（计算机应用技术专业论文）基于wf工作流技术的应用研究.pdf

南京邮电大学 硕士学位论文摘要 学科、专业：工学、计算机应用技术 研究方向：计算机网络与分布计算系统 作者：2 0 0 7 级研究生孟彦敏 指导教师：宗平教授 题目：基于岍工作流技术的应用研究 英文题目：a p p l i c a t i o nr e s e a r c hb a s e do nw f w o r k f l o wt e c h n o l o g y 主题词：工作流，工作流参考模型，w f ，活动 k e y w o r d s ：w o r k f l o w , w o r k f l o wm o d e l 。瞩a c t i v i t y 南京邮电大学硕士研究生学位论文 摘要 摘要 工作流技术是当今一项飞速发展的技术，它最基本的特性是能够结合人工和机器的行 为，可以与应用程序和工具进行交互，从而完成业务过程的自动化处理。工作流技术己逐 渐发挥越来越重要的作用。微软在v i s t a 中引入了w i n d o w sw o r k f l o wf o u n d a t i o n ( w f ) 。w f 作为操作系统的一部分，提供了对工作流最底层的支持，而w f 也将作为w i n d o w s 下一 代的工作流基础框架。由于发布的时间不长，对于如何利用这个框架、采用何种方式去实 现具体的工作流产品，成为广大工作流研究者近年来讨论的热点。 本文阐述了工作流研究的背景和研究现状，通过对工作流的元模型、参考模型和体系 架构的分析，着重论述了w f 技术的特点，主要组件以及建模方式。在对w f 工作流框架 体系结构的研究基础上，本文首先给出了一种宿主模型的设计方法，具体说明了在该模型 中如何启动工作流引擎、如何向引擎加载服务、以及如何创建和管理工作流实例的技术手 段；接着给出了一种基于本地服务的宿主和工作流的通信方法，该方法能够被多个工作流 实例共享，提高了工作流的通信效率；随后研究了w - f 活动执行状态和执行环境，给出了 一种自定义事件活动的设计方法，并实现一个消息监控的自定义事件活动；解析了如何将 宿主程序中的工作流实例持久性到数据库，以及如何从数据库中重新加载工作流实例，并 给出了w f 持久性服务的具体设计步骤。最后以a s e n e t 为工作流宿主，实现了一个基于 w f 框架的工作流应用系统实例。 关键字：工作流，工作流参考模型，w f ，活动 南京邮电大学硕士研究生学位论文 a b s t r a c t a b s t r a c t n o w a d a y sw o r k f l o wi saf a s td e v e l o p i n gt e c h n o l o g y i t sm o s tb a s i cc h a r a c t e ri st h a tw o r k f l o wc a nc o m b i n eh u m a na n dm a c h i n e sb e h a v i o r , i n t e r a c tw i t ht h ea p p l i c a t i o np r o g r a m sa n d t o o l s ，i no r d e rt of u l f i l lt h ea u t o m a t e dp r o c e s s i n go ft h eb u s i n e s sp r o c e s s t i l ln o ww o r k f l o w h a sp l a y e dam o r ea n dm o r ei m p o r t a n tr o l es i n c ei ta p p e a r e d m i c r o s o f ti n t r o d u c e sw i n d o w s w o r k f l o wf o u n d a t i o n ( w f ) t ov i s t a ，w h i c hs u p p l i e st h eb a s i cs u p p o r tt ot h ew o r k f l o wa sp a r t o ft h eo p e r a t i n gs y s t e m ，a n dw fw i l lb et h en e x tf u n d a m e n t a la r c h i t e c t u r eo ft h ew o r k f l o w d u e t ot h ei s s u et i m ei sn o ts ol o n g ，t h ep r o b l e ma b o u th o wt ou