新 发现。”。 正因为如此，近几年，在国外，相关部门对这一技术的研究投入大幅提高， 包括微软、i b m 等国际知名企业的研究机构均加入了这一研究领域。在亚洲， 包括同本、香港、韩国等在内的科研院所对工作流技术的研究也是方兴未艾。 由于本质上的集成功能，工作流技术往往作为计算机应用领域实施系统集成的 首选方案。国外的一些公司，已经推出了他们的工作流性质的产品【1 0 q 2 1 ，如基 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 ：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 ；基 于状态与活动图的工作流管理系统- - m e n t o r 及基于d o m i n on o t e s 技术开发的 工作流管理系统e s p r e s s o 。1 9 9 3 年欧洲成立yt 作流管理联盟( w f m c ) 1 3 - 1 4 1 推 进工作流管理系统的标准化，提出了一套工作流管理系统的标准。主要工作包 括：开发了一套a p i ，保证以一致的方式访问工作流管理系统的服务和功能， 为工作流管理系统之间和工作流管理系统与其他应用程序之间规定了交换格式 和协议，统一了工作流模型，使得不同工作流管理系统的工作流定义可以相互 使用。 基于我国计算机应用的推广普及的历史背景，我国开展工作流技术的研究 始于上世纪九十年代后期。虽然国内工作流领域方面的研究与应用起步较晚。 但由于起点高，较好的吸收了国外的先进技术，所以迅速跨越了概念消化、 原型开发等初级阶段，最近几年，取得了较好的研究效果。 对于工作流的实现技术目前主要有i ”- q ： 1 基于l o t u sn o t e s 软件，以m i c r o s o re x c h a n g e 和i b md o m i n on o t e s 为 典型的成熟群件平台，在它们上面做二次开发容易实现，但是不能完全拥有 自主版权，并且其多样性的适应性较差。 2 基于w e b 构架应用系统【1 8 】，由于零安装、移动性好、易操作等优点得 到了巨大的发展，许多应用系统转移到基于w e b 构架上来，w f m s 也不例 外。现有的许多w f m s 也增加了对w e b 的支持； 3分布式w f m s ，许多学者研究如何实现w f m s 的分布处理，一个流程 可以使用多个分布的工作流引擎，每个工作流引擎可以调度不同流程实例或 流程实例的不同任务，一个调度引擎发生故障时，不会影响其它引擎的正常 工作。分布式系统会带来一系列的问题，如数据一致性、并发性、备份和恢 复问题，这些是当前研究的热点。 4基于e c a 的适应性工作流，在实际中往往需要根据具体情况动态地确 定执行路由，这就需要工作流模型能表达出不同情况下的不同处理方法。依 北京t 业人学t 学颈 学位论文 据事件条件动作( e c a ) 规则进行条件判断，选择合适的执行动作。 在企业业务执行过程中，各个活动的进行总是伴随着事件的发生。特定的事 件触发特定的活动，而活动的结束又引发新的事件。 经过国内外工作流产品供应商和研究人员十几年的不懈努力，工作流理论 研究虽然取得了较大的成果，并且具体系统随着各种各样新技术的采用而得到 越来越广泛的应用，但是总的来说工作流系统的应用还是处于一个非常谨慎的 阶段，根本原因就是当前的工作流系统存在着各种各样的缺陷或者说是不足： 1 流程定义模型内容有限，不能满足流程多样的要求。 2 柔性差，无论是过程模型的表示还是角色解析，现有的工作流系统表现 出柔住差的特点。在实际应用中常常有对执行路由的动态改变以及工作项执 行人的动态选派，对于这些需求现在的工作流系统都不能很好的给予支持。 3 易使用性、互操作性不高。目前许多工作流产品都有自己的流程定义语 言，而且这些语言之间没有一个统一的形式，这就降低了产品之间的互操作 性。 4 工作流技术尚不成熟：目前没有一种工作流产品或原型系统能够在过程 执行的可靠性方面达到关系数据库管理系统的水平。 1 3 论文主要内容和组织结构 1 3 1 研究内容 我们所研究的校务办公系统，首先是一个网络的办公系统，那么构建一个 网络办公系统的基本问题。