（计算机应用技术专业论文）基于domino协作平台的工作流组件的研究与实现.pdf

基于d o m i n o 协作平台的工作流组件的研究与实现 摘要 随着信息时代的不断发展，越来越多的实际流程电子化，从而推动 了工作流技术的快速发展；面对现今多样的工作流管理系统的开发技术 和手段，可以看到，开发一个符合标准规范、灵活性强、通用的工作流 组件( 其可以用于不同的工作流管理系统中) 是一项非常有意义的工作。 本文首先介绍了工作流管理联盟( w f m c ) 制定的国际标准的工作 流规范以及d o m i n o 协作平台在工作流方面的特性：然后，详细描述了 在d o m i n o 协作平台上，设计和开发一个符合标准规范、灵活性强、通 用的工作流组件的具体步骤与方法：最后，介绍了一个具体的工作流实 例在基于此工作流组件的工作流管理系统上的执行情况，并给出了对此 开发此工作流组件技术的总结和展望。 关键字：工作流管理系统，规范，组件，协作平台。 t h er e s e a r c ha n di m p l e m e n t a t i o no fw o r k f l o wm a n a g e m e n t c o m p o n e n t b a s e do nd o m i n oc o o p e r a t i o nf l a t a b s t r a e t w i t ht h ei n f o r m a t i o ne p o c hd e v e l o p i n g ，m o r ea n dm o r e p r a c t i c a lf l o w s h a v eb e e nc o m p u t e r i z e d f r o mt h ef a c tt h e r ea r ek i n d so f d e v e l o p m e n t t e c h n o l o g ya n dm e t h o d st o d a y ，ac o n c l u s i o nw o u l db e a r r i v e dt h a ti ti sa v e r ys i g n i f i c a n tj o b t o d e v e l o p a na c c o r d w i t hs t a n d a r d c r i t e r i o n ， s t r o n g l yf l e x i b l e ，c o m m o nw o r k f l o wc o m p o n e n t t h e p a p e r ，f i r s t l y ，i n t r o d u c e s a ni n t e r n a t i o n a ls t a n d a r dw o r k f l o w c r i t e r i o nm a d e b yw 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 ) a n dt h em e r i t s o fd o m i n oc o o p e r a t i o nf l a ti nw o r k f l o w s e c o n d l y ，t h ep a p e ri n s t r u c t st h e c o n c r e t e s t e p s a n d a p p r o a c h e s o f d e v e l o p i n g a na c c o r dw i t hs t a n d a r d c r i t e r i o n ，s t r o n g l yf l e x i b l e ，c o m m o nw o r k f l o wc o m p o n e n ti n d e t a i lso n d o m i n oc o o p e r a t i o nf l a t f i n a l l y ，ac o n c r e t e w o r k f l o wi n s t a n c eh a sb e e n d e s c r i b e da n dt e l li th o wt o o p e r a t ei nt h ew o r k f l o wm a n a g e m e n ts y s t e m b a s e do nt h ew o r k f l o w c o m p o n e n t ，a n dg i v e s ac o n c l u s i o na n d e x p e c t a t i o no fw o r k f l o wc o m p o n e n t st e c h n o l o g y k e y w o r d s ：w o r k f l o w m a n a g e m e n t s y s t e m ，c r i t e r i o n ，c o m p o n e n t ， c o o p e r a t i o nf l a t 独创性声明 本人声明所呈交的学位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。