s et h i sa r c h i t e c t u r ea n dw h i c hw a yt o i m p l e m e n tt h es p e c i f i cw o r k f l o wp r o d u c t sb e c o m e st h eh o ti s s u e st om i c r o s o f ta n dm a n yr e s e a r c h e r s t h i st h e s i si n t r o d u c e st h er e s e a r c hb a c k g r o u n do ft h es u b j e c ta n dc u r r e n tr e s e a r c h e s ，t h e n a n a l y z e st h ee l e m e n tm o d e l ，r e f e r e n c em o d e la n da r c h i t e c t u r eo ft h ew o r k f l o w , e s p e c i a l l yd i s c u s s e st h ef e a t u r eo ft h ew ft e c h n o l o g y ，m a i nc o m p o n e n ta n dt h em e t h o do fm o d e l i n g b a s e d o nt h er e s e a r c ho ft h ew fw o r k f l o wa r c h i t e c t u r e ，t h i st h e s i sd e s i g n sah o s tm o d e la n dp r o p o s e s am e t h o do nh o wt ob o o tt h ee n g i n eo ft h ew o r k f l o w , l o a dt h es e r v i c et ot h ee n g i n e ，c r e a t ea n d m a n a g et h ew o r k f l o wi n s t a n c ef o rt h em o d e l t h e nb a s e do nh o s to ft h el o c a ls e r v i c ea n dw o r k f l o w , t h i st h e s i sp r o p o s e sac o m m u n i c a t i n gm e t h o dt h a tc a nb es h a r e db ym a n yw o r k f l o wi n - s t a n c e sa n di m p r o v et h ec o m m u n i c a t i n ge f f i c i e n c yo ft h ew o r k f l o w t h i st h e s i sa l s os t u d i e st h e e x e c u t i n gs t a t ea n dc o n t e x to ft h ew fa c t i o n s ，p r o p o s e sam e t h o dt od e s i g nt h es e l fd e f i n e da c - t i v i t i e sa n di m p l e m e n t sas e l fd e f i n e da c t i v i t i e so fm e s s a g em o n i t o r i n g ，r e s o l v e sh o wt op e r s i s t e n tt h ew o r k f l o wi n s t a n c eo ft h eh o s tp r o c e s st ot h ed a t a b a s ea n dr e l o a dt h ei n s t a n c ef r o mt h e d a t a b a s e ，a n dg i v e st h ed e t a i l e ds t e p st od e s i g nt h ew fp e r s i s t e n c es e r v i c e f i n a l l yt h i st h e s i s i m p l e m e n t saw o r k f l o ws y s t e mi n s t a n c ew h i c hu s ea s p n e ta st h ew o r k f l o wh o s ta n di sb a s e d o nw fa r c h i t e c t u r e k e yw o r d s ：w o r k f l o w ，w o r k f l o wr e f e r e n c em o d e l ，w f ，a c t i v i t y i i 南京邮电大学硕士研究生学位论文目录 目录 第一章引言! 