（计算机软件与理论专业论文）工作流技术在高校oa系统中的应用研究.pdf

中文摘要 摘要 随着计算机技术、网络技术和通讯技术的发展，各行各业的信息化发展进程 不断加快，人们对于运用计算机及网络技术来处理各种业务，获取信息、共享资 源、协调和管理自身工作的要求也越来越高。高校、企业、政府等部门纷纷建立 起自己的办公网络，开发相应的办公自动化软件系统，以实现快速、高效、灵活、 协作的办公环境，降低办公费用。办公自动化已在高校、企业和政府等部门普遍 应用和发展起来。 本文基于中山大学软件学院副院长常会友教授提出的办公自动化系统设计 方案，对广东警官学院办公自动化系统进行了深入研究和开发。论文中主要通过 对工作流技术、工作流管理模型的研究，分析了高校o a 系统的功能需求、系统 结构分析、核心业务模型设计以及所需的开发平台。根据广东警官学院日常办公 的实际情况，提出了广东警官学院办公自动化系统的需求分析与系统结构分析， 运用m c v q 模型对广东警官学院的系统结构进行设计，在系统开发的过程中运 用工作流技术对广东警官学院人事部门公文管理子系统进行分析和设计。在文章 中特别强调了在人事公文管理子系统中工作流程的设计与应用，同时本文也从公 文流转的安全性角度对系统设计中所需要的对象进行了分析。 本文最后对在人事公文管理子系统设计过程中遇到的几个问题进行了分析 与总结，包括在l o t u sd o m i n od e s i g n e r 设计中同外部数据库的连接问题、工作 流的自动性和灵活性问题、网络瓶颈问题、公文流转修改痕迹跟踪问题等。 人事公文管理子系统的分析与设计也为整个系统的开发与设计做了大量基 础性的工作。 关键词：办公自动化；协作；工作流技术；工作流管理模型 a b s 7 i r a c t a b s t r a c t w i t ht h e d e v e l o p m e n to fc o m p u t e rt e c h n o l o g y , n e t w o r kt e c h n o l o g y a n d c o m m u n i c a t i o nt e c h n o l o g y , t h ep r o g r e s so fi n f o r m a t i o ni sv e r yr a p i da n df u r i o u s i ti s m o r ea n dm o r er i g i dt h a tt e c h n o l o g yo fc o m p u t e ra n dn e t w o r ka r eu s e dt od e a lw i t h o p e r a t i o n s ，t oc a p t u r ei n f o r m a t i o n ，t os h a r ef o u n t a i n sa n dt om a n a g ew o r k f o rt h e s a k eo ft h ef a s te f f i c i e n tc o n c u r r e n tw o r ke n v i r o n m e n ta n dr e d u c i n go f f i c ec h a r g e ， m a n yd e p a r t m e n t ss u c ha sc o l l e g e ，c o r p o r a t i o na n dg o v e r n m e n th a v ee s t a b l i s h e d o f f i c ea u t o m a t i o nn e t w o r k si nc o r r e s p o n d e n c ew i t ho f f i c ea u t o m a t i o ns y s t e m ( o a ) s oo a s y s t e mi sw i d e l yu s e da n dr a p i d l yd e v e l o p e d b a s e do nt h eo as y s t e mp r o j o c t ，a d v a n c e db yp r o f e s s o rc h a n g h u i y o u ，t h e d e a no fs o f t w a r ec o l l e g eo fz h o n g s h a nu n i v e r s i t y , t h ew r i t e rh a sr e s e a r c h e da n d e x p l o i t e dt h eo as y s t e mo fg u a n g d o n gp o l i c ec o l l e g e f i r s t l y t h ep a p e rd i s p l a y st h e s t u d i e so ft h ew o r k f l o wt e c h n o l o g ya n dw o r k f l o wm a n a g e m e n tm o d e l s e c o n d l y , t h e p a