第一篇：面向鋼鐵集團(tuán)測量過程的工作流管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)
面向鋼鐵集團(tuán)測量過程的工作流管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)
趙曉東陶曉磊，張凱，（1.中國計(jì)量學(xué)院 計(jì)測學(xué)院，浙江 杭州 310018；2.浙江大學(xué) 信息學(xué)院，浙江 杭州 310058）摘要：為實(shí)現(xiàn)測量過程在鋼鐵集團(tuán)計(jì)量管理工作中的流程化管理，采用了工作流技術(shù)，提出了一種基于擴(kuò)展有限狀態(tài)機(jī)理論的工作流設(shè)計(jì)原理，并給出了工作流元模型的定義和工作流遷移原理。根據(jù)設(shè)計(jì)原理對測量過程進(jìn)行了工作流設(shè)計(jì)和角色權(quán)限設(shè)計(jì)，給出了瀏覽器/服務(wù)器的三層工作流體系結(jié)構(gòu)，并采用面向?qū)ο蟮腏AVA語言設(shè)計(jì)了基本接口及擴(kuò)展類框架。通過分析表明該方案能夠滿足測量管理體系對測量過程的控制要求。關(guān)鍵詞：測量過程；鋼鐵集團(tuán)；有限狀態(tài)機(jī)；工作流；測量管理體系 中圖分類號：TP391
文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A Workflow Management System for Measurement Process
in Steel Enterprise ZHAO Xiao-dong1,2,TAO Xiao-lei1,ZHANG Kai1
(College of Metrological and Measurement Engineering, China Jiliang University , Hangzhou
310018 , China)Abstract: In order to realize process centering during the metrological management work in steel enterprise, by adopting the workflow technology, a kind of workflow model base on extend Finite State Machine(FSM)theory was proposed.it also defined workflow metamodel ,and introduced the transition principle.an instance of workflow and role right for measurement process were constructed.Browser/Server(B/S)three-tier workflow architecture were developed, also the framework of interface and extend class was projected using language of java based on Orient-Object technology.The workflow systems were proved to satisfy the control requirement of measurement process for measurement management system by analysis.key words: measurement process;steel enterprise;finite state machine;workflow;measurement management system
基金項(xiàng)目：浙江省科技計(jì)劃項(xiàng)目（2009C31164）
作者簡介：趙曉東(1975－)，男，遼寧丹東人，講師，博士研究生，主研方向：工作流技術(shù)；Email：zhaoxd@cjlu.edu.cn 陶小磊，碩士研究生；張凱，博士 1 引言
近些年來，大多鋼鐵企業(yè)的計(jì)量管理工作都是在圍繞ISO10012的測量管理體系[1]展開，測量管理體系要求對測量過程進(jìn)行策劃、確認(rèn)、實(shí)施、形成文件和加以控制。每一個測量過程的完整規(guī)范應(yīng)包括所有有關(guān)設(shè)備的標(biāo)識、測量程序、測量軟件、使用條件、操作者能力和影響測量結(jié)果可靠性的其他因素。測量過程的控制應(yīng)根據(jù)形成文件的程序進(jìn)行，但目前企業(yè)對測量過程的控制只停留在程序文件的建立和完善上，過程監(jiān)控可操作性差，執(zhí)行效率低。管理人員無法對測量過程的各個工序進(jìn)行有效評估，難以實(shí)現(xiàn)細(xì)粒度的過程控制。這些都與測量管理體系的要求相背離，因此對測量過程重新進(jìn)行流程化設(shè)計(jì)將成為把計(jì)量管理工作融入企業(yè)信息化進(jìn)程的關(guān)鍵。