（计算机应用技术专业论文）基于工作流的erp架构研究.pdf

摘要 在当今这个市场竞争日趋激烈 企业内外部环境瞬息变化的时代 企业要想生存 和成长 必须能够适应这种变化 根据需要优化和重构企业的各种业务流程 来保证 企业有效有序的管理和高度的灵活性 本文将工作流技术引入到e r p 系统架构之中 通过对e r p 系统的体系架构进行优 化和重新设计 力求通过工作流技术所特有的灵活性来解决传统e r p 系统面对瞬息变 化的内外部环境时所面临的困境 本文提出了一个基于工作流的e r p 系统编程框架 该框架采用面向服务的分布式 架构设计 共包含五个层次 表现层 服务层 流程层 组件层和数据层 其中流程 层是本系统的核心部分 集成了工作流引擎 负责维护企业内部的所有工作流程 业 务功能组件主要分布在组件层 并通过流程层的活动组件串连成一个个有序的业务流 程 当业务流程变更时 也仅需要修改在流程层发布的工作流模型即可 具有良好的 柔性 此外 本文还为此系统设计了一种基于状态转变的流程分解方法和一种基于四 元的访问控制模型 最后 通过一个运单审批系统作为例子 来验证本文提出的编程 框架在面临业务变更时表现出来的良好柔性 关键词 企业资源计划工作流权限管理 a b s t r a c t i nt o d a y si n c r e a s i n g l yc o m p e t i t i v em a r k e t c o m p a n i e sw i t hr a p i d l yc h a n g i n ge x t e r n a l e n v i r o n m e n to ft h et i m e s t oc o r p o r a t es u r v i v a la n dg r o w t h m u s tb ea b l et oa d a p tt ot h i s c h a n g e a c c o r d i n gt ot h en e e d so fr e c o n s t r u c t i o na n do p t i m i z a t i o no fe n t e r p r i s eb u s i n e s s p r o c e s s e s t oe n s u r ee f f e c t i v ea n do r d e r l yb u s i n e s sm a n a g e m e n ta n dah i g hd e g r e eo f f e x i b i l i t y t h ee r ps y s t e ma r c h i t e c t u r ei m p o r t sw o r k f l o wt e c h n o l o g yi nt h i sa r t i c l e t h r o u g ht h e e r ps y s t e ma r c h i t e c t u r ea n do p t i m i z e dd e s i g n t ot h ea d o p t i o no fw o r k f l o wt e c h n o l o g y s p e c i f i ct ot h ef l e x i b i l i t yo ft r a d i t i o n a le r ps y s t e mt or e s o l v et h ef a c eo fr a p i d l yc h a n g i n g e x t e r n a le n v i r o n m e n tf a c i n gd i f f i c u l t i e s i nt h i sp a p e r t h e r ei saw o r k f l o w b a s e de r pp r o g r a m m i n gf r a m es u b m i t t e d t h e p r o g r a m m i n gf r a m ei sad i s t r i b u t e do n ea d a p t i n gt os o a c o n t a i n i n gf i v el a y e r s t h ev i e w l a y e r t h es e r v e rl a y e r t h ew o r k f l o wl a y e lt h ec o m p o n e n tl a y e ra n dt h ed a t al a y e r a n dt h e w o r k f l o wl a y e ri st h ec o r ep a r to ft h i ss y s t e mw i t haw o r k f l o we n g i n ei n t e g r a t e d a n d r e s p o n s i b l ef o rm a n a g i n ga l lt h ew o r k f l o wi n s t a n c eo ft h ee n t e r p r i s e t h ef u n c t i o n c o m p o n e n t sa r em a i