（安全技术及工程专业论文）基于Web技术与HCA规则的工作流管理系统研究.pdf

摘 要 会资金预算管理系统，验证了其具有良 好的数据传递能力和灵活的流程控 制能力。这也是此系统的第一个实际应用，本人全面负责了该应用项目的 设计、开发与实施工作。 关键词:工作流、工作流模型、工作流管理系统、h c a规则、we b 技术、 mv c : 模式 一 h一 p a u fi 硕 士 学 位 论 丈 基于w e b 技术与a c a 规列的 工作流fix 承 统研a ab s t r a c t wi t h t h e d e v e l o p m e n t o f i n f o r m a t i o n t e c h n o l o g y a n d t h e m e n t i o n o f n a t i o n a l e c o n o m y i n f o r m a t i o n i z a t i o n , t h e g o v e r n m e n t a n d e n t e r p r i s e s h a v e a t t a c h e d m o r e i m p o r t a n c e t o b u il d t h e i r i n f o r m a t i o n s y s t e m s . i n o r d e r t o i m p r o v e t h e i n f o r m a t i o n i z a t i o n o f e n t e r p r i s e s , w o r k fl o w t e c h n o l o g y t a k e m o r e a n d m o r e e f f e c t . n o w w o r k fl o w t e c h n o l o g y h a s b e c o m e t h e r e s e a r c h h o t s p o t o n c o m p u t e r a p p l i c a t i o n f i e l d . f r o m t h e p o i n t o f v i e w o f b u s i n e s s , e n t e r p r i s e s c a n b e r e g a r d e d a s a n e t w o r k w h i c h i s c o m p r i s e d o f b u s i n e s s p r o c e s s e s w h i c h l i e o n d i f f e r e n t l a y e r s a n d a r e r e l a t e d e a c h o th e r s . i n t h e e n v i r o n m e n t o f i n f o r m a t i o n t e c h n o l o g y , t h e s e b u s in e s s p r o c e s s e s c a n b e l o o k e d a s r e l a t e d w o r k f l o w s , s o w e c a n u s e w o r k fl o w m a n a g e m e n t t e c h n o l o g y t o r e a l i z e t h e a u t o m a t i o n o f e n t e r p r i s e s b u s i n e s s p r o c e s s . a s t h e m a i n a p p l i c a t i o n o f i n t e r n e t , w e b h a s o b v i o u s a d v a n t a g e s w h e n i t i s u s e d t o b u i l d w o r k fl o w s y s t e m , s u c h a s l o w c o s t , s t r o n g fl e x i b i l i t y , s i m p l e n e s s , f r i e n d l y i n t e r f a c e a n d s o o n . s o t h i s d i s s e rt a t io n t a k e f u l l a d v a n t a g e o f t h e l a t e s t w e b t e c h n o l o g y s u c h a s j a v a , j s p , x ml e t c . a n d m a k e mv c p a t t e rn a s t h e i m p l e m e n t a t i o n p a tt e rn w h i c h i s p r o p i t i o u s t o t h e d e v e l o p m e n t a n d m a