流程化設(shè)計(jì)多以工作流技術(shù)實(shí)現(xiàn)，工作流的實(shí)現(xiàn)技術(shù)也形式多樣，如基于Agent[2]、Web Service[3]和Petrl網(wǎng)[4]等的工作流設(shè)計(jì)，但目前針對測量過程的工作流元模型設(shè)計(jì)模式、角色權(quán)限分配以及數(shù)據(jù)操作層的訪問控制等關(guān)鍵問題并未有文獻(xiàn)提出完整有效的工作流解決方案。本文針對上述等問題，提出了一種適用于測量過程的工作流管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)模式。即根據(jù)有限狀態(tài)機(jī)（Finite State Machine，簡稱FSM）理論設(shè)計(jì)出一種基于XML語言描述的輕量級工作流元模型，在元模型設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上通過自定義多條件組合的權(quán)限訪問控制方式，有效解決了測量過程中角色權(quán)限分配和檢校項(xiàng)目的復(fù)雜多樣化問題。文中最后給出了工作流系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和類設(shè)計(jì)框架?；贔SM的工作流元模型設(shè)計(jì)
2.1 FSM理論 FSM 是一種概念性機(jī)器，由一定數(shù)目的狀態(tài)和相互之間的轉(zhuǎn)移構(gòu)成，在采用FSM理論對進(jìn)行工作流元模型定義過程中可對FSM定義進(jìn)行擴(kuò)展[5, 6]，以滿足實(shí)際工作流設(shè)計(jì)的需要。作者根據(jù)測量過程中測量環(huán)節(jié)的權(quán)限控制及測量項(xiàng)目的復(fù)雜多變的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種七元組的FSM，表示為M=｛S，A，C，F(xiàn)，R，Si，Sf｝。其中S表示有窮狀態(tài)集合；A表示引起狀態(tài)改變的有窮動作集合；C表示判斷條件的有窮集合；F表示外部功能函數(shù)的集合，R為結(jié)果輸出的集合，可表示為S×A→S，Si表示唯一的初始狀態(tài)，Si∈S，Sf表示唯一的終止?fàn)顟B(tài)，Sf∈S；對于S，它的元素可表示為s=（a，c），a∈A，c∈C；對于A，其元素可表示為a=（c，f，r），c∈C，f∈F，r∈R； 2.2 元模型設(shè)計(jì)原理 在FSM理論的基礎(chǔ)上采用XML語言對元模型進(jìn)行描述，元模型各元素關(guān)系框架如圖1所示，具體主要元素定義說明如下：
圖1工作流元模型中各元素的層次關(guān)系圖
定義1 root=｛workflow｝，workflow作為xml文檔的根元素位于文檔開始部分，只能唯一存在。
定義2 step=｛ID,NAME,action,conditions｝，ID表示step的唯一數(shù)值標(biāo)識屬性；NAME表示工序步驟名稱，如“設(shè)備收發(fā)”；action和condition為step的子元素。
定義3 action=｛ID,NAME,conditions,function,result｝，ID表示action的唯一數(shù)值標(biāo)識屬性，NAME表示執(zhí)行動作的名稱，如“確定”；conditon、funciton和result為action的子元素。定義4 condtions=｛TYPE，sub-conditon｝，TYPE表示條件的邏輯關(guān)系，定義為TYPE∈（AND，OR，NOT）。sub-condition=｛TYPE，item｝表示的condtions的子元素，可用于表示單一條件。其中TYPE∈（bean，class，scrpit）。item表示具體的子項(xiàng)。
定義5 results=｛conditions，unconditional-result，conditional-result，function｝，其子元素包括unconditional-result、conditional-result、condition和function。其中unconditional-result和conditional-result屬性相同，unconditional-result=｛PRE_STATUS，STATUS，OPER，STEP，SPLIT，JOIN｝，PRE_STATUS表示前一流程狀態(tài)屬性，STATUS表示當(dāng)前狀態(tài)屬性，兩者具有同樣的屬性定義值，即STATUS∈（queued，underway，finished），OPER為流程操作人，STEP，SPLIT和JOIN為遷移目標(biāo)值。
定義6 funciton=｛TYPE，pre_function，post_function｝,TYPE表示調(diào)用外部函數(shù)的方式，其TYPE∈（bean，class，scrpit，ejb），pre_function和post_function為子元素。
定義7 split=｛ID，conditions，conditional-result，unconditional-result｝，ID表示split的唯一數(shù)值標(biāo)識屬性。conditions，conditional-result和unconditional-result為子元素。
