（计算机应用技术专业论文）工作流技术在web平台办公系统中的研究与应用.pdf

摘要 摘要 办公自动化( o f f i c ea u t o m a t i o n ) ，简称o a ，主要指办公信息处理的自动化， 它应用各种先进的信息技术和集成技术，使原本由人从事的各种办公业务活动逐 步由各种设备、人机信息系统来协助完成，从而达到降低劳动强度，避免重复劳 动，提高工作效率，取得更好经济效益的目的。 随着以计算机技术和通讯技术为代表的信息技术的发展，办公自动化在企业 单位的管理和经营活动中发挥着越来越重要的作用。人们要求办公自动化系统能 满足不断变化的办公需求，提供公文处理的自动办公功能，还要求能满足人们之 间信息交换与共享的需求。工作流所关注的问题是处理过程的自动化，它根据一 系列定义的规则，将文档、信息或任务在参与者之间传递，以达到某种目的。工 作流技术和o a 的结合，是一种在分布式环境下进行工作任务进程间的协调及协 作式处理的计算机技术，其目的是实现人与计算机交互事件结合过程的自动化。 从应用上看，目前工作流技术被看作是提高办公效率和生产率的关键技术， 是计算机应用领域的一个研究热点。在企业的日常办公中，7 0 以上的工作都是 常规的，并且有相对固定的流程和方式，只需按部就班地执行即可完成，而工作 流技术可以很好地描述企业的业务流程，因此工作流是办公活动的核心，一个好 的办公自动化系统应该具有完善的自定义、跟踪的功能，才能保证企业中的常规 办公活动能够快捷、灵活地进行，从而提高工作效率和办公质量。 从开发角度看，工作流技术是开发o a 的核心技术之一。在办公自动化系统 的开发过程中，进行详细认真的需求分析是必不可少的，也是系统能否成功实施 的关键。由于办公自动化系统是基于工作流技术的系统，所以传统的以功能需求 分析为主的设计方式不能满足o a 系统需求分析的需要。以工作流法设计的o a 系统能够适应办公自动化系统的特点，具有很强的生命力和良好的动态性。 工作流技术的标准化组织工作流管理联盟w f m c 提出了工作流产品的参考模 型及其它一系列标准，本文对这些标准进行了深入的分析。然而，以工作流法设 计办公自动化系统的最主要任务是办公流程的设计，这就涉及到工作流建模技术 的研究。工作流的建模方法有很多，本文深入研究了p e t r i 网建模方法在工作流 建模中的应用，以i n f o r f l o w 为实现平台，按照b s 模式设计并实现了基于工作 流的w e b 办公自动化系统。文中详细介绍了基于p e t r i 网的建模方法，以及如何 从业务流程中提取工作流，并对工作流模型进行了模型的正确性验证。 关键词办公自动化；工作流；建模；p e t r i 网 a b s t r a c t a b s t r a c t o f f i c ea u t o m a t i o n ( o a ) ，t h em a i nm e a n si st h ea u t o m a t i o n & o f f i c ei n f o r m a t i o n p r o c e s s i n g i ta p p l i e sa d v a n c e di n f o r m a t i o nt e c h n o l o g ya n di n t e g r a t i o nt e c h n o l o g yt o e na _ b l ev a r i o u sb u s i n e s sa c t i v i t i e sg r a d u a l l yc o m p l e t e de n g a g e di nf r o mp e o p l et o o f f i c ee q u i p m e n t 。h u m a n c o m p u t e ri n f o r m a t i o ns y s t e m ，s oa s t or e a c ht h eg o a lo f d e c r e a s i n gt h ei n t e n s i t yo fl a b o r , a v o i d i n gd u p l i c a t i o n ，i m p r o v i n gw o r ke f f i c i e n c ya n d a c h i e v i n gb e t t e re c o n o m i ce f f i c i e n c y w i t ht h ed e v e l o p m e n to ft h er e p r e s e n t a t i v e so fc o m p u t e ra n dc o m m u n i c a t i o n t e c h n o l o g y , o ap l a y sa ni n c r e a s i n g l yi m p o r t a n tr o l ei nt h em a n a g e m e n ta n d b u s i n e s s a c t i v i t i e so fe n t e r p r i s e s o as y