（计算机应用技术专业论文）基于任务片的迁移实例旅行图的研究.pdf

山东大学硕士学位论文 摘要 迁移工作流技术是近年来基于移动a g e n t 技术提出的一种新的工作流研究方 向1 ，特别适合需要频繁地传递大量数据，以及需要大量调用远程服务的分布式 并发处理过程。文献曙3 提出了一个迁移工作流管理系统的框架，该框架主要由迁 移工作流管理引擎、迁移实例和工作位置三要素构成。迁移实例是工作流的执行 主体，工作流引擎完成工作流过程定义、迁移实例生成和多迁移实例协调等。工 作位置指停靠站服务器及其关联的工作机网络，是迁移实例的运行场所。 工作流业务过程根据业务目标的复杂程度被映射为一个或多个迁移实例，在 迁移工作流模型中1 ，迁移实例被称为运行期间在工作位置上合并静态工作流说 明、本地规则和策略以及用户决策的效应。每个迁移实例执行一个目标相对独立 的子业务过程，它可以在某个工作位置上利用本地资源和服务执行一项或多项任 务。多个迁移实例在停靠站服务器的支持下通过迁移和协作实现总的业务目标。 如果当前工作位置不再满足其执行任务的要求，迁移实例可以携带任务说明书、 旅行图和当前执行结果迁移到另一个能满足其要求的工作位置上继续执行。 业务过程由工作流定义描述，在定义文件中包含了每个任务、各个任务之间 的逻辑关系及工作流过程的相关数据。迁移实例执行业务过程，是指迁移实例分 析业务过程中任务的逻辑关系及可执行的工作位置，根据执行策略，在各个工作 位置之间迁移，直到业务过程执行完毕。其中，任务、逻辑关系、旅行图的描述 是迁移策略重要因素，迁移策略为迁移实例规划出最佳迁移路径，保证迁移实例 正确、高效地完成任务。 本文在上述迁移工作流管理系统参考框架下，根据迁移工作流的概念模型， 基于工作流管理联盟对于工作流过程建模和接口定义以及移动a g e n t 的核心技 术思想，设计并实现了一种基于“任务片 的旅行图的迁移策略，使迁移实例能 够感知环境变化、及时反应并自主修改迁移路线，以解决迁移过程中网络断连等 引起的迁移失败问题，以增强迁移的可靠性。 基于“任务片”的旅行图的迁移策略，为迁移实例事前规划出最佳迁移路径， 提高工作流执行的效率，并充分考虑了工作流系统的特点，迁移实例对业务过程 山东大学硕士学位论文 定义的执行，不再以任务为单位，而是以一段可以在同一个工作位置上连续执行 的任务片段为迁移依据和基本的执行单位，尽量减少迁移实例的迁移次数，一方 面减少迁入和迁出所带来的消耗，提高执行效率，另一方面减少因迁移失败所造 成的业务过程中断，或者因对迁移实例的恶意的网络攻击所引起的系统崩溃等情 况的发生。该迁移策略的核心即为任务片的划分以及在此基础上旅行图的静态生 成和动态修改，选择最佳迁移路线，避开网络拥塞点，从而安全、高效地完成业 务过程的执行。 分析迁移工作流管理系统原型的实际运行结果，表明该原型正确、有效的实 现了预期目标，验证了基于“任务片 旅行图的迁移策略的正确性。 关键词：迁移工作流；迁移策略；迁移实例；任务片；旅行图 h a b s t r a c t t h em i g r a t i n gw o r k f l o wi san o v e l t r e n di nt h ea r e ao ft h ew o r k f l o w m a n a g e m e n tr e s e a r c hr e c e n t l y i ti sp a r t i c u l a r l ys u i t a b l ef o rt h ed i s t r i b u t e db u s i n e s s p r o c e s s e si nw h i c ht h eh u g ed a t an e e dt ob ef r e q u e n t l yt r a n s m i t t e da n dm a n yr e m o t e s e r v i c ep r o c e d u r e sn e e dt ob ef r e q u e n t l yr e f e r e n c e d af r a m e w o r kw a sp r o p o s e di nt h e d o c u m e n t 【2 】f o rt h em i g r a t i n gw o r k f l o wm a n a g e m e n ts y s t e m , w h i c hi sc o m p o s e do f t h r e ek e yf a c t o r s ，t h a ti s ，m i g r a t i n gw o r k f l o wm a n a g e m e n te n g i n e ，m i ( m i ) ，a n d w o r k p l a c e m ii st h em a i ne x e c u t i o na g e n to fw o r k f l o w s t h em a n a g e m e n te n g i n ei s i n c h a r g eo ft h ed e f i n i t i o