（计算机软件与理论专业论文）面向业务流程的企业应用集成研究.pdf

山东大学硕士学位论文 面向业务流程的企业应用集成研究 研究生朱玉敏 指导教师李庆忠教授 摘要 企业应用集成( e a i ) 是近年来逐渐兴起的一项技术，目的是将企业原有的多 个应用系统相互连接，实现多应用软件系统的交互协作，充分利用企业的信息资 源实现信息共享，消除企业i t 系统内现存的信息“孤岛”现象。 随着企业的信息化建设，几十年来快速不断的i t 创新造就了大批综合性的、 分布式的且不断变化的应用系统。在传统企业中，往往拥有较多的应用系统且系 统之间采用点到点的联接方式，且多个应用系统之间的联结往往非常复杂，造成 这些应用系统新老不一难以实现信息共享。而企业在营运中往往需要跨应用系统 的协作来完成业务及提供消息，为此，一般需要开发新的应用并集成新、老企业 应用系统。此时，以集成平台为核心的集成方式成为一个重要的研究方向和热点 随着信息化建设的进一步及电子商务的发展，应用对企业系统之间的开放性 和交互操作提出了更高的要求。不仅要在企业内部开放核心业务流程，使企业员 工方便地访问需要的信息和完成指定的操作，同时还需要把部分业务流程通过 w e b 方式提供给客户和合作伙伴理想的企业。由此看出应用集成已成为电子商 务和电子贸易的先决条件和组成部分。在此，所谓企业应用集成就是通过实现企 业不同业务系统之间的通讯协作和协同最大程度地发挥出企业系统的价值。 尤其在大型传统医疗机构中，各子应用系统是采用不同的实现平台，不同的 数据格式和实现方式的异构系统在进行业务流程集成时。各子系统之间难以实 现流程交互和服务共享本文以医院信息化建设为背景，提出一个支持业务流程 集成的可扩展的集成平台体系结构，通过定义转化器、设计a d a p t e r ，使得业务流 程集成平台将企业中的业务系统较容易地整合在一起，在两个或更多的企业应用 系统之间实现无缝集成。使它们像一个整体一样进行业务处理和信息共享改善 业务流程，使系统具有灵活性、可扩展性、能满足业务变化的需求 最后，本文演示了医院系统中的一个工作流程，充分说明这个体系结构在实 山东大学硕士学位论文 践中的应用价值。 关键词：企业应用集成( e a i ) ，x m l ，w e b 服务，业务流程集成( b p i ) ，通讯接 口模块( t i m ) ，a d a p t e r i l f 津 s o i h a r es y s t e m s ，s h a r et h ei n f o r m a t i o nb yu s i n gt h ei e 9 0 1 1 l e 龉o f e n t e r p r i s e sa n d a v o i dt h e “i s l a n d f o rt h ee n t e r # s ea r et h ed e s t i n a t i o no f t h ee a i w i t ht h ed e v e l o p m e n to ft h ee n t e r p r i s e s ，t h er ri n n o v a t i o n sb r i n gu pal o to f a p p l i c a t i o n s t h a t a 托e n m p o s i t i v e 。d i s t r i b u t e da n dv a r i a t i o n a l t h et r a d i t i o n a l e n t e r p r i s e sh a v em a n ya p p l i c a t i o n sa n dt h ei n a n n e ro f p o i n tt op o i n ta m o n gt h e m t h e a p p r o a c hi sv e r yc o m p l e x , a n dt h ea p p l i c a t i o n sa r eh a r dt os h a r ei n f o r m a t i o na n d r e s o u r c e s f u r t h e r m o r e ，t h ec o o p e r a t i o na m o n gt h ea p p l i c a t i o n si sm o 陀f r e q u e n t l y s oa na p p l i c a t i o ns y s t e mt h a t 啪i n t e g r a t i o nt h ee x i s t e da n dn e wa p p l i c a t i o n si s n e c e s s a r y w h e r e f o r et h ei n t e g r a t i o na p p r o a c ho fi n t e g r a t i o np l a t f o r mb e w o m e $ an e w r e s e a r c hp r o b l e mf o rd i s c u s s i o n w i t ht h ed e e p e rd e v e l o p m e n