p e ri sa n a l y z e df u n c t i o n a lr e q u i r e m e n t so fa c a d e m i e s ，t h ed e s i g no fc r i t i c a lm o d e l ， t h ed e s i g nt o o la n dt h es t r u c t u r ea n a l y s i so fa c a d e m yo a s y s t e m a c c o r d i n gt ot h e s i t u a t i o no fg u a n g d o n gp o l i c ec o l l e g e ，t h ew r i t e rp r o p o s e st h em o d e la n dc o l l e c t i v i t y f u n c t i o nr e q u i r e m e n to ft h eo a s y s t e ma n dt h eu s eo fm c v qm o d e lt od e s i g nt h e s y s t e ms t r u c t u r eo fg u a n g d o n gp o l i c ec o l l e g eo a s i nt h ed e s i g no fo a s ，t h ew r i t e r u s e st h ew o r k f l o wt e c h n o l o g yt oa n a l y z ch u m a nr e s o u r c es y s t e m h o w e v e r , t h e e m p l 1 i a s i si so nd e s i g na n da p p l i c a t i o no fw o r k f l o w , u s e d o nh u m a nr e s o u r c es y s t e m a tt h em e a n t i m e ，t h es e c u r i t yo ft h es y s t e mi sa l s om e n t i o n e di nt h ep a p e n a tt h ee n d ，t h ew r i t e ra n a l y z e sa n ds u m m a r i z e ss o m ep r o b l e m st h a ta r em e ti n t h ed e s i g no fh u m a nr e s o u c es y s t e m ，i n c l u d i n gt h ep r o b l e mo fc o n n e c t i n ge x t e r i o r d a t a b a s e ，t h ep r o b l e mo fw o r k f l o w sa u t o m a t i s ma n da g i l i t y , t h ep r o b l e mo f n e t w o r k sb o t t l e - n e c ka n dt h ep r o b l e mo ft h et r a c ko fd o c u m e n t - a m e n d i n g t h ea n a l y s i sa n dd e s i g no ft h eh u m a nr e s o u r c es y s t e mh a sc o n t r i b u t e dp l e n t y o fb a s i cw o r kf o rt h ed e s i g no fw h o l es y s t e m k 醛 r 嘏 k e y w o r d s ：o a ；c o o p e r a t i o n ；w o r k f l o wt e c h n o l o g y ；w o r k f l o wm a n a g e m e n t m o d e l 1 1 1 第1 章绪论 1 1 课题背景及意义 第1 章绪论 随着计算机技术、网络技术和通讯技术的发展，特别是h l t e m e 恤t 瑚e t 的出 现及相关技术的迅速发展，各行各业的信息化发展进程不断加快。传统的办公系 统的分散开发和引入，使信息被封存在不同的应用平台和数据库中，定义和采集 相互独立，从而形成了许多信息孤岛，大量有用的信息分散在各个“死角”，不 能被有效地利用和共享。随着i n t e m e t 的兴起，人们在日常工作中对于运用计算 机及网络技术来处理各种业务，获取信息、共享资源、保证信息的畅通无阻和高 效利用的要求越来越高。仅仅具有孤立的文字录入、资料检索功能的办公自动化 系统已不能满足人们的需要，人们需要的是一种功能强大、操作简便的办公自动 化系统来模拟组织内各部门之间实际办公过程中的相互协作关系。组织内各部门 之间的协作，以及组织内部与外部资源之间的协作，在这个信息时代越发凸现其 重要性。它要求办公应用软件必须建立一个动态的、可控的、统一的、全面集成 和协作化的平台上，从而能协同完成各种复杂的业务处理，共同面对市场环境的 变化。