no fw o r k f l o wp r o c e d u r e ，t h eg e n e r a t i o no fm ia n dt h e c o o r d i n a t i o no fm a n ym i s ，a n ds oo n n ew o r k p l a c er e f e r st ot h ea n c h o r a g es e r v e r a n dw o r k i n g - m a c h i n en e t w o r ka s s o c i a t e dt ot h es e r v e rw h i l et h ea n c h o r a g es e r v e ri s t h ee x e c u t i n gp l a c eo f a c c o r d i n gt ot h ec o m p l e x i t yo fg o a lo ft h eb u s i n e s sp r o c e s s ，t h ew o r k f l o wi s m a p p e dt oo n eo rm o r em i s i nt h em o d e lo fm i g r a t i n gw o r k f l o w , t h em id u r i n gi t s e x e c u t i o ni si n t e r p r e t e d 嬲t h ec o m b i n a t i o no ft h ei l l u s t r a t i o no ft h es t a t i cw o r k f l o w , l o c a l r u l e sa n ds t r a t e g i e s ，a n dt h ee f f e c to fu s e r s d e c i s i o n - m a k i n g e v e r y i s c o r r e s p o n d i n gt oas i n g l eb u s i n e s ss u b - p r o c e s sw i t ha l lr e l a t i v e l yi n d e p e n d e n tg o a l a n dc o m p l e t eo n eo rm o r et a s k sw i t l ll o c a ls e r v i c e sa n dr e s o u r c e si no n ew o r k p l a c e m u l t i sc o m p l e t et h ew h o l eb u s i n e s sb ym i g r a t i n ga n dc o o p e r a t i o nw i t ht h es u p p o r t o fa n c h o r a g es e r v e r i ft h ec u r r e n tw o r k p l a c ec a n n o ta f f o r dt h ef u r t h e rt a s ke x e c u t i o n ， m 1w i l lm i g r a t e ，b r i n g i n ga l o n gt h et a s ks p e c i f i c a t i o n ，i t i n e r a r yg r a p ha n dp r e v i o u s e x e c u t i o nr e s u l t s ，t oa n o t h e rw o r k p l a c ef o rc o n t i n u o u se x e c u t i o n b u s i n e s sp r o c e s si sd e s c r i b e db yt h ep r o c e d u r ed e f i n i t i o nf i l e ，w h i c hc o n t a i n s e a c ha c t i v i t y , l o g i c a lr e l a t i o n s h i pb e t w e e na c t i v i t i e sa n dr e l a t i v ed a t a ，n l e a n a l y s e se x e c u t i n ga b u s i n e s sp r o c e s sm e a n st h a ti ta n a l y s e st h el o g i c a lr e l a t i o n s h i p a n dw o r k p l a c ew h i c hc a l lb ee x e c u t e da t , m i g r a t ea m o n gm u l t ia n c h o r a g e sa c c o r d i n g t om i g r a t i n gs t r a t e g yt i l lt h eg o a li sr