（控制理论与控制工程专业论文）基于企业联盟的工作流管理系统的设计与实现.pdf

摘要 于两要 随着信息技术的迅猛发展，企业生存和竞争环境正在发生着根本性的变化。基于企业联盟的工 作流管理系统不仅要能处理单个企业的业务流程，而且还要能把相关企业组织成企业联盟，在企业 联盟的层次上处理相关的业务流程，形成集团竞争优势。 本文研究了基于企业联盟的t 作流管理系统的设计与实现，所开发的系统既可以满足企业联盟 当前经营管理活动的需要，又能适应企业联盟的调整与发展。 首先，论文分析了四种典型开源下作流引擎的核心算法，并深入剖析了o s w o r k f l o w 引擎的概 念、思想和机理，在o s w o r k f l o w 引擎的基础之上，通过剪裁和修改，构建了基于有限状态机的工 作流管理系统。 其次，分析了o s w o r k f l o w 的简单可视化建模丁具，修改了部分b u g 。对于不能用可视化建模 t 具来构建的复杂模型结构，我们给出了直接修改x m l 文件的例子。 接着为o s w o r k f l o w 的工作流引擎组件构建了一个应用框架，使之满足企业联盟的应用要求， 并为工作流管理建立了简单的评价模型。 另外，根据东南大学出版社的实际需求，我们建立了出版社相关业务流程模犁，并在本工作流 管理系统上调试通过。在此过程中，解决了“任务分配”、“活动通知”以及与其它应用软件接口等 关键技术。 本系统基本实现了出版社的业务流程的建模和管理功能，且用户界面友好，基本能满足出版社 的需求。 最后，本文总结了所做的丁作，指出了本系统的不足之处，并提出了需作进一步研究的地方。 关键字：工作流，业务流程，管理，软件工程，j a v a ，w e b a b s t r a c t a bs t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to ft h ei n f o r m a t i o nt e c h n o l o g y , t h ee x i s t e n c ea n dc o m p e t i t i o ne n v i r o n m e n to f t h ee n t e r p r i s ei se x p e r i e n c i n ge s s e n t i a lc h a n g e s b e s i d e sd e a l i n gw i t ht h es i n g l ee n t e r p r i s eb u s i n e s s p r o c e s s e s ，t h ew o r k f l o wm a n a g e m e n ts y s t e mb a s e do ne n t e r p r i s ea l l i a n c eh a st oi n t e g r a t et h er e l a t e d e n t e r p r i s e si n t oe n t e r p r i s ea l l i a n c ea n dd e a lw i t ht h eb u s i n e s sp r o c e s s e so nt h ee n t e r p r i s ea l l i a n c el e v e l ，a sa r e s u l t ，t og e tt h ea g g r e g a t i v ea d v a n t a g e si nc o m p e t i t i o n s t h i st h e s i sm a d eas t u d yi n t ot h ed e s i g na n di m p l e m e n t a t i o no ft 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 ne n t e r p r i s ea l l i a n c e t h es y s t e me x p l o i t e di nt h i st h e s i si sn o to n l ys u i t a b l ef o rt h ep r e s e n t m a n a g e m e n to fe n t e r p r i s ea l l i a n c e ，b u ta l s of o ri t sa d j u s t m e n ta n dd e v e l o p m e n ti nt h ef u t u r e f i r s t ，t h i st h e s i sa n a l y z e df o u ra l g o r i t h m so ft h ef o u rt y p i c a lw o r k f l o we n g i n ea n de x p a t i a t e du p o nt h e c o n c e p t sa n dm e c h a n i s m so ft h eo s w o r k f l o we n g i n e o nt h eb a s i so fo s w o r