s t e mi s c a l l e du p o nt o a d a p tt o t h ec h a n g i n g r e q u i r e m e n t so ft h eo f f i c e ，p r o v i d et h e i n d i v i d u a lo f f i c ef u n c t i o n so fd o c u m e n t p r o c e s s i n g ，a s w e l la sa s k e dt om e e tt h en e e do ft h ee x c h a n g ea n ds h a r i n go f i n f o 瑚舱t i o n w o r k f l o wc o n c e r n st h ep r o c e s sa u t o m a t i o n a c c o r d i n gt o as e r i e so f d e f i n e dr u l e s ，i tp a s s e sd o c u m e n t s ，i n f o r m a t i o na n dt a s k sa m o n gt h ep a r t i c i p a n t st o a c l l i e v eac e r t a i np u r p o s e t h ei n t e g r a t i o no fw o r k f l o wt e c h n o l o g ya n do a i sak i n d o fc o m p u t e rt e c h n o l o g yt oc o m p l e t et a s kp r o c e s sc o o r d i n a t i o na n dc o l l a b o r a t i o ni na d i s t r i b u t e de n v i r o n m e n tw h o s ea i mi st oa c h i e v et h ea u t o m a t i o no fh u m a na n d c o m p u t e ri n t e r a c t i o np r o c e s s f r o mt h ea p p l i c a t i o n ，a tp r e s e n tt h ew o r k f l o wt e c h n o l o g yi sr e g a r d e da sak e y t e c h n o l o g yt oi m p r o v eo f f i c ee f f i c i e n c ya n dp r o d u c t i v i t y , i ti s a l s oah o t s p o ti nt h e f i e l do fc o m p u t e ra p p l i c a t i o n s i no f f i c ew o r ko fe n t e r p r i s e s ，m o r et h a n7 0p e r c e n to f 吐l ew o r l ( i sr o u t i n e 。a n dt h e r ea r er e l a t i v e l yf i x e dp r o c e s s e sa n dm e t h o d s ，a n di tc a n b e c o m p l e t e df o l l o w i n gp r e s c r i b e d o r d e r t h ew o r k f l o wt e c h n o l o g yc a nb eag o o d d e s c r i p t i o no ft h ee n t e r p r i s eb u s i n e s sp r o c e s s e s t h e r e f o r e ，w o r k f l o wi st h e c o r eo f o f f i c ew o r k ag o o do as y s t e ms h o u l db ee q u i p p e dw i t hp e r f e c tc u s t o ma n dt r a c k i n g m c t i o n s t oe n s u r eaf a s ta n df l e x i b l ei m p l e m e n t a t i o no ft h ee n t e r p r i s e sc o n v e n t i o n a l o f f i c ea c t i v i t i e s 。