to fe n t e r p r i s ea n dt h eg r o w i n go fe - b u s i n e s s t h e o p e n i n ga n dc o o p e r a t i o na m o n ge n t e r p r i s e si sm o r ea n dm o r ei m p o r t a u t n o to n l yt o o p e ni n n e rb u s i n e s sp r o o a 3 s e so fe n t e r p r i s ef a v o r st h ee m p l o y e et ou s et h e i n f o r m a t i o na n da c h i e v eo p e r a t i o n , b u ta l s ot op r o v i d e5 0 m ep r o c e s s e st oc l i e n t sa n d o t h e re n t e r p r i s e sb yw e b h e r e , t h ee a ir e a l i z e st h ec o m m u n i c a t i o na n d c o o p e r a t i o n a m o n g t h ee n t e r p r i s e sa n db r i i l gt h em o r em e r i t st ot h ee n t e r p r i s e s i nal a r g e - s c a l el ! o s p i t a ls y s t e m , t h ea p p l i c a t i o ns y s t e m sa r eh e t e r o g e n e o u s s y s t e m sw h i c hd i s t r i b u t e do nd i f f e r e n tp l a t f o r m s ，b a s e do nd i v e r s ed a t af o r m a t sa n d s o l u t i o n s w h e nt h ep l o c c 落s e $ a 玷i n t e g r a t e d , t h ep r o c e s s e s i n t e r a c t i o na n ds e r v i c e s s h a r e da m o n gt h e ma r ed i f f i c u l tt oc o m p l e t e t h eb a c k g r o u n do f t h i sp a p e ri sb a s e d o nh o s p i t a l ，t h i sp a p e rp r o v i d e sae x p a n d a b l ef r a m e w o r ko f b u s i n e s sp r o c e s s e s i n t e g r a t i o n , w h i c hi m p l e m e n t ss e a m l e s si n t e g r a t i o na m o n gs e v e r a ls y s t e m sa n dm a k e s t h e ms h a r ei n f o r m a t i o na n d 辩锄s 幻b eaw h o l e t h r o u g hd e f i n i n gt r a n s f e ri n t e r f a c e n t l r 丫 ， i v i，1 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独 立进行研究所取得的成果。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科研成果。对本文的研 究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明 的法律责任由本人承担。 论文作者签名：盗垄煎 日期：丝! 兰：! 兰 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向 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 授权山东大学可以将本学位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、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名：肇垂教 导师签名：期： 7 j o 口岁矸岁 山东大学硕士学位论文 第一章绪论 随着企业的信息化建设，几十年来快速不断的i t e t 新造就了大批综合性的、 分布式的且不断变化的应用系统。在传统企业中，往往拥有较多的应用系统且系 统之间采用点到点的联接方式，且多个应用系统之间的联结往往非常复杂，造成 这些应用系统新老不一难以实现信息共享。