n l yi nt h ec o m p o n e n tl a y e la n du s e dt ob em a d eu po fa no r d e r e d b u s i n e s sf l o wb yt h ew o r k f l o wa c t i v i t yi nt h ew o r k f l o wl a y e r a n dw h e nt h eb u s i n e s sf l o w c h a n g e d y o u c a no n l yn e e dt o a d j u s tt h ew o r k f l o wm o d e l a n ds o i so k b e s i d e s a w o r k f l o wd e c o m p o s i t i o nm e t h o da n daf o u rb a s i c b a s e da u t h o r i t ym a n a g e m e n tm o d e la r e d e s i g n e df o rt h i sp r o g r a m m i n gf l a m e f i n a l l y aw a y b i l le x a m i n es y s t e mi sd e s i g n e dt o a p p r o v et h ef l e x i b i l i t yo ft h i sf r a m ew h e nf a c i n g t ob u s i n e s sa l t e r a t i o n k e yw o r d s e r pw o r l d l o wa u t h o r i t y 长春理工大学硕士学位论文原创性声明 本人郑重声明 所呈交的硕士学位论文 基于工作流的e r p 架构研究 是本人 在指导教师的指导下 独立进行研究工作所取得的成果 除文中已经注明引用的内容 外 本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果 对本文的研究 做出重要贡献的个人和集体 均已在文中以明确方式标明 本人完全意识到本声明的 法律结果由泰人承担 l 作者签名 盔红丝番j 月工日 长春理工大学学位论文版权使用授权书 本学位论文作者及指导教师完全了解 长春理工大学硕士 博士学位论文版权使 用规定 同意长春理工大学保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和 电子版 允许论文被查阅和借阅 芬人授权长春理工大学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 也可采用影印 缩印或扫描等复制手段保存和汇 编学位论文 作者签名 圭盘2 竺芏年 月上日 指导导师签名 月上日 第一章绪论 1 1 引言 企业资源计划 e r p 系统在现代企业信息化管理方面扮演着非常重要的角色 它是一个非常庞大的系统工程 涉及到企业中几乎所有的部门和所有的业务操作环节 f r p 系统原型中包含生产管理 人事管理 营销管理 物资管理 财务管理等十多个 子系统 这些子系统负责不同的工作 相互协作 来完成企业的整体目标 1 然而 随着经济全球化步伐的加快 企业面临的各种竞争越来多 残酷的市场竞 争环境迫使企业对传统的管理方法 组织结构 工作手段进行不断的创新和改进 从 各个方面来提高企业的运作效率 降低企业的生产成本 加快资金和库存的周转速度 这些需求都不得不对现有的业务过程进行改进和重构 传统的e r p 信息管理系统重点 强调对企业内外部环境和资源的管理 以此来提高企业的运作效率 使企业在复杂的 市场环境中具有竞争优势 这些以数据管理为中心的管理模式在新的环境下已经越来 越显得力不从心 暴漏出了越来越多的弱点 工作流系统本身就是以实现系统最大柔性和面向过程为目标而诞生的 它能实现 信息数据的自动流转 并根据用户的输入自动选择数据的流转方向 用户也可以根据 需要对原有业务流程进行重新构建等睇j 这些都是现代企业信息所急需的特性 因此 在传统e r p 信息管理系统中引入工作流的概念 使e r p 信息管理系统从面向数据管理 到面向过程管理方向转变 使企业管理中工作流程自动化势在必行 企业中可以 剥离 出的业务流程有很多 一部分使还没有实现电子化的业务流 程 一部分使已经实现电子化但是是面向数据处理的业务流程 这些业务流程都可以 放在工作流中进行管理运行 这样 在业务流程一旦需要变更时 不会发生需要大量 修改e r p 系统的情况 而只需要使用工作流设计器 对现有工作流程模板进行修改 并重新加载注册在工作流系统当中即可 此时 作为e r p 信息管理系统的一部分 工 作流系统可以对所有的业务过程进行管理 从而提高整个e r p 信息管理系统的柔性 使企业运作效率大大提高 具有非常高的快速反应能力 从而使得企业能够适应内外 部市场的频繁变化 这里 如何在现有系统中把这些业务过程抽象出来 以及如何在 工作流系统中承载和发布这些业务流程等都是必须考虑的问题 本文针对这种需求 提出了一个基于工作流技术的e r p 系统编程框架 并且给出 了提出了一种简单实用的业务过程分解方法和一种更加细化的权限管理模型 