据 我所知，除了文中特别加以标志和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的 研究成果。也不包含为获得金胆王些太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材 料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢 意。 学位论文作者签字：签字日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解金e b 王些太堂有关保留、使用学位论文的规定，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，允许论文被查阅或借阅。本人授权金 艘至些塞堂可以将学位论文的全部或部分论文内容编入有关数据库进行检索，可以采用影 印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文者签名 签字日期：年月日 学位论文作者毕业后去向： 工作单位： 通讯地址： 导师签名 签字日期：dq 峰6 月日 l 电话： 邮编： 致谢 首先衷心感谢寿志勤老师三年来在我做硕士论文期问所提供的良好 的学习环境，为能聆听寿老师的教诲而深感万分荣幸! 本论文是在我导师寿志勤副研究员的悉心指导下完成的， 三年来 寿老师在我的学习上给予了无微不至的关心、莫大的帮助和鼓励，无论 是在论文的选题，还是在资料查询、开题、研究和撰写的每一个环节， 无不得到导师的悉心指导和帮助。本人所取得的任何一点进步和成绩都 倾注了寿老师的大量心血。寿老师严谨的治学态度、真诚待人的品德、 忘我的工作作风是我终身学习的楷模。谨向寿老师致以衷心的感谢和崇 高的敬意。 论文的成文过程中，还得到了陆文星、胡志勇、许君、杨俊、崇大 志、李乐明等同学的帮助，在此也并表示感谢。 最后要感谢我的父母，感谢他们对我生活和精神上的支持和帮助， 感谢父母资助我顺利的完成研究生阶段的学业，没有他们的鼓励就没有 我今天的成绩。 我希望在未来的学习和研究过程中，以更加丰富的成果来答谢曾经 关心、帮助和支持过我的所有领导、老师、同学和朋友。 作者：吴名功 2 0 0 4 年5 月 1 ，l 研究背景 第一章序言 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。目的是通过将一个具体的工作分解成多 个任务、角色，通过一定的规则和过程，约束这些任务的执行和监控，以达到 提高企业生产经营管理水平【i i ，当然，对于政府部门来说，以达到提高行政水 平。虽然经过工作流产品供应商与工作流研究人员十几年的不懈努力，工作流 技术由最初的萌芽逐步发展起来，并取得了相当的成栗，但是从工作流系统的 实际应用状况来看，还远未达到人们所期待的水平。在工作流管理系统的开发 的最初阶段缺乏统一的普遍遵循的标准以及限于当对软件支撑技术的水平，导 致不同公司的工作流管理系统在功能上、所采用支撑技术上、开发技术上和接 口上都呈现出非常大的不同。这也是目前工作流管理系统存在问题的主要原因 之一。目前在经营业务过程中采用工作流管理系统的企业仍只是少部分，而 且这些系统的应用范围也很有限，并不能全方位地支持企业的关键业务流程。 而在电子政务领域中。虽然流程管理模式有很多的优点，但在现实过程中，还 存在很多的技术问题。从用户的角度来分析产生这种状况的原因，主要有以下 几点： 1 ) 缺乏标准：不同的厂商所提供的工作流产品具有自己独立的一套工作流 模型、工作流定义语言以及a p i 函数。 2 ) 实现的复杂性：很多工作流管理系统很难按照政府部门的政务流程进行 工作，即它不是通用的系统，而是要根据具体的流程进行二次开发，也就是说， 工作流管理系统的应用灵活住不是很好。 3 ) 系统的安全性：目前的工作流管理系统对系统运行中出现的并发访问和 异常错误缺乏正确和可靠的支持。 根据多数专家对工作流技术的研究认识，指出工作流技术以上本身的不成 熟性主要是由几个根本的功能没有得到很好的解决造成的。比如工作流模型描 述、工作流执行功能等【2 1 。为此，建立一个符合标准规范、灵活性强、通用的 工作流管理系统( 组件) 是一项非常有意义的工作。 1 2 工作流管理系统的基本概念 工作流管理系统是支持企业经营过程高效执行并监控其执行过程的计算 机软件系统，但它不是企业的业务系统。在很大程度上工作流管理系统为 企业的业务系统运行提供一个软件支撑环境，非常类似于在单个计算机上的操 作系统，只不过工作流管理系统支撑的范围比较大、环境比较复杂恧已，所以， 也有人称工作流管理系统是业务操作系统( b u s i n e s s o p e r a t i o n s y s t e m ， b o s ) 。 根据所实现的业务过程，工作流管理系统可分为四类： 1 ) 管理型工作流( a d m i n i s t r a t i v e w o r k f l o w ) ：在这类工作流活动可以预定 义，并且有一套简单的任务协调规则，例如，大学里的课程选修、完成论文后 的学位申请等。 