s oa st oi m p r o v ew o r ke f f i c i e n c ya n dq u a l i t yo f o f f i c ea c t i v i t i e s f r o mt h ed e v e l o p m e n tp e r s p e c t i v e ，t h ew o r k f l o wt e c h n o l o g yi so n e o ft h ec o r e t e c h n o l o g i e so fo ad e v e l o p m e n t i nt h ed e v e l o p m e n tp r o c e s so fo as y s t e m ，a d e t a i l e da n ds e r i o u s l ya n a l y s i so ft h er e q u i r e m e n ti se s s e n t i a l ，a n da l s ot h ek e y t ot h e s u c c e s so ft h ei m p l e m e n t a t i o no ft h es y s t e m b e c a u s eo as y s t e m i sb a s e do n 、o 棚o wt e c h n o l o g y ，t h et r a d i t i o n a lf u n c t i o n sa n a l y s i sd e s i g nc a n n o tm e e tt h en e e d 北京t 业大学t 学硕 ：学位论文 o fa n a l y s i so fo as y s t e m w i t l ls t r o n gv i t a l i t ya n dag o o dd y n a m i c t h eo as y s t e m w h i c hi sb a s e do i lw o r k f l o wt e c h n o l o g yc a l la d a p tt ot h ec h a r a c t e r i s t i c so fo f f i c e a u t o m a t i o ns y s t e m 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 , t h es t a n d a r d o r g a n i z a t i o no fw o r k f l o w t e c h n o l o g y ，p u tf o r w a r dr e f e r e n c em o d e lo fw o r k f l o wp r o d u c t sa n das e to fc r i t e r i a , t h i sp a p e rh a sc o n d u c t e di n - d e p t ha n a l y s i sa b o u tt h e s ec r i t e r i a h o w e v e r ，t h em o s t i m p o r t a n tt a s k so fd e s i g n i n go as y s t e mb yw o r k f l o wm e t h o di st h ed e s i g no fo f f i c e p r o c e s s ，t h u si n v o l v e st h er e s e a r c ho fw o r k f l o wm o d e l i n gt e c h n o l o g y t h e r ea r em a n y m e t h o d so fw o r k f l o wm o d e l i n g ，t h i sp a p e rr e s e a r c h e dt h ea p p l i c a t i o no fp e t r i n e ti n w o r k f l o wm o d e l i n g ，a c c o r d i n gt ob sm o d e ld e s i g n e da n di m p l e m e n t e daw e bo a s y s t e mw h i c hi s b a s e do ni n f o r f l o wp l a t f o r m t l l ep a p e rd e s c r i b e di nd e t a i lt h e m o d e l i n gm e t h o dw h i c hi sb a s e do np e t r i n e t ，a sw e l la sh o wt oe x t r a c tw o r k f l o w f r o mt h eb u s i n e s sp r o c e s sa n dv e r i f yt h ev a l i d i t yo ft h ew o r k f l o wm o d e l k e y w o r d s0 a ；w o r k f l o w ；m o d e l i n g ；p e t r i n e t i v 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。 