（计算机科学与技术专业论文）基于wwf和web+services的工作流服务的设计与应用研究.pdf

武汉理t 人学硕士学位论文 摘要 随着信息化的发展，工作流软件越来越受到企业的重视。企业使用工作流 的原因，可以归结为：一是工作流可以协同各个岗位的工作，并能监控业务流 程；二是协助多任务、多角色、多协作应用系统的开发。但是，在当今企业i t 架构中，尤其是中小企业，其组织结构及业务流程都在不断变化，而且工作流 软件的开发成本及硬件成本，对于这些中小企业来说根本无法承受。 为了降低企业的软硬件成本，提高业务流程管理的灵活性，本论文采用 w w f ( 、聃n d o w sw 6 r k n o wf o u n d a t i o n ) 技术框架，应用w 曲服务技术部署面向 服务的架构。业务场景结合协同办公的网上审批、文档管理，以及项目进程管 理平台，提出分层业务模型，并基于实体模型进行服务建模，进行了基于w w f 的工作流服务的框架设计，最终模拟p a a s 环境，实现工作流的相关服务。 在工作流关键技术方面，论文研究了用户自定义活动、顺序工作流和状态 机工作流模型、工作流持久化和跟踪服务以及工作流通讯机制等关键技术，并 设计、开发了部分实例，讨论了审批工作流的顺序和状态机模型的实现、以及 如何将工作流发布为w 曲服务和在工作流中调用w e b 服务，为工作流服务在 p a a s 平台中的实现提供了技术基础。 基于提出的分层业务模型，p a a s 平台中实现了相应的服务，包括流程层的 可视化业务流程定制服务、组织层的企业组织结构定制服务、功能层的流程审 批服务及网络文档、项目进程管理服务等。同时，平台提供了可视化流程监控 功能，对工作流实时和历史数据进行跟踪，并基于数据在线分析技术，针对不 同流程类型的流程节点历史信息，生成可视化分析图形，供用户对流程运转效 率进行分析，帮助业务流程管理人员对流程进行管理和优化。 论文的创新点主要体现在以下方面： ( 1 ) 从工作流定义角度考虑，提出了一种面向业务流程的分层业务模型， 并基于分层业务模型实现了可视化业务流程建模功能； ( 2 ) 从工作流执行角度考虑，分析了工作流服务的各种关键技术，结合p a a s 平台，在一个统一的集成框架中，提供了工作流相关的流程建模服务、组织建 模服务、流程审批服务等，为适应未来信息技术系统架构及其开发模式进行了 一种有效尝试。 武汉理工人学硕十学位论文 基于p a a s 的服务模式，能为中小企业提供在线租赁式服务，还可以为第三 方提供应用程序开发接口。因此，论文的研究成果不仅可以满足业务流程变更 的需求，而且大大节约信息化的投资成本，符合未来企业实现信息集成和业务 敏捷性的趋势。 本论文得到国家十一五支撑计划课题( 项目编号：2 0 0 6 b a h 0 2 a 0 6 ) 的资助。 关键词：p a a s ；w w f ；工作流；w 曲服务 武汉理工人学硕十学位论文 a b s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e l l to fi n f o 姗a t i o nt e c l i l o l o g y ，w o r k n o ws o 脚a r eh a sb e e i l a c c 印t e db ym o r ea 1 1 dm o r ee i l t e 印r i s e s t h er e a s o n sf o re n t e 印r i s e st ou s em e w o r k n o wc a nb es u m m 撕z e da sf o l l o w s ：f i r s t ，w o r k f l o wc a nm a k ee v e 巧r o l e sw o r k i nac o l l a b o r a t i v ew a y 锄dm o n i t o r b u s i n e s sp r o c e s s e s ；s e c o n d ，i tc a i lh e l pt od e v e l o p t h e印p l i c a t i o n s y s t 锄 w i t h m u l t i - t a s k i n g ， m u l t i r o l ea 1 1 dm u l t i c o l la _ b o r a t i v e h o w “i nt h ei n f o n n a t i 呻t e c l l n o l o g ya r c h i t e c t i l r eo fm o s te i l t 叩r i s e s ，e s p e c i a l l y f o rm e d i u ma n ds m a l l e i l t e 叩r i s e s ，t h e i ro 略a n i z a t i o n a l s t r u c n l r ea l l db u s i n e s s p m c e s s e sa r ec o n s t a n t l yc h a n 西n g a tt h es 锄et i m e ，t h ec o s to fs o f l