（计算机软件与理论专业论文）面向企业应用集成的工作流技术的研究.pdf

山东大学硕士学位论文 摘要 工作流的概念起源于生产过程和办公自动化领域，它是针对日常工作中具有 固定程序的活动而提出的一个概念目的是通过将工作分解成定义良好的任务、 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，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。工作流技术一 出现马上就得到广泛的重视和研究。至今工作流管理技术已经成功地运用到医 院、银行、保险公司、图书馆等行业。随着电子商务和工作流的发展，企业迫切 需要将分散在各种异构存储和管理信息系统中的数据集成起来，形成一套完整的 企业数据，并在此基础之上将相互分割的企业系统、应用、流程进行有机结合， 构成完整的企业应用。一种引起很多人注意的解决方案就是e a i ( e n t e r p r i s e a p p l i c a t i o ni n t e g r a t i o n ) 的概念。 企业应用集成的思路是利用各种先进技术建立一个底层结构，来联系横贯整 个企业的异构系统、应用、数据源等，解决过去离散的、不一致的应用系统之间 进行交互的问题，尽可能地保护历史投资，使企业通过有限的投资、小规模的改 变和尽可能短的时间对以前的应用系统进行整合。同时提供一种集成机制，不仅 使企业内部各个应用系统的整合和沟通渠道畅通无阻，而且在未来增加新业务 时，可以方便地将新的应用整合到企业整体应用中来。 目前，企业应用集成的研究主要集中在数据集成上，对于企业应用集成的较 高目标业务过程集成研究相对少一些。因此基于工作流技术的企业应用集成研究 日益成为人们研究的热点。然而，大部分企业应用集成方法往往造成工作流管理 系统和企业应用之间互相孤立，因此如何将这两部分有机地结合在一起，也就成 为我们研究的目标和内容。 为了更好地解决企业应用集成的问题，本文提出了一种支持动态互操作的面 向企业应用集成的工作流模型，分别详细介绍了该模型的三个组成部分：企业应 用过程控制模型、企业应用状态转换模型、意外处理机制，并给出了一个应用实 例。 同时本文对面向企业应用集成的工作流的实现中用到的若干技术进行了研 究，分别对w e bs e r v i c e s 、a d a p t e r 设计模式、3 m s 、x i d l 等关键技术进行了研 山东大学硕士学位论文 究讨论，这些技术被我们所设计的社会保险信息系统结构中的企业业务代理层所 广泛引用，从而方便地实现了企业业务流程层和企业业务系统层的交互 最后，本文将我们设计的这种面向企业应用集成的工作流模型应用到我们所 研究开发的社会保险信息系统中，系统结构可以分为三个层次：企业业务流程 层、企业业务代理层和企业业务系统层，并分析了三个层次间的相互联系。我 们设计的这个体系结构对整个信息系统的设计与完善起到了重要的指导意义。 关键词：工作流，企业应用集成，动态互操作 山东大学硕士学位论文 a b s t r a c t t h ec o n c e p t i o no fw o r k f l o wc o m e sf r o mt h ep r o d u c t i o np r o c e s sa n do a ( o f f i c e a u t o m a t i o n ) i ti sb r o u g h tf o r w a r df o rt h ea c t i o n st h a th a v ef i x e dp r o c e s s e sd u r i n gt h e d a i l yj o b s i t sg o a li st oi m p r o v et h ew o r k i n ge f f i c i e n c ya n dt or e d u c ep r o d u c t i o nc o s t a n dt oi m p r o v et h ea b i l i t yo fm a n a g e m e n ta n dc o m p e t i t i o nw i t ho t h e r sb y d e c o m p o s i n gt h e w o r ki n t ow e l l - f o r m e dt a s k sa n dr o l e s ，a n db ye x e c u t i n ga n d m o n i t o r i n gt h et a s k sf o l l o w i n gs o m er u l e sa n dp r o g r a m s t h et e c h n o l o g yo f w o r k f l o w i sw i d e l ya n dd e e p l yr e s e a r c h e da ss o o na si ta p p e a r s b yn o w ，w o r k f l o wm a n a g e m e n t t e c h n o l o g yh a sb e