1 1 1 研究背景l 1 2 研究现状2 1 3 本文主要工作与组织结构4 第二章工作流技术6 2 1 工作流发展及相关术语6 2 1 1 工作流发展6 2 1 2 工作流基本术语6 2 2 工作流元模型9 2 3 工作流参考模型1 0 2 4 工作流体系结构1 2 2 5 本章小结一1 5 第三章w i n d o w sw o r k f l o wf o u n d a t i o n 简介1 6 3 1w f 组件：1 6 3 1 1 宿主1 6 3 1 2 活动1 7 3 1 3 服务19 3 1 4 规则2 0 3 2w f 工作流模型21 3 2 1 顺序工作流模型2 l 3 2 2 状态机工作流模型2 2 3 2 3f l o w c h a r t 模型2 2 3 3 本章小结2 3 第四章基于w f 工作流框架的设计2 4 4 1w f 整体架构2 4 4 2w f 宿主设计2 5 4 2 1 宿主结构模型2 5 4 2 2 工作流运行时2 5 4 2 3 启动工作流引擎2 6 4 2 4 向引擎中加载服务2 6 4 2 5 创建工作流实例2 7 4 2 6 管理工作流实例2 8 4 2 7 处理工作流运行中的事件2 8 4 3 工作流通信方法设计3 0 4 4w f 活动设计3l 4 4 1 活动自动状态机3l 4 4 2 活动执行上下文3 2 4 4 3 活动类结构3 3 4 4 4 事件活动设计- 3 4 4 5w f 持久性服务设计3 6 4 5 1 持久性服务类3 6 i i i 南京邮电大学硕士研冗生学位论文目录 4 5 2 持久性服务运行机制3 7 4 5 3 持久性服务设计步骤3 8 4 6 本章小结4 0 第五章基于w f 工作流框架的应用4 l 5 1 整体架构4l 5 2w f 工作流实现4 2 5 2 1 活动类图4 2 5 2 2 用户活动的实现4 3 5 2 3 工作流实例的实现4 4 5 i 2 4 工作流帮助类的实现4 6 5 3 宿主应用程序的实现4 8 5 3 1 创建工作流引擎4 9 5 3 2 创建工作流实例4 9 5 4 运行效果5 0 5 5 本章小结5 2 第六章总结与展望5 3 6 1 总结5 3 6 2 展望5 3 致谢5 4 参考文献5 5 硕士研究生期间发表的论文5 8 i v 南京邮电大学硕士研宄生学位论文 第一章引言 1 1 研究背景 第一章引言 工作流技术起源于二十世纪七十年代中期办公自动化领域的研究。由于当时计算机尚 未普及，网络技术水平还很低以及理论基础匮乏，这项新技术并未取得成功。1 9 8 3 年至 1 9 8 5 年间，在图像处理领域和电子邮件领域出现了早期的含有工作流特征的商用系统。 九十年代以后，随着个人计算机、网络技术的普及和推广，以及信息化建设的日益完善， 工作流技术的研究与开发进入了一个新的热潮。1 9 9 3 年8 月，第一个工作流技术标准化 的工业组织工作流管理联盟【1 ( 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 ) 成立。1 9 9 4 年，工作流管理联盟发布了用于工作流管理系统之间互操作的工作流参考模型，并相继制 定了一系列工业标准。与此同时，关于工作流技术的学术研究也十分活跃，许多原型系统 在实验室里开发出来。进入二十一世纪以来，工作流技术已获得越来越多的认可。它能够 为企业应用提供业务流程建模、管理和控制功能，可以应用到电子政务中的一站式办公、 电子商务中的流程集成和金融信贷业务等领域。当今随着e a i 的兴起，e a i 所涉及的各 种支撑技术也在快速的发展，工作流技术为实现应用层集成提供了有力的支撑。 由于信息技术的发展和商业竞争的日趋激烈，人们不再满足于独立、零散的办公自动 化和计算机应用，而是需要综合的、集成化的解决方案。作为一种对常规性事务进行管理、 集成的技术，工作流管理系统的应用所带来的好处很明显，包括提高企业运营效率、改善 企业资源利用、提高企业运作的灵活性和适应性、提高劳动生产率等。 w f 2 l ( w i n d o w sw o r k f l o wf o u n d a t i o n ) 是工作流领域的一个划时代产品，它提供了一个 工作流引擎、一个n e t 托管a p i 、运行库服务以及与m i c r o s o f tv i s u a ls t u d i o 集成的可视 化设计器和调试器。