w a r ea n d h a r d w a r ei st o oh i 曲t oa 仃o r df o rt h 锄 1 no r d e rt or e d u c et h ec o s t so ft h eh a r d w a r ea n ds o r w a r ea n di m p r 0 v et h e n e x i b i l i t yo fb u s i n e s sp r o c e s sm a n a g e m e n t ，t l l ed i s s 酣a t i o nm a l ( e sl l s eo fw w f ( w i n d o w sw 6 r k 日o wf o u n d a t i o n )t e c l l i l o l o g y 胁m e w o r k a l l dw 曲 s e r v i c e s t e c h n o l o g yt od 印l o ys e r v i c e - o r i e n t e da r c h i t e c t l l r e t h e r ea r et w ob u s i n e s ss c e n 撕o s w h i c hi n c l u d ec o l l a b o r a t i v eo 伍c es y s t 锄锄dp r o j e c tp r o c e s sm a n a g e n l e i l tp l a t 如肌 i nt h ed i s s e r t a t i o n b a s e do nt h es c e n 撕o s ，w ep r o p o s e dm u l t i l a y i e r sb u s i n e s sm o d e l ， d e s i 印e dm es e r v i c e sb a s e do ne i l t i t y m o d e la i l d d e v e l o p e dt h ew w f - b a s e d w o r k n o ws e r v i c ef a m e w o r k f i n a n y ，w ed e s i 朗锄di m p l e m e n tt h ew o r k f l o w s e r v i c ep l a t f o mb a s e do np a a s ( p 1 a t f o n i la sas e i c e ) p a t t 锄 a b o u tt h ew o r k n o wk e yt e c h n o l o g y ，t h ed i s s e n a t i o ns t u d j e dt h eu s e rc u s t o m a c t i v i 劬s e q u e n t i a lw o r k f l o wm o d e la i l ds t a t em a c h i n ew o r k f l o wm o d e l ，w o r k f l o w p e r s i s t e n c es e i c e sa n dt r a c k i n gs e r v i c e s ，a l l dw o r k n o wc o 瑚【m u n i c a t i o nm e c h a n i s m a n do m e rk e yt e c h l l o l o 百e s m o r e o v e r w em a d es o m ei n s t a i l c e si nt h ed i s s e r t a t i o n s u c ha st l l ei m p l e m 锄t a t i o no fs e q u e l l t i a lw o r k n o w 锄ds t a t em a c h i n ew o r k n o w m o d e l s ，a n dh o wt op u b l i s hw o r k n o wa sw e bs e i c e so rt oc a l lw e bs e i c e si nt h e 印p l i c a t i o ns y s t e m a no ft h es t u d yo ft h ew o r k n o wt e c h n o l o g ) ，p r o v i d e st h e t e c l h l i c a lb a s i sf o r t h er e a l i z a t i o no fp a a sp l a t f o 胁 b a s e do nt h ep r o p o s e di n u l t i 一1 a y e r sb u s i n e s sm o d e l ，m ep a a sp l a t f o n np r o v i d e s k i n d so fs e r v i c e sa n da p p l i c a t i o np r o 伊锄i n t e r f a c e ，i n c l u d i n