（通信与信息系统专业论文）面向web服务的业务流程管理系统的研究和实现.pdf

华中科技大学硕士学位论文 = = = ；= = l = = = ，；l = = = = = = j ；= = l i = = = = = 目j - _ j _ - _ - - _ _ _ - e _ _ - 一i i _ _ _ _ - _ _ l l _ _ _ _ _ - _ - - _ _ - - 摘要 近几年，随着电子商务的深入发展，对企业信息化程度提出r 更高的要求，如何 利用现代网络技术来帮助企业管理各类业务流程，实现业务流程自动化已成为企业 关注的热点。 所谓业务流程( b u s i n e s sp r o c e s s ，b p ) ，是指为r 在一定时期内达到特定的商业 目标，而按照各种商业规则连接起来的业务功能的集合。这些业务功能是抽象定义 的：业务功能的具体实现受限于业务功能运行所需的可用资源。业务功能的构成由 商业目标决定。业务流程中商业规则的目的是为了业务管理决策的实现。而业务流 程管理( b u s i n e s s p r o c e s sm a n a g e m e n t ，b p m ) 是理解、系统化、自动化以及改进公 司业务运作方式的一门艺术，它可以看作是文档工作流和企业应用集成的紧密结合。 b p m 的技术实现被称为业务流程管理系统( b u s i n e s sp r o c e s sm a n a g e m e n ts y s t e m ， b p m s ) 。b p m s 能够为管理者提供定义、变更、实施业务流程的方法，并保汪灵活 件和一致件，从酊不必考虑、泣务流程实现的细仃问题。太一，y 本文通过对仑业应用系统集成框架、食业业务流程管理及自动化方面关键技术的 研究，将b p m 技术与w e b 服务技术相结合，提出j ，一种囱- 向w e b 服务的应用集成 框架，并在此基础上提出了一套基于j 2 e e 的b i z p r o 业务流程管理系统的实现方案， 同时详细论述了b i z p r o 系统中的核心组件流程引擎的具体实现方法，并以论文审批 流程为例，介绍了业务流程在实际中部署实施的完整过程。b i z p r o 系统可以为企业 提供一个而向业务流程的应用集成平台。帮助食业在多个应用系统之间实现业务流 程的定制、管理、执行、监控和优化，缩短实施或变更业务流程的开发周期，并通 过对应用系统的无缝集成实现业务流程处理的自动化。 一j 一 华中科技大学硕士学位论文 a b s t r a c t r e c e n t l y w i t ht h er a p i dd e v e l o p m e n t o fe b u s i n e s s ，t h ei s s u e st h a th o wt oh e l pt h e 卜e n t e r p r i s e sm a n a g et h e i rv a r i o u sb u s i n e s sp r o c e s s e sa n di m p l e m e n t t h eb u s i n e s sp r o c e s s a u t o m a t i o nw i t hm o d e mn e t w o r kt e c h n o l o g i e sh a v eb e c o m e t h ef o c u so fa t t e n t i o n b y ab u s i n e s sp r o c e s s ( b p ) ，w em e a na ni n t e r c o n n e c t e ds e to fb u s i n e s sf u n c t i o n s ， c o n s t r a i n e db yv a r i o u sb u s i n e s sr u l e si no r d e rt oa c h i e v eas p e c i f i cs e to fb u s i n e s sg o a l s p e r t a i n i n g t oa s p e c i f i ce n t e r p r i s eo v e r t i m e t h eb u s i n e s sf u n c t i o n sa r ed e f i n e da b s t r a c t l y ： t h e s p e c i f i ci m p l e m e n t a t i o n o fab u s i n e s sf u n c t i o nd e p e n d so nt h er e s o u r c e sa v a i l a b l ea t t h et i m ei tm u s tb ee x e c u t e d w h a tc o n s t i t u t e sab u s i n e s sf u n c t i o ni sd e t e r m i n e db y o b j e c t i v e so f t h e