e ns u c c e e d i nm a n yf i e l d s ，s u c ha sh o s p i t a l ，b a n k , i n s n r a n c ea g e n ta n d l i b r a r y a l o n gw i t ht h ed e v e l o p m e n to fe - b u s i n e s sa n dw o r k f l o w , c n t e r p r i s e sc r yo u t f o r i n t e g r a t i n gt h e d a t as c a t t e r e di nh e t e r o g e n e o u ss t o r a g e sa n dm a n a g e m e n t i n f o r m a t i o ns y s t e m ，f o r m i n gt h ei n t a c td a t af o ri t s e l f , a n dt h e nw e l lc o m b i n i n gt h e i n t e r s e c t e ds y s t e m s ，a p p l i c a t i o n s ，p r o c e s s e st om a k eo u to fa ni n t e g r a t e de n t e r p r i s e a p p l i c a t i o n o n es o l u t i o nt h a ti sa t t r a c t i n gag r e a td e a lo fa t t e n t i o ni st h ec o n c e p to f 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 ( e a i ) t h em e t h o do fe 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 ni st h a te n t e r p r i s ec o n t a c t sa l lt h e h e t e r o g e n e o u ss y s t e m s ，a p p l i c a t i o n sa n dp r o c e s s e st r a v e r s e dt h ew h o l ee n t e r p r i s e ，a n d s o l v e st h e i n t e r a c t i v ep r o b l e m sb e t w e e nd i f f e r e n ta p p l i c a t i o n sa n dp r o t e c t sf o r m e r i n v e s t m e n t s ，a n de n t e r p r i s ec a ni n t e g r a t et h eo l da p p l i c a t i o ns y s t e mw i t hl i m i t e d i n v e s t m e n ta n ds m a l l s c a l em o d i f i c a t i o n sa n ds h o r tt i m ea si m p o s s i b l e t h em e t h o d a l s os h o u l do f f e rai n t e g r a t i o nw a yw h i c hn o to n l yc a nc o n v e n i e n c et h ei n t e g r a t i o n a n dc o m m u n i c a t i o no fd i f f e r e n ta p p l i c a t i o ns y s t e m si nt h ee n t e r p r i s e ，b u ta l s oc a n e a s i l yi n t e g r a t et h en e wa p p l i c a t i o ni n t ow h o l ee n t e r p r i s ew h i l ea d d i n gn e w b u s i n e s s i nt h ef u t u r e a tt h ep r e s e n tt i m e ，t h er e s e a r c ho fe a ii sm o s t l yf o c n s e do nd a t ai n t e g r a t i o n , w h e r e a st h er e s e a r c ho fi n t e g r a t i o no ne n t e r p r i s ea p p l i c a t i o n si sl a c kc o r r e s p o n d i n g l y t h e r e f o r e ，t h e r e s