gv i s u a l p r o c e s s c u s t o m i z e ds e r v i c ei nb u s i n e s sp r o c e s sl a y e r i t 唧r i s eo r g a n i z a t i 伽a ls t m c t u r e i l l 武汉理i ：人学硕士学位论文 c i l s t o m i z e ds e r v i c e si no 唱a n i z a t i o n a l l a y 盯 a n dp r o c e s s 印p r o v a ls e r v i c e ，n e 附o r k d o c 砌e n t a t i o ns e r v i c e sa n dp r o je c tp r o c e s sm a n a g 锄e n ts e i c e si n 向n c t i o n a l l a y e r m e a n w h i l e ，t h ep l a t f o 衄p r o v i d e st h ev i s u a lb u s i n e s sp r o c e s sm o n i t o r i n gt o 仃a c k t l l er e a l t i m e 锄dh i s t o r i c a ld a t a b a s e do nt h eo n l i n ea n a l y s i st e c h i l 0 1 0 9 y ，i tm a l ( e s u s eo ft h ei l i s t o r i c a li n f o m a t i o nt o 咎= n e r a t ed i 仃e r e n tg r a p h i c sw h i c hc a nh e l pt 1 1 e m a n a g e r st oa 1 1 a l y z et h ee 伍c i e n c yo ft h ep r o c e s s s o ，t h eb u s i n e s sp r o c e s sc a l lb e m a n a g e da n do p t i m i z e dc o n t i n u a l l y t h ei n n o v a t i o no fm ed i s s e r t a t i o nc a i lb es u m m 撕z e da sf o u o w s ： f i r s t ，仔o mm ev i e w p o i n to fw o r k n o wd e 6 n i t i o n ，i tp r o p o s e dak i n d o f p r o c e s s o r i e n t e dm u l t i l a y e r sb u s i n e s sm o d e l ，a n dd e v e l 叩e dt h e 向n c t i o no ft h e v i s u a lb u s i n e s sp r o c e s sm o d e l i n g ； s e c o n d ，舶mt h ea s p e c to fw o r k n o we x e c u t i o n ，c o m b i n e dw i t hp a a sp l a t f o 咖 锄dw o r k f l o wk e yt e c h n o l o 百e s ，i tp r o v i d e dau n i f i e dm i i i l e w o r kt o i m p l e m e f l t p r o c e s sm o d e l i n gs e i c e ，o r g a n i z a t i o nm o d e l i n gs e i c ea i l dp r o c e s sa p p r o v a l s e r 、，i c ea n ds oo n p a a s - b a s e ds e i c ep a t t e mn o to n l yc a np r o v i d eo n l i n er e n t a l - t y p es e r v i c e ，i tc 锄 a l s o p r o v i d em i r d - p a r t ya p p l i c a t i o nd e v e l o p m e i l ti n t e r f i a c e s t h e r e f o r e ， t h e a c l l i e v e m e l l t so ft h e 咖d yc a l lc o n t e n t st h en e e d so f b u s i n e s sp r o c e s sc h a n g e ，s a v e m ec o s to fi n f o 硼a t i o nt e c h n o l o g y 锄dm e e tt h e 仃e n do fe i l t e 印r i s ei n f o m a t i o n i