e a c h e d s ot h ed e f i n i t i o no ft h et a s k ，l o g i c a l r e l a t i o n s h i p ，a n di t i n e r a r yg r a p hb e c o m ee s s e n t i a lo ft h em i g r a t i n gs t r a t e g y , w h i c h m a k e so u tt h eb e s tm i g r a t i n gp a t ha n de n s u r e st h a tt h em ic a nc o m p l e t ei t st a s k a c c u r a t e l ya n de f f i c i e n t l y i nt h ea b o v em i g r a t i n gw o r k f l o wm a n a g e m e n ts y s t e mr e f e r e n c e df r a m e w o r k ，t h e i i i p a p e rp r e s e n t sr e s e a r c ho nm i g r a t i n gs t r a t e g yb a s e do nt h ei t i n e r a r yg r a p ho nt a s k p i e c e ，a c c o r d i n gt ot h em i g r a t i n g w o r k f l o wc o n c e p t u a lm o d e l ，a n db a s e d0 1 1w o r k f l o w m o d e l i n ga n d i n t e r f a c ed e f i n i t i o nb yw f m ca n dt h ec o r et e c h n o l o g yo fm o b i l ea g e n t w i t ht h es t r a t e g y , m e c a l lf e e la b o u tt h ee n v i r o n m e n tc h a n g e ，r e a c to ni t a n d c h a n g et h em i g r a t i n gp a t hb yi t s e l f t h e r e f o r e ，t h ef a i lm i g r a t i n g w h i c hm a yb ec a u s e d b yn e t w o r k si n t e r r u p td u r i n gt h em i g r a t i n ga n dt h em i g r a t i n gw i l lb e c o m em o r e r e l i a b l e t h i ss t r a t e g ym a k e so u tt h eb e s tm i g r a t i n gp a t hi na d v a n c et oi m p r o v em e e x e c u t i v ee f f i c i e n c y , a n dc o n s i d e r sa d e q u a t e l yt h ec h a r a c t e r i s t i co ft h ew o r k f l o w t h e e x e c u t ei nt a s ki si n s t e a do ft a s kp i e c ew h i c hi n c l u d e sap i e c eo fs e q u e n t i a lt a s k st h a t c a nb ee x e c u t e da tt h es a m ew o r k p l a c e t h i sc a nd e c r e a s et h et i m e so fm i g r a t i n g o n e s i d e i tc a nr e d u c et h ec o s tf o rm i g r a t i n gi no ro u to fw o r k p l a c e ，t h eo t h e r , i tc a na v o i d f a i l u r eo fm i g r a t i n ga n di n t e m e ta t t a c k t h ec o r eo ft h es t r a t e g yi st h ep a r t i t i o no f t a s k p i e c e sa n dt h es t a t i cg e n e r a t i o na n dd y n a m i cc h a n g eo f t h ei t i n e r a r yg r a p h t h eg o a l o ft h es t r a t e g yi si m