e a r c ho fe a ib a s e do nt h ew o r k f l o wt e c h n o l o g yi n c r e a s i n g l y b e c o m e st h eh o t s p o to f0 1 1 1 r e s e a r c h , h o w e v e r , t h eg r e a tm a s so fi n t e g r a t i o n st h a tt o s o l v et h e e n t e r p r i s ea p p l i c a t i o n s a r ei s o l a t e dt ot h e e n t e r p r i s ea p p l i c a t i o n s 山东大学硕士学位论文 t h e m s e l v e s ，s ot h er e s e a r c ho f h o w t oi n t e g r a t et h et w o p a r t sb e c o m e s0 1 1 1 t a s k s t ow e l ls o l v et h ep r o b l e mo f 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 ，w eu 8 cm e d i c a l i n s u r es y s t e m ( m i s ) a si t sb a c k g r o u n d b a s e do nw i d e l ya n dd e e p l yr e s e a r c h i n gt h e w o r k f l o wt e c h n o l o g yf o re 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 , w ep r o p o s eaw o r k _ f l o w m o d e ls u p p o r t i n gd y n a m i ci n t e r o p e r a t i o nf o re 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 t h i s m o d e li n c l u d e ss u b p r o c e s sm o d e l ，d y n a m i cs t a t et r a n s i t i o nm o d e la n di n c o n s i s t e n c y h a n d l i n gm o d e l af o r m u l a t e dd e f i n i t i o na b o u tt h i sm o d e li sa l s og i v e n a n dw ec a i l s e et h a tt h i sm o d e li ss u p p o r t i n gd y n a m i ci n t e r o p e r a t i o n at y p i c a li n s t a n c eu s i n gt h e m o d e li ss e to nt h ef o l l o w i n g t h i sp a p e ra l s or e s e a r c h e so nt h er e l a t i v et e c h n o l o g i e st h a tc a nb eu s e di nt h e r e a l i z a t i o no fw o r k f l o wf o re 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 ，s u c ha sw e bs e r v i c e s 、 a d a p t e rd e s i g nm o d e 、j m s 、x m l a n d s oo i la l lo f t h e s et e c h n o l o g i e sc a nb ew i d e l y u s e da m o n ge n t e r p r i s eb u s i n e s sp r o x yl a y e r , w h i c hi so n eo ft h el a y e r si nt h es o c i a l i n s u r a n c ei n f o r m a t i o ns y s t e m ，a n dc o n v e n i e n c et h ee x c h a n g eo ft h ee n t e r p r i s e b u s i n e s sp r o c e s sl a y e ra n de n t e r p r i s eb u s i n e s ss y s t e ml a y e r f i n a l l y , t h i sp a p e ra p p l i e