2 ) 设定型工作流( a d h o cw o r k f l o w ) ：与管理型工作流相似，但一般用来 处理异常或发生机会较小的情况，有时甚至是只出现一次的情况，这与参与的 用户有关。 3 ) 协作型工作流( c o l l a b o r a t i v ew o r k f l o w ) ：参与者和协作的次数较多， 在一个步骤上可能反复发生几次直到得到某种结果，甚至可能返回到前一阶段。 4 ) 生产型工作流( p r o d u c t i o nw o r k f l o w ) ：实现重要的业务过程的工作 流，特别是与业务组织的功能直接相关的工作流。与管理型工作流相比，生产 型工作流一般应用在大规模、复杂的和异构的环境下，整个过程会涉及许多人 和不同的组织。 根据过程实体类型，工作流管理系统可以分为两类【4 】： 1 ) 面向系统工作流：这类工作流在流转过程中，是不需要人工的参与， 它是根据系统的设定可以自动流转，并且完成整个流程的流转。 2 ) 面向用户工作流：在工作流流转的整个过程中，都要人工的参与才能 完成整个流程的流转。 本文主要研究的工作流是协作型、面向用户工作流。 1 2 1 工作流管理联盟 工作流管理系统是一项快速发展的技术，各种行业渐渐的采用工作流技术。 工作流技术的主要特点是：过程的自动化处理，这些过程包含由人与以机器为 基础的活动相结合：特别是对那些与i t 应用程序、工具交互的过程，进行自动 化处理。虽然工作流技术广泛用于办公环境中，例如保险、银行、法院和行政 管理等，然而工作流技术也可以应用于一些类型的工业和制造业。 许多软件开发商都有w f m ( w o r k f l o wm a n a g e m e n t ) 产品，并且不断有新 的w f m 产品走入市场。市场上可选择的产品范围很大，因此每个开发商只关注 产品特殊功能，而用户可以采用不同的商品来满足不同的需求。然而，没有统 一的规范使得不同的w f m 产品协同工作，这是由于不兼容的过程控制方式所导 致。 为了能够更好的支持企业经营过程建模、分析和实施，适应世界市场的多 元化趋势，需要建立工作流管理系统的相关标准，从体系结构、术语使用、接 口实施方面提供标准化与规范化的定义，并以此基础实现不同工作流产品间的 2 互操作，方便与其它应用系统的集成，在建立工作流的相关规范和标准方面， 在1 9 9 3 年8 月，由一些公司联合到一起成立了一个称为“工作流管理联盟” ( w o r k f l o w m a n a g e m e n t c o a l i t i o i l ，w f m c ) 的国际组织，它提供了有关工 作流管理系统的一些规范，定义了工作流管理系统的结构及其应用、管理工具 和其它工作流管理系统的应用编程接口，其主要目的是为了实现工作流技术的 标准化和开放性，从而支持异构工作流管理系统与产品之间的互操作，并且使 得其它的应用可以使用该结构和定义好的通用a p i ( 应用程序接口) 访问不同 的工作流管理系统的服务，实现与其它应用的快速有效集成。从而工作流技术 在i t 市场中被更有效的使用，开发商与用户共同受益【5 】。 1 2 2 工作流起源 工作流是从英文单词w o r k f l o w 翻译过来的。w o r k f l o w 是由单词w o r k 和 f l o w 组合得到的词。单词w o r k 表示工作或者任务，单词f l o w 的含义是流动、 流程或者流量等。f l o w 反映了一种变化以及变化的过程，它本身的含义比较抽 象，但是当它与某个具体的过程相联系时就有具体意义，如电流、水流、气流。 在企业的经营管理与生产组织中，f l o w 也有重要的意义，如表示物料传输过程 的物料流、表示资金流动的资金流、反映信息处理的传递过程的信息流，电子 化政府部门日常办公过程的政务流，同样还有价值流、决策流、控制流等概念。 依此类推，用活动及活动之间变化的过程表示的业务流程就是工作流【2 1 。 工作流的概念起源于生产制造业与办公自动化领域。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。提出的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、 实现现代企业经营过程重组( b p r ) 、经营过程自动化的目标。实际上，自从进 入工业时代以来，有关过程的组织管理于流程的优化工作就一直在进行，它是 企业管理的主要研究内容之一。只不过在没有引入计算机信息系统的支持以前， 这些工作是由人工来完成的。在计算机网络技术和分布式数据库技术的迅速发 展、多机协同工作技术日臻成熟的基础上于2 0 世纪8 0 年代中期发展起来工作 流技术为企业更好地实现这些经营目标提供先进的手段。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成功地运用到图书馆、医 院、保险公司、以及其它政府部门等行业。 1 2 3 工作流的相关概念 1 9 9 3 年工作流管理联盟( w 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 ，w f m c ) 的 成立标志着工作流技术开始进入相对成熟的阶段。