p r o v i n ge f f i c i e n c ya n ds e c u r i t yo ft h es y s t e m t h ea n a l y s i so ft h ee x e c u t i o nr e s u l t so ft h ep r o t o t y p es h o w st h a tt h em i g r a t i n g w o r k f l o w s y s t e mp r o t o t y p e r e a l i z e st h ed e s i g n a t i o no b je c t sc o r r e c t i v e l y a n d e f f i c i e n t l y , p r o v e st h ec o r r e c t n e s so ft h i ss t r a t e g y k e y w o r d s ：m i g r a t i n gw o r k f l o w ；m i g r a t i n gs t r a t e g y ；m i g r a t i n gi n s t a n c e ；t a s k p i e c e ；i t i n e r a r yg r a p h i v 原创性声明和关于论文使用授权的说明 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 究做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：尘玺型日期：垒竺量：丝皇 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：缝烛师签名：论文作者签名：竺塑：! = 导师签名： 日 山东大学硕士学位论文 第1 章绪论 1 1 课题研究的背景和意义 工作流管理是计算机支持的协同工作( c o m p u t e rs u p p o r t e dc o o p e r a t i v e w o r k ，简称c s c w ) 中的一个重要领域口1 ，而后者是普遍地研究一个群体如何在计 算机的帮助下实现协同工作的。其主要特点是实现人与计算机协作过程的自动 化，使人以及各种应用工具相互之间协调工作，以完成某项任务。按照国际工作 流管理联盟的定义，工作流是业务过程的全部或部分自动化，在此过程中，文档、 信息或者任务按照一系列过程规则在不同的参与者之间流转，实现组织成员间的 协调工作以期达到业务的总体目标。工作流技术是实现企业业务过程建模、自动 化过程仿真分析、业务过程优化、业务过程管理与集成，从而实现业务过程的自 动化的核心技术。企业生产经营活动是由一系列业务过程交织在一起组成的，通 过运用工作流技术可以将这些业务过程的执行自动化，并对其进行有效的管理以 提高企业的办公效率，增强企业的标准化和规范化。工作流需要依靠工作流管理 系统来实现。 工作流管理系统是能够完成工作流的过程定义和管理，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执行的软件系统。它提供了对业务过程的 建模、自动执行、流程统计分析、实例实时监控和跟踪等功能的一系列软件工具 集，一方面实现了业务过程在计算机上的自动处理，大大缩短了流程的生命周期， 提高了企业的工作和生产效率：另一方面，又可以使用户方便地分析企业业务流 程，找出不合理之处，快速给出流程重组的方案。因此，工作流是业务流程重构 技术的实现和延伸。 随着计算机与网络技术的迅速发展，特别是i n t e r n e t 应用的日益普及，现代 企业信息系统的分布性、异构性、自治性越来越显著，相应的企业信息资源也分 布在异构的计算机环境中，信息源之间的连接表现出松散耦合的特点。企业物理 位置分散性和业务决策分散性的特征日益明显，对日常业务活动详细信息的需求 日益提高，大规模的分布式信息处理与应用执行环境随之形成，在这种情形下以 山东大学硕士学位论文 体系结构的分布、工作流的分布执行、工作流的分布式定义与柔性执行为特点的 分布式工作流管理系统的出现成为一种必然的趋势。 当前，全球范围内对工作流技术的研究和应用进入了一个更为繁荣的阶段， 研究的范围涵盖了工作流基础理论、实现技术和工作流技术的应用的多个方面， 同时许多新的技术，如移动计算、w e b 服务等被引入工作流技术研究中，作为支 持企业经营过程重组、经营过程自动化的一种手段，工作流技术的研究应用日益 受到学术界和企业界的重视。 1 2 迁移工作流的研究现状 参照移动计算范型和国际工作流联盟的定义：迁移工作流将业务过程的全部 或部分自动解释为多个迁移实例间的分布式协同过程，每个迁移实例执行一个目 标相对独立的业务过程。在迁移工作流系统中，执行业务的移动a g e n t 被称为迁 移实例。 a g e n t 是一种处于一定环境下包装的软件体，它能在特定环境下灵活地、自 主地活动0 。迁移工作流管理系统就是由多个这样的迁移实例构成的分布式系统。 这些迁移实例是相互独立的并且每个主体可以负责执行一个业务目标相对独立 的业务过程。