s t h ew o r k f l o wm o d e lf o re n t e r p r i s e a p p l i c a t i o n i n t e g r a t i o nw ed e s i g n e di n t ot h es o c i a li n s u r a n c ei n f o r m a t i o ns y s t e m ，t h i ss y s t e m i n c l u d e st h r e el a y e r s ：e n t e r p r i s eb u s i n e s sp r o c e s sl a y e r , e n t e r p r i s eb u s i n e s sp r o x y l a y e ra n de n t e r p r i s eb u s i n e s ss y s t e ml a y e r , t h e nw ea n a l y z et h ei n t e r r e l a t i o no ft h e s e l a y e r s t h i ss y s t e mf r a m e w o r kh a sa ni m p o r t a n tl e a d i n go i lt h ed e s i g n a t i o na n d i n t e g r a t i o no f w h o l ei n f o r m a t i o ns y s t e m k e y w o r d s ：w o r k f l o w ，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 ( e a i ) ，d y n a m i c i n t e r o p e r a t i o n 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：薹星鱼日觏：婴笋壁 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：垒圣! 盏导师签名：纽投日期： 砷。亨叱g 。 山东大学硕士学位论文 第一章绪论 电子商务和信息技术的飞速发展，使得人们对不同企业系统之间的开放性和 互操作性的要求越来越高，与此同时，企业的信息系统也必须能够快速灵活地适 应市场的日新月异的变化。2 1 世纪的企业迫切需要使其基础设施能够支持更多 的功能，同时，这些功能又必须能够无缝地进行协作。要集成这些截然不同的r r 组件和异构的应用系统，我们就必须采用企业应用集成( e a j ) 。 企业信息化在很大程度上促进了企业管理的现代化，但是，当企业进行完信 息化改造后，再回过头来却往往发现：企业内部数据比较散乱，许多地方出现了 数掘不一致的情况；企业内部数据没有进行整体管理，无法进行数据分析和数据 挖掘；企业内部数据没有制定统一的请求交换标准，接口多，外挂系统多，便带 来了可扩展性差、维护难度大、以及不利于统一管理等诸多问题。 近年来，跨组织工作流管理系统和e a i 之间的互操作的需求有所增加。尤其 是在b 2 b 电子商务中，这种需求就更迫切了，这是因为大部分的电子商务过程 都可能与其他公司的工作流系统和本公司原来的系统( 我们称他为遗留系统) 相 关联。 一些大型企业中各种i t 支持系统平均达数十种之多。它们大部分是一个个 的信息孤岛，管理着企业特定的职能部门的工作，相互之间缺乏有效的通信。特 别是企业信息化建设经过上个世纪末期的高速发展，今天的企业需要一个集成的 开放的、面向顾客的且具有柔性的i t 支持系统，因此普遍需要考虑应用系统的 整合问题。 随着人们对企业应用集成研究的深入，我们越来越发现要很好地进行企业应 用集成，非常有必要将工作流的流程管理和控制能力借鉴到企业应用集成中了， 于是工作流方法论者就渐渐的将很大的精力投入到工作流和企业应用集成的结 合的研究上来。企业可以定义自己的业务流程和规则，通过工作流技术进行控制 和监督，使得业务流程可以灵活地适应企业和应用的变化。 山东大学硕士学位论文 1 1 背景 t 1 1 企业应用集成基本概念及分类 e a i 是一个持续的对企业信息基础设施进行完善的过程，以便创建一种合理 的环境，使业务人员能够依靠它很容易的实现对新业务过程的实施和对原有业务 过程的更改，通过技术和业务过程的结合，使定制开发的或( 和) 套装的业务应用 软件之间能够以一种各方都能够理解的格式和语义背景进行业务层的信息交换。 我们可以把e a i 2 1 理解为利用各种通用技术( w e b 服务，中间件，x m l 消 息等) 来合并多种应用的新型的企业方案。企业应用集成越来越成为各个企业关 注的焦点，这是因为它是增进与客户之间联系、优化内部流程、加强供应链管理、 更快地实施新的应用程序的手段、企业内部各应用程序之间以及企业与企业之间 信息共享的根本机制。 e a i 解决方案可以表现为许多种形式，并且以多种级别出现。通常可以把企 业应用集成划分为四类：数据集成、功能集成、表示层集成和流程集成。 