为了实现不同工作流产品之 间的互操作，w f m c 在工作流管理系统的相关术语、体系结构及应用编程接口 3 ( w a p i ) 等方面制定了一系列标准。 到目前为止，关于工作流的定义还没有一个统一的说法，不同的研究者和 工作流产品供应商从不同的角度可以给出工作流不同的定义。 工作流管理联盟( w f m c ) 给出的工作流定义是：工作流是一类能够完全 或者部分自动执行的经营，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。 按照w f m c 的定义，工作流指的是“业务过程的部分或全部在计算机应用 环境下的自动化”，它所要解决的主要问题是“使在多个参与者之间按照某种预 定义的规则传递文档、信息或任务的过程自动化，从而实现某个预期的业务目 标，或者是促使此目标的实现”。根据这个定义，许多业务过程，如公文处理、 论文、报告及书籍的撰写、项目的申请、贷款的申请、联机销售或购物、旅游 产品的预订等等都可当成工作流加以处理【7 j 。 为了实现对业务过程的工作流管理，需相应的软件系统的支撑，此种软件 系统称为工作流管理系统( w o r k f l o wm a n a g e m e n ts y s t e m ，w f m s ) 。根据 w f m c 的定义，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”【刖，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。一般而言，所有的 w f m s 都将包含如下三大功能模块，即建立是功能、运行是控制功能及同用户 及应用程序的交互功能。 w f m s 一般均提供相应的工作流客户程序，显示用户的工作项列表。用户 可以通过此客户程序，列出需要它完成的所以任务。当用户选择某个任务并对 它进行处理时，客户程序将负责启动相关的应用( 一般是根据过程定义) 并对 它进行初始化( 例如用从其他活动传递来的数据或过程定义中的初始数据等) 。 这些应用称为工作流应用。而工作流应用所生成并处理的数据成为“工作流应 用数据”。这种数据将只被工作流应用所处理，但工作流服务可能需要将它们在 不同的活动所调用的应用程序之间进行传递。工作流应用所生成或修改的一部 分数据可能用到活动之间切换条件的计算以及其他的一些控制操作，这部分数 据称为“工作流相关数据”1 7 1 。 1 2 4 工作流管理系统的特点 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、管理及执行的软件系统。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。 为了实现工作流技术的标准化和开放性，对异构的工作流管理系统与其他 应用系统之间的集成，工作流管理联盟提出了工作流管理系统体系结构的参考 4 模型，该模型中规范了功能组成部件和接口。 图1 i i 作流管理系统体系结构 从图1 1 中，我们可以看出，工作流管理系统主要内容分三部分8 】： 1 ) 软件构件：完成相应功能的实现，包括流程过程定义，流程的发起、审 批、监控、结束等。 2 ) 系统控制数据：存储本系统和其他系统进行逻辑处理、流程控制、规则、 约束条件、状态、结果等数据。 3 ) 其他应用与应用数据：供工作流系统调用的外部应用和数据。 采用工作流管理系统的好处有： 。提高工作效率：通过业务流程的自动化，减少许多不必要的任务和步骤。 增强竞争优势：更短的响应周期和打破地域、时区的约束。 更好的流程控制改进业务过程的管理，实现标准化的工作方法以及有效 的审核跟踪。 提高客户服务质量：工作流程序的一致性将会为客户提供他们所需要的 5 可预测的客户响应级别和更高的服务品质。 灵活性：以信息技术为基础的流程设计，在实际实施以前，可以根据业 务需求的变化，重新定义和仿真。 节约成本，提高利润。 1 3 电子政务系统中的工作流管理模型 从我国电子政务的实践和我国现行行政管理的宏观调控、依法行政、政策 咨询和公众服务四个职能来看，电子政务狭义上简单来说就是平常我们所说的 政务工作电子化，既是指政府在办公业务、公共管理和服务的政务工作中，全 面应用现代信息技术一一特别是互联网技术来进行办公、管理和开展为社会提 供公共服务的一种治理方式p j 。 广义上来说，中国电子政务的范围涉及国家权力结构的各个方面，包括各 级党委、人大、政协、政府、军事机关、法院、检察机关等机构的政务电子化， 这是我国的政治体制所决定的，还包括政务电子化全过程中所涉及的各个方面。 从更深的层次上来看，电子政务实质上是对现有、工业时代的政府形态的 一种改造，即利用信息技术和其他相关技术来改造适合于以互联网为主要特征 的信息时代的政府及其运行方式。 电子政务有以下几个方面的基本特征【j o l ： 1 ) 电子政务处理的是与公共权力行使相关的业务，或者为了提供高效的公 共服务而快速处理部门内部的事务，所以电子政务有着广泛内容。 2 ) 电子政务必须借助现代信息技术、数字网络技术和办公自动化技术，同 时也离不开信息基础设施和相关的软件技术发展的支撑。 3 ) 子政务并不是将传统的政府管理和运作简单地般上互联网，而是对现有 的政府组织机构、运行方式、行政流程进行重组和再造，使其在信息技术的支 持下更加高效地运行，并实现政府为公众提供更加优质的服务。 