（计算机应用技术专业论文）基于移动agent的工作流管理系统的研究.pdf

大连理工大学硕士学位论文 摘要 计算机性能、网络技术和分布式通讯技术的迅速发展，促使企业信息系统结构呈现 出异构、松散耦合、分布式的特点，给工作流管理系统提出了新的业务要求，而传统工 作流管理系统中经常出现的执行模式僵化、资源冲突等问题，使其从根本上难以适应灵 活多变的商务流程。 在这种背景下，本文提出了一个基于移动a g e n t 的工作流管理系统，该系统以工作 流技术为基础，移动a g e n t 技术为核心，通过引入移动a g e n t ，不但克服了传统工作流 管理系统中的资源瓶颈，还能够解决工作流管理系统中缺乏全局控制的问题。在充分发 挥工作流技术本身优势的基础上，具备了移动a g e n t 的自主性、反应性、移动性等特点， 使工作流管理系统具有更好的弹性和更佳的效率，更适用于组织机构分散、业务流程多 变的现代企业。 论文通过分析事件驱动原理及e c a 规则的基本形式，给出了系统的控制规则：扩 展e c a 规则。该规则以e c a 规则为基础，通过分析系统功能需求及实际应用，对e c a 规则的主体组成进行集合扩展，并且为各扩展集加入了时间参数，提高了系统的时效性， 弥补了e c a 规则在复杂过程及时间相关过程描述方面的不足。论文给出了基于扩展 e c a 规则的系统模型，该模型可以在工作流过程实例运行时动态更改活动、动作、用户 间的关系，使过程执行更灵活，权限分配更合理。 论文设计并实现了一个基于移动a g e n t 的工作流管理系统一m a f l o w ，系统以基于 扩展e c a 规则的模型为基础，使用移动a g e n t 等级联盟与工作流引擎配合管理控制系 统工作，将业务流程的执行工作始终置于移动a g e n t 的监控和指导下，打破了传统工作 流管理系统固定的模式和结构，从组织机构、业务流程、执行过程等方面进行业务过程 重组。通过移动a g e n t 与系统用户及各类资源交互，完成工作，并且为具体资源提供连 接接口，为系统提供针对具体应用进行二次开发的功能。m a f l o w 能够提供对复杂、动 态业务流程的支持，提高了系统处理工作的柔性，实现了有效的动态过程处理。最后， 简要介绍了系统与w o r d 工具连接进行的二次开发，说明了开发过程中遇到的新问题及 解决方法。 关键词：移动a g e n t ；工作流管理系统；扩展e c a 规则；工作流模型 大连理工大学硕士学位论文 r e s e a r c ho ft h em o b i l ea g e n t - b a s e dw o r k n o wm a n a g e m e n ts y s t e m a b s t r a c t t h er a p i dd e v e l o p m e n to fc o m p u t e rp e r f l o m l a n c e ，w e bt e c h n o l o g ya n dd i s t r i b u t e d c o m m u n i c a t i o n p r o m o t e se n t e 印r i s e i l l 】f o 肌a t i o n s y s t e ms h o w i n g c h a r a c t e r i s t i c so f h e t e r o g e n e o u s ，l o o s e l yc o u p l e d ， d i s t r i b u t e da r c h i t e c t u r e ， e t c t h e s e b r i n gw o r k n o w m a n a g e m e n ts y s t e mm a l l yn e wb u s i n e s sr e q u i r e m e m s t h e 仃a d i t i o n a l 、0 r k n o wm a n a g e m e n t s y s t e mu s u a l l yh a ss o m el i m i t a t i o n s ，l i k er i g i de x e c u t i o nm o d e ，r e s o u r c e sc o n n i c t i n ga n d s o o n ，i tm a l ( e sd i m c u l tt oa d 印tt ot h en e x i b l eb u s i n e s sp r o c e s s u n d e r ，t h i sb a c k g r o u n d ，i nt h i st h e s i sw ep o i n to u tam o b i l ea g e n t - b a s e d 、v 0 r k n o w m a n a g e m e n ts y s t e mw h i c ht a l ( e s w o r k f l o wt e c h n 0 1 0 9 ya st h eb a s i sa n dm o b i l ea g e n t t e c l l l l o l o g ya st h ec o r e t 1 1 r o