i n t e n a n c e o f w o r k fl o w s y s t e m. wf ms b a s e d o n e c a ru l e s p r o c e s s m o d e l h a s b e e n r e s e a r c h e d a n d i m p l e m e n t e d b y m u c h . t h i s k i n d o f wf ms u s e e v e n t t o d r i v e t h e e x e c u t i o n o f w o r k fl o w i n s t a n c e s , w h i c h c a n n o t o n l y d e a l w i t h c o m p l e x w o r k fl o w p r o c e s s e s , b u t a l s o o b v i o u s l y i m p r o v e t h e fl e x i b i l i t y o f w o r k f l o w s y s t e m . t h e r e a s o n o f fl e x i b i l i ty i s t h a t w e c a n m o d i f y t h e ru l e s w h e n w o r k fl o w i s ru n n i n g . o n t h e b a s e o f e c a ru l e s , t h i s d i s s e r t a t i o n a b s t r a c t a n d p r e s e n t e d h c a ru l e s p r o c e s s m o d e l w h i c h c a n b e w e l l u s e d i n m e d i u m a n d s m a l l e n t e r p r i s e s . h c a ru l e s . h a s t h e s t r o n g fl e x i b i l i t y a s t h e e c a ru l e s . i n t h e s a m e t i m e , h c a ru l e s c h a n g e d e v e n t t e s t i n to t h e j u d g e o f c o n d i t i o n m a t c h i n g , i n t h e r e s u l t wf ms b a s e d o n h c a ru l e h a s n o e v e n t t e s t m e c h a n i s m s o t h e d i f f i c u l t a n d c o m p l e x it y o f s y s t e m d e v e l o p m e n t i s d e c r e a s e d t h i s d i s s e r t a t i o n d e s i g n e d a n d d e v e l o p e d a c e n t r a l i z e d wf ms , h a w f l o w , b a s e d o n we b t e c h n o l o g y a n d h c a ru l e s . we m a d e r e f e r e n c e t o t h e g e n e r a l a r c h i t e c t u r e p r e s e n t e d b y wf mc , a n d e x t e n d e d i t i n o r d e r t o i m p r o v e t h e a d a p t a b i l i t y .w e r e g a r d w o r k fl o w m o d e l a s t h e s u m o f w o r k fl o w a p p l i c a t i o n m o d e l a n d w o r k fl o w c o n t r o l m o d e l , a n d d e s i g n e d t h e m i n d e t a i l . c a p i t a l a n d b u d g e t m a n a g e m e n t h a s t h e c h a r a c t e r i z a ti o n : g r e a t a m o u n t o f d a t a a n d e a s y v a r i a b i l i t y o f b u s i n e s s p r o c e s s . we u s e d e n t e n a p 1 a t f l o m t o b u i l d a - i i i - ab s 仃 ta c t c a p i t a l a n d