e n t e r p r i s e t h ea s s e r t i o no f b u s i n e s sr u l e si nab p a r en o t h i n gm o r et h a n t h ei m p l e m e n t a t i o no fb u s i n e s sm a n a g e m e n td e c i s i o n s b u s i n e s sp r o c e s sm a n a g e m e n t ( b p m ) i s t h ea r to f u n d e r s t a n d i n g ，c o d i f y i n g ，a u t o m a t i n g ，a n di m p r o v i n g t h ew a ya c o m p a n y d o e sb u s i n e s s b p mc a na l s ob es e e na sam a r r i a g eb e t w e e nd o c u m e n tw o r k f l o w a n d 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 et e c h n o l o g i c a li m p l e m e n t a t i o no fb p m i sc a l l e dab u s i n e s sp r o c e s sm a n a g e m e n t s y s t e m ( b p m s ) a b p m s p r o v i d e sm a n a g e r s w i t ht h em e a n sf o rd e f i n i n g ，c h a n g i n g ，a n di m p l e m e n t i n g ( v i ai n t e g r a t i o ns e r v i c e s ) a b u s i n e s s sp r o c e s s e sw i t h a g i l i t ya n dc o n s i s t e n c y , i r r e s p e c t i v eo f t h ed e t a i l so ft h e i r i m p l e m e n t a t i o n b a s e do nt h er e s e a r c ho nt h ee a ia r c h i t e c t u r ea n dt h e k e yt e c h n o l o g i e sf o r b p m a n a g e m e n ta n da u t o m a t i o n ，t h i sp a p e r ，c o m b i n i n gt h eb p m a n dw e b s e r v i c e s ，p r o v i d e an e ww e b s e r v i c e o d e n t e de a a r c h i t e c t u r e ，a n das o l u t i o nf o raj 2 e e b a s e db p m s b i z p r o f u r t h e r m o r e ，i ta l s od i s c u s s e dt h ei m p l e m e n t a t i o no ft h ep r o c e s se n g i n e ，t h ec o l e c o m p o n e n ti nb i z p r o ，a n di n t r o d u c e dt h ei m p l e m e n t a t i o na n dd e p l o y m e n to fab pi n p r a c t i c eb y as a m p l e t h eb p m s p r o v i d e a l lb p - o r i e n t e d 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 f o re n t e r p r i s e sa n dh e l pt h e md e f i n e ，m a n a g e ，e x e c u t e ，m o n i t o ra n di m p r o v et h eb p c r o s s i n gv a r i o u sa p p l i c a t i o ns y s t e m s u s i n gt h i sb p m s ，e n t e r p r i s e sc a nr e d u c et h et i m e a n dc o s to fi m p l e m e n t i n go rc h a n g i n gt h eb p ，a n da u t o m a t et h eb pb yt h es c