使用w f 可以生成并执行同时跨越客户端和服务器的工作流，以及 可在所有类型的n e t 应用程序内部执行的工作流。相比与其他产品，w f 的优势主要反 映在【3 】： ( 1 ) 工作流协调人和软件共同执行的工作。建立在w f 框架上的工作流允许人和接 口进行交互，如e m a i l 、w e b 表单、w i n d o w s 窗体、及时消息、i n f o p a t h 等等。 ( 2 ) 工作流可以长期运行并且是有状态的。w f 提供了运行时服务的框架，支持工 作流在可持久性的介质上持续运行。 ( 3 ) 工作流基于可扩展的模型。工作流由许多离散的活动组成，w f 除了提供基本 甭京邮电大学硕士研宄生学位论文第一蕈引言 的活动外，还可以扩展这些活动或重新编写活动以满足任何需要。 ( 4 ) 工作流在整个生命周期中是透明且动态的。由于w f 建立在声明的和可视化的 设计时模型基础上，因此很好容易理解工作的流程。在运行期间，w f 提供追踪服务可以 将日志记录到持久性介质上，并且我们可以在运行时修改工作流。 1 2 研究现状 在工作流管理系统概念的基础上，演进出很多标准，总体上按采用的技术分为两大类： 基于标准x m l 文档的和基于w e b 服务技术的两种规范。下面是几个重要的标准组织： ( 1 ) w f m c 工作流管理联盟 工作流管理联盟【4 】在1 9 9 3 年成立之后，颁布了一系列工作流管理系统相关标准和技 术规范，包括工作流术语表、工作流参考模型、工作流管理系统各部分间协作的五个接口 规格、工作流产品的互操作性标准等。其中，早期接口的标准为w p d l ( w o r k f i o w p r o c e s s d e f i n i t i o nl a n g u a g e ) ，后来这一接口的规范变更为x p d l ( x m lp r o c e s sd e f i n i t i o nl a n g u a g e ) 。x p d l 是至今工作流领域最为重要的一个标准，目前大多数工作流引擎是依据该 标准设计开发的。 ( 2 ) b p m i 业务流程管理促进会 业务流程管理促进会b p m i ( b u s i n e s sp r o c e s sm a n a g e m e n ti n i t i a t i v e ) 一直在积极推动 b p m t 5 】的标准化。它的目标是使各种类型以及不同行业的公司都可以跨越i n t e m e t 、透过 防火墙开发与操作涉及多个业务伙伴和应用的业务流程，通过建立流程设计、部署、执行、 管理和优化的相关标准来促进b p m 的发展。b p m i o r g 制定了许多开放标准，如业务流程 建模语- 言( b u s i n e s sp r o c e s sm o d e l i n gl a n g u a g e ，b p m l ) 、业务流程查询语言( b u s i n e s s p r o c e s sq u e r yl a n g u a g e ，b p q l l 6 1 ) 、业务流程建模标注( b u s i n e s sp r o c e s sm o d e l i n gn o t a t i o n ， b p m n 7 1 ) 等。b p m i 和w f m c 在2 0 0 2 年宣布将合作制定业务流程和工作流标准，即采用 b p m l 来描述工作流过程，同时采用x p d l 所定义的工作流模型。 ( 3 ) b p e l 业务流程执行语言 2 0 0 2 年8 月，m i c r o s o f t 、b e a 、i b m 、s a p & s i e b e l 联合提交发布了b p e l 规范。2 0 0 3 年4 月b p e l 8 1 规范提交给了结构化信息标准促进组织o a s i s ( o 唱a n i z a t i o nf o rt h ea d v a n c e m e n to fs t r u c t u r e di n f o r m a t i o ns t a n d a r d s ) 更名为w s b p e l ( w e bs e r v i c e sb u s i n e s s p r o c e s se x e c u t i o nl a n g u a g e ) 规范，s u nm i c r o s y s t e m s 和o r a c l e 公司也相继加入了o a s i s 组织。此规范描述如何处理输入的消息，它不是个关于业务流程规格化定义的规范。