b u d g e t m a n a g e m e n t s y s te m o f t h e o r g a n iz a t i o n c o u n c i l o f t h e 2 0 0 8 o l y m p i c g a m e , s o i t p r o v e d t h a t o u r wf ms h a s e x c e l l e n t c a p a b i l i t y o f tr a n s f e r r i n g d a t a a n d c o n t r o l l i n g p r o c e s s e s . t h e c a p i t a l a n d b u d g e t m a n a g e m e n t s y s t e m i s t h e f i r s t a p p l i c a t i o n o f o u r wfms , i w a s r e s p o n s i b l e t o t h e d e s i g n , d e v e l o p m e n t a n d d e p lo y m e n t o f i t k e y w o r d s : wo r k fl o w , wo r k fl o w m o d e l , wo r k f l o w m a n a g e m e n t s y s t e m , h c a r u l e s , we b t e c h n o l o g y , mv c p a t t e r n - i v- ,fi :k si 3 f : 硕 士 学 位 论 丈 基于w e b 技术与h c a 规则时工作流管理系 统研究 第一章 绪论 1 . 1 国民经济信息化与工作流技术 1 . 1 . 1 国民经济的信息化 信息化是当今世界各国发展经济的共同选择，信息化程度已经成为衡 量一个国家或地区现代化水平的重要标志。面对世界信息技术飞速发展的 现实，我们看到，中国信息技术和信息产业与发达国家相比还有较大的差 距 。 为了扭转我国信息技术和信息产业的落后局面，中共中央十四届五中 全会把 “ 加速国民经济信息化进程”写进了 “ 关于制定国民经济和社会发 展九五计划和2 0 1 0 年远景目 标”的建议中，明确的提出了 “ 国民经济信息 化的概念”。国民经济信息化要求传统经济向信息经济过渡;广泛应用计 算机技术为核心的信息技术改造国民经济各部门;普遍建立国民经济各级 分类信息系统;实现对国民经济各部门的现代化管理; 充分利用信息资源， 将物质生产与信息生产结合起来，大幅度提高物质资源利用率、劳动生产 率和产品附加值，经济运行过程中信息流动的导向作用不断增强;信息产 业成为国民经济支柱性产业，国民经济总值中信息技术含量及信息产业所 占比重达到中 等发达国家水平，使国民经济高速持续发展真正建立在依靠 以 信息技术为核心的现代科学技术进步的可靠基础之上( 1 ,2 国民经济信息化的实质是充分运用现代信息技术，通过利用和开发信 息资源，改造传统产业结构，提高国民经济的现代化水平和整体社会经济 系统的运行效率。通过信息资源的深度共享，促进经济和社会的发展。 国民经济信息化可以分为三个层次，即企业信息化产业的信息化和 经济结构信息化 1 。 这3 个层次的信息化，构成了 信息资源综合利用和社会 进步的基础。其中企业的信息化是基础，它关系到我国企业在2 1 世纪如何 生存发展。信息技术在我国具有广阔的应用前景，信息技术及其产业化对 国民经济具有较大倍增效应。据分析，信息技术在改造我国传统产业中的 投入投出比通常为1 : 2 2 ， 有的可达到1 : 1 0 0 以 上， 采用这一技术可缩短产 品从设计到投产时间的3 0 - 6 0 ，降低废品率8 0 - 9 0 ， 提高设备利用率2 -3 倍，降低土木工程设计成本巧-3 0 ，促进经济效益的平均倍增比率为 一 1 一 第一章 绪论 1 : 3 2 。 可以 说，国民 经济发 展 对 信息技术的 研究 与 应用有 着强烈需 求， 随着我国国民经济的快速增长和信息技术的广泛应用，即将迎来一个企业 信息化快速发展时期。 1 . 1 .2 工作流技术在企业信息化中的应用 企业信息化是国民经济信息化的基础， 它们之间是大厦与基石的关系。 随着企业信息化建设及先进制造战略思想的推行，工作流技术己经成为计 算机应用领域的研究热点。工作流技术是实现企业业务过程建模、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 程自 动化的核心技术。对企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业的业务流程，发现业务流程中不合理的环节，进 而对企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 企业非常重要的知识库和规则库，可以成为指导企业实施计算机管理信息 系统的模型。在深入分析企业需求基础上建立的企业业务模型可以在最大 程度上提高企业实施 e r p 或者其他管理系统的成功率。 