k f l o w , t h r o u g hf u r t h e r m o d i f i c a t i o n ，t h ew o r k f l o wm a n a g e m e n ts y s t e mw a sc r e a t e d ，w h i c hw a sb a s e do nt h ef i n i t es t a t em a c h i n e s e c o n d ，t h i st h e s i sa n a l y z e dt h eo s w o r k f l o wg u id e s i g n e ra n df i x e ds o m eb u g s s i n c et h ec o m p l e x s t r u c t u r e sc o u l dn o tb ec r e a t e db yt h eg u id e s i g n e r , w es e tu pt h ee x a m p l e ss h o w i n gt h em e t h o df o r m o d i f y i n gt h ex m l f i l e s t h e n ，w eb u i l tu pt h ea p p l i c a t i o nf r a m e w o r kf o rt h eo s w o r k f l o we n g i n et os a t i s f yt h ed e m a n do f e n t e r p r i s ea l l i a n c e ，a n das i m p l ee v a l u a t i o nm o d e lw a sa l s ob u i l tt of a c i l i t a t et h ew o r k f l o wm a n a g e m e n t b e s i d e s ，a c c o r d i n gt ot h er e q u i r e m e n to f t h es o u t h e a s tu n i v e r s i t yp r e s s ，w eh a v em o d e l e dt h er e l a t e d b u s i n e s sp r o c e s s e s ，a n dt h e s em o d e l sh a v eb e e n d e b u g g e do nt h ew o r k f l o wm a n a g e m e n ts y s t e m d u r i n g t h i sp r o c e s s ，w eh a v es o l v e dk e yt e c h n i q u e ss u c ha st a s ka s s i g n m e n t ，a c t i v i t yn o t i c ea n ds o f t w a r ei n t e r f a c e a n ds o o n t h i ss y s t e mb a s i c a l l yi m p l e m e n t e dt h ef u n c t i o no fb u s i n e s sp r o c e s sm o d e l i n ga n dm a n a g e m e n ti nt h e p r e s s ，a n dm e tt h er e q u i r e m e n to ft h ep r e s sw i t hau s e r - f r i e n d l yi n t e r f a c e f i n a l l y , t h i st h e s i ss u m m a r i z e dt h ew h o l ew o r k ，p o i n t e do u tt h ed i s a d v a n t a g eo ft h i ss y s t e ma n dt h e a s p e c t sf o rt h ef u r t h e rr e s e a r c h k e yw o r d s ：w o r k f l o w , b u s i n e s sp r o c e s s ，m a n a g e m e n t ，s o f t w a r ee n g i n e e r , j a v a ，w e b i i 东南大学学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个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，除了文中特另t l d n 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，也不包含为获得东南大学或其它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 并表示了谢意。 