简 单的说，可以将它看作x m l 形式的编程语言，提供将w s d l s e r v i c e s 组合成控制流的能 2 南京邮电大学坝士研咒生学位论文第一章弓l 吾 力。 当今工作流应用系统主要基于以下三种技术平台： ( 1 ) 基于l o t u sd o m i n o n o t e s 9 】技术，d o m i n o n o t e s 是一个集文档数据库、邮件系统、 动态w e b 信息发布、可视化集成开发环境于一体的基础平台，适合处理办公协作流程中 产生的非结构化文档信息，并可利用灵活的邮件机制在企业内部传递文档。其主要优点有： 系统安全性高，这也是在政府领域广泛应用的重要原因，支持多种操作系统平台：系统开 发速度快。其主要不足有：对关系型数据的查询统计功能相对较弱；系统平台软件较贵； 对系统维护人员的要求较高；基于c s 结构，每客户端都需要安装软件，虽然也可基于 b s 结构应用，但牺牲了d o m i n o n o t e s 最为突出的基于“交叉验证”的高安全性；易用性 差，在实际应用中，对于安全性的追求并不是越高越好，基于d o m i n o n o t e s 的o a 系统 在企业中的应用没有政府部门普及，政府部门中基于d o m i n o n o t e s 的o a 系统的利用率 也一直不是太高，其重要原因是系统在易用性上有所欠缺。 ( 2 ) 基于e x c h a n g e 的工作流系统，建立在e x c h a n g e 消息流转机制上，通过对 文档属性的管理可以很容易的实现基于文档流转的工作流系统。其主要优点有：较强的消 息事件处理机制，能够很好的整合微软的其它产品的应用，可以很容易的实现基于文档流 转的工作流系统，可以简化工作流实现的工作量。其主要不足有：需要拥有e x c h a n g e s e r v e r 才能运行，而e x c h a n g es e r v e r 安装后通常需要较大的存储空间，并不支持工作流 参考模型的规范，所以在异构工作流引擎之间的互操作性还比较差，且可移植性不强，比 如e x c h a n g es e r v e r2 0 0 0 只能安装在w i n d o w s2 0 0 0s e r v e r 及其后继产品上，并且不容易和 现有的w e b 应用集成。e x c h a n g es e r v e r 本身的维护以及通过它对文件的备份、维护都比 较困难【1 0 1 。 ( 3 ) 基于b i z t a l k 的工作流系统，是利用了流程协调引擎实现的工作流管理系统。 其主要优点有：b i z t a l k 是一个面向服务基于w e bs e r v i c e 工作流服务框架，它发布了一系 列基于w e b 服务的工作流管理方法，开发人员能在此基础上快捷的构建功能强大的工作 流应用管理系统。b i z t a l k 作为微软的核心产品之一，为企业的应用整合和流程的自动化 提供了灵活的基础构架，它提供的流程设计环境照顾到系统流程的需要，并且提供严谨的 条件判断分析能力，能够找出一些操作可能有冲突或不一致的设计点。它的消息传输机制 可以很好的实现工作流引擎的运行和跟踪监控。在运行中以n e t 程序集的形式出现，执 行的效率很高。可以很容易和门户、o f f i c e 工具结合运用，可以很容易实现人员工作流 ( h i s ) ，商务知识发现等功能。其主要不足有【1 0 1 ：在实际的应用中，该系统的协调流程引 擎不适合人员操作，因为协调流程面对的是系统，交换的是制式数据；而人员操作面对的 3 雨京邮电大学硕士研宄生学位论文第一蕈引言 是用户操作界面，而不是单纯的通信协议。b i z t a l k 的重要用途是用于b 2 b 和e a i ，这两 种应用一般属于s t p ( 业务流程执行的完全自动化) 应用，流程设计好后不需要人工干预， 有时缺乏灵活性。 微软在v i s t a 中引入了w f ，w f 作为操作系统的一部分，提供了对工作流最底层的 支持，以后微软的跟工作流相关的产品都会建立在w f 基础之上，w i n d o w s 平台下的 工作流开发与研究正逐步向w f 转移，而w f 也将作为w i n d o w s 下代的工作流基础 框架。 w f 框架是完全可扩展的，它提供了基本的活动以及一般的基本工作流功能，可以扩 展这些活动以满足任何需求。在运行时期间，可以查询工作流的状态和总体运行情况。 w f 提供的追踪特性也可以将日志信息记录到持久性介质上，甚至可以在运行时修改在这 个平台上建立的工作流。因此，w f 提供了一个非常灵活的工作流的平台。