（计算机软件与理论专业论文）工作流技术在电子政务系统的应用研究.pdf

摘要 目前，电子政务建设往往以职能为导向，忽略机构改革对业务流程在设计与管理上 的影响，使得政务流程不规范不灵活，权责不明确，从而严重阻碍了电子政务的应用效 能。因而，在电子政务系统中引入工作流技术，成为政府效能建设的主要着力点。 通过对工作流技术的研究，结合电子政务的特点，对工作流模型进行分析，构建了 工作流引擎的体系结构，进行了模型设计和核心类的设计，采用j s f + s p r i n g + h i b e r n a t e 的j 2 e e 技术，实现了一个面向政府办公业务流程、基于关系结构的轻量级工作流引擎。 该引擎克服了传统j 2 e e 中系统笨重、开销较大且难移植的缺点，解决了应用开发中表 现逻辑和业务逻辑混乱的问题，具有跨数据库和跨平台的特点。 将设计的轻量级工作流引擎应用于政协专有业务系统中，以“提案系统 的业务流 程为研究实例，详细分析了提案的基本工作流程，演示了该流程的运行界面。同时，对 系统采用l o a d r u n n e r 工具进行性能测试，并用手工方式进行功能测试。 结果表明，该引擎运行正确、稳定，能有效地处理电子政务系统中的流程性事件， 具有良好的灵活性、扩展性、复用性和移植性，能大大缩短开发周期、降低开发成本， 且很容易与电子政务系统集成，具有较高的实用价值。 关键词：信息系统，电子政务，工作流引擎，轻量级，j s h a b s t r a c t c u r r e n t l y , e - g o v e r n m e n tc o n s t r u c t i o n sp a ym o r ea t t e n t i o nt of u n c t i o n s b u s i n e s sp r o c e s s d e s i g n i n ga n dm a n a g e m e n ti m p l i c a t i o n sc a ni n f l u e n c e t h eg o v e r n m e n t a l i n s t i t u t i o n a l r e f o r m i n g i fi g n o r et h e s ei n f l u e n c e s ，t h eg o v e r n m e n t a lp r o c e s sb e c o m en o n - s t a n d a r da n d n o n - f l e x i b l e ，a u t h o r i t ya n dr e s p o n s i b i l i t ya r en o tc l e a r t h ea p p l i c a t i o np e r f o r m a n c e so ft h e e - g o v e r n m e n ta r eo b s t r u c t e ds e r i o u s l y a sar e s u l t ，i n t r o d u c i n gt h ew o r k f l o wt e c h n o l o g yi n t o t h ee g o v e r n m e n ts y s t e mg e t st h ek e yp o 缸o f t h eg o v e r n m e n t a le f f i c i e n c yc o n s t r u c t i o n r e s e a r c h e do nt h ew o r k _ f l o wt e c h n o l o g y , s t u d i e dt h ec h a r a c t e r i s t i c so ft h ee - g o v e r n m e n t ， a n da n a l y s e dt h ew o r k f l o wm o d e l ，t h e nt h ea r c h i t e c t u r eo ft h ew o r k f l o we n g i n ew a sc r e a t e d a n dt h em o d e la n dc o r ec l a s so ft h ew o r k f l o we n g i n ew a sd e s i g n e d i nt h er e s u l lt h e l i g h t w e i g h tw o r k f l o we n g i n ew a sc r e a t e ds u c c e s s f u l l yw h i c h su s i n gj s f + s p r i n g + h i b e r n a t ei nt h ej 2 e et e c h n o l o g y t h ee n g i n ei st os u p p l yf o rt h eg o v e r n m e n t a lf l o w , a n d b a s e so nt h er e l a t i o ns t r u c