定義8 join=｛ID，conditions，conditional-result，unconditional-result｝，同split定義說明 2.3 工作流遷移原理 工作流遷移是指工作流實(shí)例從一種狀態(tài)遷移到另一種狀態(tài)，每一次遷移過程以新狀態(tài)流程的創(chuàng)建開始，以生成舊狀態(tài)歷史記錄結(jié)束。每一個工作流實(shí)例的狀態(tài)可描述為：state∈｛CREATED,ACTIVATED,SUSPENDED,KILLED,COMPLETED｝，工作流實(shí)由初始化動作（initial-action）引發(fā)創(chuàng)建（CREATED）狀態(tài)。對于任何動作（action）的執(zhí)行都會使這個工作流實(shí)例轉(zhuǎn)換到激活（ACTIVATED）狀態(tài)。另外，激活狀態(tài)通常是整個工作流實(shí)例生命周期內(nèi)停留時間最長的狀態(tài)。掛起（SUSPENDED）和終止（KILLED）這兩個狀態(tài)都是由外部系統(tǒng)通過工作流所提供的接口達(dá)到的。由于業(yè)務(wù)的需要，某些工作流實(shí)例有掛起甚至中途終止的要求，掛起和終止就是對應(yīng)的兩個狀態(tài)。完成（COMPLETED）狀態(tài)是工作流實(shí)例正常結(jié)束后的狀態(tài)。工作流實(shí)例流轉(zhuǎn)原理如圖2所示：
圖2工作流遷移原理圖 測量過程工作流設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
測量過程應(yīng)對過程要素進(jìn)行識別和控制，包括操作者、設(shè)備、環(huán)境條件、影響量和應(yīng)用方法，測量過程要根據(jù)經(jīng)計(jì)量確定的測量方法，使用規(guī)定的測量所需的設(shè)備，測量人員應(yīng)具備測量過程所要求的技能和資格。這些要求構(gòu)成了測量過程的受控條件，工作流設(shè)計(jì)應(yīng)能滿足這些受控要求，這些條件包括[1]：
條件1：使用經(jīng)確認(rèn)的設(shè)備，測量過程中的測量設(shè)備需要經(jīng)過計(jì)量確認(rèn)才能使用。條件2：應(yīng)用經(jīng)確認(rèn)有效的測量程序，每一種測量過程必須按照確認(rèn)過的測量程序執(zhí)行。條件3：可獲得所要求的信息資源，除了測量過程中的檢測和處理數(shù)據(jù)外，測量設(shè)備和被檢設(shè)備的基本信息等其他資源也可以獲得。
條件4：保持所要求的環(huán)境條件，環(huán)境條件包括檢測的環(huán)境溫度、壓力以及濕度等實(shí)驗(yàn)室條件。
條件5：使用具備能力的人員，要求測量人員具有相應(yīng)的資質(zhì)。
條件6：合適的結(jié)果報告形式，根據(jù)測量程序和用戶形成文件形式的測量過程記錄。條件7：按規(guī)定實(shí)施監(jiān)視，對測量過程實(shí)行監(jiān)控。3.1 工作流程設(shè)計(jì) 根據(jù)測量過程的受控條件，其工作流程設(shè)計(jì)如圖3所示。
圖3測量過程工作流設(shè)計(jì)流程圖
測量過程的主要進(jìn)程與工作流模型的關(guān)聯(lián)說明如下：（1）initional-action initional-action是僅作為工作流模型的必要元素存在的，它的功能是啟動代表某個實(shí)際測量過程工作流實(shí)例的有限狀態(tài)機(jī)，在鋼鐵集團(tuán)的實(shí)際測量過程中將不能夠找到與其對應(yīng)的的客觀存在。（2）Step1：收件
收件步驟通過initional-action的動作（action）創(chuàng)建，該步驟記錄顧客的要求，并可整合針對設(shè)備的相關(guān)規(guī)程和基本信息，為下一步的檢校步驟提供參考。檢校人員可方便地獲得與所要檢校的設(shè)備相關(guān)的諸多信息，這一點(diǎn)相對于傳統(tǒng)的紙質(zhì)的業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)是計(jì)算機(jī)集成制造方式的一大突出優(yōu)勢。（3）Step：檢校
檢校步驟由記錄采集、不確定度采集、證書采集等多部分組成，由于其在鋼鐵集團(tuán)測量過程中的特點(diǎn)——各部分采集的數(shù)據(jù)有直接關(guān)聯(lián)，所以將各部分檢校采集工作交予同一人員處理。檢校步驟的這個要求完全可以通過我們定義的工作流模型中的多動作（action）的單一步驟來實(shí)現(xiàn)。我們將人員綁定到步驟，將各項(xiàng)檢校采集工作綁定到多個動作（action）即可。另外，檢校步驟的動作（action）執(zhí)行權(quán)限可以根據(jù)條件（condition）來判斷，這里就可以結(jié)合鋼鐵集團(tuán)測量過程中的人員資質(zhì)的判斷，防止無對應(yīng)資格的人員檢校此設(shè)備。最后，每個動作的執(zhí)行結(jié)果生成相應(yīng)的核驗(yàn)步驟。（4）Step4x：XX核驗(yàn)和Step5x：XX審核