a l u l c s s i n t e g r a t i o na m o n ga p p l i c a t i o ns y s t e m s ， k e y w o r d ：b p m s ；w e bs e r v i c e ；e a i ；p r o c e s se n g i n e ；b p m l ；s o a p ；x m l - n 华中科技大学硕士学位论文 = ；_ i 目，t 4 d # 4 4 _ 口；口_ 缩略语 b p b u s i n e s sp r o c e s s 业务流程 b p e l 4 w s b u s i n e s s p r o c e s se x e c u t i o nl a n g u a g ef o rw e bs e r v i c e s w e b 服务的业务流程执行语言 b p m b u s i n e s sp r o c e s sm a n a g e m e n t北务流程竹明 b p m l b u s i n e s sp r o c e s sm o d e l i n gl a n g u a g e、 p 务流程建模语青 b p m s b u s i n e s sp r o c e s sm a n a g e m e n ts y s t e m业务流程管理系统 c o r b a c o m m o n o b j e c tr e q u e s t b r o k e ra r c h i t e c t u r e 公共对象请求代理架构 d c o m d i s t r i b u t e dc o m p o n e n t o b j e c tm o d e l 分布式组 ，l ：刘象模型 e a l 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 企业应用集成 e j b e n t e r p r i s e j a v a b e a n企业j a v a b e a n e r p e n t e r p r i s er e s o u r c ep l a n n i n g 企业资源计划 j 2 e e j a v a2p l a t f o m ，e n t e r p r i s ee d i t i o n j a v a2 介、平台 j m s j a v am e s s a g es e r v i c ej a v a 消息服务 j s p j a v as e r v e rp a g e sj a v a 服务器页面 m o m m e s s a g e o r i e n t e dm i d d l e w a r e消息中问件 r m i r e m o t em e t h o di n v o c a t i o n远程方法调用 s o a p s i m p l eo b j e c t a c c e s sp r o t o c o l 简单对象访问协议 u d d i - u n i v e r s a ld i s c o v e r y , d e s c r i p t i o n ，i n t e g r a t i o n服务发布与发现机制 w s c i - w e bs e r v i c ec h o r e o g r a p h yi n t e r f a c e w e b 服务协作接口 w s f l w e bs e r v i c ef l o w l a n g u a g ew e b 服务流程语言 w s d l - w e bs e r v i c ed e s c r i p t i o nl a n g u a g e w e b 服务描述言语 x m l e x t e n s i b l e m a r k u pl a n g u a g e可扩展置标语言 x p d l - x m lp r o c e s sd e f i n i t i o nl a n g u a g e x m l 流程定义语言 1 1 1 华中科技大学硕士学位论文 1 绪论 企业内部流程整合和b 2 b 电子商务是目前电子商务领域两大热点。近年来，业 务流程竹理系统( b u s i n e s sp r o c e s sm a n a g e m e n ts y s t e m ，b p m s ) ，作为食业业务流程 整合及b 2 b 商务自动化处理的重要组成部分，正得到企业界越来越高的重视。另一 方面，w e b 服务作为一种基于i n t e r n e t 的面向电子商务的分布式计算体系结构，结合 了面向组件方法和w e b 技术的优势，目前已经得到了r r 领域的普遍认可和支持，并 正在成为b 2 b ( b u s i n e s st ob u s i n e s s ) 电子商务的重要途径。本章从总体上介绍r b p m s 的相关概念及其与w e b 服务技术相互融合的发展趋势，说明了本课题的背景、 来源及研究意义。 