研究生签名：日期： 东南大学学位论文使用授权声明 东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的 复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内 容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可 以公布( 包括刊登) 论文的全部或部分内容。论文的公布( 包括刊登) 授权东南大学研 究生院办理。 研究生签名：一 导师签名：日期： 第一章绪论 第一章绪论 1 1 工作流技术的概念、优势及发展现状 随着计算机价格的持续下降、计算机功能的迅速增强、相关应用软件系统的日益丰富、网络技 术和互联网技术的日益普及，计算机已经越来越成为人们工作和生活中不可缺少的1 二具。同样，计 算机在企业的生产经营中也扮演着越来越重要的角色，而t 作流技术也随之越来越受到重视。 工作流是为处理工作中具有确定秩序的常规活动而提出的一个概念。通过将工作活动分解成定 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。 工作流技术为企业更好的实现经营管理目标提供了更好的手段 1 】。 采用工作流技术进行管理将使企业改变传统的按照职能来配置人员的组织结构，变为按照企业 要实现的土要业务流程来配置组织结构，这样做会大大缩短主要业务过程的处理时间。组织结构 的改变将带来企业内部不必要的资源、信息的传递时间。整个企业组织结构的调整首先需要调整传 统的以部门组织生产、人员从属于某个部门的做法，变成以项目组织生产和人员的工作方法。同一 个人员可以同时从属于多个不i 一的项目。 企业应用工作流管理系统主要可以取得以下优势l z j ： 提高企业管理的规范化程度； 更好的与合作企业形成快速响应市场的供应链网络； 降低业务过程的整个处理时间，如在办公自动化环境中，通过更好的规划- t 作流程，并行执 行相互独立的活动，减少文档传递过程中不必要的中间状态等方法来降低文档传递和临时存储时间； 降低管理成本，如避免不必要的重复工作，提高工作效率； 改进t 作质量，如自动提供为完成某个任务所需要的相关信息： 在工作人员之间更好的均衡负荷，如在- t 作人员缺勤的情况下，自动的柔性分配潜伏人员： 通过在工作流模型中加入可预计的故障处理策略来提高系统的柔性： 在工作流的基础上改进控制策略，降低相应的控制成本，如通过监控工作流执行状态，利用 分析和控制工具来进行优化控制； 通过对已完成的工作流实例的分析，找出存在的不足，进而不断改进工作流程； 使t 作内容更加丰富，并且提高工作人员的业务能力，减少- t 作人员进行单调乏味且十分耗 时的文档查找工作。 另外，工作流技术在并行t 程、敏捷制造、供应链管理、企业经营过程重组、企业建模与系统 集成等领域都有广泛应用并发挥着重要作用。 现代t 作流管理系统综合了计算机科学和管理科学中诸多研究领域的原理、方法和技术，如： 数据库管理、面向对象技术、c s 技术、汇编语言、图形化用户界面、系统集成、消息传递、文档 管理、仿真等等。近年来，企业对过程建模、b p r 工具、敏捷制造、并行t 程的需要为t 作流技术 的应用提供了一个广阔的市场，使工作流产品得以迅速发展。同时，工作流产品提供不断将信息技 术、w e b 技术等领域中的最新研究成果应用于自己的产品开发中，促进了它的普及应用。虽然目前 的工作流产品还存在很多缺陷有待解决，但是随着1 = 作流技术的进一步发展，它必将在提高企业的 效率和竞争力，使企业更好的适应市场变化等方面起到不可低估的作用【2 _ 3 】。 1 9 9 3 年，国际工作流管理联盟( 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_ t 作 流技术开始进入相对成熟的发展阶段【2 j 。为了实现不同工作流产品之间的交互操作，w 僦c 在工作 流相关术语、体系结构、应用程序接口、管理控制接口、过程语言描述等方面制定了一系列的标准 和规范，这在很大程度上促进了工作流技术的发展和工作流管理系统在企业中的应用。w f m c 给出 的工作流定义是【4 j ：工作流( w o r k f l o w ) 是指整个或者部分的经营过程在计算机的支持下的全自动 化或者半自动化。在实际情况中，可以更广泛的把所有由计算机软件系统控制其执行的过程都称为 工作流程。 目前，在全球范围内，对工作流技术的研究以及相关的工作流产品开发进入了更为繁荣的阶段， 第一章绪论 越来越多的新技术被集成进来，文件系统、数据库、电邮、w e b 服务等都陆续被引入到t 作流管理 系统。工作流产品的市场每年以两位数字的高速度迅猛增长。作为支持企业经营过程重组、经营过 程自动化的一种手段，工作流技术的研究与应用正越来越受到学术界与企业界的重视【2 1 。 1 2 工作流管理系统的参考模型 i 2 1 工作流参考模型的体系结构 w f l c 给出的t 作流参考模犁的体系结构如下图： 囹 软件街件 口系统栉翩数据 口步卜酃，；铺数据 图1 1w f m c 的工作流参考模型体系结构图【4 1 此参考模犁的体系结构给出了抽象的丁作流管理模璎的功能组成部分和接l i ，它能够满足- t 作 流管理系统应该具有的主要功能特征，可为实现工作流系统之间的交互操作提供公共的基础。