最后通 过运单审批系统详细讲解了系统的丌发模式 也验证了本文提出的系统框架所表现出 来的优良特性 1 2 国内外e r p 系统研究现状 e r p 信息管理系统从上世纪6 0 年代诞生以来 其发展历程可以概括为 m r p 阶段 1 闭环m r p 阶段 m r p i i 阶段和现代e r p 阶段 j j 1 m r p 阶段 也即物料需求计划阶段 它是美国i b m 公司提出的订货点法的 替代方案 在逻辑上把企业所有的资源都视为同等的信息单元 把生产过程中使用的 各种用料需求分为独立需求和相关需求 并按照生产过程中的需求阶段确定最终的需 求账单 并使用这种方式来实现库存订货 2 闭环m r p 阶段 也即闭环物料需求计划阶段 闭环m r p 主要是为了解决 m r p 所面临的种种难题而诞生的 随着企业生产规模的扩大 市场环境也变得竞争非 常激烈 这时人们发现使用m r p 制定出来的物料需求计划并不是非常有效的 往往不 能真正的指导企业生产活动 原因是使用m r p 指定生产需求计划时并没有考虑公司的 承载能力和随时面临的各种变化 因此 上世纪8 0 年代初提出了闭环m r p 理论来解 决这个问题 3 m r p i i 阶段 闭环m r p 是一个独立的系统 只负责企业库存需求计划方面 的工作 人们逐渐发现 生产过程跟财务 市场 管理 采购链等职能都是密不可分 的 因此把这些信息管理模块加进闭环m r p 中 组成一个完整的信息管理系统 以达 到各个部f 0 2 间的信息共享 方便互相写作 从而大大的提高了生产效率 降低了生 产成本 4 e r p 阶段 e r p 相比m r p i i 从各个方面都有了质的提高 它融入了很多现 代化的管理思想和概念 如 全面质量管理 最优生产技术 及时生产 制造执行计 划 分销资源计划 敏捷制造等 使信息管理系统能够更全面的辅助企业的生产管理 使企业内各种信息流运转异常畅通 它也能把企业管理者提供更全面的数据以供决策 这时候信息管理系统已经成为了很多公司的命脉 浸透到企业生产和管理的方方面面 这就是现代企业资源计划 e r p 系统 随着经济的发展 企业的需求也在不断变化 新的管理思想也在不断涌现 也不 断的有新的管理思想和企业需求被e r p 信息管理系统所吸收 不断的完善功能 以适 应各种新的需求和新的市场环境 国内外针对e r p 理论方面的研究一直也没有停止过 主要沿着以下几个方向发展 4 1 1 集成了越来越多的现代管理思想 最近几年 很多新的企业管理思想不断涌 现 也被证明在实际企业经营中很有效果 因此e r p 系统就吸收了这些管理思想 2 使用了更加先进的信息技术 现代e r p 都在利用最新的先进信息技术手段 来提高e r p 系统的性能和效果 如使用数据仓库和数据挖掘技术 来满足越来越多的 企业电子信息的需求 并加强了信息集成方面的功能 使用联机分析处理功能 大规 模的数据中获取需要的信息 例如s a p r 3 系统集成了第三方的d s s 决策支持系统和 o 匕心软件 并将系统中的数据分析整理 以方便以后饷数据分析和提取等 3 功能不断扩展 如在新的e r p 信息系统中添加智能资源计划 以方便企业的 现代化管理需求 4 企业信息资源的共享能力 重组能力 以及适应内外部环境变化的能力 现 在 经济发展异常迅速 市场环境也是瞬息变化 企业在各种变化中必须保证企业信 息的可用性 这就对e r p 系统提出了信息重新组合的要求 使企业能够根据变化的内 外部环境做出信息重组 并能实现资源的可持续访问和更新 5 更加适应变化 使e r p 信息管理系统 能够在不断变化的企业内外部环境 中保持与外部环境的接口动态调整 实现动态的信息接口 6 加入智能资源计划i r p 智能资源计划是一种具有智能分析和智能优化功能 的企业管理思想和模式 用户可以使用事先设定好的目标去查找最佳方案 这样企业 就可以根据e r p 内部的资源信息和外部市场信息迅速的做出正确的决策 并且迅速的 改变原定计划 在第一时间执行 这些都是传统系统无法达到的目标 也是当今竞争 异常激烈的环境下e r p 系统的必然发展趋势 国外的e r p 发展 从最初的m r p 到后来的m r p i i 再到e r p 经历了几十年的 历程 最重要的是e r p 的发展是伴随企业管理水平的发展而同步提高的 但是在国内 真正意义的e r p 发展才不过十几年 国内企业的对e r p 的认知度 适应程度都还不高 不过 目前国内也已经出现了一些非常优秀的国产e r p 软件 例 如用友 金蝶等 另外 有些企业在e r p 专业应用方面也有了很多研究 代表有金思 维和和佳等企业p j 十五期间 e r p 是8 6 3 c i m s 主题的重要的内容 6 作为专题的内容来说 主要专 题的目标 就是希望能够解决目前企业的市场开拓能力差 管理比较粗放 企业间的 协作能力差 质量管理落后等等这些问题 实现我国管理企业的集约化与现代化 实 现企业间的协同和a h p 应用 部署了以下三个方面内容的研究 主要包括中国先进企 业经营管理模式和电子商务模式 以及相应规范的研究 以及集成化的企业管理和电 子商务 包括e r p s c m 等系列软件系统平台的研究 第三是现代管理和电子商务的 应用工程 这是专题主要部署的内容 目的就是以 