（计算机软件与理论专业论文）财务稽核系统流程建模定制及监控的可视化模块的设计实现.pdf

财务稽核系统中流程建模定制及监控的可视化模块的设计实现 财务稽核系统中流程建模定制及监控的可视化模块的设计实现 摘要 在电信市场日益开放 竞争日益激烈的情况下 保持并增强自身 的竞争力已经成为每个电信企业所面临的关键问题 本文作者在参与 收入保障项目一财务稽核系统中发现收入流失问题主要还是运营流 程执行不规范 缺乏流程完整性控制机制造成 另一方面 随着市场竞争的日益激烈 企业需要不断改变自身的 业务运营模式以求发展 为了适应这种企业发展的趋势 在软件开发 过程中 越来越多的使用工作流管理系统来管理企业的流程 但目前 工作流系统对引擎的开发较为重视 但其流程定制和监控模块一般和 系统集成 客户无法通过w e b 客户端访问 减少了用户的参与程度 本文研究了基于s v g 的w e b 可视化流程建模定制及监控的功 能 设计出基于有向图理论的流程图画图算法和流程图错误检查算 法 可视化流程建模定制及监控的模块具有较强的通用性 可以较好 的匹配现有符合w f m c 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 工作流管理 联盟 的工作流引擎 并在财务稽核系统范围内实现了这两块的功能 同时作者还将其应用到财务稽核系统中验证其可用性 财务稽核系统中流程建模定制及慨控的町视化模块的设计实现 关键字 工作流 s v g w e b 可视化流程建模工具 流程图画图 算法 流程图错误检查算法 可视化监控 北京邮电大学硕 i 学位论文 财务稽核系统中流程建模定制及骼控的町视化模块的设计实现 d e s i g na n dr e a i i z a t i o no ft h e v i s u a l i z a t i o nt o o l so fw o r k f l o w d e f i n i n ga n da u d i t i n g a b s t r a c t w i t ht h et e l e c o mm a r k e tm o r eo p e na n dt h ec o m p e t i t i o ng e t t i n g m o r ea n dm o r ei n t e n s e l y h o wt ok e e pa n di m p r o v et h ec o m p e t i t i o ni st h e k e yp o i n tt ot h et e l e c o mc o m p a n y t h ea u t h o ro ft h i sp a p e rt o o kp a r ti n t h ep r o j e c to fr e v e n u ea s s u r a n c e t h ef i n a n c i a la u d i ts y s t e m f o u n dt h a t t h el e a ko ft h er e v e n u ei sm a i n l yc a u s e db ye r r o ri m p l e m e n t a t i o no ft h e b u s i n e s sp r o c e s sa n ds h o r t a g ei m p l e m e n t a t i o no ft h ei n t e g r a l i t yb u s i n e s s o nt h eo t h e rh a n d w i t ht h em a r k e tc o m p e t i t i o ng e t t i n gm o r ea n d m o r ei n t e n s e l y e n t e r p r i s e so f t e nh a v et o c h a n g et h e i ro w nb u s i n e s s p a t t e r nf o rf a r t h e rd e v e l o p m e n t t om a t c ht h et r e n do ft h ed e v e l o p m e n to f t h ee n t e r p r i s e i ti sa g o o ds o l u t i o nt h a t u s e sw o r k f l o wm a n a g e m e n t s y s t e m t o m a n a g ee n t e r p r i s e s b u s i n e s s f l o w d u r i n g t h es o f t w a r e d e v e l o p m e n t b u tc o m p a n y f o c u s e so nt h ed e v e l o p m e n to ft h ew o r k f l o w e n g i n e t h et o o l so ft h ep r o c e s sd e f i n i t i o na n da u d i ti si n t e g r a t i o nt ot h e e n g i n e c u s