高校、企业、政府等部门纷纷建立起自己的办公网络，开发相应的办公自 动化软件系统，以实现迅速、高效、准确、协作的办公环境，降低办公费用。办 公自动化已在高校、企业和政府等部门普遍应用和发展起来。 办公自动化( o f f i c e a u t o m a t i o n ，简称o a ) 系统采用i n t e m e t i n t r a n e t 技术， 通过将计算机网络技术引入到部门的日常经营管理中，运用信息技术完成各种办 公业务。在这种办公环境中，可以充分有效地利用信息资源，加强部门、人员之 间的协同工作，迅速获取信息、共享资源，更快地反馈情况，为办公和决策提供 大力支持，促进办公活动的规范化和制度化，极大地提高了办公效率和科学决策 水平。 在o a 系统中，协同工作主要是靠工作流技术来实现的。工作流技术来源于 计算机支持协同工作领域，在最近几年已引起了普遍关注。计算机支持协同工作 ( 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 ew o r k ，简称c s c w ) 以人们协同工作方式为背 景，以计算机、网络、多媒体技术为依托而形成的一门学科。工作流管理系统作 第1 章绪论 为c s c w 的一种典型应用，是在分布式环境下，进行工作任务进程间的协调及 协作式处理的计算机技术，其目的是在人与计算机交互事件中实现交互过程的自 动化。现代高校强调将传统的以职能为基础的组织机构和运作机制转变为以过程 为中心的信息集成，工作流技术是实现过程集成的有效途径之一。工作流技术能 够支持高校实现其管理、组织的过程控制和决策支持，实现了将管理知识中有关 过程的知识转化成某种计算机化的形式，并通过信息化自动实现工作流的执行和 管理，同时支持任务处理过程的重构设计及过程的优化，提供更大的灵活性和支 持协同工作的能力，能够实现高校信息的高效流转和电子化管理，而且它还可以 融入决策支持系统，为用户提供准确的信息，帮助用户作出决定。 随着计算机技术和网络技术的迅猛发展，办公自动化的内涵也在不断延伸， 如何利用高效的网络基础开发相应的功能强大的现代办公自动化软件系统，以实 现高效、协作的办公环境，是高校0 a 系统开发所面临的一个挑战。同时高校 0 a 系统的建设也面临着一些新的问题：如多校区远程办公；缺乏与办公自动化 相适应的规章制度；操作人员的信息化观念不强等。因此，研究开发新型的、网 络化的、以适应工作需要的办公自动化系统问题，成为高校0 a 系统面临的主要 问题。工作流技术特别是工作流管理系统( w o r k i l o wm a n a g e m e n ts y s t e m ，简称 w f m s ) 的应用，能充分适应校园网环境下高校现代化办公的需要，有助于提高 高校的信息化程度、运作效率以及竞争力。 1 2 相关研究工作 我国高校网络0 a 系统的建设和应用，经过几年的努力，已具有了一个良好 的开端和初步的规模。高校有着得天独厚的人才开发资源和高素质的应用人才， 因而多数高校都采用自主设计、自主开发的方式来实现办公自动化。高校的网络 0 a 系统随着学校本身的结构各有不同的特色，但几乎每一个高校o a 系统也都 包含了日常办公所必须的模块，如公文管理、会议管理、档案管理、规章管理、 动态信息管理、领导日程管理等。 当前，我国高校网络o a 系统的研究正从以管理信息系统( m i s ) 为中心的 数据处理转向以工作流为中心的办公自动化研究。m i s 系统的最大特点是应用于 文件系统或关系数据库系统，以结构化数据为存储和处理对象，强调对数据的计 2 第1 章绪论 算和统计能力；其贡献在于把r r 技术引入办公领域，“电子化”纸质文件，提高 了文件管理水平。但是，由于缺乏对于协同工作的处理能力，m i s 系统的“自动 化”程度是有限的。随着网络技术、软件技术的发展，o a 系统以工作流为中心， 以e _ m a i l 、文档数据库管理、复制、目录服务、群组协同工作等技术为支撑， 包含了众多实用功能和模块，彻底改变了早期o a 系统的不足，实现了对涉及人、 事、文档、会议的自动化管理。 高校网络o a 系统的设计开发主要涉及到工作流程设计、工作流建模技术的 研究及o a 系统开发中的安全性研究三个方面。 根据实际工作性质的需要，工作流程的设计必须根据工作流向来定义公文的 流转顺序，如：提交、审稿、会签、核稿、签发、发布等各种不同的发文状态及 流程顺序，同时还要根据角色及相关操作划出对象的范围。由于管理机构的不同， 工作流程设计显得复杂多变，因此产生了一些通用性设计方法，如采用基于动态 流程管理方法【”，管理员可根据公文类型定义流程而不必编写相应的程序代码。 工作流建模技术的方法很多，如面向对象方法1 2 1 、基于语言动作理论的工作 流环【3 l 、实体关联建模【4 】以及事务建模【5 】等，这些方法大多不能以自然的方式描 述工作流的业务流程，对业务过程没有函数化，功能化；也不清楚工作流执行的 状态，而且没能提供对工作流概念模型的分析。为解决这些问题，产生了基于 p e t r i 网的o a 工作流建模方法1 6 , 7 1 。