如体系结构、功能组织等，都是本课题的研究内容； 其中校务办公系统是基于工作流技术的，针对校务办公中存在的大量的动念的 业务流程而设计的，那么工作流技术，包括工作流建模，工作流引擎，工作流 管理系统都是本文的重要研究内容。 论文在分析了学校业务流程的基础上，以工作流技术为指导，提出了以文 档为中心的、由动作激发的：基于数据库的工作流管理系统。对校务工作流管 理系统的工作流模型，包括组织模型、过程模型、表单模型进行了有益的探索， 并对工作流引擎进行了的研究：尝试解决在不变动程序的情况下。适应由于校 务办公系统中组织结构的变动和业务流程的变化产生的全新业务逻辑。基于以 上的研究，最后开发了一个实际系统，从而验证了校务工作流管理系统模型的 可行性，并留待以后继续完善此模型。这一切工作，提高了校务办公系统的智 能性，提高了软件的适用性，减少了重复丌发，从而为当前蓬勃发展的网络校 务办公提供一个智能化的参考平台。 4 1 3 2 本文的组织结构 论文分为六章：， 第一章，绪论：主要介绍了课题的研究背景、研究内容，国内外的研究现 状，最后概括了论文的结构安排。 第二章，工作流理论：介绍了工作流及工作流管理系统的相关理论和基本 概念，通过对相关理论的分析总结，从中得到对本系统研究的启示。 第三章：校务工作流管理系统模型：在分析校务办公业务流程的基础上， 提出了校务工作流管理系统的模型。 第四章：工作流模型：首先介绍了建模策略，在建模策略的指导下，主要 介绍了组织模型、过程模型、表单模型，同时对建模工具进行了设计，最后描 述了在建模工具支持下的建模过程。 第五章：校务工作流引擎：定义了运行阶段工作流相关数据，并对运行状 态进行了分析，在此基础上设计了引擎模块和数据库，同时阐述了运行过程， 最后对导航算法进行了设计。 第六章：校务工作流管理系统的设计与实现。 第2 章t 作流理论 第2 章工作流理论 校务办公自动化系统以行为科学为指导，以管理科学、信息工程学理论为 基础，结合运用现代计算机技术、自动化技术和通信技术。它是一个多学科相 互交叉、渗透的系统科学工程。现在办公自动化系统主要使用以下关键技术： w e b 技术、工作流技术等。基于工作流的校务办公系统的关键技术是工作流， 这一章将对其理论简要介绍和分析。 2 1 工作流技术的产生 工作流的概念起源于生产组织和办公自动化领域【1 9 】，随着社会的发展，各 行各业都要求其业务过程能够进行快速重组：业务过程的不断变化也相应要求信 息系统能够快速重组。同时，随着业务的展开部门之间的物理位贯逐渐分散、部 门间的协作日益频繁，决策过程的分散性也只益明显，对日常业务活动详细信息 的需求也日益提高。而计算机与网络技术的迅速发展，特别是i n t e m e t 技术的发 展和应用，使得现代信息系统的分布性、异构性和自治性的特征越来越显著，集 中式信息处理的时代即将成为过去，取而代之的是大规模的基于网络的信息处理 与应用执行环境。这种大规模的基于网络的高速运转相互关联的任务，并且对执 行的任务迸行密切监控已成为一种发展趋势。在这种技术背景下工作流概念作 为针对日常工作中具有固定程序的活动而提出。提出的目的在于通过将工作分解 成良好定义的任务、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、提高管理水平和资源利用率的目标。 2 2 工作流理论 2 2 1 工作流定义 在功能确定的组织结构的只常活动中，包含了许多业务流程，例如：设备申 请流程，设备报废申请流程，请假流程，项目申请流程等。每个业务流程含有为 了完成日常工作中的某项具体的业务目标而相互连接的任务集，以及这些任务之 间的先后次序。使用工作流作为业务过程的实现技术首先要求工作流管理系统能 够反映业务过程的如下几个问题：即业务过程是什么( 有哪些任务组成，也就是 结构上的定义) 、怎么做( 任务间的执行条件、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) 、 北京t 业犬学t 学硕 + 学位论文 做的怎样( 通过工作流管理系统对执行过程进行监控) 。 