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) 第1 章绪论 1 1 研究课题的背景及意义 工作流管理最早是在办公自动化领域( 保险、银行、法院、行政管理) 开始 应用的。工作流是一种优化方法，是一种对工作进行优化的思想和技术，其主要 的优越性表现在： 1 可以大大缩短主要业务过程的处理时间。 2 降低管理成本，如避免不必要的和重复的工作，提高工作人员的工作效率。 3 改善工作质量，如自动提供为完成某个任务所需要的相关信息。在客户服 务中能够快速方便地访问所有相关数据和工作流程，从而大大提高客户服务质 量。 4 通过在工作流模型中加入对可预计的故障的处理策略来提高系统的柔性。 5 在工作流的基础上改进控制策略，降低响应的控制成本。 6 通过对己经完成的工作流实例的分析，找出存在的不足，进而不断改进工 作流程。 7 使工作内容更加丰富，并且提高工作人员的业务能力，减少工作人员进行 单调乏味并且十分耗时的文档查找工作。 8 有利于提高软件的重用率、灵活性和适应能力。 9 工作流管理系统还可以提供系统日志功能。 1 0 适应业务流程变化的需要具有不同技术的优点，克服了其缺点，是一种 比较理想的实现模式。 从应用上看，目前工作流技术被看作是提高业务过程效率和生产率的关键技 术，是目前计算机应用领域的一个研究热点，而将工作流的思想应用到办公自动 化系统的开发和设计中也是由来已久而且意义深远的。因为企业的日常办公中 7 0 以上的工作都是常规的，有相对固定的流程和方式，只需按部就班地执行即 可完成，工作流技术可以很好地描述企业的业务流程，这些工作也正需要通过工 作流技术的支持和控制才能高效率地进行和实现，因此工作流是办公活动的核 心，无论办公自动化向哪个方向发展，一个好的办公自动化系统都应该具有完善 的自定义、跟踪、以及进行工作流的功能，只有这样才能保证企业中占大部分的 常规办公活动能够快捷、灵活地进行，从而提高整体的工作效率和办公质量。 从开发角度而言，工作流技术是开发o a 系统的核心技术之一，在办公自动 化系统的开发过程中，进行详细认真的需求分析是必不可少的，也是系统能否成 功实施的关键之一，但由于办公自动化系统是一种基于工作流的系统，所以传统 北京r 业人学t 学硕 ：学位论文 的以功能需求分析为主线的设计方式并不能完全满足o a 系统需求分析的需要， 因此以工作流法设计的办公自动化系统能够适应办公自动化系统的特点，具有很 强的生命力和良好的动态性。 采用工作流管理系统可以在最大程度上集成组织的现有信息资源，实现资源 的充分利用。由于工作流管理系统具有较好的柔性和开发性，因此，可以保证信 息系统能够顺利的扩展以满足不断变化的市场环境。另外，工作流管理系统在工 作流模型的基础上进行业务过程，这就意味着信息系统已经从过去没有一个具体 的可量化指标的管理信息系统，发展到了一个建立在工作流模型上( 并且是可以 利用b p r 或者其他仿真工具进行优化后的模型) ，按照预先定义好的规则进行执 行，并且对于执行的结果随时进行监控和评价的规范化阶段。这种由过程建模一 模型分析一过程优化一执行结果一统计分析一改进业务过程一优化运作的实施 方法为成功地实施信息系统奠定了坚实的基础。 1 2 国内外研究现状 基于工作流( w o r k f l o w ) 的办公自动化( o a ) 研究在国际上已经有相当长 的历史。二十世纪八十年代中期，办公系统的诞生是以个人电脑、办公套件为主 要标志的，它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纸 介质方式向电子比特方式的飞跃；二十世纪九十年代中期，以l o t u sn o t e s 为代 表的群件技术的面世及网络通讯技术的长足发展，给o a 系统带来了一次革命性 演进，办公自动化系统开始以网络技术和协同工作技术为主要特征。随着技术的 发展，遵循国际工作流管理联盟( w f m c ) 标准的工作流产品在现代办公系统应 用中又崭露头角，它不仅实现了工作流程自动化及收发文件从传统的手工方式向 工作流自动化方式的飞跃，同时也通过可视化的流程定义和流程监控，实现了 流程的优化和重组。新一代采用工作流技术的办公自动化系统由此得到了广泛的 应用。 在国内，目前办公自动化研究主要集中在企业应用平台的整合，各种应用系 统的集成( 包括w e b 、d b m s 等应用系统) ，各种办公自动化软件产品的接口的 设计，以及基于分布式架构的平台设计等方面。o a 系统与其它信息系统的整合， 简化了应用层面，根据业务变更和需求来扩展新功能，从而提升办公自动化在企 业及政府部门当中的应用。在银行、保险、邮电、海关、证券、税务、电力等领 域和政府机关都包含了许多的业务流程，建设各类信息系统的重要工作之一就是 发现用户的工作流程，进行分析建模，并把它体现到信息系统的设计中。应用工 作流管理系统的开发人员通过可视化的方式分析和设计业务流程，将各个不同的 应用系统联接在一起；在组织结构和业务发生变化时，能够在很少修改甚至不修 第1 审绪论 改原来应用的情况下，仅仅通过修改工作流程的定义就能适应变化了的情况。工 作流技术的发展为办公自动化、企业信息平台和企业业务平台的整合带来了强大 的技术支持。 