t o m sc a n n o tu s et h e me x p e d i e n t l yb yw e b 北京邮电大学硕十学位论文 n i 财务稽核系统中流程建模定制及脆控的口 视化模块的设计实现 t h i sa r t i c l es t u d i e st h ef u n c t i o no ft h ev i s u a l i z a t i o nt o o l so fp r o c e s s d e f i n i n ga n da u d i t i n gb a s e do ns v ga n dw e b d e s i g n e da na r i t h m e t i co f d r a w i n gt h ew o r k f l o wg r a p h a n daa r i t h m e t i co fe x a m i n i n gt h ef a u l t so f t h ew o r k f l o wg r a p hb a s e do nt h et h e o r yo ft h ed i r e c t e dg r a p h t h et o o l s h a sv e r s a t i l e a n dc a nb e t t e rm a t c ht h ee x i s t i n gw o r k f l o we n g i n em a t c h e d w i t hw f m c 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 c r i t e r i o n i m p l e m e n t e d t h e s ef u n c t i o n si nt h ef i n a n c i a la u d i ts y s t e m a n dv e r i f i e dt h ea v a i l a b i l i t y o ft h ea p p l i c a t i o ni nt h ef i n a n c i a la u d i ts y s t e m k e yw o r d s w o r k f l o w s v g w e b t h ev i s u a l i z a t i o nt o o lo f w o r k f l o wd e f i n i n g t h ea r i t h m e t i co fd r a w i n gt h ew o r k f l o w g r a p h t h ea r i t h m e t i co fe x a m i n i n gt h ef a u l t so ft h ed r a w e d w o r k f l o wg r a p h t h ev i s u a l i z a t i o nt o o lo fw o r k f l o wa u d i t i n g w o r k f l o we n g i n e l v 北京邮电人学硕上学位论文 独创性 或创新性 声明 本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果 尽我所知 除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外 论文中不 包含其他人已经发表或撰写过的研究成果 也不包含为获得北京邮电大学或其他 教育机构的学位或证书面使用过的材料 与我一同工作的同志对本研究所做的任 何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意 申请学位论文与资料若有不实之处 本人签名 塑 窒坐辜 本人承担一切相关责任 日期 塑芝 兰 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定 即 研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学 学校有权保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘 允许学位论文被查阅和借 阅 学校可以公布学位论文的全部或部分内容 可以允许采用影印 缩印或其它 复制手段保存 汇编学位论文 保密的学位论文在解密后遵守此规定 保密论文注释 本学位论文属于保密在一年解密后适用本授权书 非保密论 文注释 本学位论文不属于保密范围 适用本授权书 本人签名 塑堡墅生壹 导师签名 二孑兰r l 日期 竺兰羔兰 r j 胡 趁 财务稽核系统中流程建模定制及豁控的町 i 化模块的设计实现 1 1 研究背景 第一章绪论 近年来 收入流失j 下成为电信运营商及业内人士关注的焦点 据国际知名咨 询公司权威调查显示 因为各种原因所导致的收入流失 使得运营商每年大概损 失3 到1 5 的收入 全球电信服务收入目前大概为1 万亿美元 可见 流失的 收入额度非常巨大 如果收入流失能够减少一半 按照收入利润率2 0 计算 电 信运营商的收入会增加6 7 利润会增加3 0 5 0 在这种情况下 收入保 障理念应运而生 收入保障是解决运营流程中业务处理逻辑的正确性和准确性问 