核驗(yàn)環(huán)節(jié)原則上不要求同一人完成，因此將這個環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)成多步驟，多個步驟可以有多個核驗(yàn)人員來完成。每個步驟都有條件（condition）可以判斷是否所有必要條件已達(dá)到，比如將欲執(zhí)行此步驟的人員是否與上一步的檢校人員重復(fù)。核驗(yàn)環(huán)節(jié)的多個步驟合并（join）后，通過條件（condition）判斷其結(jié)果的指向。條件驗(yàn)證通過后（多個核驗(yàn)步驟都已通過且沒有任何不滿足規(guī)程的條件存在），指向分離（split）環(huán)節(jié)，同時創(chuàng)建相應(yīng)的審核步驟；否則（一個或多個核驗(yàn)步驟不合格，或者尚存在任何不滿足規(guī)程的條件），指向重檢步驟。審核環(huán)節(jié)與核驗(yàn)環(huán)節(jié)類似，審核條件滿足后，流向發(fā)件步驟，發(fā)件完畢，流程結(jié)束。該工作流通過核驗(yàn)，審核，檢修環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)能防止出現(xiàn)錯誤的測量結(jié)果，并確保能迅速檢測出存在的問題和及時采取糾正措施。而且能夠隨時掌握設(shè)備所處的流程狀態(tài)（條件7）。（5）Step6：發(fā)件 發(fā)件步驟處理所有審核通過的測量過程工作流實(shí)例。在這里系統(tǒng)可以自動通知收件人領(lǐng)件，并可將整個測量過程的記錄存入數(shù)據(jù)庫供以后統(tǒng)計(jì)時使用。發(fā)件步驟還可以通過系統(tǒng)自動生成最終的不確定度報告、證書報告和各種復(fù)雜的報表，通過系統(tǒng)暴露的接口供鋼鐵集團(tuán)內(nèi)的其它系統(tǒng)調(diào)用?？梢?，“發(fā)件步驟”遠(yuǎn)遠(yuǎn)不只有“發(fā)件”的功能，通過步驟中的功能函數(shù)（function）可以實(shí)現(xiàn)很多外圍的功能，本文定義的工作流模型有很強(qiáng)的擴(kuò)展性。（6）Step0：重檢 重檢步驟是是對檢校步驟的補(bǔ)充，它的本質(zhì)與檢校步驟相似。其不同于檢校步驟的是重檢步驟里條件（condition）需要判斷執(zhí)行重檢的人員是否與檢校步驟的人員是相同的。另外，檢校步驟的來向?yàn)槭占襟E，而重檢步驟的來向?yàn)楹蓑?yàn)步驟或者審核步驟；去向相同，都是核驗(yàn)步驟。3.2 權(quán)限設(shè)計(jì) 工作流權(quán)限模型根據(jù)角色的訪問控制(Role-Based Access Control，RBAC)模型[7, 8]擴(kuò)展，如圖4所示。用戶、角色、許可條件集、對象集、流程組、動作組、功能組、設(shè)備組分別表示為User（U）、Role（R）、Condition（C）、Object（O）、Step（S）、Action（A）、Function（F）、Device（D）。角色層次表示了角色之間的繼承關(guān)系，如本工作流中的角色審核員（r1）、核驗(yàn)員（r2）、檢校員（r3）之間的關(guān)系r1?r2?r3。用戶和角色的關(guān)系表示為UR?U×R，即用戶和角色之間可以為一對多或多對多關(guān)系。許可條件集C?R×O，表示許可條件由角色與對象之間的授權(quán)關(guān)系組成，即只有授權(quán)之人才能進(jìn)行相應(yīng)的操作（條件5）。對象集包括四部分，即O∈｛S，A，F(xiàn)，D｝，其中S?｛step｝，A?｛action｝，F(xiàn)∈｛function｝設(shè)備組（D）中包括測量設(shè)備和被測設(shè)備。功能組（F）中包含針對各測量項(xiàng)目的數(shù)據(jù)采集模塊，其中包括設(shè)備檢校記錄、證書和不確定度采集模塊。功能組和設(shè)備組之間建立了對應(yīng)關(guān)系，即FD?F×D，這種對應(yīng)關(guān)系指定某項(xiàng)數(shù)據(jù)采集模塊對應(yīng)某種滿足計(jì)量確認(rèn)要求的測量設(shè)備（條件1），并可對應(yīng)于多個被測設(shè)備。功能組中的數(shù)據(jù)采集模塊是按檢校規(guī)程設(shè)計(jì)測量流程（條件2）；模塊中可以調(diào)用測量設(shè)備和被檢設(shè)備等相關(guān)數(shù)據(jù)信息（條件3）；數(shù)據(jù)采集模塊可以進(jìn)行根據(jù)用戶需要進(jìn)行自定義添加（條件6）。
圖4角色權(quán)限授權(quán)模型
文中針對測量過程中的某些特殊要求通過約束條件來定義，并將約束條件可與許可條件形成組合條件應(yīng)用于角色授權(quán)，約束條件規(guī)則如下：
（1）檢校人員u1、核驗(yàn)人員u2、審核人員u3依次進(jìn)行操作過程中，對于每一次測量過程，要求u1?u2＝?，u2?u3＝?；
（2）對于需要重檢的操作，要求檢校人員只能重檢本人檢校過的項(xiàng)目。即重檢操作人員u4=u1；