工作流技术的发展，经过几十年的努力，取得一定的结果。但在实际应用中， 应用的企业还是较少，应用的范围窄，效果不理想。这里与产品的全面性和集成 性有关，也与企业应用的状况有关，具体有以下几点： 1 工作流底层环境的建立：工作流管理系统必须建立在底层通信的基础上， 才能实现分布计算，这要付出额外经费和精力进行构筑，这是企业所不希望的， 从而限制了在企业中的广泛应用。 2 标准化程度差：不同的厂商所提供的工作流产品具有自己独立的一套工 作流模型、工作流定义语言、a p i 函数，因此难于在不同系统之间进行交互，集 成的效果不理想，不能方便地在不同系统间进行应用对象的重复利用和数据的交 流。 3 系统的集成性不理想：工作流管理系统没有达到真正地集成，不能很好 将具体事务处理系统紧密地联系在一起，达到数据录入一次即可有效的目的。 4 实现的复杂性：实施一个完整的工作流管理系统，是一个复杂的过程， 要了解其它应用系统的业务、进行流程处理分析、业务流程的改造、管理规程和 操作规范建立等。并且还必须有不同软件供应商的全力配合，因为企业不可能在 短的时间内了解所有系统的来龙去脉，并得以实现。 5 系统的安全性：系统中对于并发访问和异常错误缺乏正确和可靠的支持。 一旦系统出现非正常退出，如何恢复数据并保证数据的一致性还需要解决。 6 企业管理者的观念改变：一个系统实施的好与坏，与企业的管理者有密 切的关系。要改变手工管理中不合理的流程方式，就要充分借助计算机应用系统 来指导工作。 1 3 课题的来源及主要研究内容 1 3 1 课题的来源 本课题来源于北京先进制造技术转移中心办公自动化系统的建设，课题通过 对工作流技术的研究，实现一个良构、实用、高效的基于工作流技术的w e b 平台 办公系统，从而解决技术转移中心工作人员少、工作量大、工作任务重的现状， 并提高管理水平和管理质量，准确、快速的制定决策，达到全面提升技术转移中 心办公效率、办公质量和竞争力的目的，最重要的是使技术转移中心工作流程频 繁更改、组织机构和人员职能变化成为可能。系统主要内容有： 北京丁业大学t 学硕i j 学位论文 率。 用。 ( 1 ) 实现工作流程的自动化，规范各项工作，提高单位协同工作的办公效 ( 2 ) 实现公文流转的自动化，中心内各类公文能够按照业务需要自动流转。 ( 3 ) 实现文档管理的自动化，使各类文档能够按权限进行保存、共享和使 ( 4 ) 实现业务流程的自动化，使各类业务操作按照流程的定义进行运行。 1 3 2 研究内容 ( 1 ) 工作流建模技术研究 本文对工作流技术的基本理论进行了深入的分析和研究，对p e 仃i 网建模方 法进行了研究，对p e t r i 网的基本特征及基于p e t r i 网的工作流模型的正确性分 析的理论进行了学习。最后，作者运用基于p e t r i 网的建模技术，对办公自动化 系统中的会议过程进行了详细的模型设计，并进行了模型的正确性验证和分析。 ( 2 ) 基于i n f o r f l o w 的工作流办公自动化系统开发 根据建立的工作流模型，作者参与了在i n f o r f l o w 平台上为技术转移中心开 发的具有实用、高效和安全特点的办公自动化系统。以会议流程为例对办公平台 的开发过程进行了详细的阐述。 1 4 本文结构 本文第l 章绪论，讨论了工作流技术的国内外研究现状及课题来源和研究的 主要内容。第2 章对工作流技术进行了介绍，重点介绍了工作流参考模型的各个 组成部分，及其各个部分应该具有的功能。第3 章研究了p e t r i 网建模方法，重 点研究了如何使用可覆盖树算法对p e t r i 网进行正确性验证，也是本论文的重点。 第4 章中结合技术转移中心的实际业务类型，建立了会议流程和客户投诉流程的 p e t r i 网模型，并对他们进行了验证。第5 章介绍了基于工作流技术的w e b 平台 办公系统的具体实现，介绍了系统采用的关键技术、系统架构等方面。 第2 章t 作流技术及介绍 第2 章工作流技术及介绍 2 1 工作流技术的基本概念 八十年代初期，在p c 机尚未作为信息处理工具而出现的时候，纸张是各行 各业中进行日常业务活动所不可替代的载体。这种古老的载体在信息的处理、组 织、存储以及查询检索方面都是低效的。因此，人们希望出现一种无纸化的i t 计算机使能的工作环境。此时工作流管理系统的一个雏型应运而生。 八十年代中期，f i l en e t 和v i e ws t a r t 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 ( s t r u c t u r e dr o u t i n g ) 、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。 进入九十年代，工作流管理系统也由最初的创建无纸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，使得人们从更深的层次、更广的领域上对 工作流技术展开了研究。 工作流技术的标准化组织工作流管理联盟w f m c ( w o r k f l o wm a n a g e m e n t c o a l i t i o n ) 于1 9 9 3 年成立。