适合中国国情的新型e r p 系统 为代表的现代企业管理与电子商务模 业务体系 促进应用示范及应用 1 3 国内外工作流技术研究现状 工作流是一门新兴学科 8 0 年代才被提出初级概念 而工作流引擎与应用之间的 集成技术更是一个新的研究内容 最近几年才取得了一些进展 工作流技术的发展过 程可以概括为一下三个重要阶段 j 1 初级阶段 大约上世纪8 0 年代中期到9 0 年代初期 面向过程的概念被提出 并被逐渐接受 一些企业 如 f i l e n e t 和v i e w s t a r 都先后推出了自己的工作流产品 这些产品都是采用面向过程的程序设计思想开发出来的 但是功能还比较简单 2 发展阶段 上世纪9 0 年代初到2 0 0 0 年是工作流技术的飞速发展阶段 这个 阶段 计算机技术迅速发展 网络也不断扩大 这时候计算机的处理能力得到了非常 大的提高 并且出现了很多分布式的系统 在工作流方面的研究也逐渐深入 例如食 物工作流系统集成概念的提出等 3 成熟阶段 2 0 0 0 年至今 工作流方面的技术研究更加深入 相关的工作流产 品也不断推出 更多的新的技术和新的思想被加入到工作流技术中来 随着互联网的 推广 工作流技术的研究应用日益受到重视 被作为改进企业信息管理系统 提高企 业运作效率 实现企业业务流程的可再造性的一种主要手段 目前 很多企业都推出了自己的工作流产品 按照设计的目标不同 可以将这些 工作流产品分为两大类 一类是基础的工作流系统 提供引擎 设计器 相关接口等 应用系统的开发商可以基于此类系统开发具有工作流管理功能的应用软件 典型产品 如微软的w f 框架 i b m 的f l o w m a r k 产品等 另一类是应用了工作流技术 包括内 置较完整的工作流功能 但面向应用的应用级软件系统 这种系统是直接面向最终用 户的流程化应用 然而 目前在工作流技术的很多研究领域 包括 工作流设计方法学和工作流模 型研究等领域 都还没有行程形成强大的理论和方法支持 在理论和应用方面 工作 流技术都有很大的研究空间 主要体现在以下几个方面 8 1 工作流模型定义和建模语言方面的研究 以及工作流管理信息系统的体系架 构方面的研究 2 工作流实现技术的研究 这方面的研究设计到软件变成的各个领域 如编程 思想的研究 分布式计算 友好的图形化界面 网络通信 高效搜索等跟工作流系统 的建设有关的各个方面 3 工作流中的事务特性 事务是每一个信息系统都必须考虑的因素 如何使用 事务特性来提高工作流系统的可靠性 是工作流系统必须解决的问题 4 工作流的设计 分析和表现方法 5 工作流应用的系统集成和系统间的互操作能力研究 工作流技术不是一个孤 立的系统 它需要跟其它信息系统进行集成 这样就必须考虑两者的交互操作和信息 共享等问题 6 工作流程的重新组合 柔性是工作流的最大优点 这方面的特性要想得到最 大的发挥 实现在企业信息管理系统中的集成 提高企业业务过程的重新构造和变更 7 工作流技术的其他方面研究 企业信息管理只是工作流应用的一个方面 它 的特性可以应用到很多系统当中 例如c i m s 系统等 近几年 工作流技术在国内发展较快 很多方面都取得了实质性的进展 工作流 相关产品也不断出现 这些都是工作流技术在国内发展的积极因素 有很多科研人员 和科研部门都参与到这一领域的研究工作当中来 主要成果是一种给予移动通信的 c o m d c o m 组件开发而来的i f l o w 工作流管理系统和分布式工作流管理系统的集成方 案 1 4 论文研究意义和将要达到的目标 4 瞬息变化的国内外竞争市场 使企业越来越感到企业固有的组织和业务流程已无 法应付面临的挑战 这些新的挑战要求企业的业务有较好的柔性 能够根据环境的变 化及时进行业务重组 以适应新的变化 然而 传统e r p 系统将企业业务流程固化在 软件系统中 对业务流程缺乏有效的控制和管理 不能很好地满足企业的变更要求 这使系统在开发 实施 维护和使用方面出现了一些难以解决的问题 8 主要表现在 系统开发缺乏灵活性 系统实施与维护难度大 系统易用性较差 以及软件系统不能 适应迅速变化的企业业务流程等 于是僵硬的e r p 系统与动态多变的市场 频繁的业 务过程重组 b p r 业务领域的不断拓展成为一对难以协调的矛盾 这也是许多e r p 实施失败的一个重要原因 这就要求新的e r p 系统必须是一个功能可重构 流程可改 变的高度柔性的系统 工作流技术可以用来解决上述问题 采用工作流技术 可以把e r p 业务过程逻辑 从具体的业务实现中分离出来 这种方法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 应用开发工具和用户界面 的情况下 通过重新定义过程模型来完成系统功能的改变 或系统性能的改进 使企业可以根据业务流程动态构建企业信息系统 打破企业必须 适应软件的传统模式 采用工作流技术 可有效地把企业各种资源 人 信息 应用 工具和业务流程 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 基于工作流的e r p 系统可以提供很多新的特性p j 包括 1 面向任务的用户操作界面设计 使所有的用户操作界面趋于统一 把用户从 错综复杂的e r p 系统功能中解脱出来 集中精力关注自己关心的操作流程 