n t 叫i o na n db u s i n e s sa 百l i 够 7 r h i sd i s s e n a t i o ni ss u p p o r t e db yt h e 缸l d i n g 舶mt h e1 1 t hf i v e - y e a rs u p p o n i n g p l a l ll s s u e ( p r o j e c tn 啪b e r ：2 0 0 6 b a h 0 2 a 0 6 ) 1 畸唧咀也：p a a s ；w w f ；w o r k n o w ；w 曲s e r v i c e s l v 独创性声明 本人声明，所呈交的论文是本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 武汉理工大学和其它教育机构的学位和证书而使用过的材料。与我一 同工作的同志对本研究所作的任何贡献均已在论文中作了明确的说 明并表示了感谢。 签名： 关于论文使用授权的说明 本人完全了解武汉理工大学有关保留、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电子版， 允许论文被查阅和借阅。本人授权武汉理工大学可以将本学位论文的 全部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 手段保存或汇编本学位论文。同时授权经武汉理工大学认可的国家有 关机构或论文数据库使用或收录本学位论文，并向社会公众提供信息 服务。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 研究生( 签名) ：毽鱼导师签名：进垃日期：竺坐 武汉理1 人学顾| 学位论文 ll 研究背景及意义 l l l 论文研究背景 第1 章绪论 在信息化发展大潮的今天，企业的信息化建i 韭逐渐得到发展，重点在以下几 个方面：一是企业的各种业务在不断，叟化，其业务系统也需要随需应变的能力， 要求信息技术的管理的手段必须符合管理变革，体现钉业特色及其变迁；二是 业务系统集成能力，为了实现企业l 可的芹构系统发企业内1 1 5 的信息共享，也需 要提供接lj ，来实现系统集成和数据集成：三是信息融合能力，企业的业务系 统可以聚用各种接口技术，实现财务管理( f m ) 、客户关系管理( c r m ) 、人力 资源管理( h r ) 、办公自动化( o a ) 等应片i 系统f i l j 的数掘共享。 工作流( w o r k n o w ) 软件之所以越来越受到客，o 的关注和重视，生要是因为 它能够峙其它业务系统实现紧密内嵌和耦台，并且应用非常广泛，如办公自动 化系统、项目进程管理系统等等。现有的t 作流管理系统组成部分主要包括： 工作流建模工具、外部应用接u 、任务管理工具、工作流监控工具、组织建模 工具、流程定义工具和内部工作流核心引擎等。 随若工作流技术的不断发展，日前工作流核心引擎已经逐渐被集成在各种业 务系统中，但是，在当前动荡的崮际经济形势卜，企业同定的、务系统仍旧面 临巨大的挑战，无法适应复杂形势下业务的变化。当前企业的业务系统面临的 k 力，主要包括业务的灵活性、不断变化的市场、客户新的需求以及业务目标 的演变等。罔l _ l 所示为当前企业业务系统而临的压力。 l 量? 雌暑l 武汉理t 人学硕十学位论文 在工作流广泛应用的今天，客户对工作流软件提出了更高的要求，要求工作 流管理平台不仅能够处理简单的事务和流程，而且应该是一个统一的信息化的 工作平台，能够和其它业务系统紧密集成和协同工作，更好的实现客户需求【1 。2 】。 这些价值标准包括： ( 1 ) 能够自定义工作流程，使用户可以不论何时何地都可以处理企业事务 以及监控企业流程运作，使企业管理透明化； ( 2 ) 从成本方面讲，可以通过采用工作流软件实现企业间异构业务系统的 集成，降低企业运作成本； ( 3 ) 从功能方面讲，工作流软件除了具有传统的流程审批功能，还可以对 企业组织机构、项目流程、人力资源、项目预算等日常工作流程进行管理，通 过利用网络化审批流来提升事务处理的效率和规范性； ( 4 ) 从效果方面讲，可以实时对业务流程进行可视化监控，从而可以实时 看到企业运行过程中的瓶颈和低效环节等等【2 】。 工作流软件从简单的基于客户端月艮务器模式的桌面程序到基于浏览器服务 器模式的业务流程管理软件，在不断发展，以解决目前业务系统的巨大压力从 而实现客户更高的要求。这时，需要一个更好地方法来组织信息资源。面向服 务的架构代表了i t 工业的根本变革，通过这种服务架构，可以让旧版业务系统 更好地互相协作，适应新业务流程的改变，有效组织计算机行业的各种资源， 最终达到业务的灵活性。 面向服务的架构可以有效的跨越企业信息管理与业务系统之间的鸿沟。它通 过构建以解决业务问题为中心的信息管理系统，来帮助企业充分利用现有信息 资源，降低软件成本、提高业务效率、实现业务灵活性。面向服务架构的业务 流程管理在信息技术层面的优势，可以帮助企业合理利用信息技术资源，使企 业具备持续的可靠动力；从业务流程层面讲，这种服务架构使得企业具备便捷、 高效、优化的业务流程，能够随时响应客户和市场需求的变化，从而实现整个 企业的业务敏捷性【3 1 。 