下面给出工作流管理联盟( 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 ，简称w f m c ) 对工作流和工作流管理系统的定义 2 0 1 ： 1 工作流( w o r k f l o w ) 是一类能够完全或者部分自动执行的业务过程，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。 2 工作流管理系统( 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 ) 指运行 在工作流引擎的用于定义、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。 3 工作流引擎( w o r k f l o we n g i n e ) 是在运行过程中负责工作流实例的导航 控制，为工作流实例提供运行时执行环境的软件。 即工作流是业务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1 2 l j 。 2 2 2 工作流管理系统的功能层次 虽然不同的工作流管理系统具有不同应用范围和不同实施方式，但他们还是 具有许多相同的特性。可以分为建模阶段和运行阶段 2 2 1 。建模阶段解决的是如 何设计工作流以便工作流引擎可以按照设计好的方式去执行流程，以及工作流由 谁来执行的问题。运行阶段是工作流引擎按照建模阶段设计的工作流执行工作流 的行为方式“”。 概括起来，工作流管理系统提供了以下三个方面的功能支持。如图2 - l 所示： 过程设计与定义 建模阶段 业务过程分析、建模、建模工具 运行阶段 过程的实例化和控制 r 作流模刑 过程定义的实时改变 【：作流执行服务( 工作流引擎) 与人工和应用程序的接口厂_ i 三飞= = ! r 鬲鬲磊；i 五 图2 - 1 工作流管理系统的功能示意图 f i g u r e2 - 1f u n c t i o no f w f m s 1 建模阶段( b u i l d t i m e ) ：包括组织成工作流过程的活动以及执行逻辑关 第2 苹t 作流理论 系的定义。 2 运行阶段的控制功能( r u n t i m e ) ：包括实例化并执行工作流过程，以及 对工作流过程中的活动按建模中定义的执行逻辑进行调度执行。 3 运行阶段的交互功能( r u n - t i m e ) ：与用户和i t 应用工具之间的交互作用。 2 2 3 工作流管理系统结构 为了能够更好地支持业务过程建模、分析和实施，适应世界市场的多元化 趋势，工作流管理联盟( w o r k f l o w m a n a g e m e n t c o a l i t i o n ，简称w f m c ) 提出了 有关工作流管理系统的一些规范，从系统结构、术语使用、接口实施方面提供 标准化的定义。图2 - 2 是w f m c 提供的工作流管理系统( w o r k f l o wm a n a g e m e n t s y s t e m ，简称w f m s ) 结构图i 川。 幽2 - 2 i ：作流管理系统结构图 f i g u r e2 - 2f r a m e w o r ko f w t m s 下面给出图中所涉及到主要术语的解释： 1 过程定义( p r o c e s sd e f i n i t i o n ) ：由一个或多个活动组成，就象业务过 程中需要有多个处理步骤一样。在业务过程的处理步骤中，有些需要处理 者来判断是否已经具有进行该步处理的条件，以及其前序工作是否都己经 完成等。由于过程定义是业务过程的计算机形式表示，因此，在过程定义 9 中还需要定义如业务过程开始和终止的条件，以及活动执行的先后顺序和 活动中应该包含的一些必要的信息，如应用程序调用，数据流动关系等。 2 活动( a c t i v i t y ) ：是工作流中的一个逻辑步骤或称环节，它实际代表 了业务过程中的处理步骤的计算机表示形式。通常，每个活动中都包含整 个业务过程中的一个工作单元( 处理步骤) ，其中包括需要人工参与的手 工活动和根据过程定义完全由计算机自动执行的工作流活动。