题 但从进行的收入保障实践过程中看 收入流失问题主要还是运营流程执行不规 范 缺乏流程完整性控制机制造成的 如用户数据和局数据不一致导致的收入流 失问题 而真正业务支撑软件系统因逻辑性错误造成的收入流失问题相对较少 作者具体参与了财务稽核系统的建设 在建设的过程中发现 制约收入保障 的最关键点还在于流程的规范 但是具体到规范流程时 必须要一个熟悉了解商 业业务流程同时对1 1 r 技术有精通的人来参与 这样就对项目的人员要求非常高 我们在对财务稽核系统进行调研规划过程中 有一个对业务非常了解同时又精通 技术的项目负责人实地进行了一年的调研工作 整理出了整个公司的运营流程 其中发现了很多流失点 运用了b p r 的思想进行了一些业务流程的重组 在此 基础上建立了财务稽核系统 但是在重组的过程中发现过于依靠项目负责人的经 验判断 缺乏可靠易用的工具让公司的业务人员参与进来 导致项目的周期及沟 通出现了问题 同时一旦项目负责人脱离项目 后续工作将很难保证 随着市场竞争的日益激烈 企业需要不断改变自身的业务运营模式以求发 展 为了适应这种企业发展的趋势 在软件开发过程中 越来越多的使用工作流 管理系统来管理企业的流程 但目前工作流系统对引擎的开发较为重视 但其流 程定制和监控模块一般和系统集成 客户无法通过w e b 客户端访问 减少了用户 的参与程度 综上所述 软件的开发和运行必须加强用户的参与 正是在这种情况下 本 文作者设计了基于w e b 的可视化流程建模工具 该工具可以降低项目参与人员 的要求 在业务人员建模的基础上 技术人员就能对该工具建模出的符合x p d l 标准的文件进行处理 可以简化整个项目的进展与人员要求 也利于后续项目的 开展 同时 为了方便用户掌握系统的实际运行情况 了解下属机构流程的执行 及进展 在可视化流程建模的基础上又设计了基于w e b 的可视化监控模块 利 北京邮电人学硕 学位论文1 财务稽核系统中流程建模定制及舱控的可视化模块的设计实现 用该模块 管理员可以非常清楚的实时掌握系统的使用状况 下属用户流程的执 行进展 方便用户正常工作的开展 2 1 2 课题的主要研究工作 本课题主要根据目前实验室在财务稽核系统开发过程中的需要基础上 设计与开发一个基于工作流管理联盟w f m c 规范之上的业务流程建模及监控 的可视化模块 把研究的重点放在提出一个全新的业务流程建模及监控可视 化模块的总体框架 并研究了其核心的流程图可视化生成算法模块 其主要 工作集中体现在以下几个方面 1 可视化概念 现状研究 同时对目前工作流现状进行了研究 包括一些 国内应用较为普遍的丌源工作流引擎 分析其建模及监控工具的优势和 不足 2 工作流管理系统架构研究 通过查阅国内外相关资料 研究工作流管理 联盟制定的一些标准规范 重点是w f m c t c 1 0 2 5 x m lp r o c e s s d e f i n i t i o n l a n g u a g e 为工作流流程定义规范x p d l w f m c t c 1 0 1 5 w o r k f l o wm a n a g e m e n tc o a l i t i o na u d i td a t as p e c i f i c a t i o n 为工作流监控 规范 3 研究基于w e b 的可视化技术 同时 根据工作流管理联盟制定的两个 标准 提出一个全新的业务流程建模及监控可视化模块的总体框架 可 以独立于特定的工作流引擎运行 达到较好的模块独立性及通用性 4 根据所抽象出业务流程建模及监控可视化模块的总体框架 进行核心模 块一一流程图可视化算法模块的设计及实现 其中将涉及到图论的一些 内容及一些现有的有向图可视化算法 5 进行基于w e b 的业务流程建模及监控可视化模块的设计及实现 其中 在业务流程建模工具中也应用了有向图理论来检查用户建模过程中的一 些错误 6 将这两个模块应用于财务稽核系统 并结合实际情况 对比该系统在引 入了这两个模块后所带来的优势 1 3 论文结构 本论文按以下章节进行组织 北京邮电人学颁 t 学位论文 财务稽核系统中流程建模定制及瓶控的町视化模块的设计实现 第一章是绪论部分 简要介绍了本文的研究背景 总结了本文的主要研究工 作 并介绍了全文的组织结构 第二章是可视化的介绍 其中包括可视化的相关概念 可视化的研究现状以 及在工作流系统中可视化应用的现状等 第三章提出业务流程建模及监控可视化模块的框架 根据该框架描述本系统 的运行机制 并对框架的各个组成部分进行详细描述 第四章图论的一些介绍 及流程图生成算法的设计和实现 并比对现有的一 些画图算法 验证该算法的实用性 第五章对基于w e b 的业务流程模块进行设计和实现 第六章对基于w e b 的监控可视化模块进行设计和实现 第七章介绍业务流程建模及监控可视化模块的应用 将该模块应用于作者所 参与的一个为某电信运营商所开发的项目中 分析该系统在引入工作流系统后所 带来的开发效率的提高和维护成本的下降 第八章对全文做了总结 并提出下一步要进行的工作 北京邮电人学硕十学位论文 3 财务稽核系统中流程建模定制及临控的口f 视化模块的设计实现 第二章可视化相关概述 本章是可视化的介绍 其中包括可视化的相关概念 可视化的研究现状以及 在工作流系统中可视化应用的现状等 2 1 可视化概述 可视化是这样一个过程 