在这种情况下，整个业务过程由包含这些迁移实例的子网构成。过 程逻辑包含在迁移实例中，而不是在某个地方被清晰的定义。迁移实例可以在某 个工作位置上利用本地服务执行一项或多项任务，根据自身业务过程的目标和当 前服务请求的执行结果确定下一个要迁往的站点和下一个要执行的任务。迁移实 例是是在运行时刻定义的，是在工作位置上不断合并静态工作流说明、本地规则 和策略以及用户决策的结果h 1 。 迁移工作流很好的解决了传统工作流所欠缺的柔性、自适应性、规范性等问 题，大大提高了工作流系统适应动态环境的灵活性，特别适合需要传递大量数据 和或需要大量调用远程服务的分布式并发处理过程。 目前，迁移工作流管理系统仍然处在实验室的原型研究阶段，迁移工作流系 统在作为下一代工作流管理系统需求的多个工作流系统的交互和感知方面的研 究仍然引起了越来越多的关注。 2 山东大学硕士学位论文 1 3 本文的工作与创新 本文在基于移动计算范型的迁移工作流研究的基础上，重点对迁移工作流的 迁移策略进行了研究。由于迁移实例的工作行为在许多方面类似于移动a g e n t ， 因此，在对移动a g e n t 的迁移策略【5 1 研究以及工作流自身特点分析的基础上，提 出了基于任务片的静态及动态旅行图的迁移策略。 本文主要创新点： 1 、基于p e t r i 网的工作流建模方式，改进任务活动的属性说明，尤其是关 于服务的描述，使迁移实例能够更好更快地找到提供所需服务的工作位置。 2 、基于任务片的概念，结合业务过程定义中的多种逻辑语义和移动a g e n t 的迁移策略，设计了任务片的划分方法，规划出最佳静态旅行图，并在此基础上， 实现旅行图的动态修改，其目标在于安全高效地完成业务过程的执行。 3 、依据基于任务片的迁移工作流执行策略及移动a g e n t 技术，设计了迁移 实例的体系结构，给出了迁移实现框架，并通过实验例证明了基于任务片旅行图 的迁移策略的正确性、可行性及高效性。 1 4 本文组织结构 本文的内容结构如下： 第l 章论述了课题的研究背景和意义，阐述了迁移工作流的研究现状。 最后给出了本文的创新点。 第2 章 介绍了工作流的概念及相关技术，论述了移动a g e n t 技术的基础 知识和研究现状，为开展迁移工作流研究奠定了技术基础。 第3 章介绍了迁移工作流的相关概念定义和迁移工作流系统框架，讨论 了迁移实例、停靠站服务器的基本功能结构，后续章节的研究都 以本章给出的概念和系统结构为基础。 第4 章提出一种基于任务片的迁移工作流迁移策略，将任务片作为迁移 依据和基本执行单位。给出了任务片的划分方法以及静态旅行图 的生成算法和动态旅行图的修改策略，从而达到降低迁移风险并 提高工作效率的目的。 山东大学硕士学位论文 第5 章 根据第4 章提出的迁移策略，用j a v a 技术实现了业务流程定义、 解析及基于任务片的旅行图的生成，给出了主要组成部分的类结 构，结合一个实例演示了此执行策略的工作流程。 第6 章总结全文并提出展望。 4 山东大学硕士学位论文 第2 章迁移工作流研究基础 2 1 工作流原理及技术 工作流是针对工作中具有固定程序的常规活动而提出的一个概念，通过将工 作活动分解定义良好的任务、角色、规则和过程来进行执行和监控，达到提高生 产组织水平和工作效率的目的。在2 0 世纪8 0 年代中期发展起来的工作流技术为 企业更好地实现经营目标提供了先进的手段，9 0 年代随着计算机和网络技术的 发展，该技术得到了快速地发展，特别是在生产制造业领域，结合先进的e r p 应 用系统得到较好地应用。近两年随着电子商务环境不断演进( 例如阿里巴巴的 b 2 b 电子商务平台) ，从原来支持企业内部单系统的业务流程、到企业内部应用、 服务的集成，再进一步向企业与合作伙伴之间业务交互，工作流正扮演着越来越 重要的角色。 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 ) 是工作流 技术的标准化组织，在1 9 9 3 年成立之后，颁布了一系列工作流管理系统相关标 准和技术规范，标志着工作流技术开始进入了相对成熟和快速发展的阶段。 2 1 1 工作流的基本概念 工作流管理联盟为工作流提供的定义是嘲： 定义2 1 工作流( w o r k f l o w ) 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传递与执行。 从工作流定义中可以看出，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。作为计算机支持的协同工作的一部分，工作流要解决的 主要问题是：为实现某个预期的业务目标，或为促使此目标的实现，在多个参与 者之间，利用计算机，按某种预定规则自动传递文档、信息或者任务。用工作流 山东大学硕士学位论文 作为经营过程的实现技术，首先要理解经营过程。经营过程的一个定义是订1 ： 定义2 2 经营过程 一个经营过程是为了实现企业某个经营目标的一个过程，它在部分或者全部 组织机构和人员的参与下，利用企业资源( 包括所需的处理设备、通信设备、计 算机硬件、软件等等) ，按照预先确定的规则，在参与者和组织机构之间进行文 档、信息、任务的传递和处理( 包括经营决策) ，从而实现规定的经营目标。 