因此，采用面向服务的架构部署工作流服务的应用，对企业实现灵活的业务 流程管理具有重要的实践意义。 1 1 2 论文研究目的及意义 在经济全球化和信息化的推动下，整个世界的产业结构逐步由“工业型经济” 2 武汉理f = 学硕士学位论文 向“服务型经济”转变，面向服务的思想已经越柬越深入信息技术的各个应用领 域。据报道，金融危机的全球化使得中国曾经迅速发展的出口产业受到沉重打 击，甚至也牵连中国制造行业涉及的千千万万中小企业【4 l 。为应对金融危机，中 国也曾经发出了“拉动内需”的呼声，而越来越多的制造商都在积极探索企业新的 利润增长点，焦点几乎都落在服务型产品和增值服务的丌发。如信息技术行业 的巨头i b m 公司，就最早认识到这一点，它放弃了p c 、硬盘、打印机、复印机 等制造业务，收购r m i o n a l 软件、1 1 1 f o m i x 等公司，实现由制造型企业向服务型企 业的转变州。 另外，随着服务思想的深入，云计算的概念已经越来越深入人心，云计算 可以理解为一种服务模式，专门用来进行资源交付和供用户使用的，即通过网 络获得应用所需的赘源，这些资源包括硬件、软件、平台等信息技术资源，而 提供资源的网络被称为“云”1 6 】。图1 2 显示工作流模式的发展趋势，我们可以 得到咀下结论： 图1 2 工作流模式发展 工作流模式经历了第一代o a 时代和b p m 时代，并且下一代工作流将采用面 向服务的架构进行开发部署，达到实时监控业务流程、全面分析业务流程、全 面改进业务流程的目的。 工作流技术是现代企业实现业务流程管理的一项关键技术，为企业的经营 篆黧 麓裟 习 武汉理t 大学硕士学位论文 过程提供了一个从模型建立、管理、运行到分析的完整框架，能更好地适应开 放、分布、异构、动态的现实网络环境，满足不断变化的业务需求【7 】。同时，利 用微软提供的工作流基础技术框架和w 曲服务技术来开发基于p a a s 模式的工作 流服务也为未来的业务流程管理软件的开发提供了一种行之有效的方式。 w 曲服务本身的实现机制也体现了软件即服务的理念。采用这项技术，企业 可以快速、便捷的将工作流服务进行发布，使得其它企业可以查找并调用工作 流服务，降低了信息化建设成本。另外，w w f 即工作流基础技术框架作为w i n f x 的组件和w i n d o w s 平台的一部分，成本很低，并且使用也非常广泛。 基于软件即服务的思想，本课题的研究目的是将目前企业急需的工作流服 务以w 曲服务方式来架构和发布，更好地满足不断变化的业务需求以及中小企业 信息化的需要。主要技术采用微软提供的工作流基础技术框架，应用w 曲服务技 术部署面向服务的架构，其中业务场景结合协同办公的网上审批、文档管理， 以及项目进程管理平台的典型流程，提出分层业务模型，并基于实体模型对服 务建模，进行基于w w f 的工作流服务的框架设计，最终通过对工作流关键技术 的研究和实例实践，设计并实现基于p a a s 模式的工作流服务平台，为企业提供 灵活、便捷的流程服务，降低企业软硬件的投资成本。 基于提出的分层业务模型，p a a s 平台提供的服务包括可视化业务流程定制 服务、企业组织结构定制服务、流程审批服务、网络文档服务、项目进程管理 服务等。同时，提供可视化业务流程监控功能，帮助企业的流程管理部门对流 程进行持续优化。这种工作流服务在p a a s 环境中的实现方式，相比以前业务流 程管理软件的实现方式更灵活，开发成本更低，更能适应不断变更的业务流程， 满足多租赁用户的特定的业务需求【_ 7 1 。 1 2 国内外研究现状 1 2 1 工作流技术研究现状 工作流已经逐步深入人心，无论是开发人员还是企业的信息主管都意识到 了工作流的核心价值，工作流不仅可以简化业务流程的设计分析工作，还可以 降低软件对开发人员的依赖【7 1 。通过采用工作流技术，业务流程的变化、需求的 演变、组织结构调整以及企业战略的改变都可以降低对开发人员的依赖。 4 武汉理。r 大学硕十学位论文 据报道，g 锄e r 曾对数百名信息技术主管和座谈会与会人员做过调查：哪 些领域将在今后出现最大的增长和下降。m o r e l l o 说：“这些人一致认为，增长最 大的领域是流程和关系【8 】。由此可见，对流程的管理也会越来越受到大家的重视。 经过了多年的发展和积累，工作流的成功案例已经遍及了各个领圳8 。1 0 】： 企业办公自动化软件方面，新一代的o a ，如果没有工作流支撑，其竞 争力会很低。为了提高丌发速度和维护能力，改进开发模式，最好的方案就是 选择架构型专业工作流平台； 电子政务方面，引入工作流模块来驱动业务流程执行，其开发成本和维 护成本得到极大的降低，如开发成本只需传统开发模式的2 0 ，维护成本只需 要传统方式的l o 【9 】； 企业集团内部各种管理软件开发方面，选择架构型专业的工作流平台， 可以为企业内部各种管理系统开发提供基础架构，同时，灵活的机制也可以让 企业管理系统发挥极致的价值。 ( 1 ) 工作流现状分析 根据c m p 公司的最新研究数据，工作流产品情况在4 年内将会增长5 倍。 目前，工作流产品应用对象主要集中在像政府、电信、金融、电力等相关行业， 即其应用还主要是集中在一些信息化成熟度相对较高的大型机构。