u g hm ei n t r o d u c t i o no f m o b i l ea g e n t ，n o to i l l yt 0o v e r c o m et h e r e s o u r c eb o t t l e n e c k s ，b u ta l s ot oa d d r e s st h el a c ko fo v e r a l lc o n t r o li 1 1 仃a d i t i o n a l 、o d m o w m a n a g e m e n t i no n eh a n d ，t h es y s t e mg i v e s f h l lp l a yt 0t l l ea d v a i l t a g eo fw o r k n o wt e c h n 0 1 0 9 y i na n o t h e rh a n d ，i ta l s oh a sc h a r a c t e r i s t i c so fa u t o n o m y ，r e a c t i v 时，l e 锄i n g ，e t c s ot h a tt 1 1 e 、o r k f l o wm 柚a g e m e n ts y s t e mh a sm o r ef l e x i b i l i t ) ，a 1 1 de 佑c i e n c y ，w h i c hm a k ei tm o r e s u i t ；a b l ef o rm o d e me n t e 印r i s e sw i md e c e n t r a l i z e do r g a n i z a t i o n sa 1 1 de v e r c h a n g i n gb u s i n e s s p r o c e s s e s t h i sp a p e rg i v e st h ee x t e n d e de c ar u l e su s i n gi nt h es y s t e mb y 咖d y i n g 恤 e v e n t d r i v e np r i n c i p l ea n de c ar u l e s t h r o u g ha n a l y z i n gm es y s t e mf u n c t i o n a lr e q u i r e m e n t s a 1 1 dp r a c t i c a l 印p l i c a t i o n s ，w ee x t e n dt h ee a c he l e m e n ti nt h ee c ar u l e s a n di no r d e rt 0 i m p r o v em et i m e l i n e s so fs y s t e m ，、v e a l s oa d dt h et i m ep a r a m e t e r sf o re a c h e x t e n d e d c o l l e c t i o n ，w h i c hm a k e su pf o re c a 1 1 l l e si 1 1d e s c r i p t i o no fc o m p l e xo rt i m e r e l a t e dp r o c e s s e s w ep o i n to u tt h ee x t e n d e de c ar u l e s - b a s e ds y s t e mm o d e l ，w h i c hc o u ld d y n 锄i c a l l ym o d i 匆 t h er e l a t i o n sb e t w e e na c t i v i t i e s ，a c t i o n s ，a l l du s e r s0 nw o r k f l o wp r o c e s si n s t a i l c e sm n - t i m e ， t h e r e f o r ei tm a l ( e si m p l e m e n t a t i o no fp r o c e s s e sm o r en e x i b l e ，a n da s s i 鲫m e n to fp e 珊i s s i o n s m o r er e a s o n a b l e i nm i st h e s i sw ed e s i g l la 1 1 di m p l e m e n tam o b i l ea g e n t - b a s e dw o r k f l o wm a n a g e m e n t s y s t e m m a f l o w i ti s b a s e do nt h ee x t e n d e de c ar u l e sa n du s i n gm o b i l ea g e n tc l a s s a l l i a n c ea n dw o f k n o we n g i n et 0m a l l a g es y s t e mw o r k ，w h i c hm a l ( ei