经营过程包含如下几个方面的问题： 1 ) 经营过程的目标是什么? 2 ) 经营过程分为哪些任务和步骤( 条件、规则) ? 3 ) 由谁来做( 组织、角色) ? 4 ) 采用什么方式完成经营过程? 5 ) 做的怎样( 监控) ? 其次，工作流定义的另一个主要方面是经营过程的全部或部分自动执行。这说明 了 工作流所关注的经营过程与一般的经营过程的主要区别。经营过程能够自动执行 是使其自动化的一个必要条件，在当前的条件下，计算机技术是能够达到经营过 程自动化的主要手段。因此，要做到经营过程的自动执行，就必须首先要准确描 述经营过程，由此得到工作流模型。描述完的工作流模型交由计算机系统自动执 行，由此得到工作流管理系统的概念口3 。 2 1 2 工作流管理系统 从工作流定义中可以看出，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。工作流管理系统的定义是： 定义2 3 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 ) 工作流管理系统，是一种在工作流形式化表示的驱动下，通过软件的执行而 完成工作流定义、管理及执行的系统，其主要目标是对业务过程中各步骤( 或称 活动、环节) 发生的先后次序及同各步骤相关的相应人力或信息资源的调用等进 行管理而实现业务过程的自动化。当然此种管理可能会在不同的信息及通信环 境下实现，所涉及的范围可以小至一个几人的工作组，也可以大到企业( 机构) 6 山东大学硕士学位论文 与企业( 机构) 之间。它包含有三大功能模块：建立时功能、运行时实例控制功 能、运行时同用户及应用的交互功能。其中各模块的具体功能如下： 1 ) 建立时功能：主要涉及工作流过程和相关活动的定义与建模功能； 多运行时实例控制功能：在特定的运行环境下，执行工作流过程，并完成 每个过程中活动的排序和调度功能； 3 ) 运行时的人机交互功能：实现各种活动执行过程中用户与i t 应用工具之 间的交互。 图2 - 1 是w f m c 给出的工作流参考模型暗3 。 豳囡 图2 1t 作流参考模型 w f m c 的w f m s 参考模型，描述了w f m s 体系结构中的主要模块以及模 块之间的接口。该参考模型中主要涉及到的以下几种数据： 1 ) 工作流控制数据( w o r k f l o wc o n t r o ld a t a ) ：由w f m s 或工作流执行服 务中的内部数据。工作流执行服务器维护内部控制数据，来确定过程实例或活动 实例的状态，并支持其他内部状态信息。这种内部控制数据不能被访问，也不能 进行转换。但用户可以通过接口对某些数据进行查询。 2 ) 工作流相关数据( w o r k f l o w r e l e v a n td a t a ) ：w f m s 用来判断过程中状 态转移是否可以执行的数据。w f m s 使用工作流相关数据来判断转移条件是否 满足，并选择下一个要执行的活动。这些数据能被工作流应用程序访问，这些数 据也需要通过工作流执行软件在活动间传递。 3 ) 工作流应用数据( w o r k f l o wa p p l i c a t i o nd a t a ) ：应用程序的具体数据， 并且不能被w f m s 访问。工作流应用程序数据不能被工作流执行软件所使用， 只与应用程序或者用户任务的执行相关。 7 凰 山东大学硕士学位论文 由图2 1 可以看出，该参考模型中的主要模块包括流程定义工具( p r o c e s s d e f i n i t i o nt o o l s ) 、工作流执行服务( w o r k f l o we n a c t m e n ts e r v i c e s ) 、工作流客 户端应用( w o r k f l o w c l i e n ta p p l i c a t i o n ) 、工作流引擎直接调用的应用( i n v o k e d a p p l i c a t i o n s ) 、其他工作流执行服务( o t h e rw o r k f l o w e n a c t m e n ts e r v i c e s ) 、系 统管理及监控工具( a d m i n i s t r a t i o n & m o n i t o r i n gt o o l s ) 、w a p i 与接e l ( w o r k f l o w a p p l i c a t i o np r o g r a m m i n gi n t e r f a c e & i n t e r c h a n g e ) 。7 w a p i 与接e l ( w o r k f l o w a p p l i c a t i o np r o g r a m m i n gi n t e r f a c e & i n t e r c h a n g e ) 。其中，w a p i 是一组工作流应 用程序编程接口及其相应的数据交换格式，调用这些接口函数可以完成工作流联 盟定义的5 类接口的功能。