必须 指出，组成f t 作流管理系统的每个功能模块可以在不同的软硬件平台上采用不同的方法实现，同样 的接口也可以在不| 一的软硬件平台上采用不| 一的技术和语言进行编程。为了实现相互之间的集成， 工作流系统会按照交互操作和协作的不同要求在一定层次上开放其接口。开放源代码的工作流系统 能更方便的与其它系统集成。 从图中可以看出，工作流管理系统主要由三类构件组成【4 】： 软件构件：完成工作流管理系统不| 一组成部分功能的实现： 系统控制数据：工作流管理系统中的一个或者多个软件构件使用的数据； 应用与应用数据：对于工作流管理系统来说，它们不是t 作流管理系统的组成部分，而是属 于外部系统和数据，它们被工作流系统调用来完成整个和部分工作流管理的功能。 2 第一章绪论 此体系结构图所涉及的三类数据说明如下【4 j ： 工作流控制数据：工作流引擎通过内部的工作流控制数据来辨别每个过程或者活动实例的状 态。这些数据由t 作流引擎进行控制。用户、应用程序或者其它的t 作流引擎不能对其直接进行读 写操作，它们可以通过向工作流引擎发消息请求来获得工作流控制数据的内存； 工作流相关数据：1 二作流管理系统通过工作流相关数据来确定过程实例状态转换的条件，并 选择下一个将执行的活动。此类数据可以被工作流应用程序访问并修改。因此，工作流管理系统需 要在活动实例之间传递丁作流相关数据； 工作流应用数据：这种数据是指那些由应用程序操作的数据。它们是针对应用程序的，是企 业完成具体的业务功能所需要的数据。工作流管理系统尤法也不必对它们进行访问处理。 上述三类数据由工作流引擎对其进行传输、运算和处理，从而推动f t 作流实例的执行。 1 2 2 工作流的参考模型 w f m c 提出的工作流参考模型如下图： 图1 - 2w f l v l c 的工作流参考模型 4 】 下面围绕上图中的五大接口做一些说明： 接u1 早期的规范为w p d l ( w o r k f l o wp r o c e s sd e f i n i t i o nl a n g u a g e ) ，后来，此接口的规范变更 为x p d l t 蛳】。x p d l 是迄今为止工作流领域最重要的一个标准，目前大多数工作流引擎是依据该标 准设计开发的。 许多不同厂商提供的工具可以进行工作流流程的分析、建模、描述和归档等工作，这些工具需 要识别公共的流程交换格式以支持在这些不同的产品之间传送t 作流程流程定义。接口1 便定义了 这样的交换格式，接u1 还定义了设计环境与运行环境之间交换的规范以使不同的建模工具产生的 流程定义文件可以输入到不同的工作流系统的运行环境中。 为了提供一个访问和描述t 作流定义的公共方法，需要引入一个工作流元数据模型，这个模型 确定了流程定义中用到的一般的实体，这些实体都有不同的属性，不同厂商开发的工具可以根据公 共的交换形式向工作流运行环境传送这些模型，传送可以通过应用程序接u 实现，也可以通过批量 传送实现。 在不同的系统之间传递流程定义数据可能需要不同的机制，但在所有的情况下，流程定义数据 3 第一章绪论 的表达必须是一致的，这些表达包括些公共的对象、关系及其属性。 接口2 和接口3 的规范为w a p i ( w o r k f l o wa 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 ) 【4 7 1 。工作流管理 系统必须提供同用户之间交互的通道，以便用户参与到系统的运行中。接u2 主要完成这方面的功 能。w f m c 在关二r 接u2 的规范中定义了t 作流管理系统必须提供的类裂、数据结构、应用程序接 口和错误代码，并以c 语言头文件的形式给出。接口2 所提供的功能大致可以分为以下五个方面【4 j ： 会话的建立和与撤销： 获取1 = 作流流程定义及状态； 工作流流程实例的操作，如创建、挂起、终止流程，获取和设置流程属性等； 工作流活动实例的操作，如获取和设置活动的属性，改变活动的状态等； 工作列表及t 作项的操作，如获取工作列表，处理工作项等。 通过这些功能，用户可以完成与_ t 作流管理系统之间交互的所有任务：登录系统、打开自己的 工作列表、处理自己的工作任务、将完成的任务提交给系统、将自己的任务转交给其他用户等等。 工作流系统在运行过程中有时需要调用外部应用程序以完成系统不能完成的工作，或者与其他 系统集成到一起，此功能可以通过接口3 来实现。 接u3 的功能和接口2 的功能大部分是雷同的，所以这两个接口有融合的趋势。接口3 主要规 定了调用外部应用程序的函数的标准以及外部应用程序返同数据的格式。 接口4 的规范为w f - x m l 2 0 1 4 , s 。此规范提供了一个使得不i 一的丁作流系统之问协同和交互工 作的标准协议。在企业级的- 丁作流系统中，流程往往需要跨越多个服务器或者系统，比如应用于跨 国公司或大型集团公司的丁作流系统经常会有这种需求，此时就需要服务器或者系统之间进行通讯， 交换流程控制信息和流程定义等数据，以实现流程跨地域运行。w f m c 在规范中以c 函数的形式给 出了这一些控制的定义，其中包括以下七方面的功能： 创建流程实例； 获取流程实例状态； 获取和设置流程实例属性； 启动或终止流程实例； 改变流程实例的状态； 改变流程实例的属性： 更新流程实例。 