综合以上的分析我们认为，电子政务是指政府机构运用现代网络、通信与 计算机技术，将政府管理和服务职能通过精简、优化、整合、重组后在互联网 络上实现运作。以打破时间、空间及条块分割的制约，从而加强政府对自身业 务的监管，提高政府的运作效率，并为社会公众提供高效、优质、廉洁的一体 化管理和服务的各个环节和过程。 1 3 1 电子政务平台体系结构 可以看出在信息时代，电子化的政府部门与政府部门、政府部门与企业、 政府部门与公民之间的交互关系，与传统政府工作模式中的一样，只不过电子 化、网络化和虚拟化了。 6 在信息化社会中政府部门之间要通过网络来传输数据、交换数据、共享信 息并协作办公处理事务，进而进行数据挖掘分析和决策支持，这样政府部门可 以更好地管理社会和服务社会。 因此，中国电子政务建设应以数据获取、共享和整合为核心，以信息安全 为基础，面向政府部门和公众提供决策支持与服务。 为此，我们可以从以下几个角度去分析我国电子政务的体系结构 1 ) 从政务层次和政务部门协作角度看中国电子政务的体系结构 图1 2电子政务体系结构 我国电子政务体系是一贯非常复杂的系统，从政务层次和政务部门看中国 电子政务的体系结构如图1 2 所示。 从图1 2 中可以看出，中国电子政务系统横向分为四个层面：国家级电子 政务系统、省级电子政务系统、地( 市) 级电子政务系统和县级电子政务系统。 横向的电子政务主要侧重同一层面上各政府机关和业务系统之间行政管理和协 作。而纵向政府职能按业务层次序列构成电子正文系统，如党中央一一省委一 一地( 市) 委，国务院一省政府一地( 市) 政府一一县( 市) 政府，工商 总局一省工商局一一地( 市) 工商局等。纵向的电子政务系统主要侧重同一 种业务中的各级政府部门和业务系统之间的业务处理。 2 ) 从技术角度看中国电子政务的体系结构 电子政务系统是有多种计算机软硬件及网络通信系统共同组成的复杂系 统，其中各类应用系统相互关联、共同作用形成了一个有机的复杂的体系框架。 随着各类信息技术的不断演变、提高，大规模企业级应用系统的构造技术 也在不断的发展变化。结合政务应用体系的构造特点，当前比较典型的电子政 7 务系统的框架结构都是具有多层结构的总体体系结构。而且还有一个特点就是： 在电子政务应用系统层中都包含工作流系统( 如图1 ，3 所示) ，用来支持电子政 务中各系统的流程问题。 典型的电子政务总体体系架构如图1 3 所示。 电子政务公共监管与服务 l 接入与服务认证平台 i i ( w w w 服务发布。c s 客户。n c 应用)l n 电 电子 子 罔冈闭闭闭 政 政 务 务 统 的 标 i 应用系统支持中间件层( 包括工作流系统等) l 安 准 全 化 i 内部安全框架 i 认 支证 撑j 上 支 体 撑 系 i 网卜网丽眄网 体 系 l 中间件层( 会话、传输、连接、事务处理等) l i 数据服务、数据资源、w e b 服务 i i 操作系统 i 计算机软硬件及网络基础设旆 f 图1 3电子政务总体体系架构 1 3 2 政务工作流程管理模型 现代信息技术的发展为电子政务建设提供了全新的手段和思路，然而，电 子政务不仅仅是简单的政务上网，而是要对现有的政务流程进行优化、再造和 创新。优化政务流传既要使复杂工作简单化，也要让简单工作规范化，以真正 达到“精兵简政、减员增效”的作用。 一个政务工作流程是指实现政府的某个管理目标的一个完整过程，在一个 或几个部门的参与下，根据政府规定的法律和法规，按照预先确定的程序和规 则，利用各种资源和手段，在各参与部门之间进行文档、信息、任务的传递和 8 处理，必要时做出决策，最后实现预定的目标j 。 政务工作流程具有以下特点： 1 ) 一个政务工作流程需要多部门、多角色参与 政务流程的参与者可能是政府机构内部的组织、部门、公务员，也可能是其 他政府、公司、组织，还可能市民。 2 ) 一个流程有定义和执行两部分组成 流程定义的内容包括目的、过程、参与者、规则等，它是对某一类流程的 抽象，我们把一个流程的定义称为政务工作流程模型。流程的执行是指根据流 程的定义来处理某一具体的事务。一个流程可能同时存在多个执行。如人事调 动流程：由调动者提出调动申请，基层单位同意，人事部门审批，各资源管理 部门( 如财务部门、设备管理部门等) 确认此人不存在资源债务，办理手续。 这是一个流程的定义。当某个人实际要调动时，要按照该流程办理各个环节手 续。 3 ) 一个流程具有生命周期 流程的定义有生命周期，一个好的流程可能使用几年，甚至几十年，临时性 的流程可能只有几个小时。其生命周期中的活动有：政务流程建静模型分 析斗过程优化斗模型执行执行结果统计分析斗改进政务流程优 化政府管理模式。 流程的一次执行也有生命周期，有的只有几分钟。有的需要几年甚至更长 时间。其生命周期的活动有：启动执行寸管理完成斗评估结果。 4 ) 一个流程具有明确的目标 当流程的目标达到时，流程的一个执行就结束了。 5 ) 政务流程具有多个层次 政府级定义的流程是以部门为基本执行单元的，当该流程执行到某一部门 时，在部门可能还有一套专门负责完成本部门的任务。较高一层的流程称为父 流程，较低一层的流程称为子流程。 政务工作流程的分类 从执行方式来分，政务流程可以分为人工的、半自动的、自动的三种。在 人工方式下。