（计算机应用技术专业论文）东软软件外包项目管理工作流引擎的设计与实现.pdf

at h e s i sf o r t h ed e g r e eo fm a s t e ri nc o m p u t e r a p p l i c a d e s i g na n di m p l e m e n t a t i o no f o u t s o u r c i n gp r o j e c tm a n a g e m e n e n g i n e i nn e u s o f t b yq i a oy i n g h e s u p e r v i s o r ：p r o f e s s o rz h a oh o n g s e n i o re n g i n e e rz h a n g n o r t h e a s t e r nu n i v e r s i t y j u n e2 0 0 9 独创性声明 本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得 的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过 的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。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谢 ：凸二 恧。 学位论文作者签名：乔荚合 日 期：2 _ o 口7 6 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论 文的规定：即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，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部 或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。 作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后： 半年b 一年口一年半口两年口 学位论文作者签名：毛天名 签字日期： 为7 。占 导师签名： 签字日期： 7 ，。 j 东北大学硕士学位论文 摘要 东软软件外包项目管理工作流引擎的设计与实现 摘要 在软件外包领域，由于外包项目有许多自身的特殊性，项目常常不能按照计划完成， 其中主要的原因是管理不完善。因此，项目管理的作用非常重要。通过引入工作流技术 进行项目管理流程的处理，不仅可以提高项目管理系统的效率，而且能提高软件的重用 性。 工作流技术是实现业务自动化的一种技术，它广泛地应用于各种领域并正处在快速 的发展阶段。工作流管理系统就是利用工作流技术对工作流程进行控制和管理的软件。 工作流引擎是工作流管理系统的核心组成部分，它根据过程模型来推进流程的执行，并 按照参与者的角色分配任务。它的功能包括：解析过程定义、创建并执行过程、调度各 项活动、分配任务等，因此工作流引擎的性能和可靠性就直接决定了企业经营过程的运 行效率和安全性。 本文论述的是一个项目管理工作流引擎的设计与实现，这是基于j a v a 技术的轻量 级工作流引擎。本文首先研究了工作流技术，分析了工作流联盟给出的参考模型以及各 个组件。在此基础上，结合东软的外包项目管理的实际流程，设计出了一个符合企业要 求的工作流过程模型，然后根据这个过程模型，完成了工作流引擎的数据库设计、功能 模块设计和体系结构设计。详细分析了工作流引擎的执行机制和调度算法，采用j a v a 技术设计并实现了一个精简工作流引擎。最后将本文设计的工作流引擎应用到了实际的 项目管理系统中。 关键词：软件外包；工作流管理系统；工作流引擎；工作流模型；项目管理 ， l ， - r 东北大学硕士学位论文 a b s t r a c t d e s i g na n di m p l e m e n t a t i o n o f p r o j e c ts o f t w a r e o u t s o u r c i n gm a n a g e m e n t w o r k f l o w e n g i n ei n n e u s o f t a bs t r a c t i nt h ef i e l do f s o r w a r eo u t s o u r c i n g , t h eo u t s o u r c i n gp r o j e c t so f t e nc a l ln o tb