数掘集成 数据集成，也可称为信息集成1 3 1 ，一般可以分为三种方式，第一种方式是各 个应用系统通过直接存取异构应用系统所创建、维护、存储的数据来实现数据的 集成。例如，我仍可以在一个应用系统中通过c o r b a 或j d b c 等接口直接存取 另一个应用系统的数据库，这样，我们并不通过这个异构应用系统的软件而直接 实现数据共享和集成。 第二种方式是使用数据仓库技术，把来自几个数据源的数据副本存储在一个 单一数据库中，我们称其为数据仓库。存储在数据仓库中的数据在存储之前可能 要经过些处理，例如对数据进行筛选、将关系进行连接或聚集。数据仓库需要 定期更新，这可能需要耗费相当长的一段时间。另外，数据在从数据源拷贝到数 据仓库时，可能需要以某种方式进行转换，以便使得所有的数据都符合数据仓库 的存取模式。 第三种方式是m e d i a t o r 。m e d i a t o r 是一种软件组件，它实现了一个虚拟数据 库，用户可以查询这个虚拟数据库中的数据，就像是他自己得数据库中的数据一 样。m e d i a t o r 不存储任何自己的数据，而是将用户的查询翻译成一个或多个对数 2 山东大学硕士学位论文 据源的查询，然后，m e d i a t o r 将那些数据源对用户查询的回答进行综合处理，最 后将结果返回给用户。 功能集成 功能集成和数据集成的不同之处在于它在代码级上实现了软件的集成，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。业务逻辑 功能接口可以通过多种技术来实现，包括w e bs e r v i c e s 、m s 、a d a p t o r 、x m l 消息服务，中间件等。例如，为了能让社会保险处收缴科可以方便及时地得到参 保的财政拨款单位人员的最新工资信息，财务局信息系统可以通过实现w e b s e r v i c e s 接口提供人员工资信息给社会保险征缴系统使用，这样，社会保险征缴 系统可以同步或异步地调用财务局信息系统提供的w e b 服务，从而实现信息交 换与共享。 表示层集成 表示层集成是通过使用集成软件用户界面来实现对多个应用系统的集成。在 典型的情况下，集成的结果是形成一个新的、统一的显示界面。新的界面看起来 好像是一个单一的应用程序，但实际上却可能是调用几个应用系统来实现这个看 起来像是单一的应用程序的程序。集成逻辑将现有的显示界面作为集成点来指导 用户进行操作，而具体的用户操作实现又交给不同的应用系统来实现，然后又把 不同的应用系统产生的结果综合起来。例如，我们可以利用o l e 技术，将电话 语音查询参保个人情况的应用集成到个人查询当中来，还可以将不同财务统计软 件集成到收缴或支付的确认单据查询中来。 流程集成 流程集成通过建立业务流程来协同现有的各个应用系统，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，如同企业内部流程集成一样，跨企业流程 级集成也需要集成多个分布式异构应用，不同的是，这次是在不同的企业间实现 应用集成，它突破了企业的限制，将企业的合作伙伴连接在一起，这就自然而然 的带来一些更需要考虑的问题，例如权限问题，安全问题等。 山东大学硕士学位论文 1 1 2 实施企业应用集成的必要性 上世纪9 0 年代，e r p 应用开始流行的时候，同时也要求它们能够支持已经 存在的应用和数据，这就必须引入e a i 。所以说，e a i 的发展是合乎逻辑的，企 业利用客户机服务器技术实现了分布应用。其他推动e a i 市场的因素还有应用 软件包的发展、针对y 2 k 问题的应用、供应链管理、流式业务处理以及w e b 应用 集成等。 i d c ( 国际数据公司) 认为，队i 服务市场将会是未来若干年内i t 行业中增长 最快的部分。根据i d c 的调查，“这个市场上全球的营业收入从2 0 0 0 年的5 0 亿美 元上升到2 0 0 5 年的2 1 0 亿美元这意味着综合年增长率超过了3 0 。与此相对应， 整个i t 服务产业的同期综合年增长率预计为1 1 ”毫无疑问，企业应用集成是 企业信息化建设发展的必然趋势。 1 1 3 工作流技术在企业应用集成中的应用 工作流技术的作用是将企业的业务逻辑自动化，使得文档、信息以及任务可 以在企业内部及企业之间的应用中按照预定的规则自动流转。采用工作流技术为 核心开发的业务系统的最大特点就是具有高度的灵活性和可扩充性，可以按照企 业的具体需求，快速灵活地完成企业应用，并且在客户业务过程发生变化时，能 够迅速正确地重组来满足客户的需求 工作流技术作为过程建模和过程管理的一种核心技术，毫无疑问是实现企业 应用集成的最佳选择。工作流技术运用到企业应用集成当中，可以带来很多好处： 工作流技术提供了标准统一的接口来连接企业中的各个功能系统，这样就解决了 企业应用集成中异构系统的整合问题。工作流技术还为用户提供了灵活多样的定 制和修改企业业务流程的功能，使得企业可以轻松地应对不断变化的市场环境。 工作流技术提供了一个稳定高效的企业业务流程运行平台，这样就可以提高生产 效率，大大缩短任务处理时间。工作流技术还可以实时地反映企业生产状况和企 业业务的执行状态，为管理者提供重要的实时数据与决策分析的依据。 