服务器或肯系统之间信息交换的格式有多种，例如：文件、数据库表、e m a i l 或者直接通过网 络传输的数据流等等。 接口5 的规范为c w a d ( c o m m o nw o r k f l o w a u d i td a t a ) 【4 9 1 。此接口提供给用户管理和监控系 统的运行状态、查看系统运行的历史记录的功能。c w a d 规范中定义了各种审计信息的数据格式， 这些格式包括： 流程实例审计信息：包括创建和启动流程实例和子流程实例的审计数据、流程实例状态变化 的审计数据、流程实例属性变化的审计数据； 活动实例审计信息：包括活动实例状态变化的审计数据、活动实例属性变化的审计数据： 工作项审计信息包括工作项状态变化的审计数据、工作项分配合重新分配的审计数据、工作 项属性变化的审计数据； 远程操作审计信息：包括开始和停止会话的审计数据、远程创建流程实例和远程改变流程实 例状态的审计数据、远程获取和设置流程实例属性的审计数据、会话管理的审计数据； 流程定义审计信息； 扩展的审计信息及专用的审计信息。 这些审计数据在系统运行时刻由系统自动记录在数据库或者文件中，可通过系统提供的应用程 序接口进行统计和查询，或者通过系统t 具导出到系统的外部。 此外，此接口还提供了系统管理和流程控制的功能，例如，系统流程数据的备份和恢复、用户 管理、流程管理等等。 4 第一章绪论 1 3 工作流程的建模和定义 工作流稗包括一组活动及它们的相互顺序关系，还包括流程及活动的启动和终止条件，以及对 每个活动的描述。活动( a c t i v i t y ) 是w f m c 的标准模型元素，描述的是t 作流中的一个活动。在w f m c 的x p d l 的规范中，活动已经是描述流程运转的最小单元。工作流程建模就是通过对业务流程的分析， 使用建模工具以计算机可以处理的形式对工作流模型进行建模，并输出一个能被引擎解释并执行的 过程定义。过程定义可以使用x p d l 描述。在工作流模犁定义方面，w f m c 做了三方面的t 作： 定义了一个元模型：所谓无模氆一般是指描述模型的模型。元模型是用来描述1 二作流模型内 在联系的模型。它用于描述工作流模型内部包含的各个对象、对象之间的关系及对象的属性。这个 元模型有利于建立可以在多个工作流产品之间交换信息的模型； 定义了一套可以在工作流管理系统之间、管理系统与建模工具之间交互过程模型定义的应用 程序接口： 基一卜元模型给出了工作流模型的具体设计。 流程定义元模型如下图： 臣互三 - 删r e 断 工作流类型定义 ( w o r k t l o wt y p e d e f i n i t i o n ) 活动( a c t i v i t y ) 工作流相关数据 ( w o r k f l o wr e l e v a n t d a t a ) 图1 3w f m c 的流程定义元模型 4 】 r e f e r 该模型包括六个基本实体1 4 击j ： 工作流类型定义( w o r k f l o wt y p ed e f i n i t i o n ) - 它一般包含诸如工作流模型名称、版本号、过 程启动和终止的条件、系统安全、监控和控制信息等一系列基本属性，反映了就一个业务流程的目 的； 活动( a c t i v i t y ) ：主要属性有活动名称、活动类型、活动的前后条件、调度约束参数、工作 流引擎的位置等。活动对应业务流程中的任务，主要反映完成该业务流程需要执行哪些功能操作： 转换条件( t r a n s i t i o nc o n d i t i o n s ) ：主要负责为过程实例提供导航依据，主要参数包括工作流 过程条件、执行条件和通知条件。转换条件对应于业务流程中的业务规则和操作顺序： 工作流相关数据：主要属性有数据名称、数据类型和数据值等。它是工作流引擎推进实例的 依据之一，引擎根据相关数据和转换条件执行后续活动； 角色：角色属性主要包括角色的名称、组织实体、角色的能力等。角色或组织实体决定了参 与某个活动的人员或组织单元，描述了业务流程中参与的操作人员和组织单位； 待激活的应用程序：主要属性有应用程序的类型、名称、路径及运行参数等。应用程序主要 描述用于完成业务流程所采用的- t 具或手段。 过程定义元模裂的组成核心是活动。工作流定义与活动、工作流相关数据之间是一对多的关系， 即一个工作流定义由多个活动与多个工作流相关数据组成。活动、角色、工作流相关数据、需要激 5 第一章绪论 活的应用程序、转换条件之间都是多对多的对应关系。一个活动可以引用多个角色、使用多个工作 流相关数据，同样，一个角色可以被多个活动引用，一个工作流相关数据可以被多个活动使用。 定义模型的交互格式需要一套完整的命名机制来保证工作流执行服务在运行期间所执行的所有 过程与活动的名称可以准确的对应到实际的名称和地址，这样的对应可以用动态的地址解析机制或 其它机制来实现。 w f m c 定义了一个标准流程定义接口，使用该标准流程定义接口有众多的好处，如有利于不同 工作流系统之间的交互和协同t 作等等。 