而企业在营运中往往需要跨应用系统 的协作来完成业务及提供消息，为此，一般需要开发新的应用并集成新、老企业 应用系统。这样的处理方式最终会使得应用间的联结异常复杂且系统不稳定，难 以管理，同时也造成了信息资源的浪费。因此，不同应用系统的互连成了亟待解 决的问题。企业应用集成( e a i ) 应运而生，并且逐渐成为企业i t 的工作重点。 企业应用集成( e a i ) i l 】是近年来逐渐兴起的一项技术，目的是将企业原有的 多个应用系统相互连接，实现多应用软件系统的交互协作，充分利用企业的信息 资源实现信息共享，消除企业i t 系统内现存的信息“孤岛”现象。 随着信息化建设的进一步及电子商务的发展，应用对企业系统之间的开放性 和交互操作提出了更高的要求。不仅要在企业内部开放核心业务流程，使企业员 工在方便地访问需要的信息和完成指定的操作，同时还需要把部分业务流程通过 w e b 2 1 方式提供给客户和合作伙伴理想的企业。由此看出应用集成已成为电子 商务和电子贸易的先决条件和组成部分。不管是企业内部还是外部企业应用集成 都不再是企业系统的一个补充或者点缀，而是企业在电子商务时代重要的生存手 段。它能使企业的所有业务系统成为一个完整协调的系统，并使企业系统发挥出 最大价值。在此，所谓企业应用集成可就是通过实现企业不同业务系统之间的通 讯协作和协同最大程度地发挥出企业系统的价值 1 1 课题的背景及意义 i i 1 课题背景 2 0 0 2 年4 月，为了进一步加快卫生信息化基础设施建设，保证医院信息系 统的质量，减少不必要的重复研制和浪费，推动和指导医院信息化建设。卫生部 制定了新的医院信息系统基本功能规范f 3 】。按照规范的规定，医院在信息化 建设进程中存在着各种各样的问题。 坐查查兰婴主兰垡丝苎 医院的信息化建设不仅涉及到医院内部业务系统( 如h i s 、l i s 、p a c s 、0 a 等) ，而且涉及到外部系统( 如银行，医保，其他医院系统等) ，不同的系统可能 来自不同的厂商，这使得各系统之间的衔接和信息交互存在较多的困难。要将医 院建设成一体化的信息化医院，就必须解决好各系统的衔接和信息交互、避免出 现“信息孤岛”现象这样，应用集成就成了一个不容回避的问题。 医院信息化是一个快速发展的过程，信息化建设的过程中，扩展新的子系统、 部分子系统的更新，是必然的现象。如果没有一个良好的应用集成机制，一个新 系统的加入或某个子系统的更新，其中伴随着业务流程的增加或变更，往往会造 成与之相关的多个系统的修改，不仅浪费大量的精力和时间，而且容易引发修改 错误，严重影响整个系统的运转。换言之，整个系统的扩展性、可维护性将成为 严重的问题。 如何发挥这些企业资产的潜在优势，充分利用已有的技术及应用资源，并且 需要足够的灵活性与可扩展性来为将来的系统扩展提供便利。以上种种原因促使 企业开始考虑将现有各个应用系统有效得集成起来，充分利用现有得各个应用系 统，同时随着中间件门户等技术的日益成熟，以及一些标准软件包( 如e r p 系统、 c r m 、s c m 等) 的普遍应用，企业应用集成( e a i ) 应运而生，并且逐渐成为企业 i t 的工作重点 企业应用集成技术可以使应用系统的信息资源集成到一个无缝的、并列的、 易于访问的企业资产中，这样可使一个功能强大的企业资产运作起来就像一个虚 拟的单一系统，e a i 技术在企业资源的利用方面发挥极大作用。过去的几年里， 传统”孤岛对孤岛”的集成方法，即点对点的实现方式由两个业务系统之间建立直 接连接，通过互访数据库或通过a c t i v e ) 控件嵌入其它系统等方式实现信息交互， 已无法满足企业信息化的要求，并导致集成成本过高、整体效率过低等后果。另 一种是基于平台1 1 2 1 架构的实现方式出现，即通过集成平台来实现业务系统间的交 互集成平台和各业务系统间形成一种星形的拓扑结构，业务系统之间的信息交换 由集成平台统一控制和管理成为研究的新的方向。 企业在日趋激烈的动态竞争环境下运营，其内部与外部连接的逐渐紧密，甚 至融为一体，这种变化影响着企业内部的业务流程。面对快速变化的外部条件， 当今的业务活动必须以速度、效率与灵活性作为应对策略企业必须使自身的业务 2 些变奎兰堡主兰竺丝兰 流程优化、自动化，以求内部与外部的业务系统实现无缝快速连接。达到面向业 务流程的企业应用无缝集成，是当今各行业集中思考的问题。 1 1 2 研究意义 面向业务流程的企业应用集成技术，是解决当前存在企业内部及企业之间信 息沟通问题的重要解决方式，可以使企业信息化建设中通过松耦合方式来实现企 业应用系统的互联，有效实现系统的扩展。由业务流程管理器完成流程的执行， 及监控实现应用系统的协同工作，不光提高数据的共享，逐步消除信息孤岛，同 时能够使得原先企业现有各系统发挥新的作用，充分利用资源，给企业的业务营 运者一个快速定义新业务流程，甚至将各业务伙伴及客户的系统纳入自己i t 系 统的新手段。 1 2 本文的工作及创新 1 2 1 本文的研究工作 本文在实施山东省某大型医疗机构数字化建设的背景下，按照医院信息 系统基本功能规范的思想，实现以病人为中心，开放性，一体化，数字化的信 息系统。