1 1 课题背景 本课题来源于国家十五科技攻关“电子商务与现代物流技术研究开发及示范工 程”项目中的“基于行业中间件的电子商务系统集成技术研究与应用”课题。该课 题在中间件技术、三层结构技术、x m l ( e x t e n s i b l em a r k u pl a n g u a g e ) 技术及相关 工业标准的基础上，从电子商务系统集成框架、底层支撑服务、商务流程集成与企 业间商务协同、电子商务应用平台等多个角度出发，对电子商务系统集成中涉及到 的关键核心技术。进行系统深入的研究，开发一组符合我国国情、具有自主知识版 权、支持主流电子商务标准、面向企业业务流程的电子商务系统集成平台，并在具 有电信、流通领域特点的区域、省市推广应用，实施电子商务系统集成的示范工程。 电子商务要想健康发展，除了外部环境的诸多因素外，最关键的还是企业自身 所要解决的许多j 口j 趔，这些j q 趔包括： 随着企业的发展，企业内部数据和信息不断积累，但与此同时，存储和维护 这些资源的应用系统之间却相互隔离，形成“信息孤岛”。 有许多企业的内部系统根本无法集成，即使可以集成，也往往是采取硬编码 方式，将整合( 内业务流程i 划化到集成应州系统q - ，凶此，一个简单业务流程 1 - 华中科技大学硕士学位论文 一：_ _ e i _ 4 ，_ - i j a _ ；l _ e = ； 目自_ 的实现也可能会消耗大量的人力、物力，同时也会为系统本身带来许多潜在 的不稳定因素，这种硬编码的集成方式往往是系统刚刚部署完成，企业的业 务需求就已经发生变化。 每个应用系统的数据描述格式均不相同，很难在企业间甚至是在企业内进行 便捷的信息交换，所以如今的企业往往是依靠大量的人t 操作来完成不同应 j i _ 糸统1 日j 的连接与协作。 企业如果要适应如今瞬息万变的市场变化就必须能够灵活调整自己的业务 流程和商业规则，但是在集成的系统环境中，没有强大技术支持是不可能达 到这个目标的，一个简单业务的变更，需要技术人员和商务人员一次又一次 的交流和沟通，浪费了大量的资源和宝贵的时间。 仓业如今拥有庞大规模的用户群及合作伙伴，如何能够让任何人在任何时 间、任何地方使用任何设备都能够获得他满意的服务将是企业最关心的问 题。 因此电子商务系统集成方案首先要解决的是企业内应用集成的问题，只有企业 内应用系统具有良好的互操作性和统一的流程管理模式，才能为企业的用户和商业 伙伴提供高效的服务；但是如前所述，由于企业内各应用系统间的数据格式差别很 大，所以解决应用集成首先就要解决传统数据转换的问题；其次是实现企业应用系 统间的互操作，然后要解决的问题就是建立统一的流程管理模式，使业务分析人员 可以直接通过设计业务流程来协调各应用系统的协作关系，从而构造出新的、完整 的服务。在此基础之上，如果企业具备向外提供服务的能力，就使企业间b 2 b 的信 息交换成为口j 能，那么围绕着企业如何注册、发布、检索、发现服务并成功实现企 业b 2 b 信息交换的问题，将是企业问应用集成的核心环节。 在本课题中，我们主要是针对b p m s 的体系结构和其中涉及的主要技术问题进 行系统深人的研究，包括基于w e b 服务的应用集成、业务流程建模及其实现、i k 务 流程自动化、x m l 数据转换等电子商务领域的共性技术，自主开发一套面向w e b 服务的业务流程管理系统，为企业提供一个面向业务流程的应用集成平台，帮助企 、抄存名个鹿用系统之间实现、陟务流稃的定制、管瑚、执行、精摔和优化缩缔实施 华中科技大学硕士学位论文 = 一= 口_ l i _ _ _ _ _ i _ _ _ 目d = _ = j = ；_ _ 4 ；= - 4 口j d 或变更业务流程的开发周期，并通过对应用系统的无缝集成实现业务流程处理的自 动化。 1 2业务流程管理系统概述 在讨论或定义什么是业务流程管理或业务流程管理系统之前，我们先来讨论一 下“业务流程( b u s i n e s sp r o c e s s ，b p ) ”这一术语。所谓的业务流程，是指为了在 一定时期内达到特定的商业目标，而按照各种商业规则连接起来的业务功能集合川。 这些业务功能是抽象定义的：业务功能的具体实现受限于、务功能运行所必须的可 用资源。业务功能的构成由目标决定，其中的任何操作、活动、任务都是为实现目 标而设。l f i i 设置商业规则的目的是为r 业务管理决策的实现。在业务流程中，i 龃业 规则或者表现为限制，或者表现为条件分支，或者表现为实施并行、串行等流程中 的节点。这些商业规则对于某一企业来说是独特的，而且在某一确定的时间点上也 是如此。因此，正如行业观察家所定义的那样，业务流程的管理是理解、系统化、 自动化，以及改进公司业务运作方式的一fj 艺术犯”。 业务流程管理可以被看作是文档工作流和企业应用集成的紧密结合。传统的工 作流应用是以人为导向，即每个人都得面对他或她必须完成、批准或执行的电子文 档。而在一个企业应用集成环境中，应用程序彼此连接并在无人干涉的情况下进行 合作。例如，应用程序利用消息系统来交换信息。业务流程管理是如下两种技术的 结合：以人为导向的工作流和应用集成的结合。 业务流程管理并不是什么新事物，但管理和改进业务流程执行技术的使用却是 最近的事情。