它将数据信息和知识转化为一种视觉形式 充分利 用人们对可视模式快速识别的自然能力 可视化将人脑和现代计算机这两个最强 大的信息处理系统联系在一起 有效的可视界面使得我们能够观察 操纵 研究 浏览 探索 过滤 发现 理解大规模数据 并与之方便交互 从而可以极其有 效地发现隐藏在信息内部的特征和规律 在我们这个信息同益丰富的社会 可视 化技术研究和应用开发已经从根本上改变了我们表示和理解大型复杂数据的方 式 可视化的影响广泛而深入 引导我们获得新的洞察和有效的决策 可视化作为一个有组织的科学分支起源于美国国家科学基金会 n s f 的报告 科学计算中的可视化 在那篇报告里 可视化被设想为这样一种工具 它能 够处理大型科学数据 并且能够提高科学家观察数据中现象的能力 虽然最初的 概念不见得是这样 但是今天我们讨论科学可视化总是基于物理数据 例如人体 地球 分子等等 计算机用来绘制它们某些可观察的属性 虽然这些可视化也可 能源于对这些物理空间的抽象 但是这些信息在本质上仍然是几何的 都是基于 物理空间的 近几年来 随着i n t e r n e t 的飞速发展 商业数据的大量计算 电子商务 的全面展开 以及数据仓库的大规模应用 产生了一个广泛的需求 可视化技术 不仅要用于科学数据 而且要作为一个基本工具 应用于抽象信息 揭示信息之 间的关系和信息中隐藏的特征 所有上述这些非物理信息 可以通过映射为一种 可视化形式来方便观察 而这些信息都没有明显的空间特征 除了如何绘制关心 的对象的可视化属性的问题以外 更重要的问题是如何把非空间抽象信息映射为 有效的可视化形式 这就是信息可视化的研究范畴 信息可视化结合了科学可视 化 人机交互 数据挖掘 图像技术 图形学 认知科学等诸多学科的理论和方 法 逐步发展起来 信息可视化实际上是人和信息之间的一种可视化界面 因此 交互技术在这里显得尤为重要 传统的人机交互技术几乎都可以得到应用 人机 交互是研究人 计算机以及它们相互影响的技术 可以说 信息可视化是研究人 计算机表示的信息以及它们相互影响的技术 4 北京邮电人学硕j 学位论文 财务稽核系统中流程建模定制及舱榨的可视化模块的设计实现 2 2 可视化步骤及参考模型 j j v a nw i i k 将可视化过程概括为四个步骤 数据生成阶段 数据丰富和提炼 阶段 可视化匹配阶段和提交阶段 这是可视化的完整工作 不仅要有可视化编 程系统支持 还需要运用可视化语言 可视化语言有两层含义 第一意味着语言 处理的对象是可视的 第二意味着语言本身 符号集 是可视的 前者意味着处理 可视信息的语言或叫可视信息处理语言 后者意味着用可视表达式编程的语言或 叫可视编程语言 一般情况下的可视化工作是通过图表展示在用户界面上 可视化参考模型 图2 1 示 实现从数据源到图象的一系列交换过程 即可 视化流水线 主要包括数据源的输入 过滤 数据到图形数据的映射 图形的绘 制 图象的输出等阶段 用户可对这一过程进行交互控制 对流水线的重新配置 对每一阶段中变换 参数的修改 对流水线中数据的交互操作等 一 一一 一 一 1 ii l j 可视化w e b 服务器 浏览器客户端 i i l i j 图2 1 可视化参考模型 2 3 基于w e b 的可视化 随着w w w 应用的迅速发展 w e b 已经成为存取信息的主要手段 人们面 临如何更快地浏览和分析w w w 上的海量数据 从中获取有用信息的问题 数 据可视化将数据转化为图像 借助人脑的视觉思维能力 通过一定的交互手段 帮助人们处理海量数据 是科学研究 信息获取的有效工具 对于w w w 上的 数据 客户端可视化方式是将其下载到本地完成的 对本地硬件资源 c p u r a m 硬盘等 要求高 而且要维护一个硬件平台相关的可视化软件系统 服 务器端可视化则将可视化流水线全部放在服务器中心完成 只返回结果 客户端 无法控制可视化过程 基于w e b 的可视化 以w e b 方式实现了浏览器客户 可视化w e b 服务器的混合可视化 客户端利用浏览器就可实现可视化结果的显 北京邮电大学硕l 学位论文 5 财务稽核系统中流程建模定制及 忾撺的町视化模块的设计实现 示 与可视化w e b 服务器的交互 而可视化w e b 服务器利用高性能服务器实 现复杂的可视化计算 基于可视化w e b 服务器的可视化可以实现可视化的共 享 协同可视化等 基于w e b 的可视化依据客户端和服务器端的软件 硬件资源 将可视化流 水线的各个阶段分别配置在客户端或可视化w e b 服务器端 依据不同配置 基 于w e b 的可视化主要有四种参考模型 模型一 可视化w e b 服务器创建可视 化 只返回给客户图像或视频 客户端用浏览器来显示 客户与可视化过程没有 交互 模型二 可视化w e b 服务器经过可视化映射后 输出s v g 或者v r m l 或j a v a 3 d 格式的3 d 模型 返回给客户 客户端利用支持s v g 或j a v a 3 d 的浏 览器来绘制和操纵3 d 模型 此方式的交互局限于绘制阶段 即改变视点 绘制 参数等 模型三 客户下载数据 在客户端执行可视化流水线 利用j a v aa p p l e t 实现可视化计算 客户还可以下载可视化软件 虽然客户端可以完全控制可视化 过程 但对客户端的硬件 软件资源要求高 并且对大规模数据不可行 模型四 利用j