m p l e m e mo fb u s i n e s s p r o c e s s e sa l w a y su 1 1 d e rt h ec o n t r o la 1 1 dg u i d a n c e0 fm o b i l ea g e n t t 1 1 i ss y s t e mb r e a k st 1 1 e f i x e dm o d e la 1 1 ds t m c t u r e0 f t r a d i t i o n a lw o r l ( f l o wm a l l a g e m e n ts y s t e m ，a n dm a l ( e sb u s i n e s s p r o c e s sr e e n g i n e e r i n gi no r g a n i z a t i o n ，b u s i n e s sp r o c e s s e s ，i m p l e m e n t a t i o np r o c e s s ，e t c t h e m o b i l ea g e n t sc o u l dc o m p l e t ew o r kt 1 1 r o u 曲i n t e r a c tw i t hs y s t e mu s e r sa n dr e s o u r c e s t h e s y s t e mp r o v i d e st h ec o 彻e c t i n g i n t e r f a c e st or e s o u r c e s ，w m c hb r i n g st h ep o s s i b i l i 哆o f i i i 基丁移动a g e n t 的工作流管理系统的研究 s e c o n d a 巧d e v e l o p m e n tf o rs p e c i f i c 印p l i c a t i o n s m a f l o wc o u l ds u p p o r tc o m p l e xa n d d y n a n l i cp r o c e s st h a ti m p r o v e st h en e x i b i l i t yo fw o r kh a n d l i n ga 1 1 d a c l l i e v e se f f e “v e l y d y n 锄i cp r o c e s s e sm a l l a g e m e n t f i n a l l y ，w ei n 仃o d u c eb r i e n yt h es e c o n d a r ) ，d e v e l o p m e n to n c o 姐e c t i o nw i t hw o r d t h e nt h et h e s i si n d i ca _ t e st h en e wp r o b l e m sa n ds o l u t i o n sw h i c h e n c o u n t e r i n gi nt h ed e v e l o p m e n t k e yw o r d s ： m o b i i ea g e n t ；w f m s je x t e n d e de c ar u l e s ；w o r k f i o wm o d e l i n g i v 大连理工大学学位论文独创性声明 作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究 工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外， 本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请 学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献 均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。 若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。 学位论文题目： 基主塑动盆型纽生趣邀惫砬堑翘 作者签名：量矗日期：塑乏年蔓月上日 大连理工大学硕士研究生学位论文 大连理工大学学位论文版权使用授权书 本人完全了解学校有关学位论文知识产权的规定，在校攻读学位期间 论文工作的知识产权属于大连理工大学，允许论文被查阅和借阅。学校有 权保留论文并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，可以将 本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、 缩印、或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 学位论文题目：基i 塑逊悭趔笙蛊盔握丞痖盥狃塾 作者签名： 导师签名： 日期：塑盟一年上月上日 日期： 迎翌年j 乙月j 厶日 大连理工大学硕士学位论文 1绪论 1 1课题背景及现状 工作流技术作为信息系统中使用最为广泛的技术手段，一直以来备受关注。