人们按照文件规定的程序，根据前一工作步骤的认可凭证( 如签 字、盖章等) ，决定是否考虑工作的启动。半自动方式下，人们会借助一下辅助 工具，例如o f f i c e 系统、业务管理系统等来完成一部分工作，关键性的工作， 特别是决策方面的工作，还是要人工来完成。自动方式下，不需要人工干涉， 完全由计算机来完成事务处理，如统计等。 从人们对待政务工作流程的态度上，可分为描述性的、指导性的、强制性 的三种。这三种类型并不相互排斥，而是相互补充，只是侧重点不同。面向描 述的流程用于流程的分析、比较、预测、培训、改善和标准化等，其执行方式 9 是人工的。面向指导的流程对实际业务可以产生联机的同步辅助支持，但决策 部分主要由公务员来完成。面向强制的政务工作流程则试图实现流程的完全规 范化。最大程度地减少人工干预，这类流程的执行完全可以做到自动执行。 1 4 本论文研究的内容及重要意义 本文以安徽省监狱管理局门户办公自动化系统的研究开发为背景，较为系 统地探讨了如下内容： 1 研究工作管理联盟( w f m c ) 的工作流管理系统的规范与标准、及其有 关概念。 2 研究采用d o m i n o 协作平台作为工作流管理系统开发与运行的基础平台 的优势。 3 分析和提炼实际用户业务系统( 安徽省监狱管理局办公政务系统) 中各 类工作流程( 政务流程) 的特征，为实际设计开发一个通用的工作流管理系统 奠定基础。 4 完成在d o m i n o 协作平台上基于b s 结构的、高效、通用的工作流管理 系统的构架设计与开发应用。特别是这一设计框架下，开发出来的工作流管理 系统应能有效地描述实际各种复杂的业务流程以及所涉及的流程跟踪、流程监 控、流程智能化、用户与角色管理等问题，并深入研究其可重用性( 组件的基 本要求) 。 5 研究探讨本文所设计开发的工作漉管理系统未来向中间件发展的技术方 案。 目前，该系统己在实际用户部门得到了较为广泛的推广应用。运行效果良 好，为下一步开展电子政务的应用提供了一个良好的基础。也将为未来工作流 管理中间件的发展提供一个具有相当参考价值的应用框架。 1 0 第二章工作流管理组件的研究与实现 2 1 工作流管理组件的理论研究 随着软件技术的不断发展，新的应用系统越来越复杂，尤其是近几年 i n t e r n e t i n t r a n e t 的飞速发展，对应用软件提出了更高的要求，使得软件的 设计更加困难。在这种情况下，面向对象的思想已经难以适应这种分布式软件 模型，于是组件化程序设计思想得到了迅速的发展。组件技术将以前所未有的 方式提高软件产业的生产效率，这一点已逐步成为软件开发人员的共识【l 。传 统的c l i e n t s e r v e r 结构、群件、中间件等大型软件系统的构成形式，都将在 组件的基础上重新构造。 组件( c o m p o n e n t ) 技术最基本的目标是协作化软件开发，其基本功能是充 当软件的多个模块之间的粘合剂；在组件技术的模式下，软件系统可以被视为 相互协同工作的对象集合，其中每个对象都会提供特定的服务，发出特定的消 息，并且以标准形式公布出来，以便其他对象了解和调用。组件间的接口通过 一种与平台无关的语言i d l ( i n t e r f a c ed e f i n el a n g u a g e ) 来定义，而且与二 进制兼容，使用者可以直接调用执行模块来获得对象提供的服务。早期的类库， 提供的是原代码级的重用。只适用于比较小规模的开发形式；而组件因封装， 更易于使用，可以在各种开发语言和开发环境中使用【l3 1 。 工作流管理主要是研究与开发具有分布式开放体系结构的、组件集成化特 征的、并支持群体成员间协同工作的工作流管理环境。而构造工作流系统中的 组件技术主要是实现两方面的功能，一是整个工作流系统的各部分功能将由组 件构成，二是支持系统模拟仿真功能所调用的功能模块是组件；这样系统集成 技术在工作流管理系统中是非常关键的技术之一【1 4 】。 2 1 1 工作流参考模型 工作流参考模型来源于对普通工作流程序结构的分析，确定结构中的接口， 这些接口可以使不同产品在不同的结构层次上协同工作。所有工作流系统都包 含一系列的公共组件，组件间采用一套定义好的方法进行协作；不同的产品在 这些公共的组件中，会表现出不同的处理能力。为了实现不同工作流产品问的 协同工作，需要在这些组件间制定一套标准的接口和数据交换格式。通过实现 这些标准接口，可以达到产品问的协同工作【5 1 。 下图描述了工作流体系结构的主要组件与接口： 图2 1 工作流参考模型一一组件与接口 工作流执行服务器周围的接口是工作流应用程序接口一一w a p i ( w o r k f o w a p i s ) ，通过这些接口可以访问工作流系统的服务，这些接口还控制工作流控 制软件与其他组件间的交互。在这5 个接口中的许多功能，都是被2 个或更多 个接口同时拥有的，因此w a p i 可以看着是统一的服务接口，可以交叉使用这 5 个接口来支持工作流管理功能，而不是单独的使用其中某个接口。 下面分别对图2 1 中的各个组件进行介绍： 2 1 1 1 工作流执行服务器 工作流机是为工作流实例提供运行时期的执行环境的软件服务器或引擎， 负责执行服务器中的部分( 或者全部) 运行控制环境。