业务流程管理的技术实现被称为业务流程管理系统。 理想的b p m s 技术可以向那些希望管理业务流程和业务活动的企业提供如下帮 助： 能够迅速使业务调整通过业务概念和业务目标等形式付诸实施，并且这些实 施几乎可以是实时进行。( 商业灵活性和完整性) 能够从业务角度对这些调整进行分析和评价。( 商业度量和分析) 华中科技大学硕士学位论文 一= # l _ 目日l _ 自_ 目自e i _ 口；= _ _ 目目= j _ 目_ 能够按照商业目标，保证具体业务的顺利实施，进而通过优化，降低成本， 提高效率。( 保证业务运营) 将商、i k 目标与资源管理分离，只不过知识和流程的引用是按照目标来统筹安 排的。( 流程和数据分离) 与d b m s 能够帮助企业管理业务数据一样，b p m s 能够有效地帮助企业管理业 务流程。尽管d b m s 和b p m s 技术都需要专业人员来帮助企业设计组织结构等信息， 爿：给予管理和维护，但足能够降低对用户技术上的要求。厢j 、仅仅需要知道这些工 典如f u j 使州，各, f q u u 系的占义以及各种儿索之i 、u j 的火糸u u “j 。 如果没有d b m s ，尤其是关系型d b m s ，用户需要了解大量管理如何存储、访 问和数据的管理知识，凶而不能集q j 精力于查询、更新等，也就无法有效地管理业 务信息。如果没有b p m s ，用户则需要深入了解实施业务流程所需要的工具和设备， 因而无法集中于商业目标的实现以及业务流程管理本身。如果是这样，那么网络时 代对业务灵活性的要求是无法满足的，也是用户无法接受的。 从业务的角度来看，使用商业目标、业务功能、限制等来代替流程所需资源信 息对业务流程进行描述是非常重要的。在业务流程设计过程中，需要业务经理与实 施业务流程管理所需资源的管理人员之间经常进行交流，以保证业务流程管理的顺 利实施。 综上，b p m s 提供了一种方法来获得并有效实施企业管理者所做出的决策。管 理决策的实现依赖于业务流程。b p m s 技术能够为管理者提供定义、变翅、实施业 务流程的方法，并保证灵活性和一致性，从而不必考虑更多的细节问题，如管理者 责任范围、客户、产品、服务、提供产品和服务所需的资源等。不管是对于b 2 b 、 b 2 c 企业，还是集成类企业，这就是b p m s 所体现出的核心价值。 1 3业务流程管理技术发展概况 在2 0 世纪6 0 年代到7 0 年代期间，企业应用大多是用来替代重复性劳动的一些 简单设计。当时并没有考虑到企业数据的集成，惟一的目标就是用计算机代替一些 华中科技大学硕士学位论文 孤市的、体力性质的工作环节。 到了2 0 世纪8 0 年代，有些公司开始意识到应用集成的价值和必要性。这是一 个巨大挑战，很多公司的技术人员都试图在企业系统整体概念的指导下对已经存在 的应用进行重新设计，以便让它们集成在一起。然而这种努力收效甚微。 传统的企业由于缺少不同系统相互集成的技术，导致很多关键的信息被封闭在 相互独立的系统中，部门间重复着冗余的工作，这直接导致了企业工作效率的降低 和运营成今的上升。 2 0 世纪9 0 年代，e r p ( e n t e r p r i s er e s o u r c ep l a n n i n g ) 应用开始流行的时候，i 谢 时也要求它们能够支持已经存在的应用和数据，这就必须实现企业应用集成 ( 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 io 企业迫切需要一种方法，让它们少写程序， 无须花巨大的费用，就可以将各种已有的应用系统和新的系统集成起来。推动e a i 市场的因素包括基于流程的业务处理、w e b 应用集成以及供应链管理等等。 随着企业各种应用的迅速增加以及更多地把自己的业务转向电子商务，e a i 方 案对企业的重要性也日益显现。越来越多的企业开始采用e a i 解决方案将企业内部 的应用软件与外部客户和供应商的应用软件进行链接，实现数据流和业务运作的自 动化，从而达到业务的实时与快速。 e a i 与电子商务的结合为企业快速实现业务的自动化提供r 可靠的保证，呈现 在我们面前的将是一个同时具有数据自动化和业务流程高度可塑的企业管理框架， 从而进一步加快了端到端的电子商务应用集成。 从集成的深度上来说，e a i 可以分为三个层次：( 1 ) 数据的集成，( 2 ) 应用系 统的集成，( 3 ) 业务流程的集成4 棚，因此一个完整的e a i 集成框架是在全面的集成 平台基础上实现业务流程的分析和管理，可见b p m 已经成为下一代企业整合平台软 件的基础。 目前许多e a i 的解决方案利用消息中间件( m e s s a g eo r i e n t e dm i d d l e w a r e m o m ) 技术实现应用系统的整合，m o m 利用消息通信服务提供了可扩展的整合能 力，适合用于管理大业务量以及地理分布j “泛的基础设施。但这一功能姓需婴一定 代价的，m o m 的实施和维护非常昂贵，同时各种m o m 的实现技术( 例如通信协议、 5 华中科技大学硕士学位论文 数据格式) 各不兼容，又为企业带来了新的集成问题，更重要的是m o m 本身缺少 面向业务流程的整合能力。