它的成立标志着工作流技术在计算机应用研究领域 中被明确地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进入了更为繁荣的阶 段。为了实现不同工作流产品之间的互操作，w f m c 在工作流管理系统的相关术 语、体系结构及应用编程接口等方面制定了一系列标准。更多、更新的技术被集 成进来，文件管理系统、数据库、电子邮件、移动式计算、i n t e r n e t 服务等都 已被容纳到工作流管理系统之中。1 9 9 4 年1 1 月，工作流管理联盟发布了工作流 管理系统的参考模型，为工作流技术的发展提供了标准和依据。 2 1 1 工作流的定义 工作流管理联盟( w f m c ) 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 。 p e o p l es o f t 公司给出的定义是：工作流是一个用来实施经营过程实践的机 制。 北京t 业大学t 学硕t ：学位论文 i b ma l m a d e n 研究中心给出的工作流定义是：“工作流是经营过程的一种计 算机化的表示模型，定义了完成整个过程需要的各种参数 。这些参数包括对过 程中每一个步骤的定义、步骤间的执行顺序、条件以及数据流的建立、每一步骤 由谁负责以及每一个活动所需要的应用程序。 关于工作流的定义很多，但基本上都达成了这样的一个共识：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。关于工作 流管理联盟对工作流管理系统的定义在下文中会提到。 根据我们对工作流的理解，给出以下定义：工作流是通过计算机软件进行定 义、执行并监控的经营过程，而这种计算机软件就是工作流管理系统。 2 1 2 工作流管理系统的定义 工作流管理联盟对工作流管理系统的定义为雎1 ：工作流管理系统是一个软件 系统，它负责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 推进过程实例的执行。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 ，w f m s ) 是通过对工作流程中涉及各步骤的人员和i t 资源的合理调整，从而起到对工作 流的定义、管理和实现的确定性作用。工作流管理系统是支持企业实现业务过程 管理和自动化的强有力的软件工具，它能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。所以工作流是工作流管 理系统的最重要的被管理元素，就像表、视图是数据库管理系统的组成对象一样。 2 2 工作流参考模型 2 2 1 简介 工作流管理联盟w f m c 制定的标准文档中对工作流参考模型进行了阐述。 工作流参考模型来源于对普通的工作流的程序结构分析，确定结构中的接口，这 些接口可以使不同产品在不同的结构层次上协同工作。所有工作流的系统都包含 一系列的公共组件，组件间采用一套被定义好的方法进行协作；不同的产品在这 些公共的组件中会表现出不同的处理能力。为了实现不同工作流产品间的协同工 作，需要在这些组件间制定一套标准的接1 2 和数据交换格式。通过实现这些标准 接口可以达到产品间的协同工作。图2 1 描述了工作流体系结构中的主要组件与 接口。 该体系结构定义了参考模型的主要组件和接口，工作流执行服务器周围的接 1 2 是w a p i ( w o r k f l o wa p i s ) ，通过这些接1 2 可以访问工作流系统的服务，这些 第2 章工作流技术及介绍 接口还控制工作流控制软件与其他系统组件间的交互。在这5 个接口中的许多功 能，都是被2 个或更多接口同时拥有的，因此w a p i 可以看作是统一的服务接口， 可以交叉使用这5 个接口来支持工作流管理功能，而不是单独的使用其中某个接 口。 图2 - 1 工作流参考模型 f i 醇- 1w o r k f l o wr e f e r e n c em o d e l 工作流参考模型中涉及到3 种数据，分别是工作流控制数据、工作流相关数 据和工作流的应用数据。 工作流执行服务工作流引擎通过内部的工作流控制数据来辨别每个过程或 活动实例的状态。这些数据由工作流执行服务工作流引擎进行控制。用户、应 用程序或其它的工作流引擎工作流执行服务不能对其直接进行读写操作，它们 可以通过向工作流执行服务工作流引擎发消息请求来获得工作流控制数据的内 容。 工作流管理系统通过工作流的相关数据来确定过程实例状态转换的条件，并 选择下一个将执行的活动。这些数据可以被工作流应用程序访问并修改。因此， 工作流管理软件需要在活动实例之间传递工作流的相关数据。 工作流的应用数据是指那些由应用程序操作的数据。它们是针对应用程序 的，是企业完成具体业务功能所需要的数据，如产品结构数据、订单数据、生产 作业计划数据等。工作流管理系统无法也不需要对它们进行访问。 北京t 业大学t 学硕1 ：学位论文 2 2 2 组成部分介绍 2 2 2 1 工作流执行服务工作流执行服务使用一个或多个工作流引擎，为过程 实例和活动提供运行环境，负责解释和激活流程定义，与流程所需的外部资源进 行交互。 “工作流执行服务器 定义：“由一个或多个工作流引擎构成的软件服务器， 用来创建、管理、执行工作流实例，应用程序可能会通过w a p i 来与这个服务交互 。 工作流执行服务是工作流管理系统的核心，是企业经营过程的任务调度器， 并且还在某种程度上是企业资源分配器。它主要完成实例化及执行过程模型、为 过程和活动的执行进行导航、与外部资源交互完成各项活动、维护工作流控制数 据和工作流的相关数据等功能。 在分布式的工作流执行服务中，一般由多个工作流引擎协同工作来推进工作 流实例的执行。每个工作流引擎负责控制和管理一个过程中的一部分活动，使用 相关的资源和应用工具来完成活动的执行。不同的工作流引擎之间进行分工和协 作，在一个工作流引擎完成了其负责的一部分活动后，需要将相应的完成信息传 递给其他工作流引擎。这些工作流引擎之间的协作需要良好的底层支持系统( 如 可靠的消息系统) 的支持。首先这种执行服务方式需要有共同的命名方式和管理 范围，便于维持过程定义和用户应用名称的一致性。不同工作流执行服务中定 义的协议通常是不同的，它们大多数都是厂家自己定义的。在选用不同的工作流 系统产品进行协同工作时，需要在各工作流引擎之间提供一个标准的接口或格式 来进行这些不同协议的转换。所提供的标准接口和格式应包括：一个共同的命名 机制；支持共同的过程定义对象和属性；能够传递工作流的相关数据，并控制过 程实例的生成；能够在异构的工作流引擎间传递过程、子过程及活动信息。 2 2 2 2 工作流引擎一个工作流引擎负责执行服务器中的部分( 或者全部) 运 行控制环境。“工作流引擎定义：“为工作流实例提供运行时期的执行环境的软 件服务器或引擎 。 工作流引擎的功能：解释过程定义；控制过程实例的创建、激活、挂起、终 止等；为过程的活动导航，可能要包含顺序或者平行的操作、最后时间期限、对 工作流的相关数据进行解释；参与者签名和退出；确定任务项目，实现用户意图； 提供接口，支持用户交互；维护工作流控制数据和工作流的相关数据，在应用程 序间或用户间传递工作流的相关数据：提供调用外部程序的接口，连接所有工作 流的相关数据；提供控制、管理和审查功能。 工作流引擎可以控制过程集、子过程或通过对象类型的范围及其属性定义运 行范围的实例。在一个由多个工作流引擎构成的工作流执行服务中，要把过程进 行划分，分配给工作流引擎。可以按照过程类型来划分，某一个工作流引擎负责 第2 章t 作流技术及介绍 ； m im 皇量皇皇皇曼皇鼍寡鼍! 曼! 皇寡曼曼! ! 曼皇曼鲁曼! ! 曼曼鼍曼鼍鼍詈! 鼍 控制相应类型过程；按照功能进行划分，某一个工作流引擎负责控制过程的一些 部分，这些部分所需要的用户或者资源都在此工作流引擎的控制范围内，也可以 按照其它一些机制划分。 2 2 2 3 流程定义工具设计活动和最后的过程模型输出，称为过程定义。在运 行时期过程定义可以被工作流引擎解释。 工作流模型包含了描述一个能够由工作流执行服务软件系统执行的过程所 需要的所有信息。这些信息包括过程的开始和完成条件、构成过程的活动以及进 行活动间导航的规则、用户需要完成的任务、可能被调用的应用、工作流引擎的 引用关系以及所有与工作流的相关数据的定义。过程定义可能引用组织角色模 型中关于组织结构、角色等信息。因此在进行活动或信息对象的定义时，不仅可 以指定某个特定的人是这个活动或信息对象的参与者，而且可以将活动或信息对 象与组织实体或角色功能进行关联。过程定义指定完成某项活动的组织实体或角 色，而不是定义具体的人员。在工作流执行环境中，工作流执行服务负责将组织 实体或角色功能与特定的参与者进行连接。这样既可以增加过程定义的方便性， 而且还可以提高工作流执行服务的灵活性。 过程建模工具以计算机能够处理的形式进行过程的定义。它可以基于形式化 的过程定义语言、对象关系模型来进行过程模型定义。对于比较简单的系统，也 可以采用一组路径选择命令的方式来描述信息或文档在不同参与者之间的传递 过程。过程建模工具可以作为特定工作流产品的一部分提供给用户，也可以作为 一个单独的产品提供给用户，它还可以作为企业经营过程分析系统的一部分提高 给用户。在作为企业经营过程建模分析软件产品提供给用户时，这个过程建模工 具应该提供一个由分析模型到投入世界的运行模型的转换接口，从而使得由这个 工具生成的模型能被企业实际应用的工作流管理系统执行。 工作流建模工具应输出一个能被工作流引擎解释并执行的过程定义，不同的 工作流产品的建模工具输出模型的存储格式是不同的。参考模型图中接口1 的定 义不仅是为了实现工作流的定义阶段和运行阶段的分离，使用户可以分别选择建 模工具和工作流执行软件产品，而且是为了使不同的工作流产品能够实现协作运 行，从而为过程定义的执行提供良好的运行服务环境，关于接口1 的介绍会在 2 2 4 节中。 在工作流建模上，工作流管理联盟展开了两方面的工作： ( 1 ) 定义了一个元模型( 在下一节中将介绍工作流元模型) ； ( 2 ) 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 ( 应用编程接口) 即接口1 。 