工作流管理技术作为一种过程建模和过程管理的核心技术，可以与其 他应用系统有效的结合，生成符合企业需求的各种业务管理系统，如办公 自 动化系统 ( o a)、项目 管理软件、p d m 系统、客户关系管理系统、供 应链管理系统、e r p系统等。 这些采用工作流技术作为核心开发的业务管 理系统的最大特点，也是这些系统与普通的应用软件系统的最大差别，是 它们具有高度的灵活性，可以按照企业的具体要求，快速灵活地生成应用 系统，并且在客户业务过程发生变化时，迅速地进行重组来满足客户要求 3 j 工作流技术的出现和迅速发展满足了企业组织结构重组与先进制造战 略实施的客观要求。它的出 现也促进了企业的计算机应用水平上升到一个 新的阶段，即从支持企业功能实现的事务处理系统发展到支持企业实现经 营目 标的业务处理系统。尤其在当前敏捷制造、并行工程、企业经营过程 重组得到企业广泛认同和重视的情况下，工作流技术可以 在以下的一些领 域得到应用并发挥重要作用。 1 ) 并 行工 程: 在并 行工 程中 ， 工作流技术可以 很 好的 用来描 述产品开 发过程的建模和管理，它同样可以用来作为产品协同设计、产品设 计的冲突协调、 产品 数据管理与流程控制的 支撑系统 。 在应用于 一2一 兴 从通 尤 争 硕士 学 位 论 丈 苏于w e b 技术与m c a 观别时工作流s理系统研羌 这个领域时， 需要增强对产品数据及其相关的集成文档的描述能力。 2 ) 敏 捷制 造: 工作 流管 理可以 作为企业间 信息集 成的 使能工具， 基于 we b 的和基于邮件方式的工作流管理系统可以 为企业灵活地实现动 态联盟和信息交换发挥重要的作用。在这个领域中的应用要充分考 虑在广域网环境下系统之间消息传递的可靠性问 题和不同工作流系 统和产品 之间的 互操作和重构问 题5 1 3 ) 供应链管理:工作流管理技术可以 较好地用来进行供应链管理建模 和管理，结合工作流仿真和优化技术，它还可以 用来进行企业分销 体系和供应体系的 优化16 1 。为了能够真正实 现优化，还需要加强工 作流模型的仿真与优化能力。 4 ) 企业经营过程重构: 这是工作流技术应用的 主要领域。 虽然工作流 管理为系统的重构提供了必要的手段，但是，要真正实现企业经营 过程的快速重构，企业的应用系统需要按照组件的方式进行构建或 改造，而且应用组件的粒度要求与过程重组要求的灵活性相匹配。 即灵活性要求越高， 应用组件的 粒度应该越小 17 1 5 ) 企业建模与系统集成。目 前以工作流模型为 核心，以功能、信息、 组织、资源视图为辅助，研究集成化的企业建模方法，并开发相应 的集成化企业建模工具，己经得到重视。在进行这方面的工作时要 解决不同视图模型之间的集成问题和模型的一致性问题。在此基础 上进一步可以建立以工作流管理系统为基础的集成平台 和集成框架 软 件， 实 现方便、 快 捷、 灵 活地应用系统 集成 $ 1 6 ) 办公自 动化、项目 管理、 成本控制、车间管理: 工作流管理技术可 以方便地用于办公自 动化、项目 管理、成本控制等领域，并可以方 便地建立以 工作流为核心地车间管理与控制系统9 1 工作流技术综合了计算机科学和管理科学中多个研究领域的原理、方 法和技术， 如数据库管理、 c / s 技术、 编程语言、图形化用户界面、 系统集 成、消息传递、文档管理、仿真等。最近几年企业对于过程建模和b p r工 具、 敏捷制造、并行工程为工作流提供了一个广阔地市场， 使工作流产品 得以 迅速发展。工作流产品的供应商不断将信息技术、 we b 技术研究的最 新成果应用于自己 产品开发中，使其能迅速普及。 大力发展并推广工作流 技术，必将有利于提高我国企业效率和竞争力，有力的促进我国企业管理 规范化和信息化水平。 一 3一 第一章绪论 1 . 2 课题的提出 1 .2 . 1 现有工作流系统存在的问题 尽管经过工作流产品对于促进我国企业管理的信息化建设具有很重要 的 现实意义，并且经过供应商与工作流研究人员十几年的不懈努力，使得 工作流技术由最初的萌芽逐步发展起来，也取得了相当的成果，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普及状态。 在经营过程中 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。从企 业用户应用的角度来分析产生这种状况的原因， 主要有以 下三个方面18 1 . 1 )在工作流的 模型描述方面， 缺乏一种支持过程定义、 过程演进以 及过 程分析的形式化模型。目 前的各种工作流模型，大部分都是从直观 感觉出发，以图形语言或者文本语言来定义工作流过程。这种定义 的方法实际上仅仅是处于用户层上，即对用户而言是比较理想的方 式，但并不利于实际系统的实现，也无法对工作流的本质特征进行 描述，更谈不上对过程的分析与评价。虽然有的模型具有形式化的 数学描述， 比 如w f - n e t l i ， 但从模型能力上 距离对工作流的本质描 述仍有差距。由于缺乏理论层的模型支持，使得工作流在应用的许 多关键特性上无法得到保证， 包括柔性定义、 过程重用、 事务管理、 异常处理等，这些都大大限 制了工作流在企业应用中的推广。 