因此，认真研究了企业应用集成和业务流程管理等关键技术，主要做了 以下的研究工作： 1 本文从从不同角度对企业应用集成技术进行了详细的描述， 2 分别从企业应用集成的分类进行研究，并对现状作出分析； 3 对企业集成平台进行研究，提出了一个支持业务流程集成的企业集成平 台的体系结构； 4 对与集成平台整体实现方案相关的关键技术：a d a p t e r 、业务流程管理、 流程建模及监控、门户技术等进行分析，研究解决方案及实现手段： 5 对现有的集成方式不足进行研究，阐明了本文创新的必要性。 1 2 2 本文的创新之处 提出一个使用医疗行业的面向业务流程的企业应用集成平台的整体框架，解 决方案及实现手段。对大型医疗机构的系统进行可扩展的动态集成。集成平台上 3 ：坐查查兰塑主兰竺堡苎 动态配置业务流程使系统集成具备良好的扩展性，灵活性，通过把业务流程与程 序分离开来，在平台上单独进行配置，减少了变更流程和新增系统带来的困难。 设计了转化器，为各个子系统之间的流程交互提供统一的通信接口： 根据医疗行业集成要求，设计适用医疗标准的a d a p t e r 。 1 3 本文的结构 本文的整体结构如下： 第一章是绪论，介绍业务流程集成的问题的研究背景及意义；接下来提出本 文的主要目标和并概括本文的主要工作，说明论文的整体结构； 第二章介绍了相关工作，企业应用集成概念，集成技术及平台概念，业务流 程概念，不足及提出研究方向。 第三章分析目前医院信息系统中存在的问题及业务模型，提出支持业务流程 集成的医疗集成平台框架结构，并进行详细阐述及分析。 第四章对体系结构中的关键技术：转化器，a d a p t e r , 业务流程集成，门户技 山东大学硕士学位论文 第二章相关工作介绍 e a i 从最初出现到现在需要解决的问题场景发生了巨大的变化。7 0 年代初中 期的e d i 技术可以算作是e a i 技术的雏形。8 0 年代中期，e a i 技术迎来了第一次 发展，那时u n i x 系统和c s 结构逐渐成为可以采用的技术架构，而同时众多关 键应用仍部署在大型机上( 某些应用一直沿袭到今天，如银行业) ，解决开发系 统与大机互连成为了当时e a i 需要解决的主要问题。 9 0 年代初，随着c s 架构成为主流的应用架构，中间件概念的出现和应用， c o r b a 规范的推出等主要的技术里程碑，以及众多e r p 、m r pi i 、c 雕等打包软 件的出现，导致e a i 技术也发生了变化，当时主要解决的问题在于如何利用中间 件( 包括m o m ) 技术实现与打包应用的互连。 9 0 年代中后期，c 伽的泡沫在成就了无数的百万富翁的同时，也带来了j 2 e e 技术的大发展，包括9 0 年代末期出现的w e bs e r v i c e 和x m l m 技术等。同时，c i o 们面对日益增多的。信息孤岛”和不断变化的市场需要，7 2 ( 来自g a r t n e r2 0 0 3 年的一份报告) 的c i o 寄希望于b a i 技术和方案。此时，e a i 所肩负的职责，涵 盖了包括应用服务器、数据转换和映射、适配器技术或应用连接技术、m o m 技术、 集成代理器技术( i n t e g r a t i o nb r o k e r ) 、工作流技术、门户技术等众多技术 2 1 企业应用集成 2 1 1 概念 企业应用集成( e a i ，e n t e r p r i s ea p p l i c a t i o ni n t e g r a t i o n ) 可以 理解为 利用各种通用技术( w e b 服务，中问件等) 合并多种应用的新企业方案。基于内 部网络，通过协议转换与数据传输服务，实现企业不同应用间的信息与指令安全 而有效地传输。e a i 是支撑企业内部不同应用系统间业务流程的关键。 随着电子商务的发展，e a i 不仅包括企业内部的应用系统和组织集成，还 包括企业与企业之间的集成，以实现企业与企业之间信息交换、商务协同、过程 集成、组建虚拟企业和动态联盟等。尽管e a i 常常表现为对一个商业实体的信息 系统进行业务应用集成( i n t r a - e a l ) ，但当在多个企业系统之间进行商务交易时， e a i 也表现为不同实体的企业系统集成( i n t e r - e a l ) 因此，e a i 能够将业务流 5 坐奎查堂塑主兰竺丝苎 程、应用软件、硬件和各种标准联合起来，在两个或更多的企业应用系统之间实 现无缝集成，使它们像一个整体一样进行业务处理和信息共享。 2 1 2 内容 山东大学硕士学位论文 企业n 户 j 用户界面集舟 l ( 业务流程梗星 ： 一一 i _ 覃理j i 鬲季l 蝴鳓 ，工l 通甩业务信息泷 ) 如姻垂吵遁幻 审 毒数据望成 应用集成 应用逻辑应用逻辑 应用逻辑 卤 。，k i 由皂蚓 廛用系统】，应用秉蚴 应用系统3 囝2 1 尘业应用集成的集成层次 ( 1 ) 用户界面集成 用户界面集成又称界面重组，界面重组是一个面向用户的整合，它将遗留 系统的终端窗口和p c 的图形界面用一个标准的界面来替换，一般而言应用程序 终端窗口的功能可以一对一的映射到一个基于浏览器的图形用户界面上。企业门 户应用也可看作是一个复杂的界面重组的解决方案。一个企业门户集成了多个企 业应用，同时表现为一个可定制的基于浏览器的界面。