4 山东大学硕士学位论文 1 1 4 企业应用集成当前所面临的问题 将企业各应用系统进行集成，必然使得系统中涉及的资源数量剧增，业务流 程管理、数据流管理以及执行过程管理都将变得非常复杂，这就带来了许多问题： 1 )面对比集成以前的系统复杂得多的业务流程，如何为用户提供一 种有效的定义和管理流程的手段。 2 )集成后的流程可能涉及多个异构系统之间的应用，如何利用一种 灵活而有效的机制实现对异构应用的调用与整合。 3 )采取什么样的一种方式，使得各系统内部异构数据得以在流程与 系统中流动，实现数据集成与资源共享。 4 )各个应用系统集成后，怎样有效的保证贯穿于各个系统的业务流 程的稳定执行，监控流程执行情况并进行必要的操作。 在将工作流技术应用到企业应用集成以后，企业应用集成取得了巨大的研究 成果。但是，在工作流技术应用到企业应用集成以后，工作流管理信息系统和企 业应用系统又互相孤立起来，如何将这两部分有机地连接起来，也是摆在研究人 员面前的一个重要问题。 1 2 本文的应用背景介绍 本文在实施社会保险信息系统的背景下，以支持社会保险信息系统与其他相 关系统的集成为目标，认真研究了面向企业应用集成的工作流技术。 1 2 1 论文的研究内容 ( 1 ) 提出了一种新的面向企业应用集成的工作流模型 本文在深入研究了企业应用集成与工作流技术的基础上，提出了一种面向企 业应用集成的工作流模型，该模型是基于子过程调用、多层动态状态转化以及意 外处理机制三个模型的，它的最大的特点是可以支持动态互操作。并对该模型进 行了形式化定义和证明，从而得出该模型是支持动态互操作的，然后给出了一个 应用实例。 ( 2 ) 对面向企业应用集成的工作流实现中用到的技术进行了深入研究 5 山东大学硕士学位论文 为了更好将工作流技术应用到企业应用集成中，本文深入讨论了在将工作流 技术应用到企业应用集成中的若干技术，如：w e bs e r v i c e s 、a d a p t e r 设计模式、 j m s 、x m l 等这些技术都为企业应用之间交互以及企业应用与工作流系统交互提 供了必要的保证。 ( 3 ) 给出了使用工作流技术的社会保险信息系统结构框架 在设计的这个框架中，包括三个层次，企业业务流程层、企业业务代理层 和企业业务系统层，定义了四个主要的部件：工作流程引擎，适配器，服务接口 仓库和标准的x m l 消息。工作流引擎和适配器将企业应用和工作流信息系统集成 在一起，使得局部的w f m s 对目标系统的位置和平台来说是透明的。如果一个服 务不能够由局部的工作流系统执行，那么工作流引擎就会要求适配器从其他的工 作流系统和企业应用程序中搜寻。适配器为本地的工作流系统处理外部的子过 程，为外部的工作流系统处理内部的过程。 1 2 2 论文的研究意义 企业应用集成是企业信息化发展的方向，拥有广泛的应用前景。研究如何将 工作流技术更好的应用于企业应用集成，不仅可以提高集成的效率与质量，而且 是对工作流技术应用的有益探索与实践。本文提出的面向企业应用集成的工作流 模型，使得企业应用和功能服务集成在一起，对于促进企业管理的规范化和信息 化建设有着重要的理论指导和现实意义。 1 3 本文的内容结构 本文共分为六章： 第章是绪论，主要介绍论文研究的背景、课题来源、研究的目的及意义。 第二章是企业应用集成对工作流系统的需求先对工作流基本概念的讨论， 并详述了企业应用集成的框架，明确对工作流系统的需求，然后讨论了面向企业 应用集成的工作流的设计原则。 第三章是提出了一种工作流模型的设计。分别讨论了模型中的各个分支部 分，并对模型进行了形式化定义，最后给出了一个应用实例。 第四章是基于工作流的企业应用集成的关键技术讨论，面向企业应用集成的 6 山东大学硕士学位论文 工作流的一些关键技术 第五章是这种支持企业应用集成的工作流模型的应用介绍，并对其应用前景 进行了展望。 第六章是结论，对全文进行了全面的总结，指出了论文取得的成果、实例的 应用和存在的不足之处，并对面向企业应用集成的工作流管理系统的研究与发展 方向进行了展望。 7 山东大学硕士学位论文 第二章工作流技术在企业应用集成中的应用 2 1 引言 要保持并提高一个公司的持续增长，通常需要对业务流程进行根本彻底的重 新设计，就像公司内部活动的持续增加一样。这种重新设计就叫做业务流程重组 ( b p r ，b u s i n e s sp r o c e s sr e e n g i n e e r i n g ) 。要实现激烈的重组，这个组织就必须持续 地对整个业务流程重新考虑，并且反复地改正设计方案【4 】。工作流方法论者都把 注意力集中到实现重组的有前途的方法上，这样，工作流管理系统也开始在市场 上流行起来嘲旧。工作流系统的作用是可以量化的和衡量的【刀。一种预测引入工作 流系统后的量化的效果的方法已经被提出来了【s l 。工作流按目标应用可以分为三 类：a dh o c 特定工作流( a dh o cw o r l d l o w ) ，管理工作流( a d m i n i s t r a t i v ew o r k f l o w ) ， 产品工作流( p r o d u c t i o nw o r k f l o w ) 1 9 1 。