凼此随着9 0 年代后期x m l 语占和w e b 服务的出现，将 w e b 服务与b p m 技术相结合，构建一个面向业务流程的应用集成平台已经成为e a i 发展的趋势，得到了1 1 r 界的共识。 此外，最近儿年，在新应用系统的丹发中广泛运用j ，三层体系柴构，- 三层结构 的重要性l 二被认埘。住二层环境。 l ，划分r 二个逻辑膳次：表示逻辑怯、业务逻辑 层和数据访问逻辑层。该划分就每个层在不同设备上运行来说是完整的。例如基于 浏览器应用的实例，由h t m l 驱动的浏览器负责表示层，业务逻辑封装在应用服务 器中，从应用服务器上访问的数据可以由远程机器上的数据库服务器来管理。 在三层环境基础上，下一步就是面向业务流程管理。现在，从业务逻辑层中提 取封装在业务逻辑层中的业务逻辑和商业规则，并且在基于工作流的环境中被表示， 形象地阐述业务流程不同步骤。在每个节点，商业规则用于选择下一个节点和执行 的业务逻辑。，结果，商业规则也就变得更加明确、可见和快速叮变r 。这使得公司 刈【| j 场的变化能够做f i 更j j f f 迅速的反应。因此，如网l l 所示，企、l k l ) , l 的应用系统u 三 由原来一个个彼此孤立的系统发胰为构筑在基于面阳流程的挺架平台上的应川系统 1 7 ，8 i 1 划i i 廊刷系统体系结构的发腱 - 6 - 华中科技大学硕士学位论文 一：= _ 目i _ 4 l 口_ _ ，1 日i 自1 4 口_ 口目_ _ _ l _ j - 1 4本文内容与组织 本文通过对企业应用系统集成框架、企业商务流程管理及自动化方面关键技术 的研究，将b p m 技术与w e b 服务技术相结合，捉出了一种面向w e b 服务、面向业 务流程的应用集成框架，并在此基础上提出了一套基于j 2 e e 的b i z p r o 业务流程管 理系统的实现方案，同时详细论述了b i z p r o 系统中的核心组件流程引擎的具体实现， 并以论文审批流程为例，介绍了业务流程在实际中部署实施的完整过程。 本文共分五章，内容安排如下： 第一章，首先简要概述了本课题的项目背景，然后介绍了业务流程管理系统的 基本概念和业务流程管理技术的发展概况。 第二章，首先分析了业务流程管理系统的需求，简要介绍了b i z p r o 系统中业务 流程模型的主要组成部分，然后对整个系统的设计思想、总体框架，以及系统模块 的划分做了详细的阐述，最后对我们b i z p r o 系统的特点进行了简要的总结。， 第i 章，主要阐述了b i z p r o 系统中业务流程引擎的设计、实现，从引擎的功能 定义、设计思想、系统结构到流程实例和活动生命周期的分析、事务管理和异常控 制机制、x m l 数据映射的实现、引擎数据库的设计、一直到引擎的部署情况都一一 做了详细的介绍。 第四章，以一个论文审批流程为例，介绍了业务流程管理系统在实际应用t f ，的 实施步骤并给h 1 了流程描述文档的样例，以及流程测试样例的运行结果。 第五章，总结了本文的研究成果与贡献，并简要论述了b i z p r o 系统需要继续改 进和完善的方面。 华中科技大学硕士学位论文 一_ _ # _ 自_ 2b i z p r o 业务流程管理系统的分析与设计 2 1系统概述 b p m s 旨在帮助企业从战略上，管理和提高动态业务流程效率。这正是“业务管 理的本质所在。因此，一个b p m s 系统需要达到以下口标”2 9 1 ： 规范企业业务流程； 迅速实现商业规则和商业目标的改变，b p m s 必须提供实现改变的必要技术 并确保业务经理能够对正在改变的业务状况作出迅速的反应； 在流程执行过程中的每一个步骤中，合理调度业务功能以及完成这些功能所 需要的资源； 按照商业度量，定时管理和监控某些业务流程 给予商业度量，动态调整业务流程和流程实例以进行优化； 测量流程改变的影响的能力，能够做出迅速改变固然是重要的，但b p m s 必 须提供现在比改变以前更好的业务流程信息，该信息可能包括更迅速的执行 或更便捷的操竹； 以阿后一致的方式定义、改变和实现业务流程，有能力近于实时地改变业务 流程的实现是有价值的，但没有什么比企业的完整性更重要； 这些目标决定了一个b p m s 系统需要完成以下核心任务m “： 流程设计 允许业务分析师在没有任何编程技术的条件下设计流程是b p m 解决方案 许诺的主要功能之一，因此需要提供一个界面友好、操作简单的业务流程定制工 具，例如采用鼠标拖拉( d r a g a n d d r o p ) 技术的图形用户界面( g u i s ) ，使得业 务使用者可以随心所欲的设计、修改流程。全面的流程设计模型将支持所有的流 程资源( 包括信息、应片j 系统、业务人员) 、子流程、并行流程、创建业务规则 以及异常处理、事务控制等。 华中科技大学硕士学位论文 = 目_ i 。 流程执行 对于已经定义好的业务流程，b m p s 需要提供一个流程执行的环境，也就足 流程引擎。流程弓l 擎是b p m s 的核心部件，没有了流程引擎，b p m s 最多就是一 个计划工具。