p e t r l 网有严格定义的数学对象，既可用于静 态的结构分析，又可用于动态的行为分析；p e t r l 网既能在结构上建模，又能提 供一定程度的定量和定性分析。因此，运用p e t r i 网进行建模具有直观、易懂和 易用的优点，对描述、分析及发现对象有它独到的优越之处。 安全性研究也是o a 系统开发中的一个重要问题，主要有基于角色控制和用 户认证协议两种方式i s , 9 1 。基于角色的访问控制其基本思想是将权限与角色联系 起来，在系统中根据实际工作的需要为不同的工作岗位创建相应的角色，同时根 据用户职务和责任指派合适的角色，用户通过所指派的角色获得相应的权限，实 现对文件的访问。安全认证协议则主要用于确保o a 系统的安全性。用户在通过 网络认证后，o a 系统再通过数据库、文档、视图、域等其他级别的安全控制机 制对用户进行相应的验证。公文流转修改痕迹跟踪方法也是o a 系统安全性研究 的另一个重要方法，保留修改的痕迹在公文传递中有着非常实际的意义。 第1 章绪论 1 3 课题来源 广东警官学院目前有两个校区：一个在海珠区滨江东路，另一个在白云区嘉 采镇，两校区地理位置相距较远。目前，学院的各个部门都普遍配备了较高档微 机，并开发出各自的相关事务处理软件，在一定程度上提高了各部门的办公效率。 但由于受条件、技术的限制，这些面向各部门内部事务处理的办公自动化系统相 互之间标准不统一，各自为政，难以集成。随着校园计算机网络的建立，各部门 的信息可以发布到w e b 上，使信息发布的效率和范围得到较大程度的改善，然而， 由于校园网仍缺少重要的信息传递和工作流程环节，各部门仍然各自为政，部门 之间仍无法实现信息共享和集成，从雨难以实现各部门之间的高效率协作。这样 的办公环境劣势至少有三个方面：一是各部门的信息传递和事务交接仍然由人工 完成，容易出现差错；二是上下级和部门之间无法实现协同工作，难以及时沟通； 三是信息和工作流程相分离，缺少至关重要的随时记录，使工作监控和评估困难 重重。可以想象，参杂着如此大量人工操作过程的事务处理方式根本无法满足学 院现代化办学的需要。而且一旦学院领导出差，很多日常事务将得不到及时的处 理。因此整个学院办公工作受到地理环境、时间上的制约，办公成本高、效率低。 学院的两个校区现已铺设了校园网，相互之间可通过租用的光纤信道连接成 一个整体，为开发办公自动化系统创造了一定的硬件基础。为跟上现代信息化社 会的步伐，广东警官学院拟建具有自身特色的办公自动化系统，使学校的工作不 再受时间、地点的约束，提高工作效率，使工作方式进一步规范化、标准化。 广东警官学院办公自动化系统正是为达到这一目的而提出来的，它是一 个面向校级的软件开发项目，由中山大学软件学院副院长常会友教授提出并主管 开发工作。该系统主要是为了实现广东警官学院各个职能部门的网上无纸化办 公，降低工作成本，提高办公效率。 1 4 主要研究内容 本文主要通过对工作流技术、工作流管理模型的研究，分析了高校o a 系统 的功能需求、系统结构分析、核心业务模型设计以及所需的开发平台。根据广东 警官学院日常办公的实际情况，提出了广东警官学院办公自动化系统的需求分析 4 第1 章绪论 与系统结构分析，运用m c v q 模型对广东警官学院的系统结构进行设计，在系 统开发的过程中运用工作流技术对广东警官学院人事部门公文管理子系统进行 分析和设计。 在高校o a 系统中，公文管理子系统是整个系统的核心。在对该子系统进行 设计的过程中，首先分析了人事部门公文管理工作的工作流程，包括公文的起草、 提交、复审、传阅、会签、发布、归档、查询、收文登记等基本过程，还包括了 对公文的审批进行跟踪、催办和统计等。根据工作流在这些过程中的流向，对业 务工作流进行了设计，力求做到工作流流向清晰、合理、高效。并通过采用用户 名、密码、域、区段、角色和视图等属性来确保公文在流转、审批过程中的安全 性。 本文最后对在人事公文管理子系统设计过程中遇到的几个问题进行了分析 与总结，包括在l o t u sd o m i n od e s i g n e r 设计中同外部数据库的连接问题、工作 流的自动性和灵活性问题、网络瓶颈问题、公文流转修改痕迹跟踪问题等。 人事公文管理子系统的分析与设计也为整个系统的开发做了大量基础性的 工作。 1 5 论文结构安排 本文是这样安排的：首先介绍了课题的背景、来源及相关研究工作，在第二 章主要对工作流技术、工作流管理模型、基于工作流技术的高校0 a 系统模型进 行了分析研究。第三章分析了高校0 a 系统功能需求、系统结构设计、高校0 a 系统核心业务流程模型设计及0 a 系统的开发平台。第四章介绍了广东警官学 院人事公文管理予系统的分析和设计。第五章对系统开发过程中碰到的一些问 题进行了分析。 第2 章基于工作流技术的高校o a 系统模型 第2 章基于工作流技术的高校o a 系统模型 2 1 工作流技术 2 1 1 工作流定义 工作流w o r l f l o w ) 的概念是为提高工作效率的研究而产生的，目前尚无统 一、明确的定义。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 ) 所提出的定义颇具代表性：工作流是一类能够完全或者部分计算机自动执行的经 营过程，它根据一系列过程规则使得文档、信息或任务能够在不同的执行者之间 进行传递与执行【1 0 1 。 