从而提高 员工工作效率 2 灵活的工作流定制功能 可以使企业信息管理系统具有非常高的柔性 能够 适应企业不断发展所带来的业务流程重组等 也由于工作流程是自动运转的 可以大 大提高企业的运作效率 使企业更加具有敏锐性 对外部环境变化更快的做出反应 3 良好的扩展性能 新的系统必须能够适应企业规模的不断扩大 系统信息数 据的不断增加 员工人数的不断增多 采用分布式的系统架构可以非常理想的解决这 个问题 4 多客户端操作界面 采用发布服务的方式向外部环境发布功能接口 使每一 个客户端都独立与业务系统 可以根据需要为每一个功能接口定义多个界面 如w e b 界面 w i n d o w s 窗体界面 智能手机界面等 5 更好的安全性能 由于新系统是面向任务的 大部分员工的操作都在网络上 运行 因此系统的安全级别要求会更高一些 本文通过对当前e r p 系统面临的挑战和工作流管理系统的特点分析 探讨了把工 作流引入e r p 系统的必要性和可行性 并且分析了把工作流整合到e r p 系统后对系统 原有架构和安全需求方面的影响 最后 根据分析结果 提出了一个把工作流引入到 e r p 信息管理系统中的较为完整的体系架构 并通过运单审批流程作为实验例子对这 s 个架构进行功能和性能验证 1 5 论文内容结构 第一章为绪论 整体介绍课题研究的背景 目的与意义 以及本论文的主要工作 第二章讲述开发框架所涉及到的一些相关技术 包括e r p 系统 工作流技术 事 件实体 数据安全等 第三 四章是本文的核心部分 其中第三章是开发框架的总体设计方案 论证并 提出了框架的层次结构 以及各层之问的分工和协作机制 在第四章讨论并提出了一 种业务流程的分解方法和一种基于四元的访问控制模型 第五章以订单审批系统为例 利用本文提出的开发框架 进行建模设计和编码实 现 以验证开发框架的可用性和先进性 6 第二章开发框架相关技术概念 2 1e r p 系统框架 企业资源计划 e r p 是一种企业管理思想 强调对企业内外部资源进行优化配 置 以提供企业的整体生产效率 1 0 它涉及到企业生产管理的各个方面 整合了企业 的各种基础数据 人力物力财力 通过计算机硬件和软件来体现企业的管理理念 从 而形成一整套用于企业管理的企业资源管理系统 通常包括 基础模块 采购管理 生产管理 销售管理 客户关系管理 供应商管理 财务管理 物流管理 人力资源 管理 电子商务等子系统 如图2 1 所示 但是一些e r p 产品还加入了其他一些模块 如s a p r 3 系统除了提供上面提到的系统外 还增加了供应链管理和客户关系管理等 模块 10 1 图2 1e r p 系统功能结构组成 企业的所有内外部资源可以分为三个类型1 1 信息 资金 物件 e r p 信息管理 系统主要就是对这三种企业资源进行全面的跟踪管理 可以总结e r p 系统的功能为 e r p 系统是在计算机电子信息技术的基础上 融入现代化的企业管理理念 集成企业 内外部所有的资源 提供管理功能 并为企业管理层提供统计数据 以供企业计划 决策 评估等使用 e r p 信息管理系统并不仅仅是一个软件 是一种单纯的信息管理 系统 它融合了很多现代化的和企业自有的一些管理思想和理论 它能够帮助决策者 更快更好的做出决策 辅助产生最优的经营方案 最终达到企业最优的经营效果 7 图2 2 企业生产过程中的供应链图 2 2s o a 系统架构设计方法 s o a 系统架构 1 列 即面向服务体系架构 s e r v i c e o r i e n t e da r c h i t e c t u r e s o a 服 务是这种框架的最核心抽象手段 企业所有业务都被抽象为为一系列粗粒度的业务服 务和业务流程 业务服务是相对比较独立的功能单元 可以自包含 具有很好的重用 性 一般由一个或多个分部的系统实现 业务流程一般由多个业务服务组装而成 一 个业务服务对应于一个业务功能或业务数据相关的接口 以及这个接口的约束契约 如安全性要求和服务质量等 接口和契约基于标准的方式定义 它独立与任何硬件平 台 软件平台和编程语言 这样可以实现在不同运行环境下的业务服务能够使用一种 统一和通用的方式进行信息交互和服务调用 出了这种不依赖与特定软硬件环境的中 立特性 使用服务注册库添加企业服务总线 以此来实现动态查询 定位 路由和中 介能力 这样就能实现业务服务之间的相互独立性 交互的动态性和位置的透明性 这种高度松散耦合的方式会给整个系统带来非常大的优点 一点是它能够适应经常性 的变化 表现出良好的柔性 另一点是一个系统的改变不会导致其它系统的改变 即 服务之间不会相互影响 s o a 系统架构设计方法开来的另一个重要概念是业务驱动r r 即实现l t 与业务 的更加紧密的对齐关系 业务建模过程中以粗粒度的业务服务为基础 这样会使业务 和系统视图更加简洁 并且也使1 1 r 系统具有更好的灵活性和重用性 能更好地应对各 种变化 通过显式地定义和描述业务层次的粗粒度服务 并且显式的实现和管理这些 服务 给业务模型和i t 实现之间提供了更好的可追溯性 减少了它们之间的差异 使 得业务变化能更好的传递给r r 实现 引 综上所述 可以将s o a 系统架构设计思想的主要优点概括为 快速应变能力 良 好的重用特性和i t 实现更好更快的提供业务价值 s o a 