t u r e t h e r ea r es e v e r a ld i s a d w a n t a g e si nc o n d i t i o n a lj 2 e es y s t e m ， t o ol a r g ec o s t ，t o oh e a v ys y s t e ma n dt o od i f f i c u l tt ot r a n s p l a n t t h e yh a v eb e e no v e r c o m e d a n di th a ss o l v e dt h ep r o b l e m sc a u s i n gb yt h el o g i c a lc o n f u s i o n si np e r f o r m a n c ea n db u s i n e s s i tc a nb eu s e di nd i f f e r e n td a t a b a s e sa n dp l a t f o r m t h ed e s i g no ft h el i g h t w e i g h tw o r k f l o we n g i n eh a db e e nw o r k e df o rt h ec p p c c p r o p r i e t a r yb u s i n e s ss y s t e m s t a k i n gt h ep r o p o s a ls y s t e mf o re x a m p l e ，t h ew o r k i n gp r o c e s s w a sa n a l y z e dd e t a i l e d l yc l e a r l ya n dt h eo p e r a t i n gi n t e r f a c ew a sd i s p l a y e d t h e n ，t h ef u n c t i o n w a st e s t e db yt h el o a d r u n n e rt o o l sa n dm a n u a l w a y s t h er e s u l ti st h a tt h el i g h t w e i g h tw o r k f l o we n g i n ei s p r o p e ra n ds t a b l e i tc a nh a n d l ew i t l l t h ep r o c e d u r ee v e n te f f e c t u a l l y i ti sp r o p e rf l e x i b i l i t ya n di sa b l et oe x p a n d ，r e c o v e r , a n d t r a n s p l a n t i tc a na l s oc u r t a i lt h et i m ef o rd e v e l o p m e n t ，r e d u c et h ec o s t ，a n di n t e g r a t ei nt h e e - g o v e r n m e n ts y s t e m i th a sah i g hp r a c t i c a lv a l u e k e yw o r d s ：i n f o r m a t i o ns y s t e m ，e - g o v e r n m e n t ，w o r k f l o we n g i n e ，l i g h t w e i g h t ，j s h i i 长安大学硕士学位论文 1 1 研究背景和意义 第一章绪论弟一早三百下匕 目前，在电子政务建设中，政府机构如何采用电子化、信息化手段提高政府的行政 效能、决策准确性和管理水平，为社会、企业和个人提供更科学、更有效的服务，已成 为了一项越来越紧迫的工作。在政府的日常运作中，业务工作都是以流程的方式进行。 为了改善目前政府表现的关键方面：公务员服务、办事速度等，对政务流程进行重新设 计，很有必要在电子政务系统引入工作流技术。 在计算机上实现流程自动处理，可以缩短流程的周期，提高政府的工作效率；又可 以使用户方便地分析政府政务流程，找出不合理之处，快速给出流程重组方案。因此， 工作流技术是政务流程重构技术的实现和延伸。 随着社会的发展，政府职能部门之间的工作联系越来越多，政务的复杂度日益增加。 于是，引入工作流技术，将公文流转、信息共享、信任服务和授权服务等业务流程紧密、 有机地结合起来。构建全面的工作流系统，为集成业务系统提供了技术手段，也实现了 业务流程、职责管理、岗位管理的标准化，有利于规范和重组政务流程，明确审批和办 理流程中的责任和权利，真正达到实施电子政务工程的目的，理顺政府信息、规范政务 流程。 随着计算机技术的发展，办公自动化越来越注重提高组织内部的协同工作能力和提 高整体工作效率。其间，工作流技术逐渐成为办公自动化系统的新宠。因此，对工作流 技术的研究，具有很强的实用性和广泛的应用前景。 