其主要功能有： 解释过程定义 控制过程实例一一创建、激活、挂起、终止等 为过程的活动导航，可能要把包含顺序或者平行的操作、最后时问期限、 对工作流相关数据进行解释 参与者签名和退出 确定任务项目，实现用户意图；提供接口，支持用户交互 维护工作流控制数据和工作流相关数据，在应用程序或者用户间传递工 作流相关数据 提供调用外部程序的接口，连接所有工作流相关数据 提供控制、管理和审查功能 1 2 由一个或多个工作流机构成的软件服务器就是工作流执行服务器，工作流 执行服务器是用来创建、管理、执行工作流实例。应用程序可能会通过w a p i 来与这个服务交互。其主要负责解释过程定义、控制过程实例、安排活动的执 行顺序、向用户工作表中添加工作项目、调用应用工具。这需要一个或者多个 协同工作的工作流机来完成这些职责，在模型中，过程与活动控制逻辑间有一 个逻辑上的分离，活动控制逻辑构成工作流执行服务器；过程与应用工具问、 与终端用户任务间也有一个逻辑上的分离，应用工具和任务建立起对每个相关 活动的处理。这种逻辑上的分离，为制定更多的行业标准提供了机会，也为在 工作流程序中集成用户具体的应用工具提供了机会。 在分布式的工作流执行服务器中，每个工作流机控制过程执行的一部分， 并与这部分过程中的活动所要用到的用户、应用工具进行交互。在分布式的执 行服务器中有公共的名称空间与管理范围的，从而过程定义、用户应用程序的 名称在一致的标准下被处理。分布式工作流系统，在工作流机间采用特殊的协 议和信息转换格式，来同步工作流机的操作、过程交换和活动控制信息。也许 工作流相关数据也要在工作流机间进行传递。在单一的工作流执行服务器中， 这些操作都是由开发商自己定义的。 同种工作流执行服务器是由一个或多个同种的工作流机组成，工作流机为 工作流过程提供运行时期的执行环境。在多个工作流机间组织过程执行的机制、 协议和转换格式，可以是产品所特有。并不一定是标准化的。但要实现异种产 品间的调用，则需要用制定一个标准的交换格式。 异种工作流执行服务器是由两个或者多个兼容的执行服务器组成，并在一 致性级别上遵守公共的协同工作标准。 2 1 1 2 过程定义 过程定义是用来创建一个计算机可以处理的形式的过程描述。可能要以形 式过程定义语言、对象关系模型、简单的系统、脚本、或者在参与者问进行信 息传递的路径集为基础【1s t 。其包含工作流执行软件运行过程所需的过程所有详 细信息。包括过程的开始和结束条件、组成活动、在活动问进行导航的规则、 需执行的用户任务、可能会被调用的应用程序、所有工作流相关数据的定义等， 而且可能会涉及到一个组织角色模型，模型包含组织结构和组织中的角色等信 息。故使过程定义在与具体活动或信息对象相关的组织实体和角色功能方面十 分详细；在运行时期过程定义可以被工作流机执行。 过程定义的主要功能是给用户提供一种对实际业务过程进行分析、建模的 手段，并生成业务过程的可被计算机处理的形式化描述( 过程定义) 。过程定义 工具与工作流执行服务器之间的交互是通过“接口l ”( 工作流过程定义读写 接口) 完成的，它为工作流过程定义信息的交换提供了标准的交换格式及a p t 1 3 调用。 使用标准的过程定义格式有很多的好处： 首先，把建立阶段与运行阶段时期环境进行了分离，可以使用一个建模工 具来产生过程定义，这个过程定义可以作为很多个不同工作流运行时期产品的 输入。从而用户可以单独地选择建模工具和工作流运行时期产品。 其次，可以为几个工作流机输出过程定义，这几个工作流机合作来构成分 布式的工作流执行服务器。 过程定义工具可能作为工作流产品的一部分、也可能作为业务过程分析产 品的一部分来提供给用户，作为业务过程分析产品一部分，会有其他的组件来 负责业务过程的分析或者模型，这时，必须要如上所述的标准转换格式，与运 行时期的工作流软件进行过程定义的相互转换。 2 1 1 3 工作流客户端功能 工作流客户端功能主要是由客户应用程序来实现的，客户应用程序的作用 是给用户提供一种手段，以处理过程实例运行过程中需要人工干预的任务。每 一个这样的任务就被称作一个工作项，它包括处理上的一些要求( 如处理时间 的限制) 及待处理的数据对象等。用来收集需要每个用户的工作项的集合，称 为工作项列表。而管理工作流参与者与工作流执行服务器间的交互的软件组件， 则被称为工作项列表处理器。工作流系统将为每一个用户维护一个工作项列表。 在工作流模型中，此工作项列表是包含在客户端应用程序与工作流机间的 定义良好的接口之中。工作项列表中的工作项的激活( 例如，启动应用程序， 连接工作流相关数据) ，可能是由工作流客户端应用程序或者终端用户控制的。 在工作流客户端应用程序与工作流执行服务器间定义了一系列的方法，用来向 工作项列表中添加工作项、从工作项列表中删除完成的活动、激活临时挂起的 活动等。 工作项列表中，可能要包含一个过程的几个不同实例的相关工作项，或者 包含几个不同过程中的一个共同工作项。一个工作项处理器可能要与几个不同 的工作流机、几个不同的工作流执行服务器进行交互。( 按照每个产品的实现， 为每个过程单独维护一个物理上分开的工作项列表，或者工作项处理器把几个 不同的工作项联合到一起，呈现给终端用户) 因此，客户端工作流应用程序与工作流机间的接口必须十分灵活，为了实 现满足多方面功能的多样性，在标准的a p i 集后，可以为从工作流应用程序到 工作流应用程序到工作流机和工作项列表的访问提供一致的形式，而不管产品 的实现特性t ”1 。 