ec o m p l e t e d a sp l a n n e da st h er e s u l to ft h e s p e c i f i c i t yo ft h e i ro w n , t h a tm a i n l yd u e t ot h e p o o r m a n a g e m e n t t h e r e f o r e , p r o j e c tm a n a g e m e n ti sv e r yi m p o r t a n t t h r o u g hu s i n gw o r k f l o w t e c h n o l o g y t od e a lw i t hp r o j e c tm a n a g e m e n tp r o c e s s ，w ec a nn o to n l yi m p r o v et h ee f f i c i e n c y o fp r o j e c tm a n a g e m e n t , b u ta l s oi m p r o v es o f t w a r er e u s a b i l i t y w o r k f l o wt e c h n o l o g yi sat e c h n i q u ew h i c hc a nb eu s e dt oa c h i e v et h ea u t o m a t i o no f b u s i n e s sp r o c e s s ，a n di ti sw i d e l ya p p l i e di nv a r i o u sf i e l d sa n db e i n gi nas t a g eo fr a p i d d e v e l o p m e n t w o r k f l o wm a n a g e m e n ts y s t e mi st h es o f t w a r et oc o n t r o la n dm a n a g et h e w o r k f l o w w o r k f l o we n g i n ei st h ec o r ec o m p o n e n to fw o r k f l o wm a n a g e m e n ts y s t e m ；i tc a n p e r f o r mt h ep r o c e s sa c c o r d i n gt o t h ep r o c e s sm o d e la n da s s i g nt a s k sb yt h er o l eo ft h e p a r t i c i p a n t s i tc a ni n t e r p r e tt h ep r o c e s sd e s c r i p t i o n ，c r e a t ea n dr u nt h ep r o c e s s ，s c h e d u l e a c t i v i t i e s ，a s s i g nt a s k sa n ds oo n t h e r e f o r et h ep e r f o r m a n c ea n dr e l i a b i l i t yo fw o r k f l o w e n g i n e d e t e r m i n et h ee f f i c i e n c ya n ds e c u r i t yo 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 d i r e c t l y i nt h i sp a p e r , w ed i s c u s st h ed e s i g n i n ga n di m p l e m e n t a t i o no fap r o j e c tm a n a g e m e n t w o r k f l o we n g i n e n l i si sal i g h t w e i g h tw o r k f l o we n g i n eb a s e do nj a v a f i r s t ，is t u d yt h e w o r k f l o wt e c h n o l o g y ；a n a l y s et h ew o r k f l o wr e f e r e n c em o d e l g i v e nb yw 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 