在实际应用中，可以更广泛地认为凡是由计算机软件系统控制其执行的过程 都称为工作流。也可以从各个不同的角度来定义工作流1 1 1 l ： 从形式的角度定义，所谓工作流是指各种对象( 如文件、图像、音频视频 信号，或者只是数据信息) 按照既定的流程规则在系统环境中进行有方向性的 ( o r i e n t e d ) 、可控制的( c o n t r o l l a b l e ) 流动。 从功能的角度定义，完整的工作流系统是具有有效设计、管理、并执行业务 流程的简单图像化工具。它鼓励用户协作起来，在恰当的流程阶段由特定的用户 提供正确的信息，通过对工作过程高度的、可控制的自动化操作，使信息的共享、 传递、权限认证都变得极为便利，从而使日常的业务流程运作得更加顺畅。 从技术的角度定义，工作流技术就是使用网络资源、i n t c m e t ，i n t r a n e t 或者 l a n 链接到公司组织中的各个环节，有效地提高工作效率的一种集成应用技术， 涉及网络通讯、信息组织、数据库系统、数据安全、系统集成等多项技术。 工作流技术( w o r k f l o w ) 是从实际的商业活动和企业生产过程中发展而来。软 件提供商为了方便人们在商业活动和生产过程中的相互协作和合作，不断地发 展、改进自身的产品使其具有工作流的功能。 传统的管理软件注重解决企事业应用层现存的问题，而工作流软件关注的是 如何缩短流程闲置时间，从而提高企事业的业务处理能力并使企事业能够关注于 真正对企事业有意义的增值业务上。传统软件不能解决工作流的问题，例如e r p 6 第2 章基于工作流技术的高校o a 系统模型 关注的是企业的资源配置，但不可能解决资源传输过程中的损耗和降低传输的成 本；同样工作流软件也不能完全解决传统管理软件所能解决的问题，例如对生产 的m r p 系统所能解决的生产过程控制通过工作流很难实现。但一个好的传统软 件如果希望能自动化地在整个企事业中应用起来，必须有一个强大的逻辑层，用 以解决信息传递的逻辑判断和自动流转，这个时候就需要工作流平台。 2 1 2 工作流技术的研究意义 工作流技术是商业发展和计算机技术发展的必然结果，随着社会商业活动 的增加，人们越来越重视商业过程的规范性问题。人们需要一种有效的控制技术 和工具来管理大量存在的结构化和非结构化的商业流程，工作流管理技术正是顺 应这一要求而产生的，用于实现对结构化或非结构化流程进行自动管理的计算机 和技术。工作流管理作为- - f 新兴的技术，近年来引起了越来越多学者的关注和 研究兴趣。 工作流技术是实现企事业业务过程建模、业务过程仿真分析、业务过程优 化、业务过程管理与集成，从而最终实现业务过程的自动化的核心技术。对企事 业利用工作流方法进行业务过程的建模和深入分析不仅可以规范化企事业的流 程，发现业务流程中不合理的环节，进而对企事业的业务过程进行优化重组，而 且所建立的业务过程模型本身就是企事业非常重要的知识库和规则库，可以成为 指导企事业实施计算机管理信息系统的模型。在深入分析企事业需求基础上建立 的业务模型可以在最大程度上提高企事业实施管理信息系统的成功率。所以大力 发展并推广工作流技术对于促进我国企事业管理规范化和信息化有重要的现实 意义【1 2 1 。 应用工作流技术为核心技术可以提高企事业业务运作的业绩，改善企事业 的整体运作；提高员工的生产效率，促进企事业流程的不断改善，有效的优化业 务流程，降低成本，保证企事业工作、经济效益的稳步增长。 例如，在高校0 a 系统中应用工作流技术可以为高校办公自动化系统带来如 下好处【1 3 】： 自动化的办公流程。系统能够对所有的办公事务过程进行细致的分析， 提供灵活的默认操作定义，使工作可以不受阻滞地自动向前进行。多部门之间进 7 第2 章基于工作流技术的高校o a 系统模型 行协同工作时，工作人员不需要离开工作岗位，也不需要使用另外的办公软件便 可以直接完成。例如，部门上报的信息经过审核以后自动进行w w w 发布，处 理这样的工作仅需要用鼠标单击一个按钮。 以事务处理为核心。应用事务流程的特性，成功地解决了部门工作的流 程化问题，确保工作流程合理化、自动化，推动各部门之间的高效率协作，有效 地解决了部门中普遍存在的工作拖沓积压、工作效率低下的问题。 完善的工作监督和控制。系统对所有操作都有详尽的日志记录，能够自 动跟踪监督每个工作环节，定期自动总结工作人员的工作内容，并汇总报告，自 动产生工作记录集。系统还提供了相应的控制手段，自动督促工作人员完成工作， 方便工作人员及时地了解自己的工作业绩。 全面而充分的系统可配置性。系统中所有的子系统都是可配置的，可以 根据实际需要对组织的结构、人员关系、信息类型、工作环节、工作内容、工作 流方式、权限授予与撤销、系统功能扩展、系统硬件扩容等具体需要进行系统配 置，而且配置过程十分简单。比如公文流通，系统管理员随时可以根据公文的实 际流通情况进行定制，立即生效，不需要编写程序，不需要改动系统设计。又比 如信息发布，指定的管理部门可以授权阅读信息、维护信息、审核信息发布内容。 集成的信息系统。