1 2 国内外研究现状 1 2 1 国内外工作流的研究现状 工作流将工作分解成一系列定义良好的任务，按照一定的规则和过程来执行这些任 务，并对其实行监控。工作流技术能实现企事业业务过程建模、业务过程仿真、业务过 程优化、业务过程管理与集成，从而最终能实现业务过程管理自动化。近年来，工作流 技术在银行、商业、保险、工程等各种应用领域得到越来越多的应用。 目前，工作流技术的主要研究方向有两个方面【1j ： 1 工作流技术的理论研究，包括工作流建模理论与方法、模型验证与仿真方法、 第一章绪论 过程模型和其他模型的集成方法等三个方面。主要体现如下：( 1 ) 如何更好地用计算 机模型描述现实世界中的业务流程；( 2 ) 如何判断建立的工作流模型是否与实际的业 务相符合，如何评价模型性能的优劣问题：( 3 ) 如何来实现过程模型与和功能模型、 信息模型、资源模型以及组织模型的集成问题，从而促进集成化的企业建模和信息系统 的实施。 2 工作流系统的实现方法研究，包括分布式工作流的实现、工作流系统与其他应 用信息系统的集成以及工作流系统安全等三个方面。主要体现如下：( 1 ) 如何使工作 流系统能够在异构的计算机环境中分布式实现；( 2 ) 如何使工作流在企业业务中得到 有效地应用，与原来存在的其他信息系统( m i s ，e p r 等) 实现集成，通过集成来提高 整个企业的应用水平；( 3 ) 如何使工作流系统不受到外界入侵或非法操作，从而保证 工作流系统的安全性。 1 2 2 国内外电子政务研究现状 电子政务，是指政府机构运用现代计算机和网络技术，将其管理和服务职能转移到 网络，同时实现政府组织结构和工作流程的重组优化，超越时间、空间和部门分隔的制 约，从而为全社会提供高效优质、规范透明和全方位的管理与服务的过程。 1 国外电子政务研究现状 美国是最早倡导和推动电子政务建设的国家。2 0 0 0 年9 月，美国政府开通“第一政 府 网站( w w w f i r s t g o v g o v ) 。这是个超大型电子网站，将世界和美国政府的所有信息 和服务联系起来，超越政府的传统界限的意义，实现了信息的全球化。目前，美国所有 州、市、镇的政府部门都已经完成了网络互联，实现了政务信息化，因此美国当之无愧 是电子政务建设最成熟的国家【2 】。 日本政府于2 0 0 0 年1 月颁布了“e j a p a n 战略，主要是建立一个超高速的互联网 网络，建立电子商务的法律体系，建立电子政务，为新世纪培训高质量的人力资源。2 0 0 4 年3 月，日本总务省召开会议并确定了“u - j a p a n ”战略。2 0 0 6 年1 月，正式出台了( i t 新改革战略，提出日本信息化建设下一步的基本理念、目标和政策等，电子政务是其 中重要的一部分。因此，日本电子政务建设获得了飞速发展，取得了显著的成果。如构 筑中央和地方互联的政府内部网络平台，建成统一的政府门户网站，搭建多个支撑系统 笙【3 j 寸o 新加坡是全世界最早推行“政务信息化 的国家之一，也是全球公认的电子政府发 2 长安大学硕士学位论文 展最为领先的国家之一。在著名咨询公司埃森哲( a c c e n t u r ec o ，l t d ) 针对电子政务的 调研中，新加坡连续5 年名列全球前3 名，与加拿大、美国一道被评为全球电子政府的 “创新领先型国家 。新加坡作为亚洲电子政府的翘楚，它的电子政务建设在国际上一 直独树一帜，是其他国家电子政务建设借鉴的典澍4 1 。 综观发达国家电子政务的研究状况，电子政务的发展应与政府改革紧密结合。国家 政府需要制定统一的规划和技术标准，以此来规范电子政务的建设，注重实际应用，把 为企业、公众提供服务，实现资源共享放在重要地位。目前电子政务的建设主要是集中 在政府的一些网上服务和办公自动化。例如，在线审批、在线教育、在线咨询、电子报 税、电子采购、电子支付及在线出版、公共信息站等。 2 我国电子政务研究现状 我国电子政务的发展基本上与信息化历程同步。目前，税务、海关、工商、公安等 部门都已建成了覆盖本行业系统的专网，建立了对外服务网站。电子政务系统功能从最 初的政务公开、政策分布等静态信息发布发展为具有登记、管理等形式的动态信息发布， 网上处理业务也随之开展。由于互联、互通、互操作性差，尚无法完成网上协同办公和 并联审批等功能，另外，政府各职能部门开展的公众服务仍受到信息安全方面的制约。 据统计数字来看，我国政府实现网上办公的目标已经基本完成，但是，政务信息化的程 度还比较低，对信息的开发利用还不够，因此，并未实现真正意义上的“电子政务 。 总之，我国的电子政务建设还处于起步阶段，对其理论和政策的研究应用处于探索 阶段，表现为两个方面：一方面，我国的政府信息化发展进入初级阶段，有关电子签名 和电子支付等方面的法律法规还需进一步完善；另一方面，我国的信息技术还比较落后， 缺乏统一的建设依据和安全标准，难以规划。 1 3 论文的研究内容 随着电子政务技术和工作流技术的发展，工作流技术在电子政务中的应用越来越举 足轻重，而工作流技术的核心就是设计和实现工作流引擎。本文介绍了工作流引擎的工 作原理，并结合电子政务应用的特点，设计并构建了一个适用于电子政务系统的工作流 引擎。本文的主要研究内容包括以下几个方面： 1 阐述为什么要在电子政务系统中引入工作流技术，研究分析电子政务中工作流 建模的特点，并给出了模型分析。 