a v aa p p l e t 等方式提供可视化控制页面 浏览器客户下载控制页面 实现 对可视化过程的控制 复杂的可视化计算在服务器端处理 避免了客户端较高的 资源要求 客户端完成可视化结果的交互绘制 本文讨论的原型架构参照第四种 模型 2 4 工作流现状 工作流的概念最早起源于生产组织和办公自动化 它是针对工作中具有固定 程序步骤的常规活动提出的一个概念 它通过将工作活动分解成任务 角色和规 则 并按照一定的规则和顺序来来执行这些任务 执行过程中对其进行监控 在 没有计算机技术的支持以前 有关企业过程与流程的管理工作是由人工完成的 2 0 世纪8 0 年代中期 随着计算机网络技术的成熟 出现了工作流技术 它为企 业更好的实现经营管理目标提供了先进 有效的手段 使许多业务处理过程自动 化 提高了工作效率 系统可以对过程进行控制 对处理过程进行可视化跟踪 甚至还可以根据需要重新设计工作流程 工作流管理联盟 w o r k f l o wm a n a g e m e n t c o a l i t i o n w f m c 为工作流管理系统制定了一系列标准 并且对工作流进行了 定义 工作流是指整个或部分经营过程在计算机支持下的全自动或半自动化 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问进行传递与执行 工作流技术现己广泛应用于并行工程 办公自动化 o a 计算机集成制造 c i m s 等多个方面 作为支持企业经营过程重组 b p r 经营过程自动化 b p c 的一种手 段 使业务过程效率与生产率得到显著提高 6 北京邮电人学硕士学位论文 财务稽核系统中流程建模定制及雌拎的nj 视化模块的i 焚汁实现 1 9 9 3 年9 月 工作流技术标准化的i 业组织 工作流管理联盟w f m c 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 成立 该联盟的成立标志这工作流技术已经进 入相对成熟的阶段 该联盟是一个非赢利性组织 由国际著名的公司 研究机构 高等院校等约3 4 0 家成员构成 该组织为了实现不同工作流产品之f h j 的 1 操作 对工作流管理系统的相关术语 体系结构及应用编程接口等方面制定了一系列标 准 并在1 9 9 4 年1 1 月2 9n 发自i 了i 作流管理系统的参考模型 陔模型的引 入为人们l 寸论工作流技术提供了一个规范的术语表 为在一般意思卜讨论 r 作流 系统的体系结构提供了基础 a d m j n i s t r a t i o n m o n i t o r i n gt o o l s w o r k n o w c l i e n t a p p l i c a t i o n 一 一j j 图2 2 工作流系统参考模型 从图中町以看出 工作流系统参考模型由五个基本组件和 f t 个基本接口组 成 其中五个基本组件的功能分别如下 1 工作流执行服务 它为系统提供执行时服务 是工作流管理系统的核心 山一个或多个工作流引擎组成 工作流引擎是一个为工作流实例的执行 提供运行服务环境的软件或 引擎 足工作流执行服务的核心 主要负 责过程定义的解释 过程实例的控制 过程活动的导向以及工作流相关 数据和控制数据的传送和维护等功能 2 过程定制工具 它主要负责分析 建模 描述业务过程以及对业务过程 的建档 给出工作流程的定义 并以一定的数据格式提供给工作流引擎 解释 3 工作流管理工具 它负责对工作流的流动状况进行监视 并提供一系列 的管理功能 实现安全性 过程控制和授权操作等方i 面的管理 4 工作流客户应用 它由用户操作和 j 作项列表管理器共同完成 工作项 列表是指分配给一个特定用户 或一组用户 处理的由工作项组成的队 财务稽核系统中流程建模定制及舱控的a 视化模块的设计实现 列 工作项列表管理器是一个软件模块 负责管理工作项列表 并完成 与最终用户的操作进行交互 5 应用程序 它是指提供了工作流引擎接口的应用程序 可以是本地的应 用 也可以是远程的应用 五个接口分别是 1 接口1 工作流执行服务和工作流建模工具 2 接口2 工作流执行服务和客户应用之间的接口 这是最主要的接口规 范 它约定所有客户方应用和工作流服务之问的功能访问方式 3 接口3 工作流引擎和直接调用的应用程序之间的接口 4 接口4 工作流管理系统之间的互操作接口 5 接口5 工作流执行服务和工作流管理工具之i 自j 的接口 一般在划分工作流产品时 会按是否丌源分为商业产品和开源产品两大类 但本文中不再按这样的标准进行划分 而把工作流产品分为如下三大系列 纯工 作流系列 b p m 系列和融合系列 其中纯工作流系列的产品都是遵循工作流参考模型的 由于纯工作流产品在 国内比较有代表性 所以本文研究的工作流重点是基于纯工作流系统的 目前对于工作流执行服务 工作流引擎 方面的研究已经比较透彻 主要的 构建为三个要点 过程模型建模 引擎调度算法和状态变迁 实例之间的对象关 系 其中过程建模的方法有 目前在流程领域主要存在如下的建模方法 p e t r i 网模型 有限状态机 f s m 模型 活动图模型 以及事件过程驱动链 e p c 模型等 当然 也包括了x p d l 的定义元模型 w f m c 的x p d l 是很完备的 为我们提供了一个很详细的参考实现 