利用先进的异种数据库互联技术，将办公自动化系统 与i n t r a n e t 信息系统中的r d b m s 结构化数据和管理信息系统功能紧密集成，为 学校各级领导和办公人员提供集成化的工作环境，确保所有工作人员都可以在统 一的集成的工作环境中完成所有日常办公事务，高层领导人可以方便地在各个子 系统中提取、分析信息，应用各种决策支持系统进行决策。 友好的w e b 应用。允许用户使用标准的w e b 浏览器，就像使用办公自动 化系统中所提供的各种功能一样，系统界面友好，操作简单，即便是对计算机知 识知之不多的普通用户也能够自如地使用。 伸缩性和可管理性。系统的可配置性确保了系统可以自动地适应部门规 模和组织结构的变化。由于系统与m i s 人事系统高度集成，m i s 人事系统中的 职工职务变化情况能够直接反映到办公自动化系统中，相关人员在办公自动化系 统中的权限也立即自动地改变。即使系统处于运行过程中，也可以扩充其功能和 硬件，而且系统能够自动适应这些变化，并提供新环境下的运行效率以自动调整 8 第2 章基于工作流技术的高校o a 系统模型 工作，使系统能够利用新硬件的最大能力，发挥系统的最大运行效率。 2 1 3 工作流技术的研究现状 工作流技术作为一种新生的企事业信息化技术正日益受到人们的关注，对 其进行的研究和应用也在飞速增长。1 9 9 3 年工作流技术的标准化组织，工作流 管理联盟w f m 0 1 4 】的成立，更标志着工作流技术在计算机应用领域中被明确地 划分出自己的一席之地，相应的概念与术语得到了人们的认可，把工作流的技术 研究以及相关的产品开发带入了一个崭新的阶段。d e l p h ig r o u p 的创始人和主席 t h o m a sk o u l o p o u l o s 预言工作流系统将最终成为覆盖各类台式机与网络操作系 统之上的业务操作系统，将带来操作系统、信息管理软件的一次革命，乃至在将 来从企事业应用步入家庭应用，成为新时代的家庭信息平台【1 5 】。 商业的应用对工作流技术发展起来很大的推动作用，因此，工作流技术的 发展状况需要从两方面进行分析，即工作流产品现状和工作流技术研究现状。 工作流软件产品由8 0 年代的萌芽到9 0 年代的繁荣，大体上可以划分为三 个阶段【1 6 l 。 第一阶段：主要应用于某些特定领域的、相对独立的应用系统，比如图像、 文档管理系统；它是以面向过程的系统集成技术出现，受到计算机发展水平的限 制，集成的功能较为简单。比较典型的有f i l e n e t 于1 9 8 4 年推出的w o r k f l o b u s i n e s ss y s t e m ，v i e w s t a r 于1 9 8 8 年推出的v i e w s t a r 。这些增值性质的集成化软 件系统为企业简化与重组自己的关键业务流程提供了一种非常合适的方案。 第二阶段：主要表现为具有底层的通信基础结构、能够实现任务协作的应用 系统。9 0 年代，随着计算机的普及、网络的延伸，现代企业的信息资源越来越 表现出异构性、分布性、松散耦含等特点。而同时c l i e n t s e r v e r 体系结构、分布 式处理( c o r b a ，w w w ，o l e ，j a v a ) 等技术日益成熟，促进了工作流管理 系统由最初的创建无纸办公环境转转变为处理企业复杂的信息环境、实现业务流 程自动执行的必要工具。这一转变，把工作流技术带入了一个崭新的发展阶段， 对工作流的研究进入了更深层次、更广的领域。 第三阶段：主要表现为具有图形用户界面的过程定义工具、用户定义与任务 执行完全分离的工作流系统，其体系结构基本上符合工作流管理联盟所提出的标 9 第2 章基于工作流技术的高校o a 系统模型 准结构。1 9 9 3 年，工作流技术的标准化组织工作流管理联盟( w f m c ) 成立，对 工作流技术的研究以及相关的产品开发进入了更为繁荣的阶段，更多、更新的技 术被集成进来，文件管理系统、数据库、电子邮件、移动式计算、i n t e r n e t 服务 等都己被容纳到工作流管理系统之中。这一阶段的产品大致可分为4 类：( 1 ) 基 于文件的工作流系统，代表产品有f i l e n e t 的v i s u a lw o r k f l o ，m m 的f l o w m a r k ， i n c o n c e r t 的i n c o n c e r t ：( 2 ) 基于消息的工作流系统，代表产品有n o v e l l 与f i l e n e t 合作开发的e n s e m b l e ，j e t f o r m 的l n t e m p o ，k e y f i l e 的k e y t l o w ；( 3 ) 基于w e b 的工作流系统，代表产品有a c t i o nt e e h n o l o g i e s 的a c t i o n w o r k sm e t r o ，u l t i m u s 的u l t i m u s ；( 4 ) 群件与套件系统，代表产品有i b m l o t u s 的l o t u sn o t e s ，m i c r o s o f t 的o f f i c e 与e x c h a n g e ，n o v e l l 的g r o u p w i s e 。 