在这个类型的e a i 中， 企业门户框架和中间件解决方案是一致的。 ( 2 ) 数据集成 数据集成是对各种软件组件的数据存取进行集成。这样，用户在存取数据时 就可以绕过相应的应用软件，而直接获取该软件所创建并存储的相应信息。例如， 我们可以利用数据库网关来访问使用m md b 2 数据库的客户订单系统和使用 o r a c l e 数据库的客户账单系统。网关负责将信息从各个数据库中取出，存放到一 个用来评估客户购物习惯的数据挖掘应用程序中这样，在使用网关时，我们就 7 些查盔兰堡主兰垡堡塞 可以绕过订单处理软件和账单软件而直接获取数据。 数据集成发生在企业内的数据库和数据源级别。通过从一个数据源将数据移 植到另外一个数据源来实现数据集成。数据集成是现有e a i 解决方案中最普遍 的一个形式。然而，数据集成的一个最大的问题是商业逻辑常常只是存在于主系 统中，无法在数据库层次去响应商业流程的处理，因而它限制了实时处理的能力。 此外，还有一些数据复制和中间件工具来推动在数据源之间的数据传输。下面是 一些数据集成的方法：批传输；数据合并；数据复制；析取、转换、装载解决方 案。因此，为了完成应用集成和业务过程集成，必须首先解决数据和数据库的集 成问题。在集成之前，必须首先对数据进行标识并编成目录，另外还要确定元数 据模型。这三步完成以后，数据才能在数据库系统中分布和共享。 ( 3 ) 应用系统集成 各个应用系统通过调用其他应用系统提供的业务逻辑功能接口来实现集成， 它是在代码级上实现软件集成。为两个应用中的数据和函数提供接近实时的集 成，集成一般来说处于同步模式，即基于客户( 请求程序) 和服务器( 相应) 之 间的请求相应交互机制。例如，在一些b 2 b 集成中用来实现c r m 系统与企业后 端应用和w e b 的集成，构建能够充分利用多个应用系统资源的电子商务网站。 ( 4 ) 业务流程集成 虽然数据集成已经被证明是e a i 的一种流行的形式，然而，从安全性、数 据完整性、商务流程角度来看，数据集成仍然存在着很多问题。组织内大量的数 据是被商业逻辑所访问和维持的。商业逻辑应用并较强了必须的商业规则、商务 流程和安全性，而这些对于下层数据都是必需的。商务流程集成产生于跨越了多 个应用的商务流程层，通常使用一些高层的中间件来表现商务流程集成【9 】的特 性。过程集成是一个完全的企业应用集成实现策略，因为它使企业内的一个个分 离系统变成了一个支持业务流程过程的连续系统，满足企业的整个业务过程需 求。 当对业务过程进行集成的时候，企业必须在各种业务系统中定义、授权和管 理各种业务信息的交换，以便改进操作、减少成本、提高响应速度。业务过程集 成包括业务管理、进程模拟以及综合任务、流程、组织和进出信息的工作流，还 包括业务处理中每一步都需要的工具。即，流程集成通过建立业务流程来协同现 坐至奎兰堡主兰竺丝苎 有的各个应用系统，提供流程建模工具来定义、监控、管理和修改业务流程，提 供流程引擎来完成流程的解释和自动执行。流程集成不仅包括企业内部业务流程 集成，还包括企业之间的业务流程集成，企业内部业务流程集成是通过业务流程 集成多个分布式异构应用。企业应用集成的最终目标是实现跨企业流程级集成。 2 2 集成平台 根据上述对企业应用集成基本概念、内容和分类的讨论，我们引入集成平台。 所谓应用集成平台( a p p l i c a t i o ni n t e g r a t i o np l a t f o r m ) 就是软件和硬件的结合体， 它是所有应用系统进行信息交互的桥梁和纽带。它提供开发工具将两个或多个应 用系统通过各种技术( 如：w e bs e r v i c e s 技术) 、基于一定的标准( 如x m l 标准 等) 和规范连接起来，让它们形成一个有机的整体来共同协作完成企业所需要的 功能，其中的应用系统可以是企业内部的应用系统，也可以是企业外部的应用系 统。 下面是一个基于i n t e r n e t 、w e b 技术的，以网络、数据库为基础的企业应用 集成平台框架的三层体系结构，如图2 2 所示企业集成平台由企业信息系统层、 核心系统层和表示层三个部分。 企业信息系统层包括那些现在正在使用的企业应用和数据库系统，在该体系 结构中，各个信息系统相互之间并不直接实现点到点的连接，而是通过中间层来 实现数据的交换 表示层包括不同类型的客户端应用及界面，例如企业门户、工作流管理系统 用户端界面、应用系统的界面等。出于瘦客户端的考虑，很多系统的客户端表示 层以w e b 下的浏览器方式为主。 核心系统层主要实现应用的业务逻辑和各种服务支持，作为应用业务逻辑功 能实施的一部分，核心系统层可以访问在企业信息系统层运行的且与应用相联系 的数据和函数，通过这个核心系统层来实现不同系统的协调工作和对企业各种事 务处理活动的支持。 9 山东大学硕士学位论文 围2 2 企业集成平台体莱结构 为了更好的支持面向过程的企业应用集成，把核，1 5 系统层进行了更加明确的 功能分类，分为业务流程管理层、数据传输层、事务处理层，核心系统层中 三层之间的关系如图2 3 所示。 圆圈 业务溅程警理崖 插件槽 敷拓传输层 囤圈困蝴勰屡 圉2 3 核心系统层功能示意圈 业务流程管理层实现了多种功能。