測量過程的權(quán)限設(shè)計(jì)中包含了設(shè)備對象，滿足測量過程要求的同時，也與鋼鐵集團(tuán)其他管理系統(tǒng)如ERP實(shí)現(xiàn)了很好的信息交換。設(shè)備信息可以從ERP系統(tǒng)中得到共享，而由測量過程獲得檢校信息也可以反饋回ERP系統(tǒng)。由此可見，該權(quán)限設(shè)計(jì)即可滿足測量管理體系對測量過程的控制要求，也可實(shí)現(xiàn)鋼鐵集團(tuán)內(nèi)部的系統(tǒng)互聯(lián)互通。3.3 工作流系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) 系統(tǒng)采用基于B/S（browser/server）三層結(jié)構(gòu)模式設(shè)計(jì)，如圖5所示。（1）客戶層：由瀏覽器或其他網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)組成。用戶通過瀏覽器與web層的工作流引擎實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。（2）Web層：由工作流引擎組成。實(shí)現(xiàn)工作流管理系統(tǒng)的功能，負(fù)責(zé)處理客戶層的請求，實(shí)現(xiàn)與系統(tǒng)層的交互。（3）系統(tǒng)層：由應(yīng)用系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)組成。應(yīng)用系統(tǒng)為工作流系統(tǒng)提供了用戶所需要調(diào)用的功能函數(shù)，并實(shí)現(xiàn)與數(shù)據(jù)庫的信息交互。
圖5工作流體系結(jié)構(gòu)圖
系統(tǒng)采用面向?qū)ο蟮膉ava語言對工作流引擎進(jìn)行了類設(shè)計(jì)，其主要類結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖6所示。其核心類包括四部分：
（1）XmlWorkflow接口及其擴(kuò)展類：定義了各種元素的描述類，主要用于解析工作流xml設(shè)計(jì)文檔。
（2）Condition條件接口及擴(kuò)展類：定義和實(shí)現(xiàn)各種條件，可通過元素condition調(diào)用這些類，實(shí)現(xiàn)多條件組合。
（3）FunctionProvider函數(shù)接口及擴(kuò)展類：定義各種應(yīng)用接口，滿足測量過程中對各種應(yīng)用的調(diào)用。
（4）WorkflowDatabase數(shù)據(jù)庫接口及擴(kuò)展類：通過jdbc實(shí)現(xiàn)與oracle或mysql等數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的交互。
圖6接口與擴(kuò)展類框架圖 總結(jié)
本文針對鋼鐵集團(tuán)計(jì)量管理工作中的測量過程提出了基于有限狀態(tài)機(jī)的輕量級工作流管理系統(tǒng)模型，并給出了設(shè)計(jì)原理和實(shí)現(xiàn)方法。該模型能夠滿足測量過程的受控條件，符合ISO10012測量管理體系[1]的要求。該模型的成功應(yīng)用能為計(jì)量管理工作的規(guī)范化和流程化起到重要的支撐作用。
參考文獻(xiàn)：
[1] International Organization for Standardization.ISO 10012:2003 Measurement mangement systems-Requirements for measurement processes and measuring equipment [S].New York:American National Standards Institute,2003.[2] HU Jingjing, Cao Yuanda, Xu li.Research on distributed workflow control model based on
Agent[J].Computer Integrated Manufacturing Systems, 2006, 2006, 12(4): 481-486(in Chinese).[胡晶晶, 曹元大, 徐麗.基于Agent的分布式工作流控制模型研究[J].計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng).2006, 2006, 12(4): 481-486.] [3] MU Zhansheng, Zhou yun.Design and realization of distributed workflow based on web service[J].Computer Applications and Software, 2008, 25(12): 99-102(in Chinese).[牟占生, 周 運(yùn).基于Web Service的分布式工作流系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件, 2008, 25(12): 99-102.] [4] CHEN Huiling, Wang xianzeng., Zhou kuancheng.Workflow Process Modeling Based on Petri Net s[J].Computer Engineering & Science, 2008, 30(5): 92-94,105(in Chinese).[陳慧靈, 王憲增, 鄒寬城.基于Petri網(wǎng)的工作流過程建模[J].