2 研究工作流引擎的工作原理及引擎的相关开发技术，提出了工作流引擎的设计 3 第一章绪论 方案，构建了工作流引擎的体系结构，进行了模块划分并给出了核心类的设计。 3 在轻量级工作流引擎设计基础上，采用j s f + s p r i n g + h i b e r n a t e 开源框架技术和 i b md b 2v 8 2 数据库管理系统，利用e c l i p s e 3 3 1 开发环境，实现了一个基于关系结构 的轻量级工作流引擎，并成功应用于政协专有业务系统。 1 4 论文的结构安排 本论文共分成六个章节，内容如下： 第一章绪论。本章主要介绍课题的研究背景，概述课题的研究意义，分析国内外工 作流技术和电子政务的研究现状，介绍了论文的主要研究内容。 第二章工作流和电子政务系统。本章在介绍工作流技术和电子政务系统的相关知识 的基础上，分析了电子政务系统建设中引入工作流的必要性，并详细说明引入工作流技 术的诸多好处。 第三章电子政务系统中工作流建模的研究。本章介绍了工作流建模的过程，并结合 电子政务系统的特点，对政协专有业务系统进行建模分析。 第四章工作流引擎的设计与实现。本章根据电子政务的特点，设计工作流引擎的体 系结构，进了模块划分，并给出系统核心类。最后，在j 2 e e 环境下，采用j s f + s p r i n g + h i b e r n a t e 开源框架技术实现了基于关系结构的轻量级工作流引擎。 第五章工作流引擎在电子政务中的应用实例。本章结合一个实际的电子政务项目， 分析和设计了政协专有业务系统，并以一个提案信息子系统为实例，重点分析了提案系 统的基本流程，并实现了该流程。采用测试工具和手工方式对系统进行性能和功能测试， 从而说明轻量级工作流引擎的应用效果。 第六章总结与展望。本章对论文的研究工作进行概括和总结，指出下一步工作的要 点，并对未来构建完备的电子政务系统的工作流引擎进行展望。 4 长安大学硕士学位论文 2 1 工作流技术 第二章工作流和电子政务系统 2 1 1 工作流概念 顾名思义，工作流就是工作任务在多个人或单位之间的流转，在计算机环境下，这 种流转实际上表现为信息或数据在多个人之间的传递。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 ) 给出的工作流定义 5 1 ：工作流是一类能够完全或者部 分自动执行的经营过程，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。 简而言之，工作流就是用一个个有序的任务点( 活动点) 来抽象表示业务流的处理 过程。它是工作流程的计算模型，其表示的是：对流程中的任务，以什么样的逻辑或规 则串连起来，并以什么样的模型进行表示和计算。 工作流能解决以下问题：为实现某个业务目标，在多个参与者之间利用计算机，按 照某种预订规则自动传递文档、信息或任务。例如，在政府日常办公中，当撰写好某份 报告之后，需要将其提交给领导进行审批；如果领导不同意，给出审批意见，文件则返 回撰写者，让其对报告作进一步修改；如果领导同意，则可能还需要提交给另外一个人。 这样，可能会形成同一篇文档在多个人之间的顺序或同时传递。对于这样的情况，我们 可以使用工作流技术来控制和管理文档在各个计算机之间自动传递，而非手工传递。 2 1 2 工作流管理系统 w f m c 给出的工作流管理系统定义是【6 】：工作流管理系统是一个软件系统，它完成 工作流的定义和管理，并按照在计算机中预先定义好的工作流逻辑推进工作流实例的执 行。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 ，其主要目标是业务过程中各步骤( 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 过程的自动化阴。 工作流管理系统是用于推进工作流实例执行，监控工作流运行状态的一套软件系 统。类似于在单个计算机上的操作系统，工作流管理系统可以为企事业的业务系统运行 提供一个支撑范围比较大、环境比较复杂的软件环境，同时也是一个协调人与各种计算 机资源的系统。从更高层次上抽象工作流管理系统的共同特征，如图2 1 所示，主要包 5 第二章工作流和电子政务系统 括以下三个阶段：( 1 ) 建立阶段； ( 2 ) 运行阶段； ( 3 ) 人机交互阶段。 图2 1 工作流管理系统功能图 2 1 3 工作流参考模型 每个工作流系统都有自己的特点，如运行环境、使用领域等的不同。对于一个大的 集成系统而言，一种工作流系统可能并不能完全满足某个复杂业务过程中所有环节的需 要，可以选择不同的产品以满足业务的需求。w f m c 提出的工作流参考模型【8 ，9 1 是各个 工作流管理规范的基础，主要由工作流运行控制服务和围绕它的外部接口构成。工作流 参考模型如图2 2 所示。 图2 2 工作流参考模型 翟 长安大学硕士学位论文 参考模型中的组件包括以下几部分1 0 l ：过程定义工具、工作流执行服务、工作流引 擎、工作流客户端应用、被调用应用、管理监控工具以及其他工作流执行服务。