同时国内这几年的工作流相关的产品和应用发展 受w f m c 的x p d l 影响 很深 一方面是因为国内自身的理论研究过于薄弱和苍白 可能有些研究人员会注 意到上述的那些过程建模方法 但是由于这些过程建模方法并没有形成完整的形 式化描述语言支持 事实上 是有一些的 比如基于p n 的p n m l 基于e p c 的e p m l 等 但是这些x m l 的描述语言过于理论化 不像x p d l 那样偏应用 所以很难直接被一些开发厂商了解 而另一方面 这几年国内工作流应用的主要领域依然是o a 及相关审批流 程 在这样一个 偏重用户自主行为控制 的流程应用领域 x p d l 所阐述的流程 元模型对象 p r o c e s s a c t i v i t y t r a n s i t i o n p a r t i c i p a n t 已经基本可以描述一个完 整的流程 在可以完整描述完一个流程之后 大部分厂商都把重点放在了 1 通过扩展属性来丰富流程定义 2 通过完善引擎的功能支持一些用户行为化的 8北京邮i 乜人学硕士学位论文 财务稽核系统中流程建模定制及航控的町视化模块的 搜计实现 操作 诸如退回 自由流等 但是在工作流管理联盟 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 提出的标 准中 工作流管理 a d m i n i s t r a t i o n 和监控 m o n i t o r i n g c o n t r o l l i n g 是工作流参 考模型的重要组件之一 它与工作流执行服务通过接口5 进行交互 目前对于流程 监控和管理研究较多的是基于更改的实例迁移或演化策略 但是在实际工程应用 中用户迫切希望了解流程实例的具体运行情况 关于这一点的研究一直被忽略 同时 目前工作流产品很多是基于c s 结构的 但是随着信息系统的复杂度 和规模同益扩大 两层的体系结构己经不能很好的胜任 暴露出了很多弊端 a 由于客户端和服务器端直接相连 服务器不得不消耗部分资源用于处理与 客户端的连接工作 这样当同时存在大量客户端数据请求时 服务器的系统资源 可能在应付频繁的连接工作上消耗 从而不能很好的响应数据请求 客户端请求 数据堆积的后果可能导致系统整体效率的大幅降低甚至崩溃 鳓主从结构中 唯一在线的数据库服务器成为可靠性的极大隐患 如果数据 库服务器停止工作 整个系统将瘫痪 q 客户端应用程序的开发工作十分繁琐 而且系统开发完成后 必须为每台 客户机安装客户端应用程序的执行文件以及相关动态连接库文件 宰 d 1 1 程序初 始化文件一i n i 等文件 另外 还必须为每台客户机的o d b c 或j d b c 进行配置 不仅如此 如果系统升级 上述过程得重复一次 为了克服两层c s 结构的这些问题 使之能胜任大规模的企业计算 把传统 的c s 结构与w e b 技术二者有机结合 导致了整个应用系统的体系结构从过去 流行的c l i e n t s e r v e r 主从结构向灵活的b r o w s e r s e r v e r 分布式系统的演变 多层 分布式应用程序分为瘦客户端应用程序 应用程序服务器和远端数据库服务器 其中 客户端主要负责用户界面的处理 服务器端主要负责商业逻辑的处理 为 客户端提供关系数据库的存取与维护 采用w e b 体系结构进行工作流的开发具有以下优点 1 经济性 可维护性 在客户端只有简单的浏览器 这样在企业内部部署 硬件时客户端有时仅需耍简单的网络计算机n c 即可 大大降低了成本 由于浏 览器执行的应用程序是从w e b 服务器上下载来的 因此客户端不必安装及配置 应用软件 而系统维护人员只需要在服务器端对服务器进行集中的维护 这给应 用软件的维护 升级带来了巨大的好处 2 可伸缩性 多层分布式系统将复杂的业务处理分割成相互之间可交互调 用和通信的若干业务功能组件对象 并可将其分配到多个网络互联的应用服务器 中实现负荷分担 这些应用服务器还具备对分布对象管理和实时调度的功能 能 够迅速地将请求交给当时可用的对象 并随着请求的增多调用更多驻留在其他应 北京邮电大学硕十学位论文 9 财务稽核系统中流程建模定制及监控的可视化模块的设计实现 用服务器上的对象 从而只要通过添加应用服务器便能满足同益增长的业务处理 需要 3 容错性 当某台应用服务器发生故障或失效时 分布式系统会自动把该 应用服务器正在处理的事务请求移交给另一台工作正常的服务器 4 软件重用及可裁剪性 在分稚式应用系统中 业务处理是由许多分布式 组件对象交互协作完成的 将来会出现更高层次的分布式对象组件一商务对象组 件 可以针对某个企业的具体情况量体裁衣 选用不同的分布式商务组件来构筑 应用系统 5 可移植性 由于对象可以建成与现有系统接合的方式 所以分布式对象 是可以与现有系统一道工作的 一个对象如果具有与现有系统的接口 就可以在 分布式系统中调用以前的程序 同时 使用分布式对象时 不必重建传统的应用 程序 这样大大加快了系统的开发速度 也节省了大量资金 基于上述对目前工作流系统现状的比较 我们提出了基于w e b 的可视化的 建模和监控模块 该模块具有以下特点 1 充分利用了现有工作流引擎较为成熟这一现状 没有单独开发工作流引 擎 而是在工作流引擎之上开发建模和监控模块 这两个模块具有一定的独立性 