它的主 要特点是按照预先定义好的的逻辑顺序，使业务过程自动执行，同时协调人力和应用软 件工具，确保在规定时限内完成规定的工作。工作流技术在实现计算机支持的协同工作、 办公自动化方面，起着至关重要的作用。近年来，随着经济发展和社会进步，现代企业 所面临的市场竞争日趋激烈，为了提高生产效率、增强市场竞争力，不断扩大企业规模， 随之而来的是信息资源以几何倍数的不断增长，同时随着高性能计算机的普及，分布式 处理技术的迅速发展，网络通讯技术的日益成熟，现代企业计算环境异构、分布、松散 耦合的特征越来越明显，传统的集中式信息处理方式已经无法满足当前需求，企业信息 处理的新趋势是实现在分布式异构环境下，相互关联的工作在有效监督下正确高效地运 行。工作流管理技术随之转变成为在复杂环境下实现业务流程自动执行的必要工具，由 此，对工作流管理技术的研究进入了一个崭新的阶段。 工作流管理系统的最终目标是通过合理调配信息、人力、非人力资源，协调业务过 程中的活动，促使业务目标的高效实现【l 】。它将应用逻辑和过程逻辑相分离，在不修改 具体功能的前提下，通过修改业务流程模板来实现改变系统功能的目的，将信息、人力 资源、非人力资源有效地组织在一起，完成对组织生产、经营过程业务的集成管理。随 着工作流技术与其它相关技术的不断结合使用，各种不同用途、针对不同业务的工作流 管理系统越来越多得应用于实际生活中，并逐渐成为现代企业实现业务流程管理、控制 的主要平台。 随着计算机应用于更多任务，与更多服务相结合，用户急需计算机帮助他们解决信 息和工作的超载问题。并且计算已经不再仅仅局限于网络中的几台服务器上，而是要求 所有计算机都融入到分布式计算这一大环境中来。此时，网络低带宽、高延迟日益成为 限制网络应用发展和推广的一个瓶颈。移动a g e n t 就是在这种背景下提出的一种新的分 布式计算模型【2 1 。工作流技术应用的特点之一是支持合作者之间的信息流动。对此，移 动a g e n t 技术能够提供很好的支持，可以将信息相关的操作封装在a g e n t 之中，再利用 a g e n t 的移动性和自主性，让信息在机构内部有效地流动。同时由于使用范围广泛、应 用形式多样化，工作流管理系统在许多领域得到了广泛的应用，但也不断出现新的难以 解决的问题，例如系统中的资源冲突问题，执行模式僵化，用户被动处理任务等。利用 移动a g e n t 技术可以有效地解决工作流管理系统中出现的上述这些问题，并且提供分布 基于移动a g 饥t 的工作流管理系统的研究 式解决方案来支持工作流执行业务过程的自动化，减少系统的网络负载，实现工作流的 可迁移性。 几类比较典型的工作流实现方案包括： 基于持久消息队列的分布式工作流系统：e x o t i c 折m q m ( f 1 0 wm a r ko nm e s s a g e q u e u em a i l a g e r ) 【3 】，是i b ma l m a d e n 研究中心提出的一种执行模型。它以消息传送为 实现机制，执行节点间相互独立，通过永久消息的方式保存工作流的相关执行信息，整 个工作流过程的执行不以某一个节点为中心，实现了完全分布，提高了系统的可扩展性。 事件驱动的工作流管理系统：e v e ( e v e n te n g i n e ) 【4 1 ，是由瑞士苏黎世大学计算机 系研究人员提出的一个体系结构。它由事件引擎服务器和代理( b r o k e r ) 组成，通过相 应服务器检测到的事件，根据e c a 规则完成工作流的执行，在执行过程中，b r o k e r 又 会继续产生新的事件，从而推动工作流过程的执行。e v e 系统也实现了完全分布，但在 复杂事件检测方面带来了一些新的问题。 基于可移动a g e n t 的工作流管理系统：d a n f l o w i5 1 ，是达特茅斯大学计算机系开发 的一种工作流管理系统，它通过可移动的a g e n t 将代码及数据传送到其它网络节点上执 行，提高了系统的效率、灵活性及容错性，同时实现工作流过程的分布式执行。 基于c o r b a 的分布式工作流系统：o r b w o r k 【6 】，是美国佐治亚大学研究开发的一 个工作流管理原型系统，它使用c o i 氇a 实现系统的互操作和数据源的封装，以c o r b a 产品o r b i x 作为底层通信支持，实现了工作流执行过程的完全分布。 另外，国际上一些高等院校和研究机构对移动a g e n t 技术的研究也日趋成熟，移动 a g e n t 已经被成功地应用于商业领域中，其中比较成熟且较为典型的有： t e l e s c r i p t 【7 】：g e n e r a lm a 西c 公司推出的第一个商品化的移动a g e n t 系统，它是一个 平台无关系统，从技术角度看系统已经非常完整，但由于在每个网络节点运行一个服务 器作为移动a g e n t 运行环境，t e l e s c r i p t 最大的缺点是消耗过多的计算机资源，对内存消 耗过大，且售价较高，随着新的基于j a v a 的移动a g e m 系统层出不穷，它已经完全失去 了竞争力。