经历了这三个阶段的发展，工作流产品基本确定了它在计算机应用软件市场 上的独立位置。工作流技术也正处于高速发展期。在国内最为直接的市场是电子 政务和办公自动化的迅速发展。随着国际市场和国内市场的进一步成熟，工作流 技术将会在以下三个方面迅速的发展： ( 1 ) 政府或企事业的办公自动化或审批流程应用； ( 2 ) 基于流程整合的应用； ( 3 ) 为企事业应用提供工作流引擎支持； 工作流技术的理论研究是首先起始于与工作流产品的开发工作中。软件开发 人员在处理早期系统中的文档管理和人员协作时，发现应该有一种专门的技术来 处理企业的日常运作流程，就象数据库应用中d b m s 一样，让他们专心于解决 企业核心业务，于是工作流技术作为计算机支持的协同工作( c s c w ) 1 1 7 1 研究领 域的一个方向被提出。随着计算机技术的发展和企事业对信息化需求的提高，在 上世纪末9 0 年代工作流技术的理论研究开始得到了众多高等院校和研究结构的 重视。相对于工作流产品市场的繁荣，工作流的相关理论性研究显得有些滞后。 在过去很长的一段时间内，工作流技术的研究工作都是由产品的开发商所主导， 因此导致工作流技术的研究很大程度上受市场所导向。工作流技术的理论研究目 前主要分为以下几个方面： ( 1 ) 工作流管理系统体系结构的研究； ( 2 ) t 作流模型与工作流定义语言： 第2 章基于工作流技术的高技o a 系统模型 ( 3 ) 工作流的事务特性； ( 4 ) 工作流的实现技术： ( 5 ) 工作流的仿真与分析方法； ( 6 ) 工作流的集成与互操作技术； ( 7 ) 工作流与经营过程重组。 目前工作流系统还缺少非常系统的、形式化的理论基础，研究重点主要集中 在工作流的体系结构、过程模型、系统互连等方面。同其它标准一样，w f m c 参考模型给出的只是工作流管理系统的各个功能部分，而没有给出任何实现的细 节。实际构造一个w f m c 时有许多具体的技术细节需要仔细加以考虑，以便满 足w f m c 向大规模工作流管理方向发展所需的高度的灵活性、可用性、可伸缩 性、可靠性以及互操作性等方面的要求【1 8 1 。 2 1 4 工作流技术的研究及发展趋势 1 7 1 前工作流技术的主要研究方向有两州1 2 】：一是为工作流技术的发展解决 理论上存在的问题，探讨工作流模型和语义的形式化表示方法等；二是从工作流 技术实现的角度探讨利用先进的技术提高工作流系统平台的性能和可靠性。工作 流技术研究的理论课题为： ( 1 ) 过程建模理论与建模方法 主要研究如何清晰、准确地表示实际应用中的过程，特别是研究如何用形式 化的方法表示过程模型； ( 2 ) 模型验证和模型仿真方法 研究从理论上如何验证所建立的过程模型不存在死锁问题，研究如何评价所 建立的模型的性能和优化模型的方法； ( 3 ) 过程模型和其他模型的集成方法 研究企事业的过程模型如何和功能模型、信息模型、资源模型、组织模型， 甚至经济模型和决策模型等的配合。 在工作流技术的具体实现方面也有以下研究： ( 1 ) 异常处理和错误恢复问题：对于制造业这样复杂的应用系统，出现异 常情况是非常正常的问题，这就需要所用平台能够灵活地处理各种异常情况保证 第2 章基于工作流技术的高校o a 系统模型 系统的不间断无错运行； ( 2 ) 事务处理的概念；在过程模型和过程执行中加入事务管理的概念，使 得平台有事务的特性，提高系统处理大规模业务应用的能力； ( 3 ) 应用集成问题：工作流本身只是一个完成企业过程建模和过程管理的 技术，为了在企业的实际业务中得到有效使用，他必须和企业现有的系统实现系 统间的集成，通过集成来提高整个企业的应用水平和应用效率。 2 - 2 工作流管理参考模型 2 2 1 工作流管理参考模型 为了实现工作流技术的标准化和开放性，w f m c 提出了一个通用性的工作流 参考模型，约定了工作流系统的体系结构、应用接口及特性1 1 们。如图2 - 1 所示。 图2 - 1 工作流管理联盟参考模型 该模型的核心是工作流执行服务，推动案例在组织中流转，确保按照正确的 次序由正确的人执行正确的活动。由过程定义工具对生成的过程定义和资源进行 分类，描述过程和组织，为分析技术( 如仿真) 提供便利。工作项通过工作流客 户应用程序提供给雇员。工作项一旦被选中，雇员就开始执行具体案例的特定任 务。执行任务时，有时需要启动应用程序，称为被调用的应用程序( i n v o k e d 第2 章基于工作流技术的高校o a 系统模型 a p p l i c a t i o n s ) 。工作流追踪、案例控制和员工管理则由管理和监控工具 ( a d m i n i s t r a t i o na n dm o n i t o r i n gt o o l s ) 支持。 系统主要组件功能如下： ( 1 ) 工作流执行服务 工作流执行服务是工作流管理系统的核心组成部分，实际上它就是企业经营 过程的任务调度器，在某种程度上还是企业资源分配器。工作流执行服务也可以 被看成是企事业的业务操作系统。企事业的业务过程在它的管理、监控和调度下 运行，因此，工作流执行服务的性能和可靠性直接决定了企业经营过程的运行效 率和安全性。工作流执行服务一般由一个或多个工作流引擎组成，工作流引擎将 提供过程实例执行的运行环境和运行控制。 ( 2 ) 工作流引擎 工作流引擎在运行过程中是过程实例为执行某项或某些任务所调用的，用来 提供某项或某些服务的应用程序。接口3 的目标就是提供一些标准的服务供应用 代理使用。基于这些服务也可以开发出一些专门的应用直接同工作流执行服务交 互。关于这些服务的语义及语法细节还有待更深入的研究。目前初步确定的服务 大致可分成会话建立、活动管理以及数据处理等几类。 ( 3 ) 过程定义工具 过程定义工具主要提供用户对业务过程进行描述定义、建模分析的一种工 具。用户可以通过过程定义工具进行一种直观方便的业务建模以描述企业的具体 业务过程，并由工具最终把这种业务描述转换成可被工作流引擎所处理的形式化 描述( 过程定义语言) 。过程定义工具与工作流执行服务间通过接口1 进行交互， 接口1 提供了工作流定义信息的交换格式和标准a p i 调用。 ( 4 ) 工作流客户端应用程序 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是一个工作项，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。w f m c 将为每一个用户 维护一个工作项列表，它表示当前需要该用户处理的所有任务。客户与工作流执 行服务之间由接口2 完成。w f m c 的各种服务，如会话连接、过程控制、活动控 制、工作项列表的处理及过程实例的管理等都可以通过此接口而得到。 第2 章基于工作流技术的高校o a 系统模型 ( 5 ) 被调用的应用程序 由工作流引擎启动以完成特定任务，与实际的工作执行相关。 ( 6 ) 管理和监控工具 工作流管理工具主要是对工作流执行服务的运行进行管理和监控，用户可以 通过接口5 【刎管理和监控工作流引擎中运行的过程实例和当前的状态。该接口规 范详细描述了需要从过程执行所发生的各种事件上捕获和记录的各种信息，如过 程实例信息、活动实例信息、工作项信息及远程操作信息等。 在参考模型中给出了系统的各个部分和接口，在工作流管理系统运行中还需 要涉及到的三类数据： 工作流控制数据( w o r k f l o wc o n t r o ld a t a ) ：用以辨别每个过程或活动实例 的状态，只能由工作流执行服务，工作流引擎进行控制。 工作流相关数据( w o r k f l o wr e l e v a n td a t a ) ：用以确定过程实例或状态转 换的条件，选择下一个将执行的活动，可以被工作流应用程序访问并修改。 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 ) ：由应用程序操作的数据， 是企业完成具体的业务功能所需要的数据。 加上这三种数据及其它的关于工作流管理系统的一些规范，并且定义了工作 流管理系统的结构及其应用、管理工具和其他工作流管理系统之间的应用编程接 口，其主要目的是为了实现工作流技术的标准化和开发性，从而支持工作流管理 系统与产品之间的互操作，并且使得其他的应用可以使用该结构和定义好的通用 的a p i 访问不同的工作流管理系统提供的服务，实现与其他应用的快速有效集 成。 2 2 2 工作流引擎 工作流引擎是指工作流作为应用系统的一部分，并为之提供对各应用系统有 决定作用的，根据角色、分工和条件的不同决定信息传递路由、内容等级等核心 解决方案。例如开发一个系统最关键的部分不是系统的界面，也不是和数据库之 间的信息交换，而是如何根据业务逻辑开发出符合实际需要的程序逻辑并确保其 稳定性、易维护性和弹性。如果应用程序缺乏强大的逻辑层，势必变得容易出错。 工作流执行服务由一个或多个工作流引擎组成，提供了过程实例执行的运行 1 4 第2 章基于工作流技术的高校o a 系统模型 环境，其功能主要有： 实例化及执行过程模型：解释企事业经营过程的过程定义，根据过程执行 需要的初始条件和执行参数生成过程实例，运行过程实例并管理其运行过程。 为过程和活动的执行进行导航：根据过程定义和工作流相关数据为过程实 例的运行进行导航。 与外部资源交互完成各项活动：工作流执行服务通过两种途径完成与外部 资源和用户的交互：客户应用接口和直接调用应用接口方式。 维护工作流控制数据和工作流相关数据：工作流执行过程中要维护不同过 程和活动实例的内部状态信息，以及用于协调和恢复的各种检查数据和恢复重 起信息，还包括用户传送的必要的相关数据。 工作流引擎是一个为工作流实例的执行提供运行服务环境的软件或引擎，是 工作流执行服务的核心，是执行企事业经营过程的“业务操作系统”的内核。如 果没有工作流引擎，系统将无法正常运转。工作流引擎一般结构【2 1 】如图2 2 所示。 图2 - 2 工作流引擎结构图 工作流引擎的重要功能就是控制过程实例和活动实例的状态转换，主要完成 的任务： 对过程定义进行解释 控制过程实例的创建、激活、挂起、终止等 控制活动实例间的转换，包括串行或并行操作、工作流相关数据的解释等 提供支持用户操作的接口 第2 章基于工作流技术的高校o a 系统模型 维护工作流控制数据和工作流相关数据，在应用或用户间传递工作流相关 提供用于激活外部应用程序和访问工作流相关数据的接口 提供控制、管理和监督工作流过程实例执行情况的功能 2 3 基于工作流技术的高