对于符合w f m c 参考模型的工作流引擎都能适用 具有良好的通用性 同时也 可以较好的利用现有产品 2 基于w e b 支持远程访问 用户可以随时在联网的机器上访问本系统 可是随时随地了解系统的运行情况 监控流程的执行情况 便于用户掌控业务进 度 3 基于w e b 客户端只有浏览器 方便升级和维护 所有修改只需在服务 器上进行 减少了维护的费用 后续章节将详细讲述系统的设计情况 1 0 北京邮电人学顾十学位论文 财务稽核系统中流程建模定制及 i f 控的可视化模块的设计实现 第三章业务流程建模及监控可视化模块总体设计 3 1业务流程建模及监控的可视化模块的引入 作者具体参与了财务稽核系统的建设 在建设的过程中发现 制约收入保障 的最关键点还在于流程的规范 但是具体到规范流程时 必须要一个熟悉了解商 业业务流程同时对r r 技术有精通的人来参与 这样就对项目的人员要求非常高 我们在对财务稽核系统进行调研规划过程中 有一个对业务非常了解同时又精通 技术的项目负责人实地进行了一年的调研工作 整理出了整个公司的运营流程 其中发现了很多流失点 运用了b p r 的思想进行了一些业务流程的重组 在此 基础上建立了财务稽核系统 但是在重组的过程中发现过于依靠项目负责人的经 验判断 缺乏可靠易用的工具让公司的业务人员参与进来 导致项目的周期及沟 通出现了问题 同时一旦项目负责人脱离项目 后续工作将很难保证 正是在这 种情况下 本文作者设计了基于w e b 的可视化流程建模工具 该工具可以降低 项目参与人员的要求 在业务人员建模的基础上 技术人员就能对该工具建模出 的符合x p d l 标准的文件进行处理 可以简化整个项目的进展与人员要求 也利 于后续项目的开展 对于监控模块 在工作流管理联盟 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 提出的标准中 工作流管理 a d m i n i s t r a t i o n 和监控 m o n i t o r i n g c o n t r o l l i n g 是工 作流参考模型的重要组件之一 它与工作流执行服务通过接口5 进行交互 目 前对于流程监控和管理研究较多的是基于更改的实例迁移或演化策略 但是作者 在财务稽核项目建设过程中发现 实际工程应用中用户迫切希望了解流程实例的 具体运行情况 关于这一点的研究一直被忽略 目前实际工程系统中关于上述流 程监控的实现主要有两种方式 一是直接以文字的方式列出流程实例运行所经过 的所有状态及相关信息 这种方式的缺点是显而易见的 很不直观 为此 作者 又设计了监控的可视化模块 为了方便用户掌握系统的实际运行情况 了解下属 机构流程的执行及进展 在可视化流程建模的基础上又设计了基于w e b 的可视 化监控模块 利用该模块 管理员可以非常清楚的实时掌握系统的使用状况 下 属用户流程的执行进展 方便用户正常工作的开展 该模块中最主要的是从 x p d l 文件中解析出流程图展现给用户 本文提出了一个基于有向图理论的画图 算法 可以对复杂流程图优化后展现给用户 方便用户的查看 北京邮电人学硕1 学位论文 财务稽核系统中流程建模定制及j i f f 摔的町视化模块的设计实现 3 2 基于w e b 的可视化建模和监控模块的系统体系结构设计 目前一些工作流产品提供了建模功能 但是很多都是基于c s 结构的 也有 很少产品提供基于w e b 方式的建模工具 但是基本都是和工作流引擎紧密相关 的 同时也有一些学者研究独立于工作流引擎的建模和监控模块 但他们设计的 框架都要保存用户流程建模的位置信息 好处在于方便流程建模的重新展现 用 户建立的流程图能够原样恢复 但是也有一些缺陷 具体为 1 在w f m c 参考模型中 接口1 具体为工作流t c 1 0 2 5v l 标准 这是 建立工作流建模工具的基础 所有符合工作流标准的工作流产品都应当支持这个 接f i 这个接1 3 具体就是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 工作流过程建模语言 简称x p d l 下面是x p d l 中定义的元素 从中可以看到并没有记录位置信息的 元素 所以目前建模工具为了解决这个问题 一般为在x p d l 上扩展了一些元素 但这些元素是各自不同的 不同工作流产品间不兼容 所以也没办法达到通用性 只能针对特定的产品进行设计 这就减少了建模工具的通用性 一类别 描述元素说明 j 多实体通用属性扩展属性 e x t e n d e d a t t r i b u t e 一形式参数 一f o r m a l p a r a m e t e r i 外部参考e x t e n i a lr e f e r e n c e 一 一 1 包定义包定义package 一 一 包定义头p a c k a g e h e a d e r i 一 i 可重定义头 j r e d e f i t i o nh e a d e r i 一致类声明c o n f i r m a n c e c l a s s 一 s c r i p ts c r i p t 一 外部包参考e x t e r n a i p a c k a g e 应用程序声明 工作流应用程序声明a p p l i c a t i n j 一 r 