其中工 作流执行服务借助于一个或多个工作流引擎，激活并解释工作流流程定义，并同外部的 应用程序进行交互，完成工作流过程实例的创建执行与管理职能。工作流引擎是工作流 执行服务的核心，为工作流实例提供运行期的执行环境和软件服务器。主要完成以下功 能：( 1 ) 实例化过程模型并执行；( 2 ) 为过程和活动的执行进行导航；( 3 ) 与外部资 源交互完成各项活动；( 4 ) 维护工作流控制数据和工作流相关数据。 目前，由于w f m c 的工作流参考模型标准很多细节没有明确说明，各个系统在具 体实现的时候，细节的处理上也不同。此外，工作流系统与业务系统关系密切，受业务 系统的限制或约束太大，支持不同业务的工作流在细节上差异也很大。因此，很多商用 和开源的工作流系统都没有严格遵照此模型标准。 2 2 电子政务系统概述 2 2 1 电子政务的概念 电子政务的含义随着信息技术的发展和我们对其认知程度的加深而不断拓展，目 前，全世界都在探索信息技术对政府管理和新经济带来的影响。电子政务有很多定义， 但目前还未形成统一认识。本文认为，电子政务就是政府部门运用先进的电子信息技术 和网络技术，以服务型政府为核心，借助先进的企业管理思想和公共管理、行政管理理 念，优化重组政府的组织结构和工作流程，以提供跨越时间、空间与部门分割限制的网 络化服务的过程【1 1 1 。 2 2 2 电子政务的内涵 电子政务是以信息技术为载体，以政务数据为基础，以任务应用为动力，以便民服 务为目的的新型政府服务模式【1 1 】。对公众来说政府是一个整体，公众要提交某个申请， 通过网络查询了解相关规则，然后在政务门户网站填写相关表单并提交即可。电子政务 系统会根据相关业务规则，把材料分发到相应部门，各个组织部门在规定的时间内对申 请进行审批。在审批过程中，公众不必关心具体的细节过程，但可以查询审批的状态和 意见。这是一种新型的服务模式，必须建立在强大的信息支撑平台之上。如图2 3 所示。 7 第二章工作流和电子政务系统 图2 3 电子政务系统结构 一般来说，我们可以从三个方面理解电子政务的内涵： 1 以先进的网络和通信技术为基础。电子政务与以前的传统的通信方式( 电话、 传真) 处理政府事务完全不同，必须依靠先进的信息通信技术的应用才能实现，发展以 因特网技术为中心，同时也离不开相关软、硬件技术的发展。 2 “电子 与“政务”有机融合。实施电子政务的核心价值在于政务，“电子 只是工具、手段和载体，“政务”才是根本，只有将两者有机融合，才能极大的提高政 府效能。必须对现有的组织结构、任务模式和政务流程进行调整，才能构建电子政务体 系，用程序化的流程管理取代传统的职能管理。 3 与政府管理体制改革紧密结合。当政府职能从管理型向服务器转化的过程中， 不能让先进的信息通信技术去适应落后的政务工作流程和政府组织结构，而应该改革原 先传统的组织结构、优化业务流程，这样电子政务的优势才能体现出来。 2 3 工作流技术和电子政务系统的关系 电子政务具有很多优点，通过网络可以优化并合理利用资源，提高工作效率和工作 质量；通过网络可以快速地获取全球的相关资讯，有利于做出迅速准确的决策1 2 ，1 3 】；通 过网络可以及时获得公众的意见和建议，随时调整自己的政策和纲领；通过网络可以随 时与其他政府保持合作与协调等等。总之，电子政务给政府和公众都带来很大方便1 4 ，1 5 】。 8 长安大学硕士学位论文 建设电子政务系统，如果仅靠传统的m i s 技术是不行的，远远不能满足用户的需求。 传统的m i s 系统有很多缺点。如传统m i s 系统只能很好的满足单一用户处理单一任务、 单一角色的应用需求，当一个用户担任多种角色、处理多种任务，解决方案一般情况都 很复杂，用户不容易操作。并且传统m i s 技术很难实现流程性业务，在电子政务中，一 个用户经常担任多种角色，流程性业务也是常见的。为解决以上问题，在电子政务系统 建设中很有必要引入了工作流的概念。 其实在电子政务应用系统中，处处都有流程的概念。从项目审批到办公自动化系统， 各项业务工作都是以流程的方式进行。其实，一个工作流包括一组活动及其相互顺序关 系，还包括过程、活动的启动和中止条件及对每个活动的描述，如活动的执行者、相关 应用程序、需要和产生的数据等。政府部门在构建自己的业务流程时，基本上都是选择 一个工作流管理系统。 。 在电子政务中实施工作流技术所带来的好处是非常明显的。可以明显提高政府运营 效率、改善政府资源利用、提高政府运作的灵活性和适应性、改进对公众的服务质量一 一实现事务处理“0 响应”、集中精力处理核心业务、跟踪业务处理过程、量化考核业 务处理的效率，从而向“知识管理型政府”过渡。同时，实施工作流将达到缩短政府运 营周期、改善政府内( 外) 部流程、优化并合理利用资源、减少人为差错和延误，提高 劳动生产率等目的。 2 4 本章小结 本章主要介绍工作流和电子政务系统的相关知识。在此之上，分析了电子政务系统 建设中引入工作流概念的必要性，阐述了电子政务系统中引入工作流技术的益处。 9 第三章电子政务系统中工作流建模的研究 第三章电子政务系统中工作流建模的研究 基于工作流技术开发电子政务系统的方法是分离业务过程逻辑和具体的业务实现， 以业务过程为核心来设计和构建电子政务系统。 