t h e n ，id e s i g naw o r k f l o wp r o c e s sm o d et h a tm e e t st h eb u s i n e s s r e q u i r e m e n t s ，a c c o r d i n gt ot h ea c t u a lp r o c e s so fp r o j e c tm a n a g e m e n ti nn e u s o f i b a s eo nt h i s p r o c e s sm o d e l ，id e s i g nt h ed a t a b a s e ，f u n c t i o nm o d u l e s ，a r c h i t e c t u r eo ft h ew o r k f l o we n g i n e , a n di m p l e m e n tal i g h t w e i g h tw o r k f l o we n g i n eb ya n a l y z i n gi t sp e r f o r m i n gm e c h a n i s ma n d s c h e d u l i n ga l g o r i t h m f i n a l l y , t h i sw o r k f l o we n g i n ei sa p p l i e d t ot h ep r a c t i c a lp r o j e c t m a n a g e m e n ts y s t e m k e y w o r d s ：s o f t w a r eo u t s o u r c i n g ；w o r k f l o wm a n a g e m e n ts y s t e m ；w o r k f l o we n g i n e ； w o r k f l o wm o d e l ；p r o j e c tm a n a g e m e n t t t t - ， t 壅些盔堂塑主堂垡迨塞 一 目录 目录 独创性声明i 摘要i i a b s t r a c t i i i 第1 章绪论1 1 1 研究的背景和意义1 1 2 国内外研究现状3 1 3 论文的主要研究方法5 1 4 主要研究内容6 1 5 论文的结构6 第2 章工作流技术综述和相关技术介绍7 2 1 工作流的基本概念7 2 1 1 工作流技术的起源和发展7 2 1 2 工作流的定义及意义8 2 2 工作流的应用领域。9 2 3 工作流管理系统概述l o 2 3 1 工作流管理系统的概念和定义l o 2 3 2 工作流管理系统的功能1 0 2 3 3 工作流管理系统的体系结构1 3 2 4 工作流参考模型1 5 2 5 工作流模型与建模1 6 2 5 1 工作流元模型1 6 2 5 2 过程定义17 2 5 3 过程定义语言l8 2 6j 2 e e 相关技术介绍18 2 6 1j 2 e e 的概念l8 2 6 2j 2 e e 的四层模型1 9 2 6 3j 2 e e 容器2 l 2 6 4j 2 e e 关键技术2 3 2 6 5s t r u t s 框架简介。2 5 一t v 东北大学硕士学位论文目录 2 7 本章小结2 6 第3 章工作流引擎模型分析与设计2 7 3 1 东软外包流程需求分析2 7 3 2 工作流引擎模型分析2 9 3 2 1 建模思想2 9 3 2 2 组织模型3 0 3 2 3 数据模型3l 1 3 2 4 过程模型3l 3 3 过程模型设计3 2 3 3 1 工作流过程定义一3 2 3 3 2 工作流活动”3 2 3 3 3 转移3 3 3 3 4 子流程”3 4 3 3 5 参与者“3 4 3 3 6 过程定义文件3 4 3 4 过程实例执行分析3 7 3 4 1 过程实例的状态3 7 3 4 2 过程实例的执行过程”3 8 3 5 活动实例的执行分析3 8 3 5 1 活动实例的状态3 8 3 5 2 活动实例的执行3 9 3 6 工作项实例的执行分析4 0 3 6 1 工作项实例的状态4 0 3 6 2 工作项实例的执行一4 0 3 7 本章小结4 0 第4 章工作流引擎的设计与实现4 1 4 1 基本设计4 l 4 1 1 工作流引擎介绍4 1 4 1 2 工作流引擎的设计目标一4 l 4 2 工作流引擎的功能。