近期市场发 展新趋势是，工作流软件向其它用户渗透的速度正在提高，比如在制造行业、 医疗卫生、交通等行业都开始出现了工作流软件的应用。 “中国管理软件行业评选”流程管理软件行业调查发现【9 】： 从市场角度看，流程管理软件是近两年才刚刚兴起的，从应用角度考虑， 功能单一的流程管理软件，用户接受度有限。那种与业务相结合，如将工作流 与c r m 、h r 、文档、项目管理等结合起来的产品应用更加广泛。 国内工作流软件市场，经过调查，总体上可以分为以下几种类型。 一是开源软件厂商及其产品，代表性产品包括：s h a r k 、o s w o r k f l o w 、j b p m 等。这类厂商的源代码开放，并且产品类型较多，但是其针对性不强，并且知 名度有待提高。二是专业的工作流软件提供商，这类厂商包括：信雅达、东兰、 西安协同、u l t i m u s 等，这类厂商的产品市场一般是单一项目，规模较小，但这 些企业的产品对象明确且较为成熟，能够支持较为复杂的工作流【9 】。三是大型的 平台软件提供商，这类厂商包括：i b m 、b e a 、m s 、o r a c l e 等，它们的基本特 点产品成熟度相对更高，规模很大，但也存在缺点，产品的易用度不高，并且 这些外企公司更需要在个性化方面进行改进，以适应国内企业的应用需求；四 5 武汉理上人学硕十学位论文 是中小型的平台软件及协同软件提供商，这类厂商的代表有普元软件等企业， 它们的产品和自己的业务基础平台实现紧密集成，为用户提供集成的支撑服务； 五是综合的应用软件提供商，这类厂商包括：甲骨文、东软、中软、用友、s a p 、 等公司，它们的规模虽然比较大，品牌认知度也较高，但其产品往往功能相对 简单，只在自己的大型系统中应用较多，其它的应用范围并不广泛【9 1 。 ( 2 ) 工作流的未来发展趋势 随着工作流市场的不断成长，调查分析显示，在2 0 0 7 2 0 1 1 年中，工作流 仍将保持不断的增长趋势。预计在2 0 0 9 年以后，随着大型的i s v s l 更多地将工 作流软件整合进入到供应链管理、业务流程管理、协同办公、企业应用集成等 应用系统中，并逐渐成为系统中的一个不可分割的重要组成部分，工作流软件 市场将逐渐进入成熟期【l 们。不论是企业的信息主管还是终端用户也会逐渐意识 到，企业级应用已经离不开工作流的驱动及其相关的理念。从工作流的开发方 式来看，更多的用户开始关注服务层面的工作流管理与应用需求，即工作流以 服务的方式发布并为广大客户所使用；从业务灵活性要求来看，中间件层次上 的工作流服务管理越来越受到重视，如何满足不同企业的工作流需求，实现企 业动态工作流服务的调用，成为了未来的一种工作流服务的提供方式；从质量 要求来看，未来的工作流软件不仅要具备灵活支持企业应用集成方面的能力， 而且还可以为企业业务流程管理提供分析能力，达到专业化、可视化与高度的集成 化【l o 】。 ( 3 ) 目前工作流技术存在问题 工作流技术的发展，已经取得了一定的成果。但在实际应用中，应用的企 业范围还相对狭窄，效果还不够理想。这里与产品的全面性、集成性、灵活性 有关，也与企业应用的状况有关，具体可以概括为以下几点： 从工作流定义角度考虑，工作流模型描述，缺乏一种支持过程定义、过 程演进以及过程分析的可视化模型，即缺少对抽象业务逻辑进行模型建立和流 程定义的方式； 从工作流执行角度考虑，缺乏一个标准化集成框架来支持对企业分布式 应用的集成； 从工作流仿真角度考虑，其仿真的过程较为复杂，难以对企业复杂的业 务流程进行实时仿真，并且仿真的指标也很难确定，所以，工作流仿真发展相 对较慢【j 。 目前，工作流技术的研究也逐渐受到重视，研究的问题集中在以下方面： 6 武汉理丁大学硕十学位论文 工作流的理论基础，包括工作流的体系、模型、语言、接口等；工作流实现技 术，包括面向对象技术、异构分布式计算技术、消息通讯、数据库、w e bs e r v i c e s 技术等；工作流技术的应用，包括调用方式、实施方法、应用集成方式掣1 2 】。 本论文中主要针对工作流技术问题中的前两点进行了针对性的研究，即工 作流模型描述和工作流执行角度。研究技术方法是采用可视化流程设计工具进 行流程建模，元数据模型方式进行组织建模，最终在p a a s 平台环境下进行工作 流服务的设计与实现。 1 2 2w 岍技术研究现状 w w f 是微软公司最近刚刚发布的n e tf r 锄w o r k 3 0 中的四个主要基础部 分之一。于2 0 0 6 年底正式发布的b e t a 2 版本，是微软针对于工作流产品开发， 而提供的一个基于n e t 的工作流开发平台，也是工作流产品领域的重要支柱技 术。虽然以前微软的开发技术中有相关技术出现，如微软的b i z t a l ks e r v e r ，是 作为一般的一次性解决方案来实现，并且是针对大型企业的高端产品，解决企 业级的业务流程，没有通用性，并且成本也很高【l 引。随着工作流基础技术框架 的发布，微软提供了另外一种通用的、可扩展的编程接口，用于开发基于工作 流的软件解决方案。 微软公司c o l l i l e c t e ds y s t e m 部集i 蜀产品经理s c o t tw o o d g a t e 说：“它将真正 使信息技术部门和企业业务更迅速地做出反应，更有效地开展竞争”【1 4 1 。