首先，它包括一个业务过程管理( b p m ) 模块，实现业务过程模型、相关规则和工作流的管理，过程角色可以在其中定义， 用户能够执行与该层相连的任何应用。过程管理模块还为使用者提供一个集成的 图形设计环境，使用者可以进行可视化的过程构建、分析、仿真和执行。此外， 些查盔兰堡主堂垡堡苎 在信息级，它能够无缝的集成企业信息系统中的所有数据和支持数据的格式转 换，以满足不同系统的数据格式需要。以过程为中心的企业集成的功能主要通过 业务过程管理层体现，其流程自动化由工作流机制实现。 数据传输层包括应用集成组件和消息路由选择组件，这一层处理应用系统与 集成平台之间的连接和它们之间数据的传输。这里的应用可以是企业内部的、也 可以是企业外部的。应用系统与集成平台的连接与数据传输通过接口代理实现， 接口代理已提供了相应功能模块“插入”的接口标准及相应的业务应用模块，接 口标准定义了要实现的功能、要交换的数据等，接口的封装实现方式可以有多种， 如c o r b a ，w e bs e r v i c e 等支持分布式标准的技术。被插入的各应用系统只要按 接口的要求作相应的技术封装处理，即可达到“即插即用”的功能。 事务处理层对业务流程管理层和数据传输层进行支持，这种能力主要是由集 成平台或应用服务器提供。应用服务器提供对分布式应用和技术的集成，实现对 一些组件，如：c o m ，c o r b a ，e j b 和一些遗留应用环境的访问。它还提供运行时的 应用组件管理、服务、错误处理和应用级的开发。 2 3 业务流程 2 3 。1 概念 不 一个业务流程是一些更小的单元( 被称为子流程) 的有序组合，如图2 4 所 盖考煮曼点龟 韭艚量：乏= 乏 訇重胃 手滩蛋b 牡珊 柏暑羹一一 一 一 名产 盏苎煮曼点囊 圈乏4 漉程示意图 子流程是一种可重用的业务服务作为一个独立的单元，每一个子流程可以 山东大学硕士学位论文 有其输入和输出。例如一个下订单的子流程需要输入客户的名字，并进行一些操 作，而其输出就是订单的详细信息以及客户的详细信息。一个子流程可以被多个 业务流程重用。 每一个子流程根据所属的应用系统，可以分为内部子流程，外部子流程，在图 2 5 中，子流程a 对应用系统2 来说，是内部子流程：对于其他应用系统，被看作外 部子流程子流程可以以一个w e b 服务的方式提供给其他应用系统，由服务名和 流程名确定这样可以使他们得到重用，并且可以动态高效的定义业务流程【8 】 一个子流程本身可以是运行在多个系统的应用程序的集成，也可以被看成是在一 个消息流上的操作的有序组合在消息流上的每一个节点，需要使用适配器或者 连接器从消息流连接到后台应用程序、数据库或者最终用户。而业务流程的发 起人和参与者可以是顾客、雇员、合作伙伴、供应商或者应用程序。 田2 5 踌平台流程 2 3 2 业务背景 下面简要介绍一下本文中大型医院系统包括的业务子系统和需要实现互联的 其它业务系统。 ( 1 ) 医院信息管理系统( h i s ，h o s p i t a li n f o r m a t i o ns y s t e m ) ：是实现医院业务的 核心系统，它包括以下子系统：挂号子系统，医生工作站，生殖中心管理系统， 健康查体管理系统，输血管理子系统，手术、麻醉管理系统，临床诊疗专家 子系统，药品管理系统，经济管理系统，综合管理与统计分析系统，数据安 全管理系统等。 ( 2 ) 检验科和中心实验室信息系统( l i s ，l a b o r a t o r yi n f o r m a t i o ns y s t e m ) ：主要 负责检查报告处理及检验科的业务管理。 ( 3 ) 图像归档与传输系统( p a c s ，p i c t u r ea r c h i v i n ga n dc o m m u n i c a t i o ns y s t e m ) ： 坐奎奎兰堡主兰堡丝苎 主要负责图像采集、传输存储、处理、显示以及打印管理。另外现在的f u l lp a c s 系统一般包括一个放射信息系统( r i s ，r a d i a t i o ni n f o r m a t i o ns y s t e m ) ，负责各种 放射仪器检查报告的处理，和p a c s 系统关联进行图像的存取，并根据h l 7 5 1 标准和外部系统( 例如h i s ) 进行交互 ( 4 ) 办公自动化系统( o a ，o f f i c ea u t o m a t i o ns y s t e m ) 主要负责一些日常办 公功能。 ( 5 ) 外部系统( e x t e r n a ls y s t e m ) ：比如银行系统，医疗保险系统，药品供应系 统。因为一个大型医院系统不可能是一个封闭的系统，和外部的交互是不可避免 的，而且也是将来发展的趋势。 2 4 存在的不足及研究方向 集成平台技术的出现一定程度上给企业应用集成提供思路，但目前e a i 技术 的主要产品厂商主要来自国外【l n ，包括b e a 、i b m 、t i b c o 、w e b m e t h o d s 等。 其产品和技术在国外的场景下都有大量的案例，但是国内的情况与国外的情况存 在许多重要的不同，尤其中国医疗行业流程和国外非常不同且应用系统复杂。