3 1 工作流模型 由于工作流在计算机环境下运行，因此工作流执行的前提和基础是构建相应的工作 流模型。工作流模型就是将业务过程所包含的任务及执行规则有序集形式化，包含了工 作流执行所需的各种信息，如活动、控制流、数据流、角色和执行者。 工作流模型的精确定义与否影响着工作流引擎的性能，一个好的模型应该支持完整 的工作流定义、具有很强的工作流描述能力、容易修改、容易使用、且具有直观性，同 时具备处理各种可能发生的例外和异常的能力。工作流管理联盟定义的工作流过程定义 元模型1 1 6 1 如图3 1 所示。 弓 图3 1 过程定义元模型图 由图3 1 可知，过程定义模型的核心是活动。工作流定义、活动和工作流相关数据 之间的是一对多的关系，即由多个活动与多个工作流相关数据组成一个工作流定义。活 动、角色、转换条件、需要激活的应用程序和工作流相关数据之间都是多对多的对应关 系。 总结归纳工作流过程定义元模型，工作流模型由过程模型、组织模型、工作流相关 1 0 长安大学硕士学位论文 数据三个部分组成。但是工作流模型应该包括描述企业或机关资源的资源模型，使其成 为一个完整的、具有多视图特性的综合性模型。因此，如图3 2 所示，工作流模型由过 程模型、组织模型、资源模型以及工作流相关数据四个部分组成。 过程模型 被引 支 t 被引用 引用 工作流相关数据 图3 2 工作流模型的组成图 从图3 2 可以看出，组织模型提供“人 的支持，资源模型提供“物”的支持，工 作流相关数据提供“信息 的支持，过程模型是整个工作流模型的核心，其他模型都是 为其提供服务的。 3 1 1 过程模型 过程模型是工作流模型的基础和核心，过程模型采用何种方式来描述，也就决定了 工作流模型的类型。在e l 前的工作流模型中，有几种具有比较突出的特点，代表工作流 模型今后的发展方向。 1 基于活动网络的过程模型1 1 7 ，1 8 1 。 2 基于事件驱动的过程链模型【1 9 1 。 3 基于语言行为理论的工作流模型 2 0 1 。 4 基于p e t r i 网的工作流模型【2 l 】。 电子政务中的工作流模型以简单、直观、容易掌握为前提，主要用来描述政府部门 的日常办公业务处理过程，是面向政府办公人员的。本文采用的是基于活动网络的过程 模型。 第三章电子政务系统中工作流建模的研究 3 1 2 组织模型 在政府行政单位中，组织结构是信息决策、任务执行和监督等重要活动的载体。本 文所涉及的系统建立的是一个具有层次化结构的组织模型，主要由五种实体组成：“人 员 、“角色 、“职务 、“部门 和“工作组 。其结构模型如图3 3 所示，各实体之间具 有以下关系：组成关系、设置关系、资格关系和负责关系。 设置 面向职能 ： 面向过程 i i 资格 组成 组成 图3 3 组织模式结构图 组织模型中这五种实体分别体现了不同的组织功能。 “人员 是组织模型中最基本的要素，代表了部门中实际存在的每一名人员。每一 个角色下面会有一名或多名人员，每一个人员根据其掌握的技能可扮演一个或多个“角 色”。“部门 和“职务 是行政单位基本的组织架构。“工作组 是由不同部门、不 同职务、不同角色的人员动态地组织起来，在一段时间内临时形成一种组织形式。“角 色”和“工作组 由政务业务活动中不同作用的行为创建，它不是传统的面向功能的组 织结构，而是面向过程的。“部门 和“职务 分别是行政单位的静态结构划分和管理 上的上下级关系，是面向职能设置的。 组织模型为工作流模型提供有关人的视图。在工作流模型实例化阶段，组织模型中 的人员按照职务映射到不同的角色，执行某个特定的活动，与过程模型联系起来。 3 1 3 资源模型 资源是进行政务业务活动中不可缺少的物资因素，在工作流的执行过程中，必须得 到政府资源的支持，相应的人员才能够按照要求完成活动。 从广义上讲，资源所涵盖的内容相当广泛，包括完成业务活动所利用的各种物质因 素。在电子政务系统中，更关注在工作中起重要作用的资源。因此，在本文所涉及的系 统在资源管理建模时，仅引入“资源个体 和“资源类型”两个概念。 1 2 长安大学硕士学位论文 “资源个体”是原子级的、具体的资源对象，不可再分。“资源类型 是由某些相 同或者相似功能的“资源个体 所构成的集合。“资源类型 和“资源个体 之间是包 含和分解的关系。如图3 4 所示，可以为政府资源管理提供一个有条理的安排各类物质 资源的组织方式。 图3 4 资源模型结构图 资源模型表示具体单位的资源结构和配置情况，描述单位各种资源对象之间的联系 和关系，为过程模型提供资源约束和支持。 3 1 4 工作流相关数据 工作流相关数据是工作流过程实例状态转换时所需要访问的数据，可以被工作流引 擎、应用程序和工作流参与人员访问或修改。工作流相关数据既可以是各种类型的一般 变量，也可以是对象。对象就是一种封装了属性与方法的信息实体，如政协专有业务系 统中的提案信息、社情民意信息和信访信息等。 工作流相关数据主要分为全局数据与局部数据。全局数据可以被工作流过程中所有 的活动访问与修改，如撰写提案信息的时间。局部数据由该活动的相关人员或者应用程 序访问并修改，对其他活动而言该数据是不可见的，如提案是否审核的标志位、是否回 复等。 