的重点是服务建模和基于s o a 的设计原则进行架构决策和设计 从建模和设 计的角度来说 s o a 更多地侧重在业务层次上 也就是通过服务建模将业务组件化为 服务模型 它是业务架构的底层 是技术架构的顶层 承上启下 是灵活的业务模型 8 菡 和l t 之间的桥梁 保证二者之间的 可追溯性 从这里往下 是基于已有的方法 比 如o o c b d 来进行的 从架构的层次上 s o a 更多地侧重于如何将企业范围内多个分 布的系统 包括已有系统 遗留系统 连接起来 e s b a d a p t e r c o n n e c t o r 如何将它们 的功能 数据转化为服务 如何通过服务中介机锘i j e s b s e r v i c er e g i s t r y 保证服务之 间以松散耦合的方式交互 如何组装 集成 服务为流程 如何管理服务和流程等 从这往下 对于实现服务的一个具体应用 它的架构 设计和实现是可以基于已有的 实践和方法的 比如j 2 e e 或 n e t 体系结构从最早的单个应用包含一切的单层结构 逐渐演变到现在的三层和多层 结构 以及现在讨论比较多的分布式计算模式 从抽象手段上面来看 s o a 在原有的 设计方法中增加了服务元素 在s o a 架构中 它集成了其它架构设计的思想 包括封 装和自我包含等概念 以及一些保证服务具有良好柔性 松散耦合和较强重用能力等 很多设计原则 这些对s o a 架构的成功都是非常重要的 典型的s o a 系统架构设计 分层模型如图2 3 所示 主要分为 表示层 服务层 组件层和数据层等1 1 4 i 表示层 上 上 服务层 各种企业管理服务 商业服务 生产管理服务等 上 上 组件层 苫丰三苫车兰 j j l l 数据层 1日e j日日 图2 3s o a 系统架构分层模犁 s o a 的设计原则 1 5 是 1 无状态依赖 这样做是为了避免服务的请求者依赖于服务的提供者的一些内 部状态 2 单 功能实例 避免功能冗余带来的维护困难 3 接口定义明确 服务接口统一使用w s d l 定义 明确指出公共接口内部实 现之间的界线 并且使用w s p o l i c y 来定义服务服务约束 使用x m l 定义信息的表现 格式 服务的定义必须稳定 一旦公布 不会随意修改 并且服务定义必须明确 减 少服务调用者理解错误导致的不当使用 4 模块化和自包含 每一个服务都是相对独立的 有自己的版本和独立的内部 9 实现 可以进行独立部署 业务操作相对稳定 5 粗粒度 6 松散耦合 服务之间应该具有松散的耦合设计 服务的使用者只能看到服务 的接口 所有的内部状态对服务使用者都是不可见的 7 良好的重用能力 一个服务可以提供给不同的系统调用 8 策略声明 服务设计要考虑户操作性 兼容性以及策略的声明 策略是确保 服务规约的全面和明确的重要因素 在设计上 应该尽量保证服务和语义的明确 完 整和兼容性 2 3 工作流技术 2 3 1 工作流技术介绍 工作流管理联盟 w f m c 给出的工作流定义 v 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 1 6 1 工作流管理系统提供了以下三种主要功能 1 7 1 1 过程定义功能 主要考虑工作流过程和相关活动的定义和建模功能 2 过程控制功能 在一定的运行环境下 执行工作流过程 并完成每个过程中 活动的排序和调度功能 3 人机交互功能 实现各种活动执行过程中用户与i t 应用工具之间的交互 换句话说 工作流就是把一个业务流程分解为多个子任务 每个任务都有自己的 责任执行人或者计算机自动处理 这些子任务通过一系列的规则连接起来 以实现整 个业务过程 从上面的概念中可以知道 工作流提出了多个新的概念 面向过程 任 务 规则 流程 事件等 它们共同组成一个完成的企业运作 以提供企业的信息管 理水平 提高企业的工作效率和核心竞争力 图2 4 1 作流管理系统功能示意图 1 0 图2 4 给出了工作流管理系统三个主要功能之间的关系 工作流的使用非常广泛 凡有业务流程的地方都可以应用工作流技术或工作流管理系统 因此 在e r p 中以工 作流来定义其业务流程 以工作流管理系统来协调 管理和监控这个流程的运行 将 有效地解决传统e r p 流程僵化的难 图2 5 工作流管理系统产品结构图 根据对业务流程的分析得知 它的基本组成元素包括 活动 a c t i v i t y 连接 c o n n e c t o r 路由 r o u t i n g 参与者 p a r t i c i p a n t 角色 r o l e 数据源 d a t as o u r c e 等 2 3 2 工作流管理系统参考模型 1 9 9 3 年8 月成立的工作流管理联盟于1 9 9 4 年1 1 月2 9 日发布了工作流参考模型 f d a v i dh o l l i n g s w 0 r t h 2 0 0 5 参考模型中对普通工作流程序结构进行分析 确 定了系统中各个接口的功能 使不同产品在不同的结构层次上能够协同工作 图2 6 是工作流管理联盟提出的工作流参考模型的体系结构图 该参考模型给出了抽象的组 成工作流管理系统的功能组件和接口 它能够满足工作流管理系统和产品应该具有的 主要功能特征 为实现工作流产品之间的互操作提供了公共的基础 1 引 