2 )在 工 作 流的 仿 真 评 价 方 面尚 处 于 一 种几 近空白 的 状 态。 应 该说， 在 缺乏仿真方法与仿真工具支持的情况下，整个工作流系统是不完善 的。因为人们难以预料所部署的工作流过程将有可能出现怎样的结 果，它有哪些不合理的地方，其性能指标如何，这一切都必须等到 实际运行以后才能由工作流管理系统所记录的数据中获得，显然， 这并非是一种合理的方式。针对工作流进行仿真的难点主要在于: 仿真的性能指标不好确定;仿真的内容较为复杂等。 3 )在工作流的 执行方面， 缺乏一 个标准化的集成框架来支持对企业常 用的分布式应用的集成。 企业在应用工作流进行业务流程的运作时， 最为关心的 就是工作 流系统能 否与企业原有的 各 个应用系统 ( 比 如 m r p i i 系统、 c a x系统等) 很好地集成起来， 使它们 成为一 个完整的 业务流程当中有机的组成部分， 而不是像原来那样处于一种“ 孤岛” - a- 尹 城粼岁 硕 士 学 位 论 丈 券于w e b 技术与h c a o列时工作流管绪论。阐述信息技术的发展和国民经济信息化的含义，分析 了 工作流技术在提高企业信息化水平中的意义和应用领域，并通过分析工 作流管理系统存在的问题给出了本文的研究内容。 第二章:工作流技术原理及参考模型，介绍工作流及其管理系统的起 源、发展和相关概念，并说明了 工作流管理系统的工作原理和参考模型。 第三章:工作流技术及其在工作流中的 应用。介绍本系统采用集中式 工作流管理系统模型、 j 3 i s 体系结构的 理论依据， 并给出了实现s i s 结构的 w e b 相关技术和m v c 架构模式。 第四章: h c a规则模型及其流程定义实现。 在分析了e c a规则的基础 上， 给出了本文提出的适用于中小型工作流管理系统的h c a规则， 描述了 用h c a规则实现六种基本流程的方法，并通过一个实例说明了h c a规则 的使用方法。 第五章:h a w f l o w的设计与实现研究。设计基于h c a规则与we b 技 术的工作流管理系统 h a w f l o w ， 此系统在架构设计上借鉴了工作流管理联 盟提出的参考架构，并对其进行了扩展。将工作流模型分为工作流应用模 型 和工作流控制模型， 给出了 工作流模型的详细设计。在实现方案上采用 了m v c 模式， 降低了 系统开发的 难度， 增强了 系统的 可维护性并提高了 系 统的 适应性。 采用j a v a 以 及x m l 等we b 技术作为具体实现技术。 详细说 明了 系统的实施步骤。给出了 工作流应用模型和控制模型详细设计。通过 与e n t e n a 工作流平台的比 较， 说明了h a w f l o w工作流管理系统在功能方面 得到了加强。 第六章: 工作流管理系统在企业中的应用。 介绍基于h c a规则的工作 流 管理系统成功应用到2 0 0 8 年奥运会组织委员会资金预算管理系统中的案 例。作为此系统的第一个实际应用， 本人全面负责了该应用项目 的设计和 开发与实施工作。 第七章:总结与展望。对本论文进行了总结，同时提出了 对基于h c a 规则和we b 技术的工作流管理系统的一些改进思想。 一 6一 f i x - j j 4 f * 0 i t .3 t 基于w e b 友术与wa 虎列时工作流营理系跪研笼 第二章工作流技术原理及参考模型 2 . 1 工作流技术的起源与基本概念 2 . 1 . 1 工作流技术的起源与发展 自 从进入工业化以来，有关过程的组织管理与流程的优化工作就一直 在进行，这是企业管理的主要研究内容之一，只不过没有引入计算机信息 系统的支持以前，这些工作是由 人工完成的。在计算机网络技术和分布式 数据库技术迅速发展，多机协同工作技术日 臻成熟的基础上，于2 0 世纪8 0 年代逐渐发展起来工作流技术。 工作流技术的起源还需要追溯到2 0 世纪8 0 年代初期， 在p c机尚未作为 信息处理工具而出现的时候，纸张是各行各业中进行日常业务活动所不可 替代的载体， 它在信息的处理、 组织、 存储以 及查询检索方面都是低效的。 因此，人们希望出现一种无纸的、自 动的工作环境。一些公司、企业建立 了自 己 专 用的 或 者商 品 化的 表 单 传 递 应 用 系统 ( f o r m s - r o u t in g a p p l i c a t i o n s ) . 通常运行在大型机或小型机上， 用于实现日常表单处理的电子化与自 动化。 这种系统可以 看成是现代工作流管理系统的一个雏型vi o l 8 0 年代中期， f i l e n e t 和v ie w s ta r 等公司率先开拓了 工作流产品市场， 成为最早的一批工作流产品供应商。 他们把图像扫描、复合文档、结构化 路由 ( s t r u c t u r e d r o u t i n g ) 、 实 例 跟踪、 关键字索引以 及 光盘存 储等功能结 合在 一 起， 形成了 一种全过程支持某些业务流程的集成化的 软件( p- ) ， 这便是早 期的工作流管理系统。