而采用w f 技 术提供的持久性、追踪和动态修改功能，在开发过程中，就不必考虑如何表示业务流程、 如何建立流程的运行环境等问题，能更好地提高工作流管理系统的柔性1 。 在基于w e b 、分布式和异步处理的方向发展趋势下，基于w f 的工作流技术的研究 也会成为工作流技术研究的重点。因此在w f 框架下开展工作流技术的研究，增强工作流 管理系统的动态性和灵活性具有非常重要的研究意义和应用价值【1 2 1 。 1 3 本文主要工作与组织结构 本文对工作流元模型、工作流体系结构、参考模型作了理论上的解析与探讨。研究了 w f 工作流需要解决的关键技术，重点讨论了基于w f 工作流框架的设计，给出了宿主应 用程序、w f 活动以及w f 运行时服务的详细设计。最终实现了以a s p n e t 为宿主的w f 工作流实例。本文的主要工作有： ( 1 ) 介绍了工作流技术的相关内容，重点解析了工作流元模、工作流参考模型的三 大功能的划分及相互之间的关系、工作流管理系统体系结构的组成部分。分析了w i n d o w s w o r k f l o wf o u n d a t i o n 的特点、关键组件以及建模方式。 ( 2 ) 研究和设计了一种基于w f 工作流框架的宿主模型，详细阐述了该模型的运行 机制以及设计方法。 ( 3 ) 研究和设计了基于本地服务的宿主和工作流通信的方法，该方法能使多个工作 流实例共用，提高了通信效率。设计了基于事件驱动的自定义活动，详细阐述了如何将宿 主程序中的工作流实例持久性到数据库及如何从数据库中重新加载工作流实例，并给出具 体设计步骤。 4 南京邮电大学硕士研究生学位论文第一章引言 ( 4 ) 以a s p n e t 为工作流宿主，实现了一个基于w f 框架的工作流应用系统实例。 本文的组织结构如下： 第一章论述了本文研究工作的背景与国内外研究现状，并对本文的研究工作和论文的 组织结构做出了说明。 第二章介绍了工作流的发展与相关术语等，着重描述了工作流元模型、工作流参考模 型以及体系结构。 第三章分析了w i n d o w sw o r k f l o wf o u n d a t i o n 中关键技术及w f 工作流的三种模型。 第四章给出了基于w f 工作流框架的详细设计，具体说明了宿主程序模型的设计方法 和基于本地服务的宿主和工作流之间的通信方法，设计了基于事件驱动的自定义活动；描 述了如何将宿主程序中的工作流实例持久性到数据库及如何从数据库中重新加载工作流 实例，并给出了此服务的详细实施步骤。 第五章给出了基于a s p n e t 作为宿主应用程序w f 工作流的实现，详细阐述了自定 义事件驱动活动的创建、工作流运行时引擎和工作流实例的创建，以及a s p n e t 宿主的 调用机制。 第六章总结了本文的研究工作，展望下一步改进和发展的方向。 南京邮电大学硕士研究生学位论文第二章工作流技术 第二章工作流技术 2 1 工作流发展及相关术语 2 1 1 工作流发展 工作流的概念起源于生产组织和办公自动化领域，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这些任务并对它们进行监控，达到提 高工作效率、降低生产成本、提高企业生产经营管理水平和企业竞争力的目标。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益成熟的基础上，于2 0 世 纪8 0 年代中期发展起来的工作流技术为企业更好地实现这些经营目标提供了先进的手 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己成功地运用 到图书馆、医院、保险公司、银行等行业，然而它更重要的应用还是在工业领域，特别是 制造业领域。 1 9 9 3 年，工作流管理联盟w f m c 的成立标志着工作流技术进入了相对成熟相对规范 的阶段。为了实现不同工作流之间的相互操作，w 肌c 在工作流相关术语、结构体系、 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标准和规范。这些工作 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【h j 。 纵观工作流软件产品几十年的发展过程，我们可以把它归纳为三个阶段： 第一阶段，主要为应用于某些特定领域的、相对独立的应用系统，如图像、文档管理 系统等： 第二阶段，主要表现为具有底层的通讯基础结构、能够实现任务协作的应用系统，如 具有消息传递功能的工作流系统等； 第三阶段，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。 