它还包含了 一些和活动相关的信息：活动开始和结束的条件：参与这个环节的用户的 信息；活动需要的应用程序或数据；以及一些限制条件。活动有前趋活动 与后继活动。 3 过程实例( p r o c e s si n s t a n c e s ) ：是某个工作流过程的一次执行，是实例 化的业务过程。一个过程定义可以产生多个过程实例。在执行过程中，工 作流管理系统通过解释过程定义，生成有关的活动并根据过程定义中的控 制规则协调这些活动实例之间的顺序关系，同时根据数据流动关系的定义 完成活动实例之间的数据传送。当用户处理完成，工作流管理系统将根据 用户的处理结果和流程的定义来决定激活后续活动，并生成相应的工作项， 同时通知与此有关的用户进行处理。这个过程反复执行，直到整个流程结 束。 4 活动实例( a c t i v i t yi n s t a n c e s ) ；是活动的实例化，是活动的一次相对 独立的执行。在一个过程实例中。可能同时存在多个活动的实例。 5 ，参与者( p a r t i c i p a n t ) ：流程中一个工作单元的具体执行者。 6 工作单元( w o r ki t e m ) ：在流程实例中等待参与者处理的活动实例。 2 2 4 工作流管理系统分类 目前己有上百种声称具有工作流管理功能的商品化软件或原型系统。为了 对这些系统的功能、特点等有清晰的认识，可以根据工作流过程本身的特点、 系统建模的方式、所使用的底层支撑技术、以及工作流过程的执行方式等的不 同而对它们进行相应的分类1 2 5 - 2 7 1 ： 1 结构化的w f m s 与即席的w f m s 结构化工作流指的是在实际工作过程中会反复重复、严格按照某个固定的 步骤进行的业务过程。定义此种工作流所需要的各种类型的信息可以通过对业 务过程进行详细的分析而得到，从而得到完整的过程定义并在以后的应用过程 中反复使用。即席工作流则是针对那些重复性不是很强或没有重复性的工作流 程的，关于这类流程执行所需的有关参数( 如参加者等) 事先无法确定。而必须 推迟到过程实例运行时才能确定，同时在执行过程中自j 还可能会发生一些意外 1 0 第2 币r 作流理论 的情况。这种动态多变的特点在提供更高灵活性的同时，也为过程的建模与执 行带来更多的复杂性。 2 基于邮件的w f m s 和基于数据库的w f m s 前者使用电子邮件来完成过程实例执行过程中消息的传递、数据的分发与 事件的通知。低端的系统所使用的经常就是此种方法，它可以充分发挥电子邮 件系统在广域环境下的数据分发功能，但整个系统将运行于一种松散耦合的模 式下。后者所有的数据都保存在某种类型的d b m s 中，过程的执行实际上就是 对这些数据的查询与处理。高端的大规模系统所使用的一般都是此种方法。 3 任务推动的w f m s 与目标拉动的w f m s 前者指的是从过程的开始逐步地执行，当某个活动实例被处理完之后，后 续的有关活动将被创建并被激活，由此直至整个工作流程的完成。这是目前大 多数面向过程的w f m s 所使用的执行方式。而在目标拉动的w f m s 中，一个业 务流程被看成是一个目标。过程实例执行时，该目标将被分解得到多个相互之 间按一定约束条件的关联起来的可执行的多个环节，其中各环节还可以当成是 子目标而进一步进行分解。在各环节均执行完毕之后，整个过程也就完成了。 目标拉动是一种全新的执行方式，新一代的w f m s 将具有此种特征。 2 3 对本文研究的启示 工作流管理系统不是独立存在的，整个系统应该包括工作流模型的建模和 使用工作流引擎来驱动运行两个部分组成。它的目的是让用户通过一系列的工； 作流建模工具建立模型，而后在工作流引擎的引导下来展开协作办公活动，为 校务办公的各个业务流程提供自动化的帮助。因此，在系统设计时应该从校务 办公的业务流程分析入手，从中抽取出共同部分，建立符合业务逻辑的工作流 过程定义模型，为业务流程的实现建立工作流引擎形成一个动态、自动化的以 工作流为中心的协作办公的环境。 2 4 本章小结 本章主要介绍了工作流的相关理论，包括工作流的定义和相关的概念，并 在整体上介绍了工作流管理系统的功能层次和分类，同时指出工作流引擎是整 个工作流管理系统的核心，在此基础上分析了相关理论对本课题的启示，为课 题的研究奠定了基础。 