图2 6 工作流标准参考模型 在工作流参考模型体系结构图中包括如下组件 过程定义工具 工作流执行服务 工作流客户应用程序 被调用的应用程序 监控和管理工具 各个组件通过标准的工 作流应用程序接口f w a p i 与工作流执行服务进行交互 w f m c 定义了五类接口 1 9 j 它们是 1 接口1 工作流服务和工作流建模工具之间的接口 包括工作流模型的解释 和读写操作 2 接口2 工作流服务和客户应用之间的接口 这是最主要的接口规范 约定 所有客户方应用与工作流服务之间的功能操作方式 3 接口3 工作流引擎和直接调用的应用程序之间的直接接口 4 接口4 工作流管理系统之间的互操作接口 5 接口5 工作流服务和工作流管理工具之问的接口 2 3 3 工作流建模基本概念 现实企业运作当中 大部分的工作流程都是非常复杂的 所以工作流建模整体思 想采用层次性的设计原则 也即一些复杂的业务过程动作可以是一个子流程 2 0 首先 对于一个业务过程可以抽象出很多个工作步骤 一些操作是顺序执行的 而有一些是并行执行或者选择性执行的 可以把这些明确的业务操作动作建立一个工 作流 这个工作流属于模型中的第一层 在工作流中可以包含多个过程和任务 它们 可以用多种流程结构进行组装 如果一个业务动作比较复杂 那么这个业务动作活动 下面可以建立其它子过程 工作流中的任务是原子级的 不能再包含其它子任务 同 时 对于层次性的结构 考虑到业务描述的明确性 为每一层都定义了一个开始结点 状态和一个结束结点状态 开始结点状态就是上一层结点的入口 结束结点又回到上 次层结点 图2 7 为一个包含子过程和任务的工作流的示意图 z 图2 7 工作流建楔分解不慈图 工作流模型建立之后 需要对任务进行条件定义和管理 设置任务的流转和执行 条件 下面给出简单的定义 首先 定义t i 代表工作流中的第i 个业务结点 也即第j 个需要执行的操作 定义 t i 1 i 为工作流中第i 个业务结点t i 的第j 个直接前驱结点 定义t i 1 j 为工作流中第i 个业务结点t i 的第j 个直接后继结点 那么 公式i t i l 1 表示 流程中第i 个操作t i 尚未执行 t i i o 表示流程中第i 个操作t i 正在执行 i t i l x 表示流程中第i 个操作t i 执行完毕 公式 t i 专t i l 撕 0 表示 执行完工作流中第i 个操作t i 不具备执行操作t i 1 j 的 条件 公式l t i t i l 撕 1 表示 执行完工作流中第i 个操作t i 已经可以执行操作t i 1 j 的条件 任务的执行条件是执行某一个任务所必须具备的约束限制 执行条件的表示形式 为一个由关系运算符与 或 1 1 非 组成的条件表达式 当表达式结果为t r u e 时 表示条件满足 可以执行相应任务 当表达式结果为f a l s e 时 表示条件尚不满足 不 可以执行相应任务 现假设有一表达式 a l i b c 它代表要想执行任务c 必须满足 条件a 和条件b 至少一个返回t r u e 后置条件用来决定当前任务执行完毕后 是否具备执行下一个任务的条件配置 用公式表达就是i t 专t i 1 j i 结果为t r u e 或者f a l s e 后置配置的不同之处是很多任务的 直接后继可能有多个任务 这些任务都需要分别配置 同时后置条件也可以不仅仅局 限于一些列的关系运算符组成的运算表达式 可以有任意一种形式出现 2 3 4 工作流建模语言标准 从业务流程概念化模型中 提炼出工作流系统包含的七个实体瞄z j 工作流模型 w o r k f l o wm o d e l 工作流过程 w o r k f l o wp r o c e s s 工作流活动 p r o c e s s a c t i v i t y 转换信息 t r a n s i t i o ni n f o r m a t i o n 参与者 p a r t i c i p a n t 相关数据 r e l e v a n td a t a 和应用工具 a p p l i c a t i o n 这些实体之间的层次关系如图2 8 所示 项层是工作流模 型实体 可看作是工作流管理系统的引擎 由若干个可执行的工作流过程 过程之间 可相互共享的全局性相关数据和应用工具以及系统用户的信息组成 在中间层 工作 流活动和转换信息的定义构成了工作流过程所要定义的路由信息 参与者 相关数据 和应用工具实体则分别描述了 实体的执行者 实体可能访问的数据 和 实体可能调用 的应用 它们构成了实体关系模型底层的基石 引 图2 8 实体关系分解示意图 世界上很多著名的工作流系统开发商都曾提出过各自的工作流建模描述语言 如 i b m 的f l o w m a r k l e y 的c o s a s n i 的w o r k p a r t y 等 其方式方法在应用上也各有利 弊 但遵循技术标准是工作流系统研究和开发的大势所趋 这一点是不容置疑的 2 3 5 n e tf r a m e w o r k 开发框架及w f 框架介绍 n e tf r a m e w o r k 具有两个主要组件 z 4 j 公共语言运行库和 n e tf r a m e w o r k 类库 公共语言运行库是 n e tf r a m e w o r k 的基础 