3 2 电子政务系统中工作流建模的特点 本文电子政务的研究对象是政协专有业务系统，此专有系统连接着一个城市的市政 府、市委、党委、政协的几十个甚至上百个机关，涉及到政协委员，党派，团体，专委 会，提案办，承办单位，政府督查室，督办人等不同的角色。政协部门中有大量的工作 是在部门内或部门之间协同工作来完成的，而且其工作呈工作流状态和事务性状态( 即 1 3 第三章电子政务系统中工作流建模的研究 工作流程的完整性) 。比如： 1 在信访处理子系统中，从信访信息的撰写到领导签批、归档、发布，就构成了 一个典型的工作流，如图3 5 所示。 图3 5 信访工作流 2 跨部门的承办。信访系统的承办单位很多：国土资源厅、水利厅、民政厅、科 学技术厅、文物局、农业厅等等。在工作流中，往往因为各种原因需要退回上一环节； 或者通知流程启动者，该项信访作废；通知流程启动者，补办有关材料，等材料补办完 毕，流程再往下进行。 可以看出，电子政务信息系统中的工作流有以下共性： 1 业务模型：多节点、多路径信息传递与返回的同步异步工作流模型。 2 工作流以单位为节点，而每一个节点中又可嵌套子工作流程。 3 每一个节点中对信息加工处理的环境可能是异构的。 总之，基于工作流的电子政务与普通的业务过程既有区别又有联系，需要在工作流 技术的基础上，全面分析业务活动的复杂性，使之能适应于电子政务。 3 3 电子政务系统中工作流建模的分析 首先，分析政协专有业务系统的组织结构。提案信息子系统里主要涉及的部门是政 协的提案委员办公室和省委督查室、省政府督查室；信访处理子系统和社情民意子系统 主要涉及的部门是政协联络处；而与其有关联的部门则涉及政府其他很多部门。这些部 门都是政府固定的组织形式，每个部门所拥有的员工也是相对固定。面向职能的行政组 织结构揭示了单位人员的管理层次，反映了人与工作、决策、责权之间的联系；同时也 是工作流分派任务的依据。因此，在这里就不一一叙述本专有业务系统的工作流组织形 式。 其次，分析政协专有业务系统的资源模型。政协专有系统依托省级电子政务统一平 台，实现政协专有业务的规范化、电子化、网络化，主要的职责就是对提案信息、信访 1 4 长安大学硕士学位论文 信息以及社情民意信息进行管理，因此专有系统所涉及的资源相对来说比较简单。政协 专有系统物资分类结构如图3 6 所示。 图3 6 物资分类结构图 最后，分析政协专有业务系统的过程模型。如图3 7 所示。政协专有业务系统是以 提案信息、信访信息和社情民意信息为中心而进行管理的系统。撰写、审核和存档都是 以某种资源为操作对象，也就是说资源模型是被过程模型所引用，而组织模型和工作流 相关数据则被过程模型的某个原子活动所引用。当政协对现有提案信息、信访信息或者 社情民意信息的业务流程发生改变时，只需修改相应的过程模型、组织模型或工作流相 关数据。 图3 7 政协专有业务系统工作流模型图 1 5 过程 模型 第三章电子政务系统中工作流建模的研究 3 4 本章小结 本章首先着重介绍了工作流建模相关技术，然后分析电子政务系统中工作流建模所 具有的特点，最后根据工作流建模的知识和电子政务的特点分析政协专有业务系统的建 模过程。 1 6 长安大学硕士学位论文 第四章工作流引擎的设计与实现 工作流引擎是工作流执行服务的核心，为工作流实例提供运行期的执行环境和软件 服务器。本章结合电子政务的特点，设计了一个基于关系结构的轻量级工作流引擎，能 有效地处理流程性政务事件，可以无缝地嵌入到电子政务系统开发过程中。 4 1 引擎设计思想 4 1 1 关系结构和轻量级 基于关系结构的工作流引擎是通过关系结构来表达引擎中的数据模型( 即机构模型 和信息模型) ；通过常规关系数据库管理系统中所提供的存储过程、触发器等机制来实 现引擎各种程序逻辑( 即控制模型) ；同时，通过数据库系统的事务机制来控制引擎事 务的并发控制1 2 2 1 。 使用关系结构来表达工作流引擎中的数据模型可以降低工作流引擎开发过程中的 技术难度和工作量；很容易做到引擎与应用开发环境无缝集成，降低开发应用的难度； 同时，可使引擎与应用系统集成时，在事务处理、异常处理、互操作性方面变得异常简 单。 轻量级的工作流引擎是相对以前传统的工作流引擎而提出来的，设计原则从实际出 发，强调引擎的灵活性，不过分追求功能的完备和复杂，只实现必不可少的部分。本文 设计的是一个充分支持工作流特征的微内核，可以无缝地嵌入到电子政务系统中。主要 支持工作流数据模型的定义和解释、活动之间的协调以及任务的分派和控制等功能，而 不支持提供内嵌的应用开发工具、完善的异常处理、以及长事务控制等功能。 4 1 2 面向电子政务工作流引擎特点分析 目前开源的工作流引擎有很多，比较流行有：o b e 、o s w o r k f l o w 和j b p m 。由于现 阶段电子政务刚刚起步，政府部门的很多业务不规范，还需要改进，因此上述几种引擎 都不能完全满足电子政务的需求。由于o b e 和j b p m 使用的是用户模型，因此把政府 机关现有的用户模型( 包括组织结构) 映射过来是很繁琐，如常见的办公应用中，部门 负责人为下一个流程指定人工参与者，需要通过现有的人力资源系统来获得用户，然后 再映射过来。j b p m 不支持并发子流程，但本系统的一大特色就要实现并发子流程，需 要通过分支结构来实现，比较麻烦。