在这几种工作流当中，管理工作流和产品工 作流已经在许多商业系统中获得成功；然而特定工作流却没有! a dh o c 类型的工 作流没有固定的模式，典型的a dh o c 工作流任务通常都会需要人类的调和，协作 以及共同决策。一个a d h o c 系统是由群件( g r o u p w a r e ) 组成的，群件由电子邮件 和文件共享系统组成。对a dh o e 工作流过程的支持是有限的并且没有达到实践的 水平，因此这种类型的业务工作流应用是非常困难的【埔j 。 2 2 工作流简介 2 2 1 工作流基本概念 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一个概念。其目的是通过将工作分解为定义良好的任 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，以提高办 事效率、降低生产成本、提高企业生产经验管理水平和企业竞争力。我们可以把 工作流看成是反映业务流程的计算机化的模型，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 模型。 山东大学硕士学位论文 工作流技术一出现马上就得到了广泛的重视和研究按照工作流应用系统的 特点，可以将工作流技术的发展过程分为以下几个阶段： 第一个阶段：工作流应用在特定的领域，如：图像处理及文档管理。在这一 阶段工作流和应用系统的体系结构是不可分割的，作为一个完整的应用，适用的 环境比较简单。 第二个阶段：工作流功能被分离出来，提出了流程定义的概念。系统提供了 可以描述流程的语言，用户可以对流程进行定义，但工作流面对的仍然是具体应 用，不能独立出来，所提供的功能还不全面，性能和系统的结构也不够先进。 第三个阶段：工作流管理系统的概念被提出来，它以组件的思想提出了工作 流自动化的概念工作流各个功能部分被清晰的分离出来，工作流管理系统以“中 间件”的形式作为开发平台提供给第二方软件商进行开发和应用。 1 9 9 3 年，国际工作流管理联盟( 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 。w f m c ) 的成立标志着工作流技术开始进入相对成熟阶段的。 现在，对工作流的技术研究以及相关的产品开发已经进入了更加繁荣的阶 段，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 服务等技术都被容纳到工作流管理系统之中。工作流管理技术已 被广泛地应用于办公自动化、客户关系管理、知识管理等电子商务和电子政务领 域，为越来越多的政府部门和企事业单位所接受 对于工作流的定义，不同研究者和工作流产品供应商有不同的观点： 1 )w f m c 对工作流的定义【】是：- l - 作流是一类能够完全或者部分自动 执行的经营过程、文档、信息或任务在其中，根据一系列过程规 则在不同的执行者之间进行传递与执行。工作流通常与业务流程 重组有关。虽然并不是所有的业务流程都要求要用工作流来实现， 但是工作流技术提供的业务过程逻辑与底层的操作活动相互分离 的机制，使得业务流程的变化可以通过修改相应的工作流模型来 体现，并加以实现。 2 )g e o r g a k o p o u l o s 给出的工作流定义【1 2 】是：工作流是将一组任务组 织起来完成某个经营过程而形成的一个控制流称。在工作流中定 义了任务的触发顺序和触发条件，每个任务可以由一个或多个软 9 山东大学硕士学位论文 件系统协作完成，也可以由一个或一组人完成，还可以由个或 多个人与软件系统协作完成。任务的触发顺序和触发条件用来定 义并实现任务的触发、任务的同步和信息流或者数据流的传递。 3 )i b m a l m a d e n 研究中心给出的工作流定义【1 3 】是：工作流是经营过程 的一种计算机化的表示模型，这个模型定义了完成整个过程所需 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、每一个步骤由谁负责以 及每个活动所需要的应用程序。 4 ) a m i ts h c t h 的定义【1 3 1 ：- i - 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来完成。一项任务定义了需要做的 某些工作，它可用各种形式来定义，包括在文件或电子邮件中的 文本描述、一张表格、一条消息以及一个计算机程序。 以上这些对工作流的定义。虽然表述方式略有不同，但是基本上达成了一个 共识，工作流是经营过程的一种计算机表示，而工作流管理系统则是这一实现的 软件环境。这些工作流的定义分别反映了经营过程如下几个方面的问题：即经营 过程是什么( 由哪些活动、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 ( 人或者计算机应用程序，也就是组织角色的定义) 、做得怎样( 通过工作流管理 系统进行监控) 。 所有的工作流产品都必须严格按照工作流参考模型，才能保证工作流产 品的开放性和标准性，从而支持异构工作流管理系统与产品之间的互操作。