您可以将运行库看作一个在执行时管理代 码的代理 它提供内存管理 线程管理和远程处理等核心服务 并且还强制实施严格 的类型安全以及可提高安全性和可靠性的其他形式的代码准确性 n e tf r a m e w o r k 类 库是一个综合性的面向对象的可重用类型集合 您可以使用它开发多种应用程序 这 些应用程序包括传统的命令行或图形用户界面 g u i 应用程序 也包括基于a s p n e t 所 提供的最新创新的应用程序 如w e b 窗体和x m l w e bs e r v i c e s n e tf r a m e w o r k 可由非托管组件承载 这些组件将公共语言运行库加载到它们的 进程中并启动托管代码的执行 从而创建一个可以同时利用托管和非托管功能的软件 环境 n e tf r a m e w o r k 不但提供若干个运行库宿主 而且还支持第三方运行库宿主的 丌发 例如 a s p n e t 承载运行库以为托管代码提供可伸缩的服务器端环境 a s p n e t 直接使用运行库以启用a s e n e t 应用程序和x m lw e bs e r v i c e s 本主题稍后将对这两 者进行讨论 1 4 w f 全称叫w i n d o w sw o r k f l o wf o u n d a t i o n 它是编程模型 引擎和工具 用于在 w i n d o w s 上快速生成启用工作流的应用程序 它可以处理的方案包括 在业务线应用 程序中启用工作流 用户界面页流 以文档为中心的工作流 人工工作流 面向服务 应用程序的复合工作流 业务规则驱动的工作流 系统管理的工作流 2 5 1 图2 9 工作流宿主承载图 图2 9 显示了如何在一个宿主应用程序的进程中同时承载工作流 活动和工作流运 行时引擎 2 4 事件实体 基于事件驱动这个概念很久就已经被提出过了 其核心思想是采用业务一体化的 方式将业务活动所涉及到的操作 交易的数据录入到系统入口 业务数据的使用者按 照各自的业务特征和需求将数据信息进行分类并分流到不同的子系统中 业务数据的 录入激活这些处理过程 2 6 整个过程是以业务操作 也即事件作为数据传输 分类 处理 存储的驱动 这种方法很好的解决了企业中的 信息孤岛 问题 实现了企业 内部各部门间 各子系统之间的数据共享和交互 这样提供的数据信息也更能够全面 的展示企业的运作情况 供管理者决策使用 事件驱动的系统中 可以发现事件仅仅用于一系列处理过程的触发器 一旦事件 进入系统后 事件本身已经不再存在了 替而代之的是后续的对数据 表单等信息的 处理上 在e r p 系统中 对数据的检索 查询等功能中 其操作对象也是系统中的数 据和表单 对事件的查询需求完全没有 系统中也只能查看数据表单的静态数据 例 如表单是否已经被审核通过等 但是信息的处理过程却查询不到 或者说事件的操作 已经执行到整个过程的第几步 期间进行了哪些处理 还有多少步骤没有进行等也都 无从知道 也就是说 一旦事件出发处理过程之后 事件本身已经被所设计的表单数 据代替了 后续的所有工作都只体现在对表单数据的处理影响上 事件在业务数据输 入操作完成后就被弱化了 从对决策者提供信息的效能上看 完整的事件处理信息显 得更为完善 也更加符合实际的需求 更具有参考价值 基于事件实体的思想就是在系统中把事件作为一个系统实体 作为系统运作的一 个对象 每个事件实体在系统中都有 个唯一的标识 不同于传统的系统中以数据作 为实体的表现形式 一个事件从发生到结束 会经历多个处理过程 也会产生很多的 数据和单据 事件产生的所有数据和表单都与该事件关联 可以使用该事件的关键字 对它们进行链接查询 一个事件实体从创建时就决定了一系列的处理过程 后续的所 有操作都是固定的 可以明确的知道事件处理过程的进展情况 查询事件的历史操作 记录和未处理的一些操作步骤弘川 一旦将事件作为对象实体形式存在于应用系统中之后 系统内的所有数据和操作 都与事件为中心进行关联 整个系统的设计都以事件为中心进行 系统记录所有与事 件有关的操作 可以通过事件对关联数据表单进行实时查询 并且可以导出供管理分 析使用的评价数据 如处理时间 任务复杂度等 一个事件实体在事件产生是要进行事件初始化 用于确定事件的类型和需要的数 据参数 初始化过程也决定了整个事件处理过程所精力的流程 也即可以在事件没有 处理完成之前就知道事件的整个处理过程 各个处理过程之间的控制关系也在初始化 的时候已经确定好了 事件的处理流程和相关的数据信息都被抽象化为一个整体 并 以这个整体为单位进行存储 并进行操作跟踪 z 驯 一个事件在流程模板的控制下从产生到结束经历了一系列的处理过程 在整个事 件的生命周期内 有两个问题必须要明确 1 事件的初始化和事件类型的确定 初始化中的参数决定了事件的类型 事件 的类型决定了事件的处理过程 系统根据输入的初始化参数来创建一个特定的事件实 体 并分配一个系统唯一的标识 2 事件类型对应的业务处理流程的确定 随着时间的推移 同一个事件类型的 处理过程可能会表现出不同的事件处理过程 而且这种修改可能会涉及到不同的部门 和不同的信息系统 如果从全局上面进行修改 那么可能会碰到一个问题 就是很难 找到一个能真正完全修改事件处理过程的人来执行 因此 事件的处理操作应该按照 部门和各信息系统进行划分 各个部门只负责自己部门内部