4 2 4 3 工作流引擎的体系结构4 2 4 4 工作流引擎的数据库设计4 3 4 4 1 模型数据库一4 3 一v 一 东北大学硕士学位论文目录 4 4 2 实例数据库”4 5 4 4 3 资源数据库4 7 4 5 工作流引擎功能模块的设计”4 7 4 5 1 解析模块的设计4 8 4 5 2 实例管理模块4 9 4 5 - 3 流程执行导航模块的设计5 0 4 5 4 控制中心模块设计5 0 4 5 5 监控模块设计“5l 4 6 工作流引擎的实现5 l 4 6 1 解析模块的实现”5l 4 6 2 主要类的实现”5 2 4 6 3 工作流引擎核心功能的实现”5 6 4 6 4 日志管理模块的实现6 0 4 7 工作流引擎的应用6 0 4 7 1 应用实例“6 0 4 7 2 性能评价”6 2 4 8 本章小结6 2 第5 章结束语6 3 5 1 本文的主要工作总结6 3 5 2 进一步的研究工作6 4 参考文献6 5 致谢6 8 一v i - 东北大学硕士学位论文第1 章绪论 第1 章绪论 在信息交流日益频繁的今天，为了能在这个激烈竞争的环境中谋求发展，企业或组 织的业务处理需要有强有力的管理和控制，在这种情况下，工作流管理技术应运而生。 本章将阐述论文研究的背景及意义，分析工作流技术的国内外研究现状，给出论文主要 的研究内容、所用的研究方法及论文结构安排。 1 1 研究的背景和意义 随着全球市场软件需求的持续上升，软件外包己经成为中国软件出口及软件产业国 际化的重要途径之一。近年来我国软件出口一直在持续增长，特别是地域和语言方面的 优势使得我国的对日软件外包发展迅速，中国己经成为新兴的国际软件外包中心之一， 中国的软件外包业务有着非常广阔的发展前景。 东软是目前国内最大的软件外包企业，东软商用软件部门是东软最大的软件部门， 其主要业务是面向日本的离岸软件外包项目开发。这些软件项目大都偏重于实现部分的 局部开发工作，这类项目的主要特点体现在： ( 1 ) 客户对软件产品的质量要求较高，质量是决定项目成败的关键因素。 外包项目强调评审、测试、验收等诸多环节的严格质量把关，甚至规定好每个阶段 评审或测试的缺陷率目标值，尤其是在客户验收过程中如果缺陷率超过期望值，就会断 定软件产品存在质量问题，或者因此而影响对接包方的信任，甚至就此中断业务往来。 ( 2 ) 需要编写比较多的管理文档。 为了跟踪项目的质量和开发进度等状况，客户经常要求项目接包方要撰写一系列相 关的文档，并按照协商好的频度提交给客户，有的还将这些文档也列入交付产品的范围。 常用的文档有项目同程表、测试结果报告书、缺陷记录表、周报等。 ( 3 ) 需求分析和系统设计较少，项目的主要任务是代码编写和测试。 现阶段发包到国内的软件外包项目的需求分析、系统设计部分通常己经由客户做 好，甚至有的项目基盘也是由客户封装好的，我们只能按照他们的设计成果进行代码编 写和测试，很难涉及到核心部分，也不能够详细了解到项目的具体需求。 ( 4 ) 开发过程中规范性的要求比较多。 大部分项目都要求在客户规定的开发语言、框架结构下，按照客户提供的模版进行 开发，整个项目开发过程中制定了很多规范，比如编码规范、测试规范等，要求开发者 1 一 东北大学硕士学位论文第1 章绪论 严格遵守。把是否符合这些规范作为产品质量的一个考察指标。 ( 5 ) 项目规模小，开发周期短，工期紧张。 外包项目规模通常按人月来计算，有的项目只有几个人月，大部分都是几十个人月， 上百个人月的项目比较少。项目的开发周期一般都比较短，软件外包企业为了降低成本， 往往投入较少的人力，把开发日程安排得比较紧张。 正是因为有这样的特殊性，在软件外包项目中有很多不能满足客户所期望的质量或 者不能在预定时间内交付使用，据统计有4 0 左右的项目在时间上超出额定限度，7 0 以上的软件外包项目开发费用超出预算，并且项目越大，超出项目计划的程度就越高， 有的项目甚至被中途取消。这么多软件项目会延期或失败，最主要的原因是项目管理不 够完善。 软件外包过程中的项目管理通常对于项目的成败起着至关重要的作用。因此提高外 包项目的管理质量和效率对于企业的发展是非常有帮助的。而提高管理效率最有效、最 常用的方法就是采用项目管理软件，实现自动化的管理。但是现在的项目管理软件在功 能上大都局限于某一领域，有的并不适合应用于国内的软件外包企业。一些工具功能强 大，但价格不菲，国内一般的软件外包企业很难接受。有的还需要经过系统培i j l l 才能运 用和掌握，额外的学习经费和时间成本也让一些软件外包企业望而却步。而且，软件外 包作为一个新的服务产业，还没有成熟的管理体系。软件外包企业的项目管理方法并不 是始终不变的。为了提高项目开发质量和效率，企业会不断地改进管理方案以适应发展 需要。当管理流程发生变化时，对于一般的项目管理软件，需要通过硬编码的方式进行 修改，这显然是无法满足需求。因此，在软件外包项目管理中，我们引入了工作流技术。 