可以 把惭的服务器端比喻为排序引擎，用来建立工作流“活动 ，然后，这些活 动保存在s h a r e p o i n t 服务器上，分别受到服务器的管理，并可以利用向导式的工 具或v i s u a ls t u d i o2 0 0 8 来修改，达到直接管理和修改工作流流程的目的【1 4 】。 1 2 3s o a 架构及w r e b 服务技术研究现状 s o a ( s e r v i c e o r i 饥t e d a r c l l i t e c t l l r e ) ，面向服务的体系结构，简单来说是一 种架构，或者说是一个组件的模型，它将应用程序的不同功能单元通过良好定 义的接口和契约联系起来，成为有机的整体【l5 1 。如今越来越多的产品，采用s o a 的架构设计开发，或者迁移到s o a 架构上来，这在系统的灵活性、可扩展性、 平台化、用户体验、集成性方面，获得了很大的提高。s o a 架构最重要的是其 接口定义，需要独立于提供服务的平台、操作系统和编程语言，使得构建在这 样系统中的服务可以采用统一、通用、标准化的方式进行交互。 7 武汉理 大学硕十学位论文 i b m 软件集团大中华区市场总监刘秋美女士介绍说：“目前，越来越多的中 国客户都已经意识到了s c ) a 的核心价值，并希望通过s o a 实现业务流程管理。因此， 当自订社会环境中既瞳r r 又懂业务的复合型s c i a 实施人才成为市场迫切需求【l6 1 。 ( 1 ) s o a 行业的现状研究 d a v i dl i n t h i c u m 在博客中提出了对s o a 行业的预测，他提出的s o a 行业 的预测是：业界对于云计算的关注将推动更多的企业采用面向服务的架构，那 些想利用云计算中计算资源优势的企业，将很快知道他们需要通过面向服务的 架构让现有的架构具有服务能力【1 7 】。除此之外，p a a s 平台服务的快速增长也让 许多企业架构师和首席技术官更加意识到服务思想的重要性，并且随着应用程 序及硬件设施逐渐托管到外部企业，这种平台服务架构的发展趋势更加明显。 s o a 行业发展越来越高调，从市场格局上来讲，研究并实施s o a 架构的厂 商数量迅速增长，中国本土领军管理软件企业也先后与国际巨头牵手，从技术 开发及服务方式等方面进行深入合作；从应用角度来讲，企业对于s o a 的认识 从抽象概念上升到了实践阶段，这促进了传统解决方案提供商的思想重新定位； 同时，厂商与客户的协作几率增大，客户需要调整相应的组织架构来满足s o a 的建设需求，该行业也呈现了由抽象概念向技术、服务和应用过渡的局面。 ( 2 ) s a a s 模式调查 基线杂志日前对2 0 1 0 年的i t 趋势进行了预测：软件即服务( s a a s ) 排 在第一位【1 8 】。“5 l c t o 独家报道 ：s a a s 已成为软件业发展的新趋势，甚至将 成为未来l o 年软件业的关注点。与传统软件模式相比，s a a s 模式有“四低优势”， 应用门槛低、建设成本低、投入风险低、维护成本低。在金融危机的时代，这 四个特点更加受到中小型企业信息技术主管的关注，其获得的效益也颇为突出。 调查显示，2 0 0 9 年全球s a a s 软件服务收入将达到1 0 7 亿美元【1 8 1 。 s a a s 在线服务应用领域主要包括在线协作、在线财务、在线客户关系管理、 进销存等。从营收能力看，大多数厂商的业务在中国处于起步阶段，这是因为： 这种服务模式需要经过一段时间才能被中小企业客户群接受；厂商也需要时间 进行基础设施、产品和服务方式的构建。关于前景，从业者看来，s a a s 具有不 可阻挡的发展趋势，但什么类型的软件适合采用s a a s 模式，如何提高用户的接 受程度和满意度，怎样平衡近期投入和远期收入，这些都是需要重点考虑的问 题，也需要一个很长的摸索时间【i 8 1 。 ( 3 ) w 曲s e r v i c e s 现状研究 w 曲服务是实现s o a 架构的一种技术方案。图1 3 是全球权威信息技术行 武汉理1 一大学硕十学位论文 业研究评论机构g a m l e rg r o ”p 在研究了所有主流信息技术的发展道路后作出 的抽象模型i 。 x 轴表示技术的应用成熟度，y 轴表示技术的受关注程度。其中每一项技术 在从出现到成熟的整个过程都按照图中的曲线进行，井且都被划分为五个典型 阶段：技术出现、爆炸式增长的期望期、觉醒期、应用发展期以及工业化生产 期”_ 2 0 】。从图中可以看出w 如服务仍旧处在快速增长的时期。 r * f 曲s e r v k o| k 9 y 删m 曲如曲姊u i n t r 啪哪 ? 譬“t 嘶ds “ dp o 图1 _ 3 信息技术发展现状曲线蹦 1 3 研究内容与组织结构 l3 1 论文研究内容 为了降低企业的软硬件成本，提高业务流程管理的灵活性。本论文采用微 软提供的工作流基础技术框架，应用w e b 服务技术部署s o a 架构。业务场景结 合协同办公的网上审批、文档管理，以及项目进程管理平台，提出分层业务模 型，并基于实体模型进行流程服务建模，进行基于w w f 的工作流服务的框架设 计，最终设计并实现基于p 神8 模式的工作流服务平台。 