理想的工作流模艰除了要支持上述完整的工作流概念定义，为建模用户提供定义工作流所需要 的组件或元素等主要特性外，还应该能够清楚的描述任意业务情况下的工作流，适应用户在建模过 程中所提出的各种要求，即t 作流描述能力要强，可以描述清楚几乎所有的业务流程类型。然而， 至今仍然没有一种模型可以达到理想化的程度。 1 4 工作流技术的研究热点及发展趋势 工作流管理技术，在初期主要由工作流产品开发公司推动其发展。随着在实际应用中不断取得 良好的效果，工作流技术得到了人们充分的重视，并且得到了迅速的发展。相对于工作流产品市场 的繁荣，t 作流相关理论研究则显得有些滞后。到目前为止，在t 作流设计方法学、工作流概念模 型等方面还没有形成一套比较成熟的理论和方法【l - 2 1 。 关于工作流技术的研究包括三大方面： 工作流的理论基础，包括工作流管理系统的体系、模型与定义语占( 工作流的建模方法、工 作流模型的形式化表示、工作流定义语占) 等的研究； 工作流的实现技术，包括丁作流的事务特性、各种先进软件技术的应用、丁作流仿真； 工作流技术的应用，包括工作流实施技术在不同应用领域的应用方法、应用软件集成等。 上述三方面研究的目标是发挥t 作流管理系统的优势，为解决具体应用领域内的问题提供有效 实现手段。 关于工作流研究的关键技术有： 工作流实例的恢复和取消： 工作流实例的异常处理； 工作流模型的分解； 分布式t 作流系统的| j 步； 工作流系统的释错能力。 目前，基于w e b 技术实现的一类工作流产品正变得越来越流行。基于w e b 技术实现t 作流管理系 统有非常明显的优势。它具有良好的灵活性，用户界面友好，所以，近些年来，许多工作流产品不 但以w e b 方式作为客户端界面提供给用户，而且还在开发完全基于、b 和j a v a 技术的工作流管理系 统。因为j a v a 技术的优势，基0 ：j a v a 技术的t 作流产品还具有良好的移植性和通用性。可以说，基于 w e b 和j a v a 技术的t 作流管理系统将是未来工作流系统发展的办向【1 0 】。 1 5 本课题研究的目的、内容和意义 迄今为止，完全基于w e b 和j a v a 技术的- t 作流管理系统为数甚少，合作企业之问很难通过统一的 工作流平台进行协| 一运营和管理。鉴于此，我们研究基于企业联盟的丁作流系统的设计和实现。 随着计算机网络技术的发展平h i n t e m e t 应用的不断普及，w e b 技术因其界面的一致、简单及与平 台的无关性，在其出现之后就得了广泛应用和迅速发展。一时，i n t e m e t 的发展和企、 k i n t r a n e t 的建构 为人们提供了一个理想的协同工作环境，同时也使设计和实现基 - w e b 的工作流管理系统成为可能。 w e b 应用程序的开放性和跨平台性使基于w e b 的工作流管理系统已经成为- t 作流技术的一种必 然发展趋势。但目前冈为不同的研究者、厂商使用不同的_ t 作流的描述方法，这样就造成了不同的 工作流产品之间不能进行互操作，因而在很大程度上阻碍t i 作流技术的推广与应用。 本课题研究基于企业联盟的工作流管理系统的设计与实现，跨企业的工作流管理需要统一的平 6 第一章绪论 台支持，理想的平台就是w e b 平台，不一j 的企业、不同的用户、不同的角色可以通过统一的w e b 页面 登入工作流管理系统从而参与到工作流程中。另外现在j a v a 技术的迅猛发展也会对工作流技术产生 深远影响，j a v a 的跨平台性决定了基于企业联盟的t 作流管理系统的实现的可能性。因此，本课题 的研究目标也可以说成是研究基于w e b 和j a v a 技术的t 作流管理系统的设计与实现。 本课题所设计的工作流管理系统的t 作流程过程定义基于x m l 语占，并提供辅助图形化流程定 义- t 具。x m l 语占具有简单、自定义的特点，可以定制出高度复杂的t 作流程，但只有程序员才可 以熟练的运用x m l 语言进行流程定义，辅助图形化流程定义工具会给非技术人员完成流程定义带来 方便。另外，因为现有的开源的t 作流引擎功能强大、接口丰富、自由度高，我们的工作流管理系 统的引擎将基于一个合适的开源工作流引擎来架构。除此而外，我们还将使用到一个开源的数据库 m y s q l 以及一个开源的服务器管理程序t o m c a t 。 本文的主要研究内容如下： 分析了四种开源工作流引擎的机理和核心代码； 研究和分析了o s w o r k f l o w 弓i 擎的概念、方法、规则和运作机理； 研究o s w o r k f l o w ；j i 擎的s e n d e m a i l 方法，并根据本系统需求修改了s e n d e m a i l 方法的部分代码， 扩充了s e n d e m a i l 方法的功能； 建立了简单的流程性能评价模型： 分析了o s w o r k f l o w 自带的g u i 设计器的优缺点，对其不足之处给出了解决方法； 完成了东南大学出版社业务流程的建模工作； 按照出版社的需求，设计和实现了一个基于企业联盟的工作流管理系统，并将其用于出版社 业务流程的控制与管理； 设计了w e b 客户端，使得联盟内部的企业可以在统一的w e b 平台下进行工作流相关操作。 