因 此，针对国内的实际情况，以整体的观点，建立在统一的基于业务流程的平台之 上的企业应用集成是解决医疗行业问题的切实可行的方法。 本文结合目前医疗行业正在进行的e a i 项目，讨论e a i 方案由技术到一个 具体项目的实施转变中需要着重考虑的问题，提出可扩展集成平台业务流程集 成，使原系统和新系统的业务流程达到有效集成， 2 5 本章小结 本章通过介绍企业应用集成、集成平台、业务流程，对当前研究现状进行分 析，指出目前研究存在的不足，确定了研究方向。 山东大学硕士学位论文 第三章支持业务流程集成的集成平台架构 任何技术的提高和可为人们所接受程度都取决于该技术被发现的价值能 否超越使用它的花费。现有应用集成方案实现了企业各系统的集成，这些方案大 多采用点对点直接连接，系统的维护和扩展非常困难，尤其在企业业务流程发生 变更时，对流程支持的不够充分，当需要新的业务流程而需要大规模的改动源程 序，使得维护代价极高。 应用集成平台是企业集成采用的一种重要的集成方式。这种方式可以使应用 系统的信息资源集成到一个无缝的、并列的、易于访问的企业资产中，这样可使 一个功能强大的企业资产运作起来就像一个虚拟的单一系统。企业实现应用集成 的目的就是充分利用应用已有的技术及资源，并且给企业未来系统的扩展提供足 够的灵活性与可扩展性。本文以医院信息化、数字化建设为背景，建立了一个支 持业务流程集成的体系结构。能够适用于业务流程的变更，支持企业的复杂业务 流程的设计和管理，有利于系统的维护和新系统的扩展，降低了企业系统维护和 建设的成本。 在本章下面的内容中，首先分析了目前医院信息系统中存在的问题，给出企 业应用集成平台的业务模型，最后提出了采用的集成总体架构 7 1 ，并给予详细的 解释、分析与评估 3 i 存在的问题 在医院信息化建设中，一个大型医院系统的开发，我们系统的目标是一体化， 数字化，以病人为中心，开放性，实现这样的一个大型系统是很复杂的，具体原 因如下： 首先，大型医院信息系统中存在多个子应用系统，包括o a ，h i s ，l i s ， r i s ，p a c s 等，而且子系统间的交互比较多，若使用传统的方法实现点对点的 互联将会形成一个网状结构，这样无疑会使得系统几乎不具有可扩充性，因为要 想添加一个子系统，将需要添加其它子系统和它交互的所有连接，这样带来的可 维护性也是极差的； 第二，一般医院都有一些遗留应用系统，并且医院中的各子应用系统是由不 同软件开发商开发，采用不同的实现平台，不同的数据格式和实现方式的异构系 生奎盔兰翌圭兰丝丝苎 统，尤其一些医疗设备都有自己特有的软件系统，而且这些系统我们并没有源代 码，只是知道它们提供的一些接口。实现企业应用集成系统并不只是把由自己实 现的子系统简单的通过共享数据库互联在一起，要想达到互联，我们必须解决不 同供应商的不同系统间的数据格式的统一问题。 第三，医院业务流程复杂多变化，现有的很多系统都因为不能适应医院业务 流程的变化被淘汰。比如在医院集成系统中，医嘱的填写原本属于医生的任务， 但可能会因为流程的变化，填写任务会转移给护士来完成。再例如，年终对医务 人员的考核指标可能会随着时间的不同而改变，也可能添加新的内容。适应流程 的变化一直都是已运行的系统碰到的最棘手的问题。 第四，随着医疗的发展，新系统会随之出现，例如：远程医疗等。同时还有 和其他医院能够很好的实现信息的交互( 例如在病人转院时) ，我们必须要遵守 国际上现有的许多关于医疗系统方面的标准和规范，比如h l 7 ( h e a l t hl e v e l s e v e n ) 标准，d i c o m ( d i g i t a li m a c n ga n dc o m m u n i c a t i o n si nm e d i c i n e ) 标准， h i e ( i n t e g r a t i n gt h eh e a l t h c a r oe n t e r p r i s e ) 规范；虽然各个标准提出了各系统间 进行交互时需要传递的消息格式，但不包括具体的技术实现，首先本地化，符合 医院实际，有利于医院信息系统以后的扩展。 3 2 业务模型 医疗应用集成平台嘲( m e d i c a la p p l i c a t i o ni n t e g r a t i o np l a t f o r m ) 是软件和硬 件的结合体，是各应用系统进行信息交互的桥梁和纽带。它提供各种集成方式， 将同构或异构的各个应用系统连接起来，让它们形成一个有机的整体来共同协作 完成医院所需要的功能，其中的应用系统可以是医院内部的应用系统，也可以是 医院外部的应用系统医院应用集成业务模型如下图所示： 应用集成平台是各个系统进行交互的核心，各个系统都通过应用集成平台来 进行信息交换。各系统之间，或者和外部系统的交互及交互的流程都由应用集成 平台来进行统一调度和管理，调度和管理的规则遵循h l 7 ，d i c o m 标准和i h e 规 范：在有规范可以依据的情况下，要遵循相关规范，在无规范可以依据的情况下， 制定利于双方交互相关的规范与接口 山东大学硕士学位论文 图3 1 医院应用集成业务模型 将来的社会是一个信息化社会，任何一个企业，任何一个部门都不可能是一 个封闭的孤岛，和外部进行信息交换是不可避免的。