在t e l e s c r i p t 之后，g e n e r a lm a g i c 公司又开发了基于j a v a 的移动a g e m 系统 o d y s s e y ，它不但继承了t e l e s c r i p t 中的许多概念，还提供对m i c r o s o r 和d c o m 的支持， 是基于j a v a 的移动a g e n t 系统中唯一支持各种传输机制的博j 。 a g l e t 【9 】：i b m 公司开发的基于j a v a 的移动a g e n t 模型，是迄今为止最为成功的移 动a g e n t 系统之一，以其实用性强、易于安装、便于使用、界面友好等特点著称。a 9 1 e t s 提供较为灵活的移动机制，采用与平台无关的移动a g e n t 传输协议在a g e n t 服务器之间 传送a g e n t 。a g l e t s 的命名机制保证了a g e n t 名称的唯一性，提供同步和异步的通信机 制，编程方便，且系统易于扩展。 大连理工大学硕士学位论文 d a g e n t 【1o 】：a g e n tt c l 系统的升级版本，由支持单一t c l 语言扩展为支持t c l 、 j a v a 、s c h e m e 等多种语言开发，是由d a n m o u t h 学院开发。d a g e n t 系统中的a g e n t 能 够在任意点中断执行，移动到其它环境中从中断点继续执行，采用不同的通信方式，提 供多线程服务，每个a g e n t 的执行都用一个单独的线程实现，增大了进程间通信的开销。 v o y a g e r l l 1j ：由r e c u r s i o n 公司研制，也称为a g e n t e i l l l a n c e do b j e c t r e q u e s tb r o k e r ， 它不是一个纯粹的移动a g e n t 系统，除了支持移动a g e m 外也支持传统的分布式计算， 是所有基于j a v a 的系统中与j a v a 结合得最紧密，它只支持j a v a 对象的服务，与其它通 信模式( 如c o r b a ) 不兼容。与a g l e t ，o d y s s e y 等系统不同的是，v o y a g e r 不需要在 每个节点都运行一个服务器，另外，当a g e m 迁移到其它节点时，会在原节点留下一个 可以给移动中的a g e n t 发送消息的对象，也就是说可以把发给a g e n t 的消息转发到新地 址【8 1 。 c o n c o r d i a 【1 2 】：三菱h o r i z o n 系统实验室研制的基于j a v a 的移动a g e n t 系统，较为突 出的是c o n c o r d i a 系统的安全性和容错能力，它为用户提供了丰富的安全管理手段，包 括a g e n t 存储保护、a g e n t 传送保护和服务器资源保护，通过采用加密、数字证书、对 称密钥等方式对a g e n t 的备份、传送过程及模型进行保护及管理。同时c o n c o r d i a 与a 9 1 e 及o d y s s e y 等系统的另一个重要区别在于，c o n c o r d i a 系统中a g e n t 的权限限制主要根 据使用者决定。 t a c o m a 【1 3 】：全称为t r o m sa n dc o m e nm o v i n ga g e n t s ，1 、a c o m a 主要关注于操 作系统对移动a g e n t 的支持，是目前一直移动a g e n t 系统中支持语言种类和平台最多的 系统，它能够在w i n d o w s 平台及大多数u 1 1 i x 平台上运行，并且可以选择使用c ，t c l ， p e r l ，p y t h o n ，v i s u a lb a s i c ，s c h e m e 等多种语言编写移动a g e n t 。t a c o m a 提出与操作 系统相应的公文包、文件夹、文件柜等抽象概念作为扩充，同时与其它移动a g e n t 不同 的是，该系统提供a g e n t 的状态俘获功能，但在容错、安全方面，t a c o m a 已发布的 版本均表现欠佳，需要开发者进一步的努力。 1 2 研究目的及意义 随着科技的发展以及电子商务的日渐盛行，企业系统的信息化已成为企业生存的条 件之一。w f m c 颁布的一系列工作流产品标准，不但加速了工作流技术的商品化进程， 也使工作流管理产品在商业、制造业、通讯业、行政管理中取得了相当的应用成果。 但是，从企业用户实际应用的角度来看，在企业经营过程中采用的不同类型的工作 流管理系统之间在系统结构、功能、开发技术、实施方式、应用接口、通讯机制等方面 都存在极大差异，导致各种工作流管理系统应用范围都很有限，相互间难以实现协同工 基丁移动a g e n t 的丁作流管理系统的研究 作，不能为企业关键业务流程提供全方位的支持，同时随着企业需求对计算机系统的要 求越来越高，传统工作流管理系统的缺陷也日益明显。大多数工作流管理系统是基于 c l i e n t s e r v e r 模式，在该模式下，客户端与服务器间的通讯必须依赖于远程过程调用 ( 1 u c ) ，客户端与服务器之间通常会发生极为频繁的实时连接与交互，这种情况必然 会造成网络拥塞和服务器端的资源瓶颈，甚至影响系统的效率。