2 1 2 工作流基本术语 根据w f m c 的定义，工作流( w o r k f l o w ) 就是自动运作的业务过程部分或整体，表现 为参与者对文件、信息或任务按照规程采取行动，并令其在参与者之间传递。简单地说， 工作流就是系列相互衔接、自动进行的业务活动或任务。如果将整个业务过程看作是一 条河，其中流过的就是工作流。 6 南京邮电大学硕士研究生学位论文第二章工作流技术 从工作流定义中可以看出，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。使用工作流作为经营过程的实现技术首先要求工作流系统能够 反映经营过程的以下几个问题，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 流管理系统对执行过程进行监控) 。图2 1 给出了一个称为工作流伞【1 4 j 的示意图，反映了 工作流覆盖的经营过程范围与对应的工作流研究领域。 图2 l 工作伞不意图 ( 1 ) 工作流( w o r k f l o w ) ：是计算机支持的业务流程的全部或部分自动化。在自动化过 程中，文档、信息或任务按照预定的规则，以网络为载体流转，实现组间的协调工作，以 达到业务的整体目标，或是促使此目标的实现。 ( 2 ) 工作流管理系统( w f m s ) ：是一种能定义、创建和管理工作流执行的软件系统。 就是将现实世界中的业务过程转化成某种计算机所能识别的形式表示( 即工作流逻辑) ，并 在此形式表示的驱动下完成工作流的执行和管理。使用w f m s 可以充分利用企业资源、 有效地跟踪工作过程，提高工作过程定制的速度与质量。 ( 3 ) 业务流程( b u s i n e s sp r o c e s s ) ：指在某企业或机构中，能够实现业务目标和策略的 相互连接的过程和活动集。如公文处理流程、投保过程及项目开发过程等。 ( 4 ) 活动( a c t i v i t y ) ：是工作流中一个逻辑步骤或环节的工作任务，一般分为人工操作 和自动处理两类。活动是流程执行中的最小工作单元，要求有人员的参与或由计算机自动 完成。 ( 5 ) 过程实例( p r o c e s si n s t a n c e ) ：是实际运行中的一个业务流程。每个实例代表一个能 独立控制执行、具有内部状态的线程。在过程实例的执行过程中，w f m s 将解释相应的流 程定义，生成有关的活动实例并根据定义中的控制规则协调这些活动之间的顺序关系，同 时根据数据流动关系的定义完成活动之间的数据传送岬。 。 7 塑室塑皇奎兰堡主婴壅生兰堡笙茎 丝三兰三堡堕垫查 从参与者的角度来说，实例的执行实际上是由参与者处理他所涉及的那个环节的数 据，完成该环节的任务，之后由w f m s 根据相应结果激活后续环节，同时通知后续参与 者对之进行处理，由此依次反复直至整个过程完成。 其中工作项列表( w o r k l i s t ) 是一个参与者所负责的所有工作项的详细描述。 各个活动执行中应用程序或参与者所处理的数据称为工作流应用数据( w o r k f l o wa p p l i c a t i o nd a t a ) ，如应用数据库中的记录，被处理的文档等；系统主控部件运行服务。 用来控制工作流实例的状态和执行的数据则称为工作流相关数据( w o r k f l o wr e l e v a n t d a t a ) ，相关数据在流程定义中一般为全局变量，又可细分为控制数据和参考数据。 ( 6 ) 工作流模型( w o r k f l o wm o d e l ) ：工作流过程依赖于一个形式化的工作流模型来描 述工作流任务之间的控制流和数据流。工作流模型由4 部分组成，它们分别是过程模型、 组织模型、资源模型以及工作流相关数据。 过程模型用来定义工作流的过程逻辑，它包括组成工作流的所有活动以及活动之间的 依赖关系。它是整个工作流模型的基础与核心，其他模型均为其提供支持。 组织模型用来定义企业人员的组织结构，它包括几种不同形式的组织元素以及每种组 织元素内部的递阶层次关系。 资源模型用来定义企业资源的组织结构，它包括几种形式的资源容器元素以及容器内 部的递阶层次关系，直至最终的原子级资源个体。资源模型的主要任务是为企业人员执行 工作流，提供“物”的支持。 工作流相关数据，用来定义工作流执行过程中需要用到的数据，它包括简单的数据类 型与复杂的企业对象。它主要用于各种条件的判断，以实现工作流引擎对不同活动的选择 性路由。工作流相关数据为工作流的执行提供了信息的支持。 ( 7 ) 代理( a g e n t ) ：在工作流系统中，一个独立的处理实体被定义为代理_ ( a g e n t ) ，它由 所包含的个体、团队成员、工具及他们相应的职责所构成。