w f m c 定义的5 类接口是： 接口1 ：过程定义输入输出接口，它是工作流服务和工作流建模工具之间的 接口，包括工作流模型的解释和读写操作； 接口2 ：客户端函数接口，它是工作流服务和客户应用之间的接口，这是最 主要的接口规范，它约定所有客户方应用与工作流服务之间的功能操作方式； 接口3 ：激活应用程序接口，它是工作流服务和直接调用的应用程序之间的 接口； 接口4 ：工作流执行服务之间的互操作接口； 接口5 ：管理系统和监控接口： 有了工作流接口的规范，就使得工作流系统的各个部分成为独立的组件。在 理想的状态下，组件的开发要遵循统一的接口，各个组件就可以独立地进行开发。 一个完整的系统是集成各个组件而实现的。统一的标准接口为各个工作流系统的 协作提供了基础。 2 2 业务流程原理及技术 业务流程( 也叫做经营流程) 是为了实现一定的经营目的而执行的一系列逻 辑相关的活动的集合，业务流程的输出是满足市场需要的产品或服务。根据功能、 管理范围等的不同，企业的流程管理一般分为生产流程层、运作层、计划层和战 略层四个层次旧1 。 从企业信息系统的角度来看，办公自动化系统、事务处理系统和决策支持系 统等都是常见的企业信息系统，但这些系统并没有加入流程的因素，只是用来帮 山东大学硕士学位论文 助员工更好地完成某些特定的任务。工作流系统的出现使得整个流程的自动流转 或自动执行成为可能，但是工作流一般只解决生产流程层的问题，与企业的计划 和战略决策还存在一定的脱节。另外，随着企业业务流程向企业外部( 供应商和 客户) 延伸，传统的工作流系统无力解决跨企业的流程集成问题。基于以上原因， 面向企业的业务流程管理解决方案由此应运而生。 2 2 1 业务流程的概念 业务流程是把一个或多个输入转化为对顾客有价值的输出的活动。简而言 之，业务流程是以涉及为顾客提供产品或服务为最终目标的组织活动的集合。一 个典型的业务流程应该包括下面六大要素： 1 ) 流程目的( 它存在的理由) ； 2 ) 输入资源：按一定秩序执行的活动； 3 ) 上述活动之间的结构( 相互关系和作用) ； 4 ) 输出结果：该流程创造的价值。 一家企业成功的基础，就是通过业务流程协调各种资源来达成企业目标。无 论是向顾客交付产品，与合作伙伴协同，还是引导员工的努力，业务流程能够将 企业的产品、品牌和价值有机地编织到一起，例如下面这些业务活动都是业务流 程：根据生产所需，安排原材料的检验、入库和供应；回答客户的咨询；从供应 商那里采购；向市场投放新产品。事实上，业务流程集成了企业内各种业务的特 征，业务流程也因此成为企业运作特性的核心。 2 2 2b p n 和b p t l s 的基本概念 业务流程管理的定义n 们是： 定义2 4 业务流程管理( b u s i n e s sp r o c e s sm a n a g e m e n t ，简称b p m ) 业务流程管理，是指根据业务环境的变化，推进人与人之间、人与系统之间 以及系统与系统之间的整合，及调整的经营方法与解决方案的i t 工具。业务过 程管理软件为企业工作流自动化和企业过程再造提供了一个基础平台，有力的简 化应用开发的步骤，降低应用开发的难度，提高应用开发的效率及灵活性，节约 应用开发的成本，极大的提高应用开发的生产力。 9 山东大学硕士学位论文 著名咨询公司g a r t n e ri n c 给出的定义u 是： 定义2 5 业务流程管理是一个描述一组服务和工具的一般名词，这些服务 和工具为显式的流程管理( 如流程的分析、定义、执行、监视和管理) 提供支持。 从工作流以及工作流管理系统的定义中可知，其重点在于工作流的执行，也 就是实用软件支持操作流程的执行。在过去的几十年里，很多研究学者都意识到 仅仅把重点放在工作流执行上过于局限，于是新的术语b p m 诞生了。从管理理论 或战略的层面看，业务流程管理( b p m ) 就是在一个存在内部事件和外部事件的 环境中，由一组相互依赖的业务流程出发，对业务进行描述、理解、表示、组织 和维护。从具体实施的层面看，b p m 还可分为流程分析、流程定义与重定义、资 源分配、时间安排、流程管理、流程质量与效率测评、流程优化等。图2 - 2 表明 了b p m 与w f m 的区别与联系。 图2 - 2 礤m 和w f m 的生命周期 相对比而言，传统的w f m 的重点仅仅存在于b p m 的下半部分。所以w f m 在诊 断阶段基本上没有什么支持。此外，w f m 对于设计阶段的支持很少，仅仅提供了 一个编辑器，而对实时的设计分析没有支持。因此，几乎没有w f m 支持流程设计 的仿真，验证，确认以及对实时数据的收集、解释。从理论上说，可以从工作流 日志中可以挖掘业务流程，然而现今没有软件能够真正做到这一点。 现今，很多工作流供应商开始把他们的系统定位b p m s ( b p ms y s t e m s ) 上。b p a ( b u s i n e s sp r o c e s sa n a l y s i s ) 是其中很重要的一个方面钊。b p a 主要覆盖了 传统的工作流产品所忽略的方面( 例如，诊断，仿真，等) 。