除此之外，传统工作流 管理系统还存在诸如资源冲突、执行模式僵化、灵活性差、意外情况处理不及时、用户 响应被动、异构网络环境阻碍工作协调等问题，这些问题都会影响系统各项性能，令其 应用范围受到很大限制。以下是对传统工作流管理系统及其支撑技术存在问题的总结： ( 1 ) 缺乏支持松散耦合的通用框架：虽然工作流管理联盟提出了一套工作流管理 系统的标准，但由于大多数工作流产品在开发语言、平台、应用方面的差异，及网络环 境的异构性，阻碍了各工作流管理系统间的任务进程协调和互操作，导致系统的扩展能 力不足，为不同工作流产品之间的无缝连接设置了障碍。 ( 2 ) 缺乏复杂处理能力：随着工作流管理系统业务应用量的增加，用户与工作流 引擎间的频繁交互严重浪费网络带宽、加重系统运行负荷、增加网络数据传输量，造成 效率低下及资源浪费，这使得现有的大多数工作流管理系统的性能已经无法满足企业每 天成千上万大业务量的处理要求。 ( 3 ) 缺乏本地自治的支持：在工作流实例运行过程中，可能会出现若干个业务流 程为竞争同一共享资源而发生冲突，可能会由于活动对数据操作的重叠，出现“脏数据， 或由于执行过程非正常中断，破坏数据的一致性，对这两种情况，工作流管理系统缺乏 正确和可靠的支持。 ( 4 ) 用户缺乏主动参与的能力：业务流程执行过程中，工作流引擎被动地解释并 执行过程定义。当出现需要动态修改执行过程这类不确定的业务流程时，无法提供可靠 的支持，对意外情况的处理也无法做到及时、准确。另外，由于系统用户的处理日程 须受固定工作模式的制约，用户不能主动地参与系统协作过程，缺乏柔性。 工作流技术在发展过程中暴露出的诸多缺点，令越来越多的研究者和开发者意识 到引入新技术与其相结合来继续发展和完善工作流技术的必要性。a g e n t 技术在知识表 达、事务处理方面所表现出的自主、智能、学习能力和协同能力的优势，使其近年来受 到业界越来越多的关注并有了长足的发展。与a g e n t 技术相结合的工作流管理技术，缓 解了工作流管理系统的资源瓶颈问题，也可以解决缺乏全局监控的缺陷，在充分发挥工 作流技术本身优势的基础上，同时又具备了a g e n t 的自主性、反应性等优势，使工作流 管理系统具有更好的弹性和更佳的效率，更适用于组织机构分散、业务流程多变的现代 企业。针对传统的工作流管理技术，移动a g e n t 能够解决以下问题： 大连理工大学硕士学位论文 ( 1 ) 移动a g e n t 能够解决数据、控制和资源分布的问题，通过网络将移动a g e n t 移动到目标主机，直接访问资源，使大量数据处理在数据源进行，减少了大量原始数据 传送到远程节点的操作，解决了工作流管理系统系统载荷过大的问题，减少了网络传输 并能够实现异步交互。 ( 2 ) 移动a g e n t 能够感知所处环境，并主动适应执行环境，对环境的变化做出及 时响应，根据目标主动规范自身的行为，各个a g e n t 间能够通过协商来实现非确定业务 流程的动态支持，并能够在遇到意外情况时采取相应措施。 ( 3 ) 移动a g e n t 具有学习能力，通过对历史动作经验的积累，不断调整自身来适 应用户的喜好。它可以通过模仿用户的行为，分析从用户那里获取的信息和其它a g e n t 给予的建议来增加自身的知识，来协助用户自主地参与过程执行。 ( 4 ) 移动a g e n t 通讯独立于其所在平台的软硬件系统，通过自身的通信协议进行 迁移，解决了资源异构的问题，为分布式异构网络环境中的工作流管理系统应用提供了 提高系统效率及协同有效性的计算模式。 移动a g e n t 技术与工作流技术结合，能够按照预先定义好的策略自主控制过程的执 行；能够对环境变化做出及时的反应；便于构建任务分配中基于角色的权限管理系统； 便于集成分布式业务流程管理；能够通过协调合理调配各种资源( 人力资源和非人力资 源) 。移动a g e n t 不是作为工作流管理系统中的某一个模块出现，而是作为整个系统架 构的解决方案为我们所用。上述诸多优点使我们有理由相信，以工作流技术为基础，以 移动a g e n t 技术为核心，具有自主性、交互性、主动性等智能特点的工作流管理系统必 然会成为工作流领域未来研究和发展的一个重要方向。因此，将工作流管理系统中的信 息相关操作封装在移动a g e n t 中，利用其移动性、自主性、交互性、能动性等特性，实 现信息在组织机构内部有效地流动，对于这类具有自学习、自组织和协同工作能力，结 构复杂、功能灵活的智能工作流管理系统的研究与开发具有极高的学术及应用价值。 m i c r o s o f to m c e 作为文档编辑软件，在企业业务高度计算机化的今天，有着不可替 代的作用，尤其是w o r d 工具，已成为大多数人使用最为熟练的文字编辑器，w o r d 格 式的文档通常也被作为企业日常业务文档的标准格式。因此，多数企业业务流程中使用 w o r d 作为文档与表单处理器，各类工作流系统开发技术及开发工具也与w o r d 工具进 行了功能集成，及时目前有许多更为简单、易用的文字处理器层出不穷，但许多文字处 理工具都配有导入、导出w o r d 文档的专用转换工具，由此可以看出，尽管被很多人抱 怨其功能复杂、内存占用大等缺点，w o r d 文档在文字处理软件中的主导地位是不可动 摇的，并且随着w o r d 工具与计算机编程技术的结合，w o r d 对于各类软件开发语言、 开发工具的兼容性也越来越高。 