引擎的目的是解析、执行业务流程，并按照逻辑的流程定义来实时 地管理业务功能的启动和终止。它不对流程的形式和业务功能的细节作出规定， 也不对业务活动的实现施加影响，但是建议它们使用通用的标准和良好的设计。 流程监控 b p m 的主要目标之一就是实现流程的不断完善、优化，因此流程监控的重 要性显而易见，因此b m p s 需要提供一个管理控制工具来监控流程实例的执行 情况，跟踪业务活动的执行状态，以及在什么时间，由什么角色或什么系统，使 用什么资源完成，因此管理控制工具提供的信息是理解业务流程并找到改进方法 的依据，同时还n j 以通过该工具来十预流程引擎中流程实例的执行。 从以上的分析，我们可以看出这些核心任务决定了b p m s 系统应当具有以下特 征3 1 ： 业务流程定义和具体实施町能非常复杂，不易理解并且经常改变； 业务功能的实现可以是人工的、自动的或者两者兼有的，时间限制跨度很大； 流程实例的执行路径往往取决于业务功能的内部逻辑和其最终状态，数据流 和控制流的分离更利于优化。 监控重点是按照战略目标对业务流程效率做出分析和评价( 需要关于时问、 方法，效果，成本等方而的数据信息) ； 管理重点是对于出现的商业机会，在业务流程上进行战略优化。( 这需要流程 实例的调整、风险分析和管理) ； 业务流程的运行以及有效地为业务流程配置资源只是一个战术意义上的事 情： 业务功能的质量和成本( 包括时间和资源) 比该功能是否完成对于流程决策 有更大的影响； 考察业务流程是否完整通常不包括实施过程，因为前向业务功能序列和异常 华中科技大学硕士学位论文 一= = = _ l 目目l 目_ e _ _ _ l 目口；i _ _ l _ = 4 l 目自e j i _ g _ 过程处理本身就能保证完整和确定的商业智能特性； 2 2业务流程的建模 业务流程的基本结构是一些相关的活动的集合，它们之问有着逻辑的和数据的 依赖关系，同时还包括与活动相关的数据以及活动参与者等【1 ”。目前许多组织和企 业都提出自己的基于x m l 的业务流程描述语吉+ ，例如b p m i 组织提出的b p m l ( b u s i n e s sp r o c e s sm o d e l i n gl a n g u a g e ) ：w f m c 提出的x p d l ( x m lp r o c e s s d e f i n i t i o n l a n g u a g e ) ；m m 与m i c r o s o f t 联合提出的b p e l a w s ( b u s i n e s sp r o c e s s e x e c u t i o nl a n g u a g ef o rw e bs e r v i c e s ) ，它是由m m 公司的w s f l ( w e bs e r v i c ef l o w l a n g u a g e ) 与m i c r o s o f t 公司的x l a n g 的合并而成；以及b e a 、i n t a l i o 、s a p 和s u n 四家公司联合推出的w s c i ( w e bs e r v i c ec h o r e o g r a p h yi n t e r f a c e ) 等等。但是对于这 些流程描述语占的功能和局限性| | 前还缺少系统的分析与评价1 1 5 1 7 l ，它 j 各自都有 支持的组织和食、l p ，尚未形成统一的规范。，考虑到b p m i 组织是巾众多t 1 r 介、l p 组成 的非盈利性国际组织，它的成员包括a c t i o n 、b e a 、h p 、i b m 、s a p 、s u n 、s y b a s e 等等，因而b p m l 语言也得到了众多企业的支持，因此我们在b p m l 语言的基础上 定义j 描述业务流崔模型的基奉刈象以及基于x m l 的业务流崔描述语占，该流程描 述语言在运行时由b i z p r o 系统解释成为一组内部对象模型来管理流程的运行。 由于篇幅所限，下面只给出厂业务流程模型中基本对象的简要介绍u 8 j ： 2 2 1活动 业务流程实际上是由多个活动以及活动间、活动与参与者之间传递的数据流组 成的。在此我们将活动分为三种类型：简单活动、复杂活动、流程活动。 1 、简单活动( s i m p l ea c t i v i t y ) 是用来表示对于信息、任务、数据或货物的产 生和处理。它同时表示操作或动作，或者通信失败异常。 简单活动包括与环境的交互，通常表示为表单格式的数据交换或者参l j 杆 ( p a r t i c i p a n t ) 的原子级别的信息交换。简单活动仅仅处理通信或者操作的失败，同 华中科技大学硕士学位论文 时可能需要定义时间约束( t i m ec o n s t r a i n t s ) 以及补偿活动( c o m p e n s a t i n g a c t i v i t i e s ) 。 