第3 章校务t 作流管理系统模型 第3 章校务工作流管理系统模型 校务办公系统是一个综合的、具备多种办公信息处理功能的系统，满足校 务人员的交流、日常办公、辅助决策的功能。在日常办公业务中存在着各种各 样的工作流，流程类型多种多样，有确定型的，如图书馆借书等事务处理；有 不确定型的( 即流程的执行逻辑在执行过程中可能发生变化) ，如请假流程， 设备报废申请流程。采用工作流机制将校务办公的业务流程转化为能为计算机 所理解的工作流，用户只需要将它们的控制流程描述出来，由系统来自动执行 有效管理，而不需要对每次不同的应用进行重复开发。本章将通过对校务办公 系统的分析来建立校务工作流管理系统模型。 3 1 校务业务过程分析 校务办公的日常事务办公种类繁多，通常一项工作一般由多个办公人员协 作完成，并且在他们之间符合一定的办公流程。任务之间的流程关系一般以文 档的方式来在各个部门中流动并得到处理，实现任务分配、资源协调、工作调 度和控制的工作，达到协同办公的目的。 下面我们首先分析一个典型的业务过程，设备报废申请流程的过程，如图 3 1 所示。 从设备报废审批流程可以看出校务业务流程的特点是具体业务都由一个任 务集和任务之间的流程关系集组成。任务集是任务集合，分别由特定的执行人 员来处理。任务之间的流程关系是文档对象的传递和处理关系，即文档是业务 流程传递的实体，是信息的载体，也是业务处理的核心。会签是一类特殊的任务， 会签任务表示需要多人会签并且通过后，文档才会传递到下一任务执行人那里。 这些业务过程通常可从两个逻辑层次来分析其构成：任务逻辑和组织逻辑。前 者体现的是任务的处理流程，即在什么时间点应该做什么以及如何去做；后者 则体现学校内部的组织结构和关系，即由谁来做。 下面我们对公文流转过程的业务流类型和执行者可以对文档执行的动作来 进行分析： 一、业务流类型 学校的业务流一般有四种类型： 1 ) 下达型：主要用于校部机关向各基层部门下达指令，收集基层数据等事 项。 2 ) 上达型：主要用于基层人员向上级申请或报告，如请假流程等。 3 ) 横向流动的管理型：当某项活动需要有几个不同职能部门行使管理权限， 并予以审批时，呈现出横向流动状态。例如因公出国人员的政审，就涉 及到外事处、组织部、相关院系等各个部门。 图3 - 1 设备报废申请流程 f i g u r e3 - ie a u i p m e n ts c r a pp r o c e s s 4 ) 横向流动的通知型：当某一职能部门向其他部门发送通知的情况。如学 1 4 第3 苹筏务t 作流管理系统模型 校放假通知等。 从上述分析，我们可以总结出来通常校务的信息基本需要两种基本流向： 纵向流动和横向流动。纵向流动信息是指自上而下或自下而上的行政信息流动， 如上情下达或下情上报。这种纵向流动模式是指组织内具有不同权力、地位、 职能的上下级成员之问的垂直传播形态。它可以自上而下传播，也可以自下而 上传播。横向信息流动则刚好与之相反，是指行政组织内各平级执行部门或科 室之间信息交换过程。这种模式是指在组织内部处于相同或相近的权力、地位 的成员间所进行的水平性、对等性的信息传播形态。它可以是同级不同职能部 门的成员间的交流，也可以是同级职能部门成员阃的交流。因此学校组织信息 的传播模式不是一种垂直层级格式，而呈现处一种网络互联模式。 二、动作类型 每个执行人对文档的操作不同，会将文档传递到不同的地方，在校务办公的 实际业务中，我们将执行人的操作称为其对文档的动作，动作的类型可以如下 分类： 1 ) 保存文档：由文档的发起人拟写文档的内容。 2 ) 发送文档：拟写好的文档，经发起人提交文档，即将文档发送出去，进入 流程运转的阶段。 3 ) 同意：在文档的运转的某个阶段，某个执行人看到文档后，同意该文档提 出的申请或表达的内容，文档流转到下一个步骤。 4 ) 回退：文档的执行人不完全同意该文档提出的申请或表达的内容，打回到 上一个步骤继续修改，可能还会流转到本步骤来。 5 ) 拒绝：与回退的直接返回上一个执行步骤的相关人员不同，拒绝表示完全 不同意该文档提出的申请或表达的内容，该文档停止流转。 6 ) 完成：对于有强行完成权限的步骤才出现，强行完成文档，使其成为成功 文档。 