采用工作流的技术有利于灵活配置活动过程，提高组件复用性，减少开发工作量。 工作流的概念起源于生产组织和办公自动化领域，提出的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，同时对它们进行监控， 通过这样的方式来提高工作效率、降低生产成本、提高企业生产经营管理水平和企业竞 争力。 工作流技术是实现企业业务过程建模、业务过程仿真分析、业务过程优化、业务过 程管理与继承，从而最终实现业务过程自动化的核一t l , 技术【l 】。对与企业来说，利用工作 流技术进行业务过程的分析和建模，不仅可以规范化企业的业务流程，发现业务流程中 不合理的步骤，从而对企业的业务过程进行优化重组，而且所建立的业务过程模型本身 就是企业非常重要的知识库和规则库，可以成为指导企业实施计算机管理信息系统的模 型。通过对企业需求进行深入的调查分析，建立企业的业务模型可以在最大程度上提高 一2 一 东北大学硕士学位论文第1 章绪论 企业实施e r p 或者其他管理信息系统的成功率。所以，大力发展并推广工作流技术对 于促进我国企业管理规范化和信息化有重要的现实意义。 工作流管理系统按照定义好的角色分配任务，按照一定的模型规则来执行这些任 务，并且可以提供流程运行时的监控功能，从而达到提高办事效率、降低生产成本、提 高企业生产经营水平和企业竞争力的目的。其实，自从进入工业化时代以来，有关过程 的组织管理与流程的优化工作就一直在进行，这是企业管理的主要研究内容之一，只不 过计算机办公还没有普及，这些工作需要人们手工完成。随着计算机网络技术和分布式 数据库技术迅速发展，计算机自动化办公技术开始盛行，于2 0 世纪8 0 年代中期发展起 来的工作流技术因为能够更好地实现这些经营目标而受到人们广泛的关注。 工作流引擎是工作流管理系统的核心组成部分，它是为工作流实例提供运行时执行 环境的软件服务器。它参照定义的角色分配任务，根据模型定义和各种控制数据来推进 流程的运行。它的功能包括：解析过程定义、创建并执行过程、调度各项活动、分配任 务等，因此工作流引擎的性能和可靠性就直接决定了企业经营过程的运行效率和安全 性。 使用基于工作流技术的项目管理管理系统，能够在软件开发和业务管理两方面受 益，一方面，工作流管理系统能够简化企业级软件开发甚至维护： ( 1 ) 降低开发风险：工作流管理联盟提供了工作流参考模型规范，定义了工作流管 理系统的标准接口，开发人员完全可以在此基础上进行开发； ( 2 ) 编码集中统一：根据工作流联盟规范开发的工作流管理系统通常以工作流过程 模型为基础，开发人员不用关心各种业务流程的实现方式，而是集中在工作流管理系统 的流程定义功能中； ( 3 ) 加快应用开发：软件的开发不用再关注流程的具体参与者，开发起来更快，代 码更容易维护。 另一方面，工作流管理系统可以简化业务流程，降低应用成本： ( 1 ) 增强业务效率：项目管理的自动化执行中会去除许多不必要步骤； ( 2 ) 提高流程控制：通过标准的工作方法和路由控制，提高了业务流程的管理； ( 3 ) 灵活设计流程：跨越流程的软件控制，使流程可以按照业务的需要重新设计； ( 4 ) 改进业务流程：更加专注于流程模型，使流程趋向于流畅和简单； ( 5 ) 提高迭代开发：工作流系统使得新业务流程很容易被部署，而且具有可重用性， 因此使用工作流系统使开发更有效、风险更低。 1 2 国内外研究现状 一3 一 东北大学硕士学位论文第1 章绪论 经过多年的研究发展，人们在工作流技术的理论研究、技术实现以及应用等方面， 取得了丰硕的成果。1 9 9 3 年工作流管理联盟( 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进入了相对成熟的阶段【2 j 。它旨在实现不同工作流产品之间的 互操作，给出了工作流管理系统的参考模型，并对相关术语【3 1 、应用编程接dr 4 、过程 语言描述【5 】等方面制定了一系列标准。 目前，工作流技术日益受到重视，对工作流技术的研究正在向更深的层次进行。对 工作流技术的研究主要表现在： ( 1 ) 过程建模理论与建模方法：研究如何清晰、准确地表示实际应用中的过程，特 别是研究如何以形式化的方法表示过程模型。例如采用p e t r i 网的方法来表示工作流模 型、过程定义、过程描述语言等。因为支持事务的工作流模型可以从根本上提高工作流 系统的正确性和可靠性，因此关于事务工作流模型的研究也得到了充分的重视。 ( 2 ) 模型验证和模型仿真方法：在理论上研究如何验证所建立的过程模型不存在死 锁问题，研究所建立的模型的性能评价方法和优化方法，这个问题对于企业经营过程重 组具有重要的意义。 ( 3 ) 分布式环境下的资源协调和任务优化调度策略：在大范围的分布环境中，资源 有限和任务完成时间约束情况下，研究如何优化系统中资源的分配方法和任务执行的顺 序，这个问题的研究对于工作流技术在大规模生产中的应用有非常重要的意义，如在供 应链管理中的最佳供应和分销策略，复杂的交通管制中的应用。 ( 4 ) 过程模型和其它模型的集成方法：在描述一个企业和一个应用领域问题时，仅 用过程模型是不够的，还需要功能模型、资源模型、组织模型、信息模型、甚至经济模 型和决策模型来共同描述，每一个模型模型都描述了一个不同的侧面，它们可以共同完 成对一个企业或一个应用领域的全面描述。但是如何集成这些模型还没有良好的解决方 法。在工作流管理系统的实施上也存在非常多的问题需要研究，这些问题的解决对于提 高管理系统的性能具有重要的意义。 ( 5 ) 分布式工作流机的实施问题：大多数情况下，企业的应用一般都是运行在分布 式环境上，因此相应的工作流机也应该采用分布式结构。但是仍然有许多问题需要进行 深入研究，例如工作流模型实例到每个执行工作流机的分解问题、分布式环境下的可靠 性问题，分布式系统的效率问题等。 ( 6 ) 异常处理和错误恢复问题：在生产、管理过程中，任何错误都有可能造成巨大 损失。因此，对于工作流管理系统不仅要求它在j 下常情况能够发挥作用，更重要的是要 求它能够灵活的处理各种异常情况，并且在某个节点发生错速时能够保证整个系统不会 一4 一 东北大学硕士学位论文第1 章绪论 发生崩溃。 ( 7 ) 融入事务管理概念：在工作流管理中融入事务管理的概念和模型方法可以显著 的提高工作流管理系统处理大规模业务应用的能力，目前这个工作己经得到许多研究人 员的重视。 在国外，典型研究成果有：m m 公司a l m a d e n 研究中心研究开发的基于持久消息 队列的分布式工作流管理系统( e x o t i c a e m q m ) ；佐治亚大学计算机系研究开发的具有 自适应能力的工作流管理系统( m e t e o r ，m a n a g i n ge n d - t o - e n do p e r a t i o n s ) ：基于分布式 主动数据库技术的工作流管理系统( w i d e ，w o r k f l o wo ni n t e l l i g e n ta n dd i s t r i b u t e d d a t a b a s ee n v i r o n m e n t ) ；以及基于状态与活动图的工作流管理系统( m e n t o r ，m i d d l e w a r e f o re n t e r p r i s e - w i d em a n a g e m e n t ) 。 目前在国内，工作流技术已经在企事业单位、政府部门信息化建设方案中受到很大 的重视。工作流技术在协同办公、传统的企业应用( 如e r p ，c i 蝴) 以及近几年兴起 的企业应用集成( e a i ) ，业务流程管理( b p m ) 等领域都发挥了非常重要的作用。工作 流技术被列为国家8 6 3 高新技术研究发展计划计算机集成制造系统( c i m s ，c o m p u t e r i n t e g r a t e dm a n u f a c t u r i n gs y s t e m ) 主题下的计算机支持的协同工作的重要研究方向。清 华大学史美林教授领导的研究小组对该课题进行了深入的研究，并开发出了基于 w w w 、j a v a 、t c p i p 的工作流管理系统产品- - c i m f l o w 。目前，基于j 2 e e 的工作流 管理系统成为研究和关注的热点。 1 3 论文的主要研究方法 因为软件外包项目开发具有许多自身的特殊性，使得项目管理过程扮演了非常重要 的角色，甚至关系到项目开发的成败。而软件外包行业还没有成熟的项目管理体系，随 着企业的发展，为了应对同益激烈的竞争环境，企业需要不断地改进自己的管理，来提 高外包项目的开发质量。这就意味着软件外包的项目管理流程是不断改变的。本人在东 软商用软件部门实习期间，通过向与开发人员和管理人员的交流，了解了目前的项目管 理流程和管理方法。同一个时期内，公司可能会开发若干个外包项目。然而原来的项目 管理软件只适用于当前的项目管理流程，每当流程发生变化时，只能通过硬编码的方式 来改进系统，这是非常繁琐的。 为了提高软件的重用性，本文把工作流技术用于软件外包项目管理系统中，采用的 研究方法是：首先研究工作流相关技术和理论，以及工作流管理联盟组织提出的工作流 参考模型，特别是工作流的核心技术工作流引擎技术。