本课题所使用的开发环境是s u n 公司开发的基于j d k 的开源设计环境n e t b e a n si d e ，n e w e l s i d e 的好处是其完全基于j a v a 技术，并且n e t b e a n si d e 集成了多种程序设计语言的编译器，并集成了 可视化w e b 应用程序设计技术j s f j 。 研究基于企业联盟的工作流管理系统的意义非凡。 目前，国内企业信息化的相关理论研究女1 1 c o n t e m p o r a r yi 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 ( c i m s ) 、 并行工程、敏捷制造等主要是针对大中犁企业而言，缺少对中小型企业实际情况和其所具有特点的 关注和考虑，但是中小型企业占到了我国企业的大多数，它们对信息化建设的需求日益增加，其信 息化的开展程度对企业发展乃至整个国民经济的发展都有着重要的影响 3 , 1 2 1 。 中小型企业具有不同于大企业的特点：数量庞大、种类繁多、技术水平参差不齐、管理不规范、 在市场竞争中处下弱势地位等等，但是中小企业群在结构层次上具有较为明显的专业分工或者互补 的潜力。如果基于w e b 和j a v a 技术的工作流管理系统能整合区域、行业的优质资源，那么不仅能提高 资源的利用率和减少重复投资，而且联盟内的企业之间可以通过网络建立共一j 理解的产品数据与协 同产品和服务开发工作模式，组织多个开发团队进行协同工作，纠正开发周期过长和开发经费高等 等弊病，从而为提高企业联盟的整体竞争力创造必要的条件。 基于这样的背景，本课题设计和实现了一个用于出版行业的基于企业联盟的工作流管理系统， 以期通过此雏形展示工作流技术应用于企业联盟的优势和意义。 7 第二二章系统需求分析 第二章系统需求分析 2 1 系统的意义 随着社会主义市场经济体制改革的不断深入，社会经济的各个领域的竞争越来越激烈，出版行 业也面临着巨大的竞争压力，如何才能在竞争中立于不败之地呢? 决定企业成功的凶素很多，而科学的管理是必备条件之一。r t 作流管理系统是加强企业管理较 好的辅助手段。 出版社t 作流管理系统能提高办公自动化程度并方便用户的工作，从而大大降低员工的工作强 度。利用t 作流管理系统能为决策者提供多方面的信息支持，并有助于加强出版社各部门的工作责 任性、规范操作、提高工作准确性、减少差错，从而实现出版社现代化管理的目标。好的业务流程 系统还能降低出版社运营成本、提高出版社的经济效益、提高出版物的质量，从而增强出版社的整 体竞争能力。 2 2 系统设计的指导思想和总体目标 本系统要满足出版社实现现代化管理的要求并使得出版社在当前激烈的市场竞争中站稳脚跟j ： 稳步发展。我们希望建成的出版社t 作流管理系统能够适应业务流程的多变性和用户使用习惯的不 同要求。为此，我们确立出版社工作流管理系统的设计指导思想为： 尽黾完善出版社业务流程； 选择具有生命力的开发工具和数据库； 留有功能扩展接u ； 基于w 曲应用来设计系统； 流程活动通知方式采用e m a i l 方式； 用户界面友好，操作简便，尽量避免不必要的汉字输入。 随着经济社会和出版行业的不断发展，出版社的业务流程也在不断改变。而出版社m i s 系统不 能适应业务流程的易变性，改变m i s 系统的业务流程只有重新编写代码，而工作流管理系统则不同 于m i s 系统，工作流管理系统能方便的对业务流程进行建模、修改、优化和管理，工作流管理系统 能弥补m i s 系统的缺点。 本_ t 作流管理系统要能弥补出版社现有m i s 系统的不足，并且本系统要具有良好的业务流程的 建模、修改、优化和管理功能，但需要说明的是本系统只负责业务流程的建模和管理等t 作，并不 实现具体的业务逻辑功能和信息管理功能，由出版社m i s 系统实现信息管理和具体业务逻辑功能， 例如人员和图书信息的录入和维护、稿酬的计算等等。 本r t 作流管理系统不仪要能与m i s 系统集成，提供与很多其它具体业务系统集成的接u 也是本 工作流系统的设计目标。 本t 作流管理系统要实现基于企业联盟的业务流程的管理等功能，在出版社、印刷厂和销售者 间建立统一的工作流管理平台，以利于相关企业之间的协作运营和管理。 2 3 出版社主要业务流程的描述 出版社主要包括编务、出版、发行、销售等等业务流程，下面对备主要业务流程进行详细的描 述和说明。 业务流程描述的图标定义如表2 1 所示： 8 第二章系统需求分析 表2 1 流程描述的图标定义 图标定义 图标定义 r 开始 业务流程起点 判断框 r 结束、业务流程终点数据库 ，、 、 计算机处理模块打印输出 h厂、 、 人工处理模块纸质文档 、 l r 业务流程线 子业务流程 信息流程线 2 3 1 编务业务流程 编务业务流程包括选题管理流程、图书出版合同管理流程、编校审信息管理流程、版权页管理 流程、稿酬计算流程、编校费计算流程等等。 编务业务流程图如图2 1 所示： 9 第二章系统需求分析 图2 1 编务流程 2 3 2 出版业务流程 出版业务流程由两部分组成，分别是印刷相关流程和退书相关流程。 