基于 以上定义以及对工作流管理技术的理解，我们给出如下的工作流概念定义，各概 念定义间的关系如图2 1 所示1 1 4 】 山东大学硕士学位论文 图2 1q - 作流相关的一些基本概念及其相互关系 工作流管理系统 工作流管理系统是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的软件系统。它的主要功能是：存储和解释 流程定义；创建和管理运行环境中的工作流实例；控制工作流的执行者和工作流 应用之间的交互等 业务流程 业务流程( b u s i n e s sp r o c e s s ) 是指在功能确定的组织结构中，能够实现业务 目标和策略的相互连接的流程和节点集，如投保过程、病人就医报销过程等。在 w f m s 中，一个业务流程的自动化过程被描述为流程模板。 流程模板 流程模板就是一个定义了一些必要元素的流程，如节点、子流程、传输线、 条件表达式，参与者、应用程序及相关数据等等。用户在创建一个业务系统的流 程的时候，只需要继承该业务系统或者给出一个流程的模板，并做适当的修改， 即可以完成流程的设计。 流程模板是企业根据自己的需要可以进行个性化定义的。在进行流程定义的 时候，除了需要定义流程本身的一些必要属性外，还需要利用各种组成元素来描 述一个流程的具体执行情况。组成流程模板的基本元素包括：节点、子流程、传 山东大学硕士学位论文 输线、环境变量和条件表达式、参与者、应用程序以及相关数据。 节点 节点即通常所说的流程中的办理步骤，它是构成工作流过程的基本元素，节 点主要描述了一个工作流程是由哪些办理步骤构成的，一个流程是由若干个节点 和他们之间的连线组成的。另外它还指定了处理是否被工作流管理系统自动开始 和结束、以及各个工作的优先级别等信息。节点定义中需要指定事件的执行者、 事件完成的功能及与事件相关的各类信息。处理事务可以是由工作人员手工办理 的，也可以是由程序自动完成的。当一个节点有多个出口，或多个节点的出口连 接到一个节点时，就涉及到节点的出口控制和入口控制。根据执行方式的不同， 节点可以分为自动节点和手动节点两类。 a 自动节点：自动节点是不需要人工参与进行处理而由后台自动 应用程序进行处理的节点。在指定自动节点的时候，不需要指定参 与者，但需要指定自动应用程序，由工作流引擎自动调度该应用程 序在运行时自动节点拆分出来的工作项是自动工作项，由引擎自 动通过工作流标准接口3 调用自动应用程序，不需要人参与处理。 b 手动节点：手动节点是正常事件处理节点，由用户手工进行处 理来完成的节点。在定义手动节点的时候，需要指定该节点的参与 者，参与者在流程定义中声明，可以是从组织机构中进行引入角色 或者人员。在运行时手动节点拆分出来的工作项是手动工作项，交 由参与者进行处理。 子流程 当流程中的某一办理步骤是由另一个流程组成时，这个节点中的流程就是子 流程，该节点就是子流程节点。子流程节点本身不完成任何实际的操作，当执行 某个子流程节点的时候，节点触发子流程启动，系统会自动执行该节点指向的子 流程。在子流程节点中不需要指定参与者和应用程序，但在声明中需要指定子流 程的标识、传递的各种参数、返回的结果等信息。 流程实例 流程实例是在运行时由流程模板创建的，流程实例的创建是执行一个应用流 山东大学硕士学位论文 程的开始，创建流程实例包括创建一些相关流程状态数据和工作流相关数据，如 分配该实例的唯一i d 号，取得第一个节点，即开始节点的相关信息及激活条件 等。流程实例在运行时有初始态、运行态、激活态、挂起态、完成态和终止态等 六种状态。流程实例创建时还没有满足流程启动执行的条件，处于初始态。一个 流程实例的运行是通过启动并激活流程的第一个节点而开始整个流程的。 节点实例 节点实例是在流程运行过程中由流程实例启动并执行时开始创建的，节点 实例创建时由流程实例给节点实例分配一个唯一的i d 号，并将流程实例的相关 数据赋给节点实例。节点实例运行完成后将其相关数据上传给流程实例，然后该 节点实例就消失了。启动流程时创建第一个节点实例即开始节点实例，流程结束 时创建结束节点实例，开始和结束节点实例均不进行任何操作，只是修改了一下 实例的状态，结束节点实例完成时将流程实例置于完成态，流程运行结束。节点 实例的状态有初始态、运行态、激活态、挂起态、完成态和终止态。 工作项 工作项是在节点实例运行时由节点来创建的。节点实例在创建工作项的时 候，首先分配一个唯一的i d 号给工作项，然后将节点的相关数据传给工作项 一个节点实例可能一次创建多个工作项，但是某一时刻只能有一个工作项被激 活，当一个工作项被激活时，其他工作项将被挂起，当一个工作项完成并提交给 节点时，其他的工作项将被删除。 工作项分为两种：种是手动节点拆分出来的，有具体的参与者的工作项。 我们称为手动工作项；种是自动节点拆分出来的，没有具体的参与者，但是必 须指定了外部应用程序，我们称为自动工作项。手动工作项被放入工作项列表， 由工作流标准接口2 调用，参与者手动参与执行自动工作项通过工作流标准接 口3 访问自动应用程序，由工作流引擎来自动调用执行。 应用程序 应用程序声明一个在本流程中需要被( 服务器