工作流过程定义 工作流过程定义 w o r k f l o w p r o c e s s j 一 一 工作流过程头定义 p r o c e h e a d e r 一 i 一 一 j j 工作流过程可重定义头 r e d e f i n a b l e h e a d e r l 一 l 活动头 二一a c 啦地s e t i 一一j 工作流过程活动i 三作流过程活动一 一 一 a c t i y i t y l 一 路径活动 r o u t e r 一一 一 一 1 一一 一 j 块活动 b l o c k a c t i v i t y 运行控制属性s t a r t m o d e f i n i s h l i o d e a u t o m a t i c m a n u a l i r 一 一 1 l 一蚕动替代执行方式 一 一 i m p l e m e n t a t i o n 如果活动是自啦j tools t o o l 子流程 1一 活动 j 执行青间关系 1 2 s u b f l o v p a r t i c i p a n t s 一一 北京邮i 乜大学硕士学位论文 财务稽核系统中流程建模定制及舱控的町视化模块的设计实现 r h 最终期限 过程模拟信息 d e a d li n e s i m u l a t i o n l n f o r m a t i o n 条件转移约束t r a n s i t i o n r e s t r i c t i o n s 厂 一 一 一 一 一致分类 i 一 转移信息t r a n s i t i o n s 一 一 一 一 一 转移条件表达式 c o n d i t i o n i 一 一 一 凳秣转移排一 一 e x c e p t i o n d e f a u l t e x c e p t i o n 一 二 工作流参与者 工作流参与者p a r t i c i p a n t s 一 77 一 一 一 一 一 一 一 j 工作流参1 i 者实体类型p a r t i c i p a n t t y p e 一一 一 一 4 一 一 工作流相关数据工作流相关数据d a t a f i e l d 一 一一一一一一 一 一 一 一 数据类型d a t a t y p e s 数据类型 基奉数据类型 数据类型 复杂数据类型 c o m p l e x t y p e s c h e m at y p e 娜l 曼蛾熙 记录类型 r 9 c o r d t y 旦 兰 妥9 叩1 e 摹t 理皇 u n i o n j z 熙 堕 n t y p e l c p l e x t y p e e n t r e e r 硅 1 呷 j n 岫e r a n o n t y p e 一 j c o m p 钰t y p e 数组类掣 r r a y t 暇 一 1 c o m p l e x t y p e l i s tt y p e 一 一一一l i s t t y p e 西i 坟苇声强溪墼 一 t y p e d e c l a r a t i o n j 图3 1x p d l 元素表 2 目前企业的流程有复杂化趋势 单靠手工来绘制流程图已经有较高的复 杂性 由于每个人画图的习惯和审美不同 对于同一个流程图 每个人通过建模 工具所画的流程图都不一样 多人交流容易产生误解 不利于多人讨论复杂流程 图 同时 对于监控中需要的流程图 用户应当看到一致的流程图展现 但是存 在复杂流程图由不同用户建立 用户将会看到和自己所画流程图不一致的情况 不利于用户了解流程图 会对用户了解流程的实时进展状况产生影响 3 按照软件分层思想 工作流引擎应该处于核心层 其他功能附属于该功 能 建模工具保留自己的位置信息 不利于软件的分层 基于以上原因 作者提出了一个全新的流程图建模工具和监控可视化模块的 框架 它基于软件分层原则 严格遵循工作流组织指定的规范 能够独立于特定 的工作流引擎 具有较好的通用性和实用性 作者设计的基于w e b 的可视化建模和监控模块 分为客户端 服务器端和数 据层三个层面 系统模型图如下图所示 北京邮电大学硕 i 学位论文 1 3 财务稽核系统中流程建模定制及监控的可视化模块的设计实现 圈3 2 系统结构图 该体系结构共分为三层 从上到下依次为客户端 服务器端 数据层 下面 分别对这三层的功能进行描述 1 在客户端层 为了使工作流建模工具能在不同的计算机系统和不同的 计算机环境下运行 我们的建模工具是基于澍览器 b r o w s e r 服务器 s e r v e r b s 模式的 因此只要安装有w e b 测览器的计算机都可以使用该工作流建 模工具 并且系统的维护十分方便 在i e 测览器上需安装s v g 的阅读器 在 此选用a d o b e 公司提供的免费下载的s v gv i e w e r 阅读器 在f i r e f o x l 5 后 不需下载该插件 在客户端的显示上 我们选舞了可伸缩向量图形 绷 在w w w 领域 目 前w e b 页面大部分使用h t 虬语言设计0 虽然h t m l 可以钢柞出非常精美的页面 但它只能表现点阵图像 对矢量图形缺乏支持 过多使用点阵图像会造成w e b 页面显示速度下降 不适用于微型与小型网络工具 与目前网络工具小型化的 1 4