o s w o r k f l o w 是轻量级引擎的代表，相对比较灵活， 1 7 第四章工作流引擎的设计与实现 但它对于分支、聚合、子流程的支持度很低。在实际电子政务应用中，o s w o r k f l o w 对 典型的审批流程很难做到完美；另外o s w o r k f l o w 不希望用户对工作流程的配置进行干 预，因此流程很难维护。随着政府机构改革，政务流程会经常进行调整，工作流的配置 和维护都交给开发人员来完成会加大后期的维护成本。 工作流引擎在设计的时候要考虑电子政务办公的一些特点，主要有以下几个方面： 1 固定流程和即时流程。固定流程是严格按照某个固定的步骤进行，通过对业务 过程进行分析得出，然后在日常应用过程中反复使用。即时流程是针对那些不经常重复 或者不太规范的流程，流程的下一个节点无法预知，而必须推迟到过程实例运行时才能 确定。如领导签批完一个文件后可以根据自己的意愿和工作的具体需求动态决定工作的 流转，不是事先定义好流程，而是领导可以超越流程选择。 2 流程期限规则。由于政府机关办公人员的操作水平有限或者办公软件不熟悉， 加上出差的机会也较多，往往会造成流程运转到某个节点，不能及时处理待办事宜，从 而造成流程长时间等待。因此应该给流程的每一个环节设置一个办理期限，如果到期未 办理，则启动自动流，根据预先设定好的规则流向下一节点，推动流程的继续运转。 3 流程跟踪与监控能力。系统在流转文档过程中，一般情况要保存修改痕迹，从 而真实记录公文在流转中被修改的内容。为部门之间实现真正的协同工作提供保证，促 使工作流程由过去的松散结构向紧凑结构迁移，摆脱以往多个部门协作时互相等待的状 况。 4 系统安全性。政府机关特别是一些涉密部门对安全性要求比较高，数据库的数 据和数据在网络中传输都要加密。 为了满足用户，需要自行开发一个适合政府部门、基于关系结构的轻量级工作流引 擎。可以掌握工作流底层的技术，在接口方面提供更详细的内容。通过开发可以实现数 据交互和通信，增强系统的可靠性和伸缩性，此外在与电子政务系统整合方面也具有优 势。 4 2 工作流模型的设计 4 2 1 工作流信息模型 信息模型表示业务规则和活动状态，是整个工作流引擎的核心。在本文所涉及的系 统主要有以下几张表：w fn o d e ，w fp r o c e s s ，w ft o k e n ，w fa s s i g n m e n t ， 、7 l ，i i j r a n s i t i o n ，f - 】p r o c e s s i n s t a n c e ，w f t a s k i n s t a n c e ，w f a c t i o n ， 1 8 长安大学硕士学位论文 下a c t i o np a r a m t e r，w fv a ri a b l e ，w fv a r i a b l e i n s t a n c e， w f v a r i a b l e p a r a m t e r 。下面给出信息模型的e r 图以及相关表的说明，如图4 1 所示。 图4 1 信息模型e r 图 w fn o d e 表记录的是节点信息，s i g n a l 记录的是节点的标识( f i r s t 表示只要有 一个任务完成后，t o k e n 就指向后面的节点：l a s t 是默认值，和不设置s i g n a l 属性的情况 相同) ，t y p e 记录的是节点的类型( 人工处理节点t a s k 、自动处理节点a u t o 、子流程 节点s u b p r o e e s s ) ，s u b p r o c e s s 记录的是子流程的流程名，n o t i f y 记录节点是否修 改，n o t l f y l i s t e n e r 记录节点是否监听，p r o c e s s 记录的该节点的流程号： w fp r o c e s s 表记录的是流程信息，v e r s i o n 记录流程的版本信息，s t a r t 记 录流程的开始节点，e n d 记录流程的结束节点； w ft o k e n 表记录的是令牌信息； w fa s s i g n m e n t 表记录的是流程的指派信息； w ft r a n s i t i o n 表记录的是流程的过渡信息，f r o m 记录流程来源，t o 记录 流程出口，n o d e 记录节点信息； 1 9 第四章工作流引擎的设计与实现 w fp r o c e s s i n s t a n c e 表记录的是工作流程的实例信息，s t a r t 记录流程实例 的开始时间，e n d 记录流程的结束时间，s t o p 记录流程是否停止，t o k e n 记录该 流程实例的令牌号，p r o c e s s 记录流程的编号，a c t i v e t a s k i n s t 记录流程的激活 实例，m o d e l v a r i n s 记录流程的变量实例，p a r e n t 记录该流程实例的父流程； w ft a s n s 吖削c e 表记录的是任务实例信息，s t a r t 记录任务实例的开始 时间，e n d 记录任务的结束时间，t o k e n 记录该任务实例的令牌号，