比较典型的有 f i l e n e t 于1 9 8 4 年推出的 wo r k f l o b u s i n e s s s y s te m , v i e w s ta r 于 1 9 8 8 年 推出 的v ie w s ta r l9 l 。 很 显 然 ， 这 种增 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;而且，由 此我们还可以看出，工作流从最初的诞生之日 起就是作为一种面向过程的系统集成技术而出现的，只不过限于当时的计 算机发展水平，它所集成的功能较为简单而已。 进入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 来越表现出一种异构、分布、松散藕合的特点，企业的分散性、决策制定 的分散性、 对日常业务活动详尽信息的需求以及c l i e n t / s e r v e r 体系结构、 分 布式处 理技 术( c o r b a , w w w, o l e , j a v a ) 的日 益成熟， 都说明了 这样一 - 7- 第二章 工作流技术原理及参考模型 个事实:集中式信息处理的时代已经过去，实现大规模的异构分布式执行 环境， 使得相互关联的任务能够高效运转并接受密切监控已成为一种趋势。 在这种不可抗拒的技术背景下，工作流管理系统也由最初的创建无纸办公 环境转而成为同化企业复杂信息环境、 实现业务流程自 动执行的必要工具。 这样的一个转变，把工作流技术带入了一个崭新的发展阶段，使得人们从 更深的层次、更广的领域上对工作流展开了研究。 工作流技术的标准化组织工作流管理联盟( wo r k fl o w m a n a g e m e n t c o a l i tio n - w f m c ) 于1 9 9 3 年 成立。 它的 成立 标志 着工 作 流 技 术 在 计 算 机 应 用研究领域之中被明确地划分出了自己的一席之地，相应的概念与术语也 得到了人们的承认。在全球范围内，对工作流的技术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 rn e t 服务等都己 被容纳到工作流 管理系统之中。市场上工作流产品极大丰富，据统计，1 9 9 7 年市场上约有 7 0 多种工作流产品在相互竞争，多家供应商纷纷看好这块渐趋热点的i t市 场，1 9 9 7 年工作流产品的市场增长率超过3 5 % 3 e 工作流软件产品由8 0 年代的萌芽到9 0 年代的繁荣，我们可以把它总结 为3 个阶段:第1 阶段，主要为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;第2 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，比如具有消息传递功能的工作流系 统; 第3 阶段，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 准结构。 经历了这3 个阶段的发展，工作流产品基本上确定了它在计算机应 用软件市场上的独立位置，在工作流这一框架下，比较基本的、主要的研 究内容包括以下几个方面: 1 )工作流管理系统体系结构的 研究; 2 )工作流模型与工作流定义语言; 3 )工作流的 事务特性， 研究目 的在于将高级事务处理技术与工作流管 理技术相结合， 用良 好定义的模型语义与恢复机制来更好地支持企 业的经营过程，提高工作流系统的可靠性与实用性; 4 )工作流的实现技术: 包括面向 对象技术、 异构分布式计算、 图形用 户界面、 消息通信、 数据库、 we b 等在内的与工作流系统的设计实 现有关的各项技术、方法; 5 )工作流的仿真与分析方法; 一8一 i t i sz ,e t, 事 at t f 塞于w e b 技术与h c a 妮列的工作流管理系 统研究 6 ) 工 作 流的 集成 与 互 操 作 技术: 研究 异 构 应用 系统的 集成以 及 不同 工 作流系统之间的互操作问 题; 乃 工 作流 与 经营过 程重组: 研究如何 通过 工作流系统的 实 施 来有效地 实现企业的经营过程重组。 2 . 1 .2 工作流技术的基本概念和定义 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来的一个概念。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这些任务并对它们进 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。 在企业应用实际中，虽然工作流的概念相对于物流、资金流、信息流 等概念要抽象一些，但是，工作流从更高的层次上提供了实现物流、资金 流、信息流及其涉及的相关过程与应用的集成机制，从而使得企业能够实 现业务过程集成、业务过程自动化与业务过程的管理。在工作流概念下实 现业务过程集成与业务过程自 动化的集成机制是通过定义不通任务之间相 互关系的工作流模型来实现的。