图2 2 是对客户端应用程序a p i 方法的一个总揽： 1 4 图2 2客户端应用接口 龠令集t 连接断开 过器和梧动控 6 i f 动抟 过程状态动能 工作项列表处理动能 从图2 2 中可以看出，w f m s 的各种服务，如会话连接、过程控制、活动控 制、过程状态、活动状态、工作项列表的处理以及过程实例的管理等，都可以 通过此接口而得到。 2 1 1 4 应用程序调用功能 应用程序是指工作流执行服务器在过程实例的运行过程中，调用的、可以 对应用数据进行处理的应用程序。在过程定义中包含这种应用程序的详细信息， 如类型、地址等。但目前几乎所有的w f m 产品都没有足够的逻辑单元用以调 用所有的那些存在异种的产品环境中的应用程序。为了满足上述要求，必须能 够处理在所有平台下和网络环境中进行调用的逻辑，并需要事业公共格式和编 码进行应用数据传递的方法。 然而，许多工作流系统能够使用了更多受限制的应用程序，特别是那些采 用强制数据类型的直接与应用程序相连的系统。在其他情况中，应用程序对操 作的调用，可能是通过标准的交换机制来实现的，例如o s i t p 协议或者x 4 0 0 。 一些实现使用了“应用程序代理( a p p l i c a t i o na g e n t ) ”，把这些在标准接口之 后的各种方法包含在工作流执行服务器中，也可以自行开发“w o r k f l o w e n a b l e d ”应用工具，这种工具使用标准的a p i 集来与工作流执行服务器进行通 信，来接收应用程序数据、信号和响应活动事件等。这些a p i 可以被应用工具 1 5 直接调用；也可以被应用程序代理过程调用，作为与其他应用程序( 不包含任 何工作流技术的程序) 交互的前端【1 7 1 。 在工作流参考模型中，应用程序接口是接口3 ，其结构如下图所示： 图2 3应用程序调用接口 下表列出了应用程序调用用到的些接口类型： 接口类型工作流相关数据访问候选标准 本地过程调用( l o c a l本地文件无 p r o c e s sc a l l ) s h e l l 脚本( s h e l ls c r i p t ) 本地文件p o s i x 环境 0 r b 调用( o r bc a l l )通过引用( 调用参数)有 远程执行调用( r e m o t e通过引用( 调用参数)有 e x e c u t i o nc a l l ) 消息传递( m e s s a g e内含或引用( e m b e d d e d有 p a s s i n g ) o rv i ar e f e r e n c e ) 事务处理( t r a n s a t c t i o n )内含或引用( e m b e d d e d有 o rv i ar e f e r e n c e ) 在简单的情况中，工作流机在本地处理应用程序调用，使用过程定义中的 信息来确定；而活动的性质，将要调用的应用程序的类型和所需的数据来确定。 被调用的应用程序可能存储在工作流机中，或者与工作流机一同存储在相同的 平台下，或者存放在一个独立的网络访问的平台中；过程定义中有足够的应用 1 6 程序类型和寻址信息( 工作流机的特殊要求) 来实现应用程序调用。在这种情 况下，应用程序命名与寻址的协定是处于工作流机与过程定义之间的。 2 1 1 5 工作流协同能力 w f m c 的一个主要目标是，为了不同的开发商的工作流系统产品能够相互 见进行无缝的传递工作项以及定义标准。 在w f m c 的协同工作标准中，w f m c 没有强迫开发商要么提供一个只面向 用户需求的产品，要么只考虑协同工作。而是把希望能开发多种不同的协同工 作框架，这些框架可以操作一系列标准的协调工作，从简单的工作项传递到整 个工作流系统的协同工作( 包括过程定义转换、工作流相关数据交换、通用的 界面等) 。虽然可以开发一个非常复杂的协同工作框架，但必须由许多个工作流 机构成一个执行服务器。这种框架不可能在近期实现，因为这需要所有的工作 流机都可以解释一个公共的过程定义和共享的工作流控制数据集，也就是能够 维护异种工作流机间的一个共享过程视图。现阶段更现实的目标是在运行时期 能够传递过程的某些部分，来支持不同的执行服务器的运行。 w f m c 定义了4 种协同工作模型，在这4 种协同工作模型中，包含了多种 协同工作能力级别。下面就分别描述这4 种模型，图中使用正方形来表示任务 或者活动，用不同的阴影来区别每个工作流执行服务器的任务。 1 ) 模型1 一一链锁式 这个模型中，过程a 中的一个连接点，连接到过程b 中的一个连接点。( 尽 管在图2 4 中给出是过程的开始连接点与结束连接点，但这并不仅是为了图解 的目的。连接点可以是过程中的任何一个活动。) 图2 4 链锁式模型 这个模型支持在两个工作流环境中传递一个任务，这个任务会在第二个环 境中独立执行，不需要同步。可以使用一个网关应用程序来实现这种模型，网 关负责处理数据格式转换、过程和名称映射等，例如在两个执行服务器中使用 标准的a p i 调用。 2 ) 模型2 一一子过程嵌套 1 7 一个过程可以全部在一个工作流机范围内执行，封装成父