在参照工作流管理联盟的有 一5 一 东北大学硕士学位论文第1 章绪论 关规范的基础上，重点研究工作流模型。基于对模型的分析，根据东软商用部门软件外 包项目管理的实际流程，设计出了符合实际需求的过程定义模型，并用x m l 语言进行 描述。该过程模型能够描述整个的项目管理过程，包括各个阶段所有表的填写和审批过 程，把单个表的审批过程作为一个子流程。通过研究工作流引擎的结构特点，采用模块 化的设计方法，对工作流引擎各功能模块进行了详细设计，最后设计并实现一个轻量级 工作流引擎。 1 4 主要研究内容 工作流引擎是工作流管理系统的核心。又被称为工作流管理系统的“软件操作系 统 。本文依托离岸软件外包项目管理系统，对系统中的工作流引擎组件进行了研究， 目的是设计一个符合实际需求的软件外包项目管理工作流引擎，并在实际项目中应用。 主要的研究内容包括： 工作流管理系统体系结构：研究了工作流管理联盟组织提出的工作流参考模型，尤 其是工作流的核心技术工作流引擎。 工作流建模：在参照工作流管理联盟的有关规范的基础上，结合本项目的实际需要， 重点研究了工作流过程元模型。根据项目管理的实际过程，从中抽象出一些通用的元素， 用这些元素对业务过程进行描述，从而设计出了符合要求的工作流过程模型。 工作流引擎：分析了工作流引擎的结构及其功能，详细设计了软件外包项目管理工 作流引擎的各个功能模块，最后结合过程模型实现了这个工作流引擎。 1 5 论文的结构 论文共五章。各章的安排如下： 第一章阐述论文的研究背景及意义、工作流技术的国内外研究现状、论文的研究内 容及方法。 第二章对工作流技术进行研究，包括工作流技术的基础知识，工作流管理联盟给出 的工作流参考模型，介绍论文中用到的j 2 e e 规范及相关技术。 第三章对软件外包项目管理过程进行工作流建模。 第四章设计并实现项目管理工作流引擎，包括数据库的设计、工作流引擎各功能模 块的设计、主要类的实现以及核心功能的实现等。 第五章是对全文进行总结，并对下一步要进行的工作进行展望。 一6 一 东北大学硕士学位论文第2 章工作流技术综述和相关技术介绍 第2 章工作流技术综述和相关技术介绍 2 1 工作流的基本概念 2 1 1 工作流技术的起源和发展 工作流技术起源于2 0 世纪7 0 年代中期的办公自动化领域的研究工作。当时人们对 工作流技术充满了信心，研究者普遍认为这项新技术可以带来办公效率的巨大的提高， 但结果未能如愿的获得成功。主要原因是在当时网络不够发达，个人计算机在办公领域 尚未普及。 8 0 年代中期，在图像处理和电子邮件领域，最早出现了含有工作流技术的商用系统。 f i l e n e t 和v i e w s t a r 等图形图像处理公司把图像扫描、复合文档、结构化路由、实例跟 踪、关键字索引以及光盘储存等功能结合在一起，形成了一种用于文档处理的图像处理 系统。它可以把扫描得到的计算机文档，按照一定的规则发送给相关人员，这便是早期 的工作流管理系统。 进入9 0 年代后，随着个人计算机、网络技术的普及和推广，以及信息化建设的日 益完善，企业的信息资源出现了异构分布、松散耦合的特点，此时企业大型组织需要一 种技术来对其业务流程进行控制。在此基础上，工作流管理系统由最初的无纸化办公环 境，转变为同化企业复杂信息、实现业务流程自动执行的必要工具。从此，工作流技术 进入了一个崭新的发展阶段。1 9 9 3 年8 月，第一个工作流技术标准化的工业组织工 作流管理联盟成立。1 9 9 4 年，工作流管理联盟发布了用于工作流管理系统之间互操作的 工作流参考模型，并相继制定了一系列工业标准。 现在，对工作流相关的产品开发已经进入了非常繁荣的阶段，更多更新的技术被集 成进来，例如文件管理系统、数据库、电子邮件、移动式计算、i n t e m 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。 虽然工作流技术取得了巨大的进步，但理论基础的研究还不够完善。现有的工作流 管理系统在功能、可靠性、健壮性上与数据库管理系统还无法相比。由于工作流技术在 未来存在广阔的前景，目前有大量的研究人员j 下投入到工作流的理论研究中，不断完善 工作流技术。 一7 一 东北大学硕士学位论文 第2 章工作流技术综述和相关技术介绍 2 1 2 工作流的定义及意义 工作流的概念是为了提高工作效率而产生的，它是一种通过先进的电子、通信和网 络技术，使得企业中并行任务的执行过程现形化的企业管理技术和方法。从用户的角度 来看，工作流就相当于将特定的任务送到用户面前，用户可以使用一些应用工具来存取 和处理数据，并按要求执行任务，最后执行结果传递给下一个用户；这样一步一步下去， 就形成了相应的工作流程，简称为“工作流 。 