b a m ( b u s i n e s sa c t i v i t y m o n i t o r i n g ) 是b p a 中的一个方面，b a m 工具的目的在于使用信息系统日志中的 数据来诊断业务流程。例如，a r i s 流程性能管理( a r i sp p m ) 软件3 1 从日志细 1 0 山东大学硕士学位论文 节中提取出信息，并把这些信息以图形的方式表示出来。b a m 也能进行流程挖掘， 比如从日志中挖掘出流程模型“1 。 2 3 移动计算相关技术 移动a g e n t 计算是由一组称为移动a g e n t 软件实体合作完成的，移动a g e n t 是移动计算模式中的基本计算单元。 2 3 1 移动a g e n t 计算模式概述 定义2 6 移动a g e n t 叫1 移动a g e n t 是一个运行于开放、动态网络环境中的封装良好之计算实体， 它代表用户自主地在网络上移动，完成指定的任务，通常，移动a g e n t 由数据、 操作和行为规则封装而成。它具有自主性、移动性、协作性和安全性等特性： 1 ) 自主性：指a g e n t 拥有对自身状态和操作的控制能力，具有对环境的应 变和决策能力，无需用户干预按照自己的意愿完成特定的任务； 2 ) 移动性：指a g e n t 可以在任意站点上暂时中断执行，在异构网络( 如 i n t e r n e t ) 上移动，并在需要的站点上停留下来再恢复执行； 3 ) 协作性：体现为若干移动a g e n t 可在网络中相互通信并合作完成某一任 务； 4 ) 安全性：体现为移动a g e n t 及a g e n t 运行环境抵御恶意攻击和无意破坏 的能力。 关于移动a g e n t 的早期论述可参考 1 6 1 7 1 8 等。致力于移动a g e n t 标准 化的组织有o m g ( o b j e c tm a n a g e m e n tg r o u p ) c 1 9 f i p a ( f o u n d a t i o nf o r i n t e l l i g e n tp h y s i c a la g e n t s ) 乜0 1 等。o m g 提出了m a s i f ( m o b i l ea g e n ts y s t e m i n t e r o p e r a b i l i t yf a c i l i t y ) 标准，用以解决移动a g e n t 系统间的互操作问题。 f i p a 则提出了包括移动a g e n t 抽象体系结构、消息传输、路由协议、查询语言、 a g e n t 通信语言、a g e n t 互操作协议等一系列的标准。著名的移动a g e n t 的研究 机构包括美国d a r t m o u t h 大学叫、日本i b m 公司嘲、日本米泽实验室矧、德国 s t u t t g a r t 大学叫、我国南京大学啪3 等。 山东大学硕士学位论文 2 3 2 移动a g e n t 系统 虽然目前不同移动a g e n t 系统的系统结构各不雷同，但几乎所有的移动 a g e n t 系统都包括移动a g e n t ( 简称m a ) 和移动a g e n t 服务设施( 简称m a e ) 两个部分【2 6 1 ，如图2 3 所示。 m a e 负责为m a 创建安全、正确的运行环境，为m a 提供最基本的服务( 包 括创建、传输、执行等) ，实施针对具体m a 的约束机制、容错策略、安全控制 和通信机制等。m a 的移动性和问题求解能力很大水平上取决于m a e 所供应的 服务，一般来讲，m a e 至少应包括以下基本服务： 1 ) 事务服务：实现移动a g e n t 的创建、移动、持久化和执行环境分配： 2 ) 事件服务：包括a g e n t 传输协议和a g e n t 通信协议，实现移动a g e n t 间 的事件传递； 圈2 - 3 移动a g e n t 系统 3 ) 目录服务：提供移动a g e n t 的定位信息，形成路由选择： 4 ) 安全服务：提供安全的执行环境； 5 ) 应用服务：提供面向特定任务的服务接口。 通常情况下，一个m a e 只位于网络中的一台主机上，但如果主机间是以高 速网络进行互联的话，一个m a e 也可以跨越多台主机而不影响整个系统的运行 效率。m a e 利用a g e n t 传输协议( a g e n tt r a n s f e rp r o t o c o l ，a t p ) 实现m a 在 主机间的移动，并为其分配执行环境和服务接e l 。m a 在m a e 中实行，通过a g e n t 通信语言( a g e n tc o m m u n i c a t i o nl a n g u a g e ，a c l ) 相互通信并访问m a e 提供的 各种服务。 山东大学硕士学位论文 m 一m ! ! ! 。 在移动a g e n t 系统的体系结构中，m a 可以细分为用户a g e n t ( u s e r a g e n t ， u a ) 和服务a g e n t ( s e r