3 2 分析结论 在上面小节中，我们对校务流程进行了分析，可以得出如下结论，校务办 公中几乎所有的业务和办公过程都是工作流。每一项工作由发起者发起流程， 经过本部门以及其他部门的处理，最终到达流程的终点。 其特点主要体现在以下几个方面： - 业务过程随着业务数据的不同动态变化； 业务过程的执行者动态变化； - 执行者对文档的处理动作可以归类； 一校务办公业务处理以文档为核心，在不同的执行者间处理和传递。 因此我们提出了一个基于关系数据库的，以文档流转为中心的由动作来激 发的工作流引擎，即将校务流程描述成工作流引擎能够理解的工作流过程定义 模型，在用户动作的激发下调用工作流引擎来自动执行，而工作流引擎和工作 流过程定义模型的协调工作由工作流管理系统来完成，用图3 2 表示如下。 图3 2 系统功能模型 f i g u r e3 - 2s y s t e mf u n c t i o n a lm o d e l 3 3 校务工作流管理系统模型 根据第二章对工作流管理分类中的介绍，我们的系统是基于关系数据库的 以文档流转为中心的由动作来激发的工作流管理系统。之所以这样讲，是因为 在运行过程中，传递的核心是各种各样的文档，对文档的协同处理是工作流管 理系统的目标，因此是以文档为中心的。在具体实现过程中，工作流是根据用 户自定义的工作流模型执行，当任务完成后，由用户动作激发工作流引擎引导 流程逐步运转，因此是动作激发的。所谓基于关系数据库的工作流管理系统是 指工作流管理系统中的工作流过程定义模型和控制工作流引擎运作的各种程序 逻辑都是通过关系数据库管理系统中所提供的机制来实现。 3 3 1 校务工作流管理系统模型 工作流管理系统是整个办公自动化( o f f i c ea u t o m a t i o n 。简称o a ) 系统的 核心，其开发要充分考虑这些流程的特点，要通过对业务流程的分析，抽取出 其中的通用功能加以组合，形成一个可以被计算机理解的“工作流模型”在此 1 6 第3 章校务t 作流管理系统模型 基础上通过工作流引擎来完成一个连贯的工作过程的执行，在此执行过程中， 文档，信息或任务按一定的过程规则在参与者之间传递。在本系统中对工作流 的处理，也就是我们所要开发的工作流管理系统，可以分为三个部分：校务工 作流模型，校务工作流引擎和用户应用。 校务工作流模型就是将日常的业务流程用计算机可以理解的方式描述出 来，为工作流引擎的执行提供依据，对应于现实的业务流程。我们采用具有独 立组织模型定义、通用型的工作流定义框架和灵活的文件模版设计三方面来具 体实现，也就是说系统提供给用户一种具有一般型可实例化的自定义流程和设 计表单的功能，并允许用户根据实际情况建立自己的组织机构。由具有一定权 限的工作流管理员按照实际业务流程来建立校务工作流模型，如根据现实的请 假业务流程定义一个请假流程模型。组织建模模块是工作流模型的支持模块， 这个模块主要完成组织结构的建立，实现对工作流模型的“人”的支持；过程 建模模块是对工作流模型的基础模块，是现实业务流程逻辑的计算机描述，用 来定义整个工作流引擎执行的规则；表单建模模块对应于现实的纸质表单，我 们给出电子表单的模型，过程建模人员只需要了解表单的用途，即可在过程模 型中对其进行引用。表单模型为工作流的执行提供了“信息”的支持。 校务工作流引擎就是将定义好的校务工作流模型由校务工作流引擎驱动来 进行自动执行和有效的管理。由动作激发，来完成路由选择和过程调度的功能， 将文件传递给相应的处理人进行办理，直到完成流程。过程调度主要完成实例 化并执行过程模型，为过程的执行进行导航，给用户提供需要操作的工作流任 务信息：任务分配模块负责完成将任务指派给相应的角色，将人员和过程集成 在一起，简而言之便是“将合适的任务在合适的时间交给合适的人”；流程监控 模块用来对正在运行的过程实例进行跟踪，查询状态和历史批示信息，为流程 实例提供轨迹信息，实现流程监控的功能。 用户应用是普通的o a 用户可以使用的功能，通过选择一个具体的流程来 新建一项需要流转的工作，并按照流程定义中的表单填写文档提交：或者通过 选择一个提交给自己的任务项，完成该任务项所对应的工作。 根据工作流管理系统的功能，分为建模阶段和运行阶段，图3 - 3 是基于关 系数据