2 2 3 4 工作流客户端应用程序任务表处理器是在需要调用人类资源的活动 中，用来与终端用户进行交互的软件。任务表处理器可以作为工作流产品的一部 北京t 业大学t 学硕卜学位论文 分提供给用户，也可以由用户自己开发。在其他情况中，工作流可能要与普通的 办公系统进行集成，例如：e m a i l ，来为终端用户提供一个统一的任务管理系统。 这就要求在工作流执行服务器与工作流客户端应用程序间有一个非常灵活的通 信机制，来构建各种可能遇到的运行系统。 在工作流模型中，通过客户端应用程序与工作流引擎问定义良好的接口进行 交互。在这个接口中包含任务表一由工作流引擎分配给用户的任务序列。最简单 的情况是，工作流引擎访问任务表，来把任务分配给用户；任务表处理器通过访 问任务表，将任务项添加到任务表中，有许多不同的产品来实现任务表之间的交 互。 任务表中任务项的激活( 例如启动应用程序，连接工作流的相关数据) 可能 是由工作流客户端应用程序或者终端用户控制的。在工作流客户端应用程序与工 作流执行服务器间定义了一系列的方法，用来将任务项添加到任务表中、从任务 表中删除完成的活动、激活临时挂起的活动等。 任务表处理器也可以调用应用程序，或者直接调用，或者由终端用户调用。 通常希望任务表处理器的应用程序调用范围能够受到运行环境的限制，尽管这样 会给模型带来通用性的限制，但这种情况是一直存在的。 与任务表相关部分活动的数据，是任务表处理器用来调用应用程序所必须的 信息。当应用程序数据是强类型时，在任务表处理器中要存放一个联接，用来实 现程序的调用。在其他情况中，在任务表处理器与工作流引擎间要进行完全的应 用程序名称和地址信息的交换，这时工作流客户端应用程序也可能实现一些应用 程序调用接口( 接n 3 ) 中的功能，来获得必要的信息。 任务表中可能要包含一个过程中的几个不同实例的相关任务，或者包含几个 不同过程中的一个共同活动项。一个任务表处理器可能要与几个不同的工作流引 擎、几个不同的工作流执行服务器进行交互。因此，客户端工作流应用程序与工 作流引擎间的接口必须十分灵活，来满足下边的几方面功能的实现多样性：过程 和活动表示符：资源名和地址；数据引用和数据结构；可选择的通讯机制。 2 。2 3 。5 应用程序调用所有的w f m 产品都没有足够的逻辑单元，知道如何调用所 有的应用程序，这些应用程序存在异种的产品环境中。这就需要能够处理在所有 平台下和网络环境中进行调用的逻辑，并需要能使用公共格式和编码进行应用数 据或相关数据传递的方法。 然而，许多工作流系统已经能够使用更多受限制的应用程序，特别是那些采 用强制数据类型和直接与应用程序相连的系统。在其他情况中，应用程序对操作 的调用，可能是通过边准交换机制来实现的，例如o s it p 协议或者x 4 0 0 。一些 实现使用了“应用程序代理( a p p l i c a t i o na g e n t ) ”，把这些在在标准接口之后的 各种方法包含在工作流执行服务器中。也有可能开发“w o r k f l o we n a b l e d ”应用 第2 币t 作流技术及介绍 i b m _j_ 工具，这种工具使用标准的a p i 集来与工作流执行服务器进行通信来接收应用程 序数据、信号和响应活动事件等。这些a p i 可以被应用工具直接调用，也可以被 应用程序代理过程调用，作为与其他应用程序( 不包含任何工作流技术的程序) 交互的前端。 2 2 3 6 管理和监控工具w f m c 规范的最后关注的是为管理和监控功能开发公 共的接口标准，这样一个开发商的产品就可以用来管理其他工作流引擎的运行。 通过公共的接口几个不同的工作流执行服务器可以共享管理和监视功能。 尽管过程状态命令在接口定义中已经描述了，但一致认为在某些行业中需要 进行全部状态监视和提取信息的功能。w f m c 提出的接口是要让用户能够得到工作 流运行状态的完整视图，无论是什么样的工作流系统；同时也希望能提供一套全 面的功能集，进行系统管理，包括安全性、控制和权限。 接口中包含w a p i 集中的一些具体命令来操作管理和监控功能。另外进一步的 讨论，期望能够确定在什么范围内，这个接口可以使用现有的协议( 如c m i p 、 s n m p ) 来设置、恢复管理状态和统计信息。 2 2 3 工作流元模型 所谓元模型一般是指描述模型的模型 2 ，4 7 。我们的讲的工作流模型的元模 型是用来描述工作流模型内在联系的模型。它用于描述工作流模型内部包含的各 个对象、对象之间的关系及对象的属性，有利于建立可以在多个工作流产品之间 交换信息的模型。图2 2 为工作流管理联盟定义的工作流过程元模型，在该模型 中包含以下几个基本实体： 图2 - 2 基本过程定义元模型 f i 9 2 2b a s i cp r o c e s sd e f i n i t i o nm e t a - m o d e l 北京t 业大学t 学硕 ：学位论文 ( 1 ) 定义( 过程模型) ：它一般包含诸如工作流模型名称、版本号、过程启 动和终止的条件、系统安全、监控和控制信息等一系列基本属性。这个过程模型 反映了企业中一个经营过程的目的，即这个过程要实现的目的和最终达到的目标 是什么。 ( 2 ) 活动：主要属性有活动名称