在工作流模型中，无论是具体的物流转移 动作、实际物理装置的操作动作，还是抽象的信息处理动作与决策过程， 都可以用工作流的基本组成元素任务 ( 也称为活动)来统一地进 行描述。同样，反映不同任务之间的关系，无论是具体的车间中零件加工 顺序关系、办公自 动化中的文件批转，还是抽象的决策流之间的关系，都 可以用工作流的基本组成元素连接弧来统一地进行描述。连接弧 反映了 对企业业务经营过程的一种控制逻辑，它定义了活动之间的连接关 系和执行顺序. 不同的研究者从不同的角度给出了工作流的定义。下面给出几个有代 表性的定义: 工作流管理联盟的定义 1 1 1 :工作流是一种能够完全或者部分自 动执行 的业务流程， 在这个流程中，文档、信息或任务按照一定的规则流动，协 调组织成员之间的工作以实现业务整体目 标。 g ig a g r o u p 的 定 义 1 2 1 : 工 作 流 是 经 营 过 程中 可 运 转的 部 分， 包 括 任 务的 顺序以及由谁来执行、支持任务的信息流、评价与控制任务的跟踪、报告 机制m。 一 9一 第二章 工作流技术原理及参考模型 i b m a l m a d e n r e s e a r c h c e n t e : 的 定 义 1 3 1 : 工作流是 经营过 程中的 一种计算机化的表示模型，定义了完成整个过程所需用的各种参数。这些 参数包括对过程中每一个单独步骤的定义、步骤间的执行顺序、条件以及 数据流的建立、 每一步骤由 谁负责以 及舔个活动所需要的应用程序8 1 以上这些对工作流的定义是用非形式化语言对工作流进行描述的，虽 然各有不同，但基本上都达成了这样的一个共识:工作流是经营过程的一 个计算机实现，而工作流管理系统则是这一实现的软件环境。这些工作流 的 定义分别反映了 经 营过 程如下 几 个方 面的问 题， 即 经营过 程是 什么 ( 由 哪 些 活动、 任务 组 成， 也 就是结构 上的 定 义 ) 、 怎 么 做( 活动间的 执行条 件、 规 则以 及所交互的 信息， 也 就是 控制流 与 信息 流的 定 义 ) 、 由 谁来做 ( 人 或者计 算机应用程序， 也就是组织角色的定义) 、 做得怎 样( 通过工作流管理系统进 行监控) 。 在实际情况中可以更广泛地把凡是由计算机软件系统 ( 工作流管理系 统) 控制其执行的 过程都称为工作流3 。 工作流通常用于过程的自 动化， 通 过将文档、信息或任务按照预先定义好的规则和流程在参与者之间进行传 递。因为工作流提供了经营过程逻辑与它的信息支撑系统的分离，并实现 了 应用逻辑与过程逻辑分离，这种方式在进行企业实际应用时具有显著的 优点。它可以在不修改具体功能模块实现方式 ( 硬件环境、操作系统、数 据库系统、编程语言、应用开发工具、用户界面)的情况下，通过修改过 程模型来改进系统功能，实现对生产经营过程部分或全部地集成管理，有 效把人、信息和应用工具合理地组织在一起，提高软件的重用率，发挥系 统的最大效能。 2 .2 工作流管理系统 2 .2 . 1 工作流管理系统定义 wf mc对于工作流管理系统的定义是:工作流管理系统则是指用以完 成工作流的定义和管理，并按照计算机中预先定义好的逻辑推进工作流实 例执行的计算机软件系统 1 l 通常，工作流管理系统指运行在一个或多个工作流机 ( 又称为工作流 引擎)上的用于定义、实现和管理工作流运行的一套软件系统，它和工作 流执行者 人、应用)交互，推进工作流实例的执行，并监控工作流的运 一 1 0 - 1 j x jg f = , f 学 1 葬子w e b 技术与h c a 规列时工作流管 理系 统研芜 行状态。 工作流管理系统可以用来定义与执行不通覆盖范围 ( 单个工作者、部 门、全企业、企业间)、不同时间跨度的经营过程。这完全取决于实际应 用背景的需求。按照业务过程以 及组成活动的复杂程度的不同，工作流管 理系统可以采取许多种实施方式。在不同的实施方式中，所应用的信息技 术、通信技术和支撑系统结构会有很大的差别。工作流管理系统的实际运 行环境可以是在一个工作组内部或者全企业的所有业务部们。 尽管不同的工作流管理系统有不同的应用范围和不同的实施方式，但 它们有许多共同的特征。 从更高的 层次上来看， 所有的 工作流系统都提供了 三种功能l1 1 . 1 )建立阶段的功能: 考虑工 作流程与组成活动的定义与模型化。 2 )运行时 控制功能: 在一定的运行环境下， 执行工作流过程， 并完成 每个过程中活动的排序与调度功能。 3 )运行时 人机交互功能: 实 现执行过程中 用户与i t 应用工具之间的 交互。 下面这个图给出了工作流管理系统三个主要功能之间的关系。 图 2 - 1工作流管理系统的 特征 2 .2 .2 工作流管理系统的分类 工作流管理系统从不同的角度看有不同的分类方式。根据不同工作流 - 1 1 一 第二章 工作流技术原理及参考模型 管理系统所采用的任务项传递机制的不同，市场上的多种产品基本上可以 划 分 为 4 类 11 4 1 )基于 文件的w f m s 以 共享 文件的 方式来 完成 任务。 这 种类型的 产品是产生最 旱、发展最成熟、最具多样性的，通常包含有 c l ie n t/ s e r v e : 模式的图像、文档与数据库管理系统。