計(jì)算機(jī)工程與科學(xué), 2008, 30(5): 92-94,105.] [5] LIU Yang, Cao Baoxiang,.Design and Implementation of Workflow Engine Based on Extensible-FSM[J].Computer Engineering and Application, 2006,(32): 93-96(in Chinese).[劉陽, 曹寶香.基于擴(kuò)展有限狀態(tài)機(jī)的工作流引擎設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用, 2006,(32): 93-96.] [6] XU Xiuhua, Wang Yajie, Qiao Mindong.Description and design of interface flow based on
FSM[J].Computer Engineering and Design, 2007,(6): 1255-1256,1357(in Chinese).[徐秀華, 王亞杰, 喬敏東.基于有限狀態(tài)機(jī)的界面流描述與設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì), 2007,(6): 1255-1256,1357.] [7] YANG Shuxin ,WANG Jian.Monitor permission control for process in workflow system[J].Computer Integrated Manufacturing Systems, 2007, 13(11): 2224-2228(in Chinese).[楊書新, 王堅(jiān).工作流系統(tǒng)流程監(jiān)控權(quán)限控制研究[J].計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng), 2007, 13(11): 2224-2228.] [8] FERRAIOLO D, CUGINI J, KUHN D.Role-Based Access Control(RBAC): Features and
Motivations[C] //Proceedings of the 11th Annual Computer Security Application Conference.Los Alamitos, Cal., USA: 1995.241-248.
第二篇：工作流管理系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
工作流管理系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2010-04-30
清華領(lǐng)導(dǎo)力培訓(xùn)
機(jī)電之家
本文主要從三個層次深入介紹了工作流管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，工作流管理系統(tǒng)將最終成為覆蓋于各類臺式機(jī)與網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)之上的業(yè)務(wù)操作系統(tǒng)，但工作流技術(shù)目前還不夠完善。深入研究工作流管理系統(tǒng)模型和各大主流工作流管理系統(tǒng)基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)一套全面系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
工作流管理系統(tǒng)是一個軟件系統(tǒng)，它完成工作量的定義和管理，并按照在系統(tǒng)中預(yù)先定義好的工作流邏輯進(jìn)行工作流實(shí)例的執(zhí)行。工作流管理系統(tǒng)不是企業(yè)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，而是為企業(yè)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)的運(yùn)行提供了一個軟件的支撐環(huán)境。
目前已有上百種聲稱具有工作流管理功能的商品化軟件或原型系統(tǒng)。為了對這些系統(tǒng)的功能、特點(diǎn)等有一具清晰的認(rèn)識，可以根據(jù)工作流過程本身的特點(diǎn)、系統(tǒng)建模的方式、所使用的底層支撐技術(shù)、以及工作流過程的執(zhí)行方式等的不同而對它們進(jìn)行相應(yīng)的分類如下：
1、結(jié)構(gòu)化的與即席的
結(jié)構(gòu)化工作流指的是在實(shí)際工作過程中會反復(fù)重復(fù)、嚴(yán)格按照某個固定的步驟進(jìn)行的業(yè)務(wù)過程。定義此種工作流所需要的各種類型的信息可以通過對業(yè)務(wù)過程進(jìn)行詳細(xì)的分析而得到，從而得到完整的過程定義并在以后的應(yīng)用過程中反復(fù)使用。大量的辦公程序，如公文處理、審批等都屬此類。即席工作流則是針對那些重復(fù)性不是很強(qiáng)或沒有重復(fù)性的工作流程的，關(guān)于這類流程執(zhí)行所需的有關(guān)參數(shù)(如參加者等)事先無法確定，而必須推遲到過程實(shí)例運(yùn)行時才能確定，同時在執(zhí)行過程中間還可能會發(fā)生一些意外的情況。這種動態(tài)多變的特點(diǎn)在提供更高靈活性的同時，也為過程的建模與執(zhí)行帶來更多的復(fù)雜性。