第l 章重点对论文的研究背景及意义进行论述。目前企业面临的压力包括 不断变更的需求、动荡的市场、客户需求的变更、企业建设目标的演变等。而 工作流是现代企业流程管理不可或缺的组成部分。针对目前工作流领域存在的 问题：工作流模型描述缺少图形化显示、工作流执行缺少集成化框架等问题， 武汉理t 大学硕十学位论文 本论文提出采用可视化流程定义工具进行流程定义、基于微软工作流基础技术 框架进行工作流服务的设计与开发、工作流服务在p a a s 平台环境下执行与实现。 第2 章研究内容是对工作流技术基础理论进行研究，主要包括工作流管理 联盟提出的工作流体系结构、工作流模型理论、工作流应用接口、工作流参考 模型等，这个参考模型也是后续的工作流产品在开发过程中遵循的通用的开发 标准。另外，对工作流基础技术框架中的技术要素如工作流设计器、基本活动 库以及运行时服务进行了研究，为后续工作流实例开发打下技术基础。最后， 对最终的实现环境p a a s 平台进行了研究。 第3 章是对工作流服务平台的业务需求和用户需求进行分析，业务场景结 合协同办公系统和项目进程管理平台中的典型审批流程，提出分层业务模型的 概念，基于实体模型进行服务建模，并基于分层业务模型进行了p a a s 模式工作 流服务平台的功能和架构设计，提出了基于w w f 的工作流服务的设计框架。 第4 章研究内容是对工作流关键技术的研究。在狮方面，研究用户自定 义活动、顺序工作流和状态机工作流模型、工作流内置服务，以及工作流通讯 机制等关键技术，并设计、开发部分实例，讨论审批工作流两种典型模型的设 计与实现、以及如何将工作流发布为w e b 服务和在工作流中调用w e b 服务，为 后续的基于p a a s 模式的工作流服务平台的实现提供技术基础。 第5 章是工作流服务的实现部分，即工作流服务在p a a s 平台环境下的实现。 基于分层业务模型，平台提供的服务包括可视化业务流程定制服务、流程审批 服务、企业组织结构定制服务、网络文档服务、项目进程管理服务等。同时， 平台提供了可视化业务流程监控功能，通过对流程数据的分析，帮助企业的流 程管理部门对流程进行持续优化。 基于p a a s 的服务模式，除了能为中小企业提供在线租赁式服务，还可以为 第三方提供应用程序开发接口。这种服务模式不仅大大节约了信息化的投资成 本，而且这种基于互联网的管理应用可以大幅度提高团队执行效率，并且随时 随地进行管控。 1 3 2 论文组织结构 论文的组织结构如下图1 4 所示： l o 武汉理一j ：人学硕十学位论文 l第1 章绪论 b 舭 上 第2 章工作流及相关技术理论研究 一 j 第3 章工作流服务，f 台需求分析与 。 设计 土 第4 章t 作流服务中的关键技第5 章基于p a a s 模式的t 作流| i ，术研究及实现，服务乎台的实现 1 0 彭7 。” 第6 章全文总结与研究展望 铴，o 图1 - 4 论文组织结构图 武汉理工大学硕士学位论文 第2 章工作流及相关技术理论研究 2 1 工作流技术理论 工作流( w b r kf l o w ) 就是工作流程的计算模型，即将工作流程中的逻辑和 规则，在计算机中以恰当的模型进行表示并对其进行计算【2 们。工作流主要解决 的问题是：为实现某个业务目标，按照预先制定的规则，利用计算机将文档、 信息或者任务在多个用户间自动传递。 2 1 1 工作流体系结构 工作流管理联盟提出了工作流体系结构的参考模型【2 3 】，该模型实现了工作 流的标准化、开放性流程管理技术，将异构的工作流与其它应用系统之间进行 集成，并规范了功能组成部件和接口。 图2 1 工作流管理联盟提出工作流体系结构 图2 1 所示为工作流体系结构，主要由三类构件组成【2 4 】： 软件构件：主要负责整个工作流的基本功能的实现，其中包括：建立流程 管理模型，执行流程管理服务，进行客户应用管理。系统控制数据：主要负责 本系统和其它系统的数据存储，其中包括逻辑处理、流程控制、规则、约束条 件、状态、结果等数据。其它应用数据：主要负责提供工作流调用的外部应用 和数据，以完成整个或部分工作流管理功斛2 3 】。 武汉理r 人学硕十学位论文 为满足不同应用系统的各种需求，工作流需要提供足够的技术支持。除了像 传统的方法那样建立应用接口规范和提供标准的应用程序接口函数之外，还可 以通过建立灵活的调用方法，直接调用应用系统( 企业资源管理、供应链管理、 客户关系管理等) 中的应用模块。 2 ，l2 工作流开发标准 关于工作流的开发标准，早在1 9 9 3 年，工作流管理联盟( w o r k n o w m a n a g 啪c n lc o a l i t i o n ，w f m c ) 就成立并颁稚了一系列相关的标准和规范，其 中包括工作流参考模型及其各部分之问协作的五个接口规范、工作流术语表等 内容。 如图2 2 显示的w f m c 定义的工作流模型分为六个部分【矧： 够 匿 商 麓 图2 2 黜 口4 自 啦 上图描述的工作流参考模型主要包括工作流引擎，流程定义接口，工作流客 户接口，调用应用程序接口，工作流管理监控接口营六部分。每部分都有其专 门功能，其中工作流引擎是模型的核心部分，采用标准语言柬定义相应的业务 逻辑，以实现业务流程