简单活动包括： c o n s u m e ：等待一个来自于特定的参与者的消息，并将该消息或该消息的某 部分作为流程数据保存 e m p t y ：不作任何处理的活动，用来表示一个在流程管理系统范围之外发生 的活动，如企业管理人员召开会议等等 e x c e p t i o n ：在过程中引发一个异常，或者将异常消息传递给参与者 o p e r a t i o n ：定义一个原子操作，如调用一个w e b 服务，或业务人员手工处理 一项任务 p r o d u c e ：从流程数据中产生一个消息并将其传递给特定的参与者 2 、复杂活动( c o m p l e xa c t i v i t y ) 用于建立个控制流( a f l o wo f c o n t r 0 1 ) 的模 型，这个控制流可能是顺序的( s e r i a l ) 、并行的( p a r a l l e l ) 或者条件执行的( c o n d i t i o n a l o 复杂活动建立的控制流模型包括： 顺序活动模型( s e q u e n c e ) ：所有活动顺序执行，最后一个活动一旦完成， 控制流结束 并行活动模犁( a 1 1 ) ：活动并行执行由多个榨制流组成，当所有的子摔制 流结束时，控制流结束 条件分支活动模型( s w i s h ) ：零个或多个活动会被执行，由规则的结果来 决定，当所有的活动都已经完成或者没有活动需要执行时，控制流结束 遍历活动模型( f o r e a c h ) ：根据一组取值来顺序执行一系列活动，当超出这 一组取值的范围，并且最后一个子活动已经完成时，控制流结束 3 、流程活动( p r o c e s sa c t i v i t y ) 用于管理流程数据、挂起和结束流程、重复执 行活动或状态( 后者用于实现有条件和无条件循环) ，它仅仅影响流程本身，不与任 何参与者交互，因此不需要考虑异常控制和时间限制等问题。 流程活动包括： c o m p l e t e ：使流程立即结束。可以作为s e q u e n c e 活动的最后一个活动，或在 s w i t c h 活动中出现一次 华中科技大学硕士学位论文 ：= = = j l _ 目1 日口，t l l _ ，自_ 目自z 目i l 目l ；t l # # e i 自1 日目_ r e p e a t ：重复执行父活动，可作为s e q u e n c e 活动的最后一个活动或在s w i t c h 活动中出现一次 a s s i g n ：执行流程数据之间的赋值，即实现x m l 数据映像 r e l e a s e ：释放不再使用的流程数据 2 2 2活动参与者 活动定义了业务流程需要完成的任务以及执行的顺序，但是活动的执行需要具 体的参与者来完成。一个活动的参与者是那些与流程交互的实体。参与者可以通过 消息与流程互相通信。在此我们将参与者分为以下两类： w e b 服务，企业后台应用系统以w e b 服务的形式参与流程活动的执行 业务人员，包括企业内部员工和企业外部合作伙伴或客户 2 2 3消息和流程数据 流程和参与者之间的交互都足通过消息交换来实现的。，消息交换是电子商务协 议的基础，在我们定义的业务流程模型中使用了，基于消息的模型，流程和所有参与 者之间都是通过x m l 消息传输来实| ! i l 通信的，凶此业务流程需婴定义参与卉- j 流氍 之间消息流动的方式，以及每条消息中传输的内容和格式，每个消息在流程中都有 唯一的名称可供识别。 消息定义了业务流程的中数据类所包含的信息和格式，而特定于某个具体业务 流程实例的消息我们称之为该流程实例的流程数据，因此流程数据定义了每个流程 实例存在的卜下文( c o n t e x t ) ，可以用来存储或引用在流程牛命周期内积累的信息。 每个流程实例都有着与其它流程实例不同的流程数据。当某些流程数据不会被将来 的活动使用时，可以选择将其释放。有时，为了i i 流程控制数据相区另0 ，我们也将 流程数据称为流程相关数据。 华中科技大学硕士学位论文 2 2 4商务规则 复杂商务逻辑有时需要流程从多个可选的活动中选择一个，或者辨别它应该遵 照什么信息执行，这些都利用商务规则来表达，它影响到活动的选择( 分支和重复) ， 并管理消息的消费。流程分支是作为流程做出一个决定的结果出现的，表达了在流 程生命周期中收集和产生的信息如何影响流程的执行的，流程分支依赖于一个规则 的应用。 规刚可【1 倚用流秤数据巾的信息来表诂存谈种情m 卜。一也口r 以用来过滤消 息。 2 2 5事务和异常控制 为了保证流程执行的一致性和可靠性，流程需要有相应的事务( t r a n s a c t i o n ) 管 理和异常控制机制。事务使流程能够保证一套活动将被看作一个单个的工作来完成， 或者如果一个错误产生。恢复一致性的状态。丽异常控制用于恢复异常并允许流程 继续执行。 1 、事务模型 在我们定义的业务流程模型中，我们支持扩展事务模型( e x t e n d e dt r a n s a c t i o n ) ， 扩展事务模型放松了传统事务对隔离度的要求，但保留了a l l o r - n o t h i n g 的事务特点， 同时辅以流程级别的前向和后向恢复。它允许长生命周期的事务在一段较短的时间 内获得资源。为了保证完全恢复，必须支持补偿服务的概念