最初，工作流的定义并没有一致的标准，可以说是多种多样，不同的组织、研究人 员、机构甚至公司都有自己的定义方式，都从不同的角阐述了工作流的概念和定义。例 如： g i g ag r o u p 的定义【6 】： 工作流是经营过程中可运转的部分，包括任务的顺序以及由谁来执行、支持任务的 信息流、评价与控制任务的跟踪、报告机制。 i b ma l m a d e l lr e s e a r c hc e n t e 的定义【7 】 工作流是经营过程中的一种计算机化的表示模型，定义了完成整个过程所需用的各 种参数。这些参数包括对过程中每一个单独步骤的定义、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个活动所需要的应用程序。 a m i ts h c t h 的定义【8 】： 工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，它可用各种形式来进行定义，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。用来执行任务的处理实体 可以是人，也可以是计算机系统( 比如一个应用程序、一个数据库管理系统) 。 不同的机构组织都在研究工作流，他们对工作流都有不同的理解，但是这些研究组 织之间的交流不够充分，导致不同的工作流产品之间不能协同工作。为了利于工作流技 术的进一步发展。工作流管理联盟成立了，它制定了一系列的标准，主要包括以下几个 方面：工作流管理系统的相关术语、体系结构及应用编程接口。 工作流管理联盟给出的定义剐9 】： 工作流是一类能够完全或者部分自动执行的经营过程，它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进行传递与执行。 实际上，工作流技术就是业务流程的计算机化或自动化，它将过程逻辑从业务逻辑 中分离出来，由工作流引擎专门完成对过程逻辑的计算，从而使丌发人员将主要精力集 中在业务逻辑的处理上【l o 】。 一8 一 东北大学硕士学位论文第2 章工作流技术综述和相关技术介绍 工作流技术是计算机技术发展和商业发展的产物，随着信息与网络的发展，信息的 交流显得越来越重要，人们越来越重视商业过程的规范性问题。人们渴望一种有效的控 制技术和工具来管理大量存在的结构化和非结构化商业流程，工作流管理技术正是顺应 这一需求而产生的，用于实现对结构化或非结构化流程进行自动管理的计算机技术。工 作流技术虽然是一门新兴的技术，但近年来发展非常迅速，引起了越来越多研究人员的 关注和研究兴趣，这并不是偶然的，而是社会、企业发展的需要。 2 2 工作流的应用领域 使用工作流管理系统的目的之一是作为企业应用系统集成( 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 ) 的平台。在当前大部分企业级r r 架构中，各种各样的异构应用 和数据库运行在企业内网中。在这些系统被应用到组织时，都有一个清晰的目标。例如， 客户管理、文档管理、供应链、订单、支付、资源计划等等。这些系统都是为了专门应 用。每一个专门应用都包含它们所支持业务流程的领域知识。这些专门应用中的自动化 流程，被拼装到企业中更大的非自动化流程中。每当一个这样的专门应用安装并投入使 用，都会带来涉及其他多个应用的新功能需求。企业应用系统集成就是通过使用多个专 门应用满足软件新需求的方法。有时，这只需要在两个应用之间提供数据通讯的通道。 专门应用将很多业务流程硬编码在软件中。可以这么说，在你购买专门应用时，你是购 买了一组固定的自动化业务流程。而工作流管理系统是不必事先知道问题域的相关信息 的。工作流管理系统将业务流程描述作为输入并管理流程实例的执行，这使得它要比专 门应用更灵活。因此，工作流管理系统和专门系统是相互补充的。工作流管理系统可以 用来管理全局的业务流程。如果专门应用支持你所需要的业务流程，那么使用专门应用。 在此我们讨论的工作流管理系统的使用方式主要有三种： ( 1 ) 第一种使用方式是结合所有的专门应用，使用工作流管理系统构建一个企业应 用系统集成平台。 ( 2 ) 第二个使用方式是协助涉及多人相关任务工作流软件的开发。为了达到这个目 的，大部分工作流管理系统都有一个方便的机制，来生成执行任务的表单。对于专注于 i s o 或者c m m 认证的组织，采用这种方式使用工作流管理系统能够显著提高生产率。 不用将过程用文字的形式写在纸上，工作流管理系统使你通过流程定义建模实现过程的 自动化( 如使用基于w e b 的应用) 。 ( 3 ) 第三种使用方式是将工作流引擎嵌入到其他应用中。在前面我们谈到，专门应 用将指定问题相关的业务流程固化