信息化社会意味着信息的无 比重要性，而信息的有效共享和交互则是信息化建设的重中之重，所以说，为了 未来的发展，数字化医院不仅是医院内部业务的数字化，它还应该包括与医院外 部系统进行合作的数字化。从图3 1 中可以看出，应用集成平台是各个系统进行 交互的核心，各个系统都通过应用集成平台来进行信息交换。从业务角度，处于 图中外圈的业务系统可以分为四类：院内业务系统，院院交互系统( 地区医院和 其他医院系统) ，合作服务系统( 需要合作完成某些业务的外部企业系统，如银 行，医保等) ，和供应链系统 院内业务系统中的子系统主要完成医院日常业务，包括挂号、门诊、住院、 收费、检查、检验等具体业务子系统，各子系统之间，或者和外部系统的交互及 交互的流程都由应用集成平台来进行统一调度和管理，调度和管理的规则是遵循 h l 7 ，d i c o m 标准和i h e 规范。在院院交互中，主要采用电子病历通过集成平 台来进行病人信息的交换。在同合作服务系统的交互中，平台提供规范的接口； 在有政策规范可依的情况下，要遵循政策，在无政策可依的情况下，制定利于双 方交互的规范与接口虽然现在国内的供应链系统建设并不是太成熟，但从国外 的发展来看，供应链系统的建设是一个趋势，应用集成平台应考虑到将来的发展， 建立具有扩展性的相关机制来适应未来的需求。 山东大学硕士学位论文 3 3 体系结构 我们通过对医院信息化过程中的各种问题的调查和分析，在技术上，从切实 可行的角度提出了以下的集成体系结构( h a w ) 可扩展集成平台业务流程集成， 使原系统和新系统的业务流程达到有效集成，本文通过设计转化器和引入 a d a p t e r 来增强系统的可扩展性采用的体系结构见图3 2 船 图3 2 集成体系结构 首先，各应用系统把其可以提供的子流程以服务的形式发布登记注册到服务 接口表中存储起来，其次，对于一个业务流程，从应用系统1 中的业务流程开始， 由其工作流引擎根据任务表判断下一任务，以确定所需调用的相应子流程并且判 断此子流程能否由本系统自己提供，如不能，则需生成h l 7 消息，再通过a d a p t e r 把h l 7 消息转化为平台可以使用的标准的x m l 3 格式消息，发送给集成平台，请 求子流程的调用：由集成平台根据服务接口表及其流程配置信息确定所要调用的 子流程，子流程提供系统，由平台工作流引擎调用相应子流程，返回调用结果给请 求系统，继续执行下一业务流程，直到整个流程结束 应用系统通过适配器和消息中间件连接，实现互联。面向业务流程的企业应 用集成处理的往往是长事务，一般对实时性的要求要低于交易系统，使用基于异 步通讯方式的消息中间件是可以满足实时性的要求的。适配器在系统中就象一个 桥梁将应用系统内部和外部中间件连接起来，使得应用不再被封闭在系统内部而 可以和其他应用进行交互。 适配器的类型有很多种，自己开发是一种较简便的方式基本思路是预先分 析好目前企业需要的工作流情况，将这些流程拆成许多和应用直接相关的子流 程。归纳并研究这些子流程对应用的影响( 包括数据交换及事务处理等等) ，开 1 7 些奎查堂婴圭兰竺丝兰 发相应的程序或者调用系统原有的功能，以及和中间件通讯的接1 ：3 ，可以是文件 方式，或者是其他标准的格式( 如x m l ) ，由应用或s h e l l 程序监听及启动消 息中间件来完成信息交换。该方案成本较低，但是不够灵活。如果企业发现新的 子流程，就有可能需要开发新的程序来。因此在一些需要较高流程自动化的情况 下往往要使用一种标准框架的适配器，来灵活的配置和交互。在下一章中将重点 研究适配器的实现技术及开发工具 在应用系统通过信息中问件实现信息互联的基础上，由业务流程管理器来完 成流程管理，调度及用户参与，起着一个总调度的作用它通过中间件和各应用 系统连接。将预先定义好的业务流程存入流程管理器，存入的信息包括工作流的 各步骤；涉及的应用系统路由及操作；参与流程的人员等等。在事件管理器接到 启动流程的事件发生后( 例如病人就诊挂号等) ，流程管理器将调出相应的流程 数据，动态的执行每一步骤。由此，可见业务流程管理器是业务流程管理的核心 内容，如何实现流程管理，以及一些和流程管理及长事务管理的问题将在后面进 行研究。 除了流程管理器，在方案中还使用了门户技术，使用门户的目的是为了实 现一个统一的表示界面目前很多应用都提供了基于w e b 的界面，因此可以预见 在今后门户将能为用户提供一个企业内所有应用的接入统一表示接口然而，目 前很多系统还是以g u i 为主要的用户界面，在这里门户技术除了表示部分应用 的信息。提供用户的个性化的表示及协同的方式以外，还应当为流程管理和用户 交互提供一个界面，使得用户能够通过门户和工作流进行交互，完成一些诸如批 准、审核等人员交互功能，这里可以使用l d a p 等方式实现用户的权限管理和身 份确定等安全服务。在下面章节中将重点研究门户技术在这些问题上的实现。 除了流程管理和门户外，在流程管理的最上层是关于流程建模和监控等功能 的实现。流程监控可以由流程管理器来完成，而流程建模，特别是一些复杂的流 程建模则需要一些第三方的软件来实现。建模的内容包括流程建模和验证及影响 分析等。 3 4 分析 以上体系结构的设计及实践表明本