基于移动a g e n t 的工作流管理系统的研究 因此，本文以实现w o r d 表单文档的跨平台流转为初衷提出课题，以移动a g e n t 技 术为核心，以工作流技术为基础，提出一个基于移动a g e n t 的工作流管理系统的设计与 架构。实现w o r d 文档的跨平台流转仅作为系统研究的出发点，系统的设计和实现并不 仅是局限于w o r d 文档的流转，只是以m a f l o w 在m i c r o s o rw o r d 中进行二次开发后的 应用为实例，来迸一步说明系统原理及功能。实际上，在资源a g e n t 部分系统提供了与 不同类型资源连接的接口，供系统的应用实例的二次开发等。使用移动a g e n t 作为集成 工作流管理系统的解决方案，通过移动a g e n t 与用户及资源交互，协同完成业务流程的 执行，参与流程执行的用户只需根据要求完成各自的任务提交给移动a g e n t 后，移动 a g e n t 根据用户提交数据与过程定义中的规则匹配，决定迁移的下一个目标，同时根据 不同情况，产生子a g e n t 并发执行任务或若干移动a g e n t 根据过程定义执行活动实例的 合并，这些工作都无需用户、资源或系统的干预，而由移动a g e n t 自主完成。由于移动 a g e n t 具备的移动性、智能性、平台无关性等特性，非常适用于与工作流管理系统集成， 开发实现上述工作流程的智能工作流管理系统。 1 3 本文的主要工作 论文以w o r d 文档的业务流转作为课题研究的出发点，对工作流管理系统的相关理 论进行了全面、深入的分析，阐述了工作流技术对企业的实际应用意义，介绍了移动 a g e n t 技术在工作流管理系统中的应用，在此基础上，设计实现了一个基于移动a g e n t 的工作流管理系统m a f l o w 。本文主要工作如下： ( 1 ) 深入分析国内外学者在工作流及移动a g e n t 领域的研究工作及当前产品的研 究现状，对工作流及移动a g e n t 技术进行了全面的理解，总结了近年来工作流管理系统 的开发应用。 ( 2 )以传统e c a 规则及事件驱动原理为基础，根据系统实际功能及移动a g e n t 工作原理对e c a 规则做了一定的扩展，以适应系统的要求。以此扩展的e c a 规则为基 础，按照w f m c 给出的参考模型及标准规范，提出了一个基于扩展e c a 规则的工作流 过程模型。 ( 3 ) 以基于扩展e c a 规则的工作流过程模型为蓝本，结合移动a g e n t 及工作流 相关技术，设计并实现了基于移动a g e n t 的工作流管理系统m a f l o w ，从结构、功能、 执行过程方面对系统各功能部件做了具体说明。 ( 4 ) 对系统进行二次开发，将其与m i c r o s o j f iw o r d 工具集成，作为系统的应用实 例，说明了二次开发过程中出现的新问题及解决方法。 大连理工大学硕士学位论文 1 4 本文的组织结构 本文各章节安排如下： 第一章，绪论。介绍了课题的研究背景及现状，说明了研究的目的及意义，本文的 主要工作和本文的组织结构。 第二章，相关技术。概述了工作流技术的发展、若干定义，工作流管理系统的定义、 功能，以及移动a g e n t 技术的若干定义、相关概念及主要优点。 第三章，基于扩展e c a 规则的工作流建模。介绍了事件驱动原理，传统e c a 规则 的基本形式，对e c a 规则的若干扩展，和以工作流过程元模型实体为基础，基于扩展 e c a 规则对工作流过程及系统的建模。 第四章，基于移动a g e n t 的工作流管理系统m a f l o w 。详细阐述了m a f l o w 系统的 总体设计目标、思路和实现方法，分析了系统的整体框架、功能和运行特点，对各功能 模块的设计和实现做了具体说明，最后给出了系统与w o r d 工具集成，进行二次开发后 的应用实例，简要说明了二次开发过程中出现的新问题及解决方法。 最后，结论部分。总结了本文所做的工作及取得的成果，并给出了下一步研究开发 工作的方向。 基于移动a g e n t 的工作流管理系统的研究 2相关技术 2 1 工作流技术 2 1 1 工作流概述 工作流是一种将日常业务过程中的工作按一定的逻辑和规则前后组织在一起，在计 算机中以恰当的模型表示并实施计算的技术。作为现代企业实现过程管理与过程控制的 一项关键技术，工作流技术以其在计算机支持的协同工作方面的优异表现，越来越多地 受到研究者和开发人员的青睐。迅速发展的工作流技术能够完成现实生活中许多复杂的 任务，如企业或机构内部的各种数据或信息的自动处理，多种业务流程的整合，企业或 机构间的数据交换，跨地域的数据传输和处理等，该技术为企业的经营过程提供了一个 从模型建立、管理到运行、监督的完整框架。工作流技术要解决的主要问题是为实现某 个业务目标，或者是促使此目标的实现，利用计算机在多个参与者之间，按照某种预定 义的规则进行传递文档、信息或者任务过程的自动化执行【1 4 】。在网络、服务器和多台计 算机客户端构成的硬件平台上，业务过程按照预先设定的规则，并借助应用程序和人对 相关数据的处理来完成，表示这个处理过程的业务流程就是工作流。 