2、面向文檔的與面向過程的
前者的側(cè)著點(diǎn)在于將電子形式的文檔、圖像等在有關(guān)的人員之間進(jìn)行分發(fā)，以便能夠得到不同人的處理與審閱?，F(xiàn)有的文檔管理與映像管理系統(tǒng)均屬此類。在面向過程的WfMS中，工作流被描述成一序列執(zhí)行環(huán)節(jié)。與各環(huán)節(jié)相應(yīng)都有待處理的數(shù)據(jù)對象。各環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)對象可以按不同的方式分發(fā)到其他環(huán)節(jié)中去，如可以將數(shù)據(jù)對象的值作為控制條件、或者依此數(shù)據(jù)對象組裝成其他的數(shù)據(jù)對象等。高端的WfMS一般都屬此類系統(tǒng)。
3、基于郵件和基于數(shù)據(jù)庫
前者使用電子郵件來完成過程實(shí)例執(zhí)行過程中消息的傳遞、數(shù)據(jù)的分發(fā)與事件的通知。低端的系統(tǒng)所使用的經(jīng)常就是此種方法，它可以充分發(fā)揮電子郵件系統(tǒng)在廣域環(huán)境下的數(shù)據(jù)分發(fā)功能，但整個系統(tǒng)將運(yùn)行于一種松散耦合的模式下。在基于數(shù)據(jù)庫的WfMS中，所有的數(shù)據(jù)都保存在某種類型的DBMS中，過程的執(zhí)行實(shí)際上就是對這些數(shù)據(jù)的查詢與處理。高端的大規(guī)模系統(tǒng)所使用的一般都是此種方法。
4、任務(wù)推動的與目標(biāo)拉動的
前者指的是從過程的開始逐步地一個環(huán)節(jié)一個環(huán)節(jié)的執(zhí)行，當(dāng)某個活動實(shí)例被處理完之后，后續(xù)的有關(guān)活動將被創(chuàng)建并被激活，由此直至整個工作流程的完成。這是目前大多數(shù)面向過程的WfMS所使用的執(zhí)行方式。而在目標(biāo)拉動的WfMS中，一個業(yè)務(wù)流程被看成是一個目標(biāo)。過程實(shí)例執(zhí)行時，該目標(biāo)將被分解得到多個相互之間按一定約束條件的關(guān)聯(lián)起來的可執(zhí)行的多個環(huán)節(jié)，其中各環(huán)節(jié)還可以當(dāng)成是子目標(biāo)而進(jìn)一步進(jìn)行分解。在各環(huán)節(jié)均執(zhí)行完畢之后，整個過程也就完成了。目標(biāo)拉動是一種全新的執(zhí)行方式，下一代的WfMS將具有此種特征。應(yīng)該說明的是：上述分類只是從不同的角度入手的。一般來說，后面那些特點(diǎn)將給WfMS帶來更好的靈活性，同時也將成為那些能夠支持跨機(jī)構(gòu)的大規(guī)模復(fù)雜工作流管理、面向關(guān)鍵任務(wù)的WfMS不可缺少的特征。
工作流管理系統(tǒng)將最終成為覆蓋于各類臺式機(jī)與網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)之上的業(yè)務(wù)操作系統(tǒng)，但工作流技術(shù)目前還不夠完善。本文深入研究工作流管理系統(tǒng)模型和各大主流工作流管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一套功能全面的工作流管理系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)。本文主要從該體系結(jié)構(gòu)的三個層次深入介紹了該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
1、引言
在一個組織內(nèi)部存在著兩種信息：一種是數(shù)據(jù)信息，另一種是業(yè)務(wù)信息。在組織之間也同樣存在著兩種信息：一種是數(shù)據(jù)信息，另一種是業(yè)務(wù)往來信息。如果這兩種信息用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來管理，前一種屬于組織內(nèi)部的信息系統(tǒng)，后一種屬于B2B電子商務(wù)系統(tǒng)。目前對數(shù)據(jù)信息的計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)（即：數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)）經(jīng)過多年的發(fā)展已經(jīng)成熟。對業(yè)務(wù)過程的計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)由于比較復(fù)雜，可變因素較多，難度大，因此發(fā)展還不成熟。工作流技術(shù)作為現(xiàn)代組織實(shí)現(xiàn)過程管理與過程控制的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，為組織的業(yè)務(wù)處理過程提供了一個從模型建立、管理到運(yùn)行、分析的完整框架。