在组织模型中代理包括以下两 种实体a c t o r ：一个a c t o r 是个体处理单元，它可以是员工和自动工具，与a c t o r 相关联 的有工作时间表、身体状况或故障等因素。这些因素可以综合确定一个a c t o r 的当前状态。 一个g r o u p 由a c t o r 的集合组成。 ( 8 ) 角色( r o l e ) ：角色是指在过程模型中对某项任务或相关任务集合具有访问权限和 完成能力的处理实体。在一个业务流程中，角色用来指定代理的职责。代理是扮演一个或 多个角色的物理实体，角色表示的是责任的集合。角色的定义是在过程定义中完成，而代 理是在组织模型分析时才定义。针对不同的工作流系统，同一企业组织结构的划分可能不 同，角色与代理实体的映射关系是由授权完成的。在一个工作流中定义角色具有重要的意 g 塑塞塑皇奎兰堕主婴壅生兰堡笙奎塑三童三堡堕垫查 义【1 7 】。角色与代理分离保证了授权的灵活性，使得在组织机构变化时，对工作任务的分 配不会有影响：当一个任务可以被一个以上的代理执行时，角色与代理的动态映射关系有 利于管理，能够帮助动态工作负载平衡。 ( 9 ) 流程定义【2 1 l ( p r o c e s sd e f i n i t i o n ) ：也称流程建模，过程定义，计算机所能识别的业 务流程的形式化描述，用来支持运行过程的自动化。流程一般被分解成些子过程和活动， 其定义主要包括运行过程中涉及到的各种数据和参数。 2 2 工作流元模型 每个工作流管理系统都暗含一个元模型，元模型是工作流过程建模语言的核心，为工 作流过程建模语言提供具体的建立结构，工作流元模型可以分为基于活动的、基于任务的、 基于状态迁移的、基于关系和基于对话的等许多类型。同一个工作流过程模型可以在统一 框架的指导下，根据不同人的理解被不同的工作流建模语言表达，并被不同的系统解释和 实现，定义良好的工作流元模型是工作流过程建模语言成功的保证。工作流的元模型是用 于描述工作流内部的各个元素、元素之间关系及元素属性的。 工作流元模型是工作流管理联盟开发的一个基于活动的元模型。它为工作流模型转换 定义了基本的实体集和属性集。一个工作流过程由许多使用工作流相关数据的活动组成， 活动可以是子活动或者复杂活动。在每一个过程定义中，图2 2 列出的实体都必须被定义， 或者在过程定义时明确给出、或者直接从包中继承、或者对包交叉引用。元模型【1 9 】如图 2 2 所示。 图2 2 工作流元模型 ( 1 ) 活动：完成工作流的一个逻辑步骤，可提交给用户手工执行或直接调用程 序自动完成。 9 南京邮电大学硕士研究生学位论文 第二章工作漉技术 ( 2 ) 转换条件：从当前活动到下一活动流转或状态转移的规则，活动之间通过 转移相互联系。 ( 3 ) 角色：把参与者与一系列活动相联系的机制，是活动的执行者。 ( 4 ) 工作流相关数据：活动行为决策、应用调用、任务转换中所涉及的数据信 息，有可能影响下一步任务的执行。 ( 5 ) 应用程序：主要描述用于完成业务过程所采用的工具和手段。 2 3 工作流参考模型 工作流参考模型标识了构成工作流管理系统的基本部件和这些基本部件交互使用的 接口。这些基本部件包括：工作流执行服务、工作流引擎、流程定义工具、客户端应用、 调用应用、管理监控工具；基本部件交互使用的接口包括五个接口。一般而言，w f l v l s 模型包含三大功能模块，即建立时功能、运行时控制功能及交互功能。图2 3 描述了工作 流参考模型和功能模型之间的内在联系【2 2 】。 l rll豫腿鹾溉协j 醚砜f 彪x 馘粥i k- 1 分橱定义建模t = 具卜一- i 过程定义。r 具 。童 ii 搏昝入数搬嗽并三哦襁戮熙数蚕i 葫 上 月u 。2 “币。扫“k ”髦- 。“ i 建立阶段 建立阶段缓 il 运 j ：阶烂 过程定义 返 j ：阶段 l 丫杯 茹啦荫嫩摊 慷 h i h 拦褐台i 多- j i 繁 l 接【14 。i 卜h 瑚掣氍刚鼽槲球讽1 1 l舞迓套i 羯台 i 7 i 弓 繁 系统a 鄙 系统外部 + 酱琏界丽 磐o j 荇 l w o r k l 【e n l 多 瑚：a p p ， 址f 、! 箭理r _ 人、 界i f i ： 、1 到最 t o o i s i fi n fm 旺j 卫 1 外盟j i j i lii ：硝：、t 、i ，。k 捌l 斫祷n 斟rh 外部过秘l l -i“丑w c d r m j1 1 峰土砖一 i i 调用外矗l ；j a v a e x e ，批处琏，存储过程一 i - 一 ，“，k j 。k t ，t ? ，= j r 【棚i 图2 - 3 工作流功能模型和参考模型 ( 1 ) 建立时功能 建立时功能的主要目标是通过某种分析、建模及系统定义手段，将现实世界的业务过