工作流的概念起源于二十世纪七十年代，其雏形来自生产制造业及办公自动化领 域，是针对日常生活工作中具有固定程序的活动提出的一个概念，其目的是通过将工作 分解成为具有良好定义的任务和角色，按照一定的规则和过程执行这些任务并对它们进 行监控，来提高办事效率，降低生产成本、提高企业生产经营管理水平和企业竞争力【1 5 】， 实现企业业务过程重组及生产经营自动化。 二十世纪八十年代中期，随着计算机的广泛使用，最初完全由人工完成的企业对业 务的管理工作，开始引入计算机信息系统的支持，此时工作流技术作为一种新的面向过 程的系统集成技术，为实现企业业务过程的组织、管理和优化工作提供了先进的手段， 因此，工作流技术得到广泛地重视和研究，并开始被应用于各类信息系统的开发中，出 现了早期的含有工作流特征的商用系统，如f i l e n e t 推出的w o r k f l o 系统，v i e w s t a r 研 发的v i e w s t a r 系统，以及i b m 的i m a g e p l u s 等，它们为企业简化和重组关键业务流程 提供了一种良好的方法。工作流技术提供的过程、资源与应用的集成机制使得企业能够 实现业务过程集成、业务过程自动化与业务过程的管理。但受当时网络环境和计算机发 展水平的局限性，上述系统集成的功能都较为简单。 进入二十世纪九十年代以后，随着高性能计算机、网络技术、分布式通讯技术，特 别是i n t e m e t i m r a i l e t 的普及与推广，企业信息系统的结构开始朝着分布式、异构、松散 大连理工大学硕士学位论文 耦合的方向迈进，信息资源、物理位置及决策过程开始出现分散性特征。与此同时，电 子商务应用的发展，使越来越多的业务处理要求出现跨部门、跨公司、甚至跨地区的趋 势，在这种背景下，工作流技术的研究与开发开始一个新的热潮，向更广泛的应用领域 迈进。1 9 9 3 年8 月，第一个工作流技术标准化工业组织工作流管理联盟( w o r k n o w m a n a g e m e n tc o a l i t i o n ，w f m c ) 成立，意味着工作流技术在计算机应用领域中被明确地 划分出来，该组织提出的规范及标准促使了许多原型系统的出现。 进入二十一世纪以来，以业务过程处理为中心的工作流产品的开发进入高速发展时 期，工作流系统不但符合工作流管理联盟提出的标准结构，且具有用户界面友好、图形 化过程定义工具、用户定义与任务执行完全分离等特点，设计更加合理，能够为用户提 供更加人性化的定制服务。随着各类计算机相关技术的层出不穷，对工作流技术的研究 及产品的开发不再局限于该技术本身，开始与更多更新的技术集成，如数据库、电子邮 件、文件管理系统、移动式计算、网络服务、分布式通讯技术等，多样化的技术联合为 工作流技术的理论研究和产品开发提供了有利的发展条件及广阔的创新空间。 2 1 2 工作流定义 工作流技术从概念的提出开始，时至今日其理论研究与实际应用的发展已经十分完 善，但由于其应用范围非常广泛，目前为止还没有一个统一的定义。不同研究者和产品 供应商从不同角度给出了工作流的定义： 工作流管理联盟给出的工作流定义【1 6 】是：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、执行。 g i g ag r o u p 给出的工作流定义【1 7 】是：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。 i b ma l m a d e nr e s e a r c hc e n t e r 给出的工作流定义【1 8 】是：工作流是经营过程的一种计 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，每一步骤有谁负责 以及每个活动所需要的应用程序。 p e o p l e s o r 公司给出的工作流定义【1 9 】是：工作流是一个用来实施经营过程时间的机 制。 g e o r g a l ( o p o u l o s 给出的工作流定义【2 0 】是：工作流是将一组任务组织起来完成某个经 营过程。在工作流中定义了任务的触发顺序和触发条件。每个任务可以由一个或多个软 件系统完成，也可以由一个或一组人完成，还可以由一个或多个人与软件系统协作完成。 基于移动a g e n t 的工作流管理系统的研究 任务的触发顺序和触发条件用来定义并实现任务的触发、任务的同步和信息流( 数据流) 的传递。 文献【1 5 】给出的工作流定义是：工作流是一种反应业务流程的计算机化的模型，它 是在先进计算机环境支持下实现经营过程集成与经营过程自动化而建立的可由工作流 管理系统执行的业务模型。 上述定义均是使用非形式化语言对工作流做出了不同角度的描述，表述方式各不相 同，但都反映出一个相同的问题：工作流是经营过程的一个计算机实现，它在工作流管 理系统提供的软件环境中实施。以上定义所反映的另一个相同点是：工作流技术作为经 营过程实现技术的四个必要条件。第一，工作流系统要能够给出过程的结构定义，即过 程由哪些活动组成，参与者有哪些；第二，工作流系统必须给出控制流和信息流的定义， 包括组成过程的各个活动之间的执行条件、运转规则和所要交互的信息；第三，工作流 系统要能够完成组织机构和角色的定义，即指定参与过程执行的人或计算机应用程