代表产品有 f i l e n e t 的 v i s u a l wo r k f l o , i b m 的 f 1 o w ma r k ，以及 i n c o n c e r t 的 i n c o n c e rt等。 2 )基于消息的w 1ms通过用户的电 子邮件系统来传递文档信息。 这种类型的产品都己 实现了与一种或多种电 子邮件系统的集成。 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 i n t e m p o , k e y fi l e 的k e y fl o w , 3 )基于we b 的wf m s 通过w ww来实现任务的 协作。 这一类产 品起步较晚在1 9 9 5 年以 后， 但是发展非常迅速， 现在己经成为一种 最新的市场流行趋势。 许多供应商纷纷开发新产品或者在原有产品 的 基础上增加对w e b 的 支持。 代表产品 有a c t i o n t e c h n o l o g i e s 的 a c t i o n wo r k s m e t r o , u l t i m u s 的u l t i mu s o 4 )群件与套件系统 依据划分标准， 这类产品与前3 种有很大程度 的重叠， 但是在这里却有必要把它们单独划分成一类， 因为这类产 品都需要依赖自己系统的应用基础结构， 包括消息传递、 目 录服务、 安全管理、 数据库与文档管理服务等， 它们本身就构成了一个完整 的应用开发环境。 代表产品有i b m / l o t u s 的l o t u s n o t e s , mi 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 wi s e a 根据底层实现技术，可将工作流产品分为三类: 1 )以 通信为中 心:以电子邮 件为底层的 通信机制; 2 )以 文档为中 心: 基于文档路由， 它同外界应用的 交互能力有限。 许 多基于表的管理型工作流可以以文档为中心的工作流实现; 3 )以 过程为中心: 这种工作流系统一般建立在数据库之上， 有自 己 专 用的通信机制，并且提供了同外部进行交互的接口。 本文设计的h a w h o w工作流系统属于群件与套件系统， 提供了完全的 消息传递、目 录服务、安全管理、数据库与文档管理服务， 是一个以过程为 中心的工作流管理系统。 - 1 2- 介 从粼多 硕 士 学 拉 论 丈 塞于w e b 技术与h c a 0对的工作流管理系况研究 2 .2 .3 工作流管理系统过程建模 工作流管理系统过程建模又称为过程定义，此阶段主要完成经营过程 的计算机化的定义。在这个阶段，利用一个或多个建模技术与工具，完成 实际过程到计算机可处理的形式化定义的转化，所得到的定义可称为工作 流模型、过程建模、过程模版、过程元数据或过程定义。因此，在工作流 管理系统建立阶段主要完成过程建模工作。在 wf mc定义的工作流管理系 统中，将过程建模得到的结果统称为工作流模型。 过程建模是经营过程分析与经营过程重组的重要基础。过程建模主要 解决如何根据过程目 标和系统约束条件，将系统内的活动组织为适当的经 营过程的问题。过程建模的作用体现为: 1 )用于准确描述企业的 经营过程， 供流程分析和优化 如经营过程) 重组使用。 2 )用于在不同的组织和信息系统间共享经营过程知识， 便于实现基准 工程 ( b e n c h m a r k in g ) 及企业动态联盟。 3 )用于企业c i m s 实施， 根据设计的企业过程模型进行相应的 功能构 件配置， 使得所建立的系统能够按过程实现横向集成， 而不是按传 统的部门划分结构实现纵向集成，从而满足企业核心价值流的要 求。按过程模型进行系统构件配置还能够实现柔性更好的过程集 成。 4 )用于研究、 开发新的 经营过程， 以 满足不同业务需求和企业动态结 构演化。 有很多方法可以用来进行工作流过程模型的定义与描述。过程建模方 法学研究的主要内容和目的是为企业经营过程建模提供一套完整有效的描 述经营过程的建模语言。 对流程的描述需要提供对逻辑顺序结构， 如顺序、 分支、汇合、条件、循环、并行的描述。使用者可以通过这一套语言来对 企业的经营过程进行形式化描述。目前较为广泛接收的建模语言有 c i m o s a的经营过程描述语言、工作流管理联盟定义的工作流描述语言。 k e l l e r 等人提出的e p c m模型等， e c a规则模型等，这些工作流描述语言 的描述形式与程序设计语言中语义结构的定义方式类似，例如 p e r t图或 其他各种形式的网 络图 等， 这方面的工作可参考文献【 1 3 1 . -1 3 - 第二章 工作流技术原理及参考模型 2 .2 . 4 工作流管理系统过程仿真 仿真是利用离散事件驱动的仿真引擎模拟执行工作流模型的各项活 动，推进工作流实例。经过多次仿真运行，达到一系列关于工作流模型运 行的统计数据，如过程时间、过程成本和资源利用等。用户可以在这些仿 真统计数据的基础上进一步分析和评价企业经营过程的各项性能p s 如下图2 -2 所示为工作流仿真过程: 设置仿真环境 图 2