印刷相关流程如下图所示： l o 第二章系统需求分析 退书相关流程如图2 3 所示： 图2 - 2 印刷相关流程 第二章系统需求分析 2 3 3 发行业务流程 发行业务流程图如下图所示： 图2 3 退书相关流程 第一二章系统需求分析 图2 - 4 发行业务流程 在发行业务流程中包含两个子业务流程，即图书征订流程和书库管理流程，这两个子业务流程 的描述如下图所示： 1 3 第二章系统需求分析 图2 5 图书征订流程 2 3 4 图书销售流程 图书销售业务流程如图2 7 所示： 图2 - 6 书库管理流程 1 4 第二章系统需求分析 图2 7 图书销售流程 1 5 第二三章开源工作流引擎o s w o r k f l o w 第三章开源工作流引擎o s w o r k f l o w 考虑到开源t 作流引擎的各种优点，本t 作流管理系统采用开源丁作流引擎。下文将首先简单 介绍各种主流开源t 作流引擎，再分析四种典型开源工作流引擎的核心算法，最后详述o s w o r k f l o w 引擎的思想、概念和方法。 3 1 现有的开源工作流引擎简介 下面对现有的土流的开源工作流引擎做一些简单介绍【l3 】： o f b i z o f b i z 最大的特点是o f b i z 提供了一整套的开发基- q 二j a v a 的w e b 应用程序的组件和工具，其 中包括实体引擎、服务引擎、消息引擎、t 作流引擎、规则引擎等。o f b i z 先前的工作流引擎基于 w f m c 和o m g 的规范，使用x p d l 作为流程定义语亩，o f b i z 新版的t 作流引擎采用s h a r k 引擎， s h a r k 引擎在下面会介绍。 o b e o b e 是由a d r i a np r i c e 主持开发的一个开源的j a v a 的工作流引擎，支持w f m c 规范，包括接u l ( x p d l ) 、接u2 、3 ( w a p i ) 和接u5 。o b e 主要基于j 2 e e 实现，o b e 的引擎调度算法是很简 单的，其所有的调度规则都是依据w o r k f l o w r u n n e r 类的r u n 方法，采用遍历的循环方式，此处不 再冗述。o b e 的接u1 实现得很好，但由r j 二o b e 的载体公司z a p l e t 被合并，合并后的公司没有打 算继续发展o b e 。a d r i a np r i c e 离开z a p l e t 加入了v e r s a t a ，v e r s a t a 也不计划发展o b e ，o b e 至今 没有r e l e a s e 版本。 s h a r k s h a r k 是目前体系结构最为庞大和完善的开源t 作流引擎，不仪支持对分布式( 基于c o r b a ) ， 并且支持多线程的事务安全控制。s h a r k 是完全根据w f m c 规范设计实现的工作流引擎，它利用 x p d l 来定义流程，同时包括服务器端的用于活动节点执行的w f m c 工具代理a p i 。s h a r k 中的每 个组件都是按照标准设计实现的，且可以被具体项目的模块扩展和替换。s h a r k 的引擎调度算法相 对也比较简单，类似于o b e 引擎。s h a r k 的整体调度机制大体上是基于w f p r o e e s s l m p l 内的r u n 方 法，同样采用遍历循环方式，只是s h a r k 遍历的是已完成的活动实例，然后往下推行。从调度机制 上看，s h a r k 和o b e 引擎基本类似。s h a r k 的发展前景也很好，o f b i z 新版的工作流引擎就是采用 s h a r k 的引擎。 o p e n e b x m l o p e n e b x m l 项目致力于提供一个e b x m l 框架，主要支持u n c e f a c t 和o a s i s 发布的e b x m l 规范2 0 版。 b o n i t a b o n i t a 是一个符合w f m c 规范、灵活的协同工作流系统。b o n i t a 基于浏览器、使用s o a p 和 x m l 数据捆绑技术的w e bs e r v i c e s 封装了已有的工作流业务方法并且将它们基于j 2 e e 的w e b s e r v i c e 形式发布。 t w i s t e r t w i s t e r 的目标是提供新一代、易集成、应用j a v a 领域中最新成果、面向b 2 b 的工作流解决方 案。引擎基一j - b p e l 规范和w e bs e r v i c e 标准。 a c t i v e b p e l a c t i v e b p e l 是0 6 年七月发布的健壮的运行环境，它能执行用户按b p w l 4 w s 规范编写的业务 流程。a c t i v e b p e l 引擎由a c t i v ee n d p o i n t s 公司开发和维护，该公司同时在多个它的商业产品中使用 了该技术。 o s w o r k f l o w o s w o r k f l o w 可被看作一个“可嵌入式状态机”，其调度机制并不相似于通常所说的“流程”， o s w o r k f l o w 是用a c t i o n ( 动作) 驱动的，事实上，o s w o r k f l o w 引擎谈不上什么调度机制。o s w o