同時，工作流管理系統(tǒng)（Workflow Management System，WFMS）通過一套集成化、可互操作的軟件工具為這個框架提供了全過程的支持。Thomas Koulopoulos曾預(yù)言：工作流管理系統(tǒng)將最終成為覆蓋于各類臺式機(jī)與網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)（如：Windows，Unix，Windows NT）之上的業(yè)務(wù)操作系統(tǒng)BOS（Business Operating System），它將帶來操作系統(tǒng)的一次革命。但是目前工作流技術(shù)無論從理論上還是從實(shí)踐都還不夠完善，要實(shí)現(xiàn)Thomas Koulopoulos的預(yù)言可能還需有一段路要走。本文主要介紹了由作者獨(dú)立設(shè)計(jì)一套工作流管理系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，以供工作流技術(shù)愛好者參考。
2、工作流管理系統(tǒng)的基本概念
顧名思義，工作流就是工作任務(wù)在多個人或單位之間的流轉(zhuǎn)。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，這種流轉(zhuǎn)實(shí)際上表現(xiàn)為信息或數(shù)據(jù)在多個人之間的傳送。工作流管理聯(lián)盟(Workflow Management Coalition，WfMC)對工作流的定義是：“業(yè)務(wù)過程的部分或全部在計(jì)算機(jī)應(yīng)用環(huán)境下的自動化”。她所要解決的主要問題是，“使在多個參與者之間按照某種預(yù)定義規(guī)則傳遞的文檔、信息或任務(wù)的過程自動進(jìn)行，從而實(shí)現(xiàn)某個預(yù)期的業(yè)務(wù)目標(biāo)，或者是促使此目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)”。
工作流管理系統(tǒng)就是通過管理一序列的工作活動以及相關(guān)人員、資源、信息技術(shù)資料來提供業(yè)務(wù)處理程序上的自動控制。工作流管理系統(tǒng)通過計(jì)算機(jī)軟件來定義、管理和執(zhí)行工作流程。在工作流管理系統(tǒng)中計(jì)算機(jī)運(yùn)用程序的執(zhí)行順序是由工作流邏輯的計(jì)算機(jī)描述來驅(qū)動的。她的主要目標(biāo)是對業(yè)務(wù)過程中各步驟(或稱活動、環(huán)節(jié))發(fā)生的先后次序，以及同各個步驟相關(guān)的人力、資源、信息資料的調(diào)用等進(jìn)行管理，從而實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)過程的自動化。當(dāng)然這種管理可能會在不同的信息及通信環(huán)境下實(shí)現(xiàn)，所涉及的范圍可以小至一個只有幾人的工作組，也可以大到政府、企業(yè)組織各個機(jī)構(gòu)之間。工作流管理系統(tǒng)將人員、組織結(jié)構(gòu)、設(shè)備資源、信息源（如數(shù)據(jù)庫、文件系統(tǒng)、電子郵件、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)工具等）整和成一個整體。這樣，工作流管理系統(tǒng)就成為了一個理想的用來收容業(yè)務(wù)邏輯的業(yè)務(wù)知識倉庫，并給予業(yè)務(wù)邏輯一個易操作易控制的界面。
工作流管理系統(tǒng)的最大優(yōu)點(diǎn)就是實(shí)現(xiàn)具體應(yīng)用邏輯和過程邏輯的分離，實(shí)現(xiàn)在不修改具體功能的情況下，通過修改業(yè)務(wù)流程模板來改變系統(tǒng)的功能，完成對組織生產(chǎn)經(jīng)營過程的部分業(yè)務(wù)或全部業(yè)務(wù)的集成管理，有效的把人力資源、物質(zhì)資源和信息組織在一起，發(fā)揮最大的效能。
3、工作流管理系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)
工作流管理系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)用中一般分為三個階段：工作流建模階段，工作流模型實(shí)例化階段和工作流執(zhí)行階段，如圖1。在工作流建模階段主要通過工作流建模工具完成業(yè)務(wù)流程的模型建立，將實(shí)際的業(yè)務(wù)操作流程轉(zhuǎn)為為計(jì)算機(jī)可模擬處理的工作流模型；在模型實(shí)例化階段主要通過工作流引擎完成具體業(yè)務(wù)流程的實(shí)例化，為具體業(yè)務(wù)流程辦理流轉(zhuǎn)提供工作流相關(guān)數(shù)據(jù)和工作流控制數(shù)據(jù)，并為業(yè)務(wù)流程的辦理提供所需要資源（如人力資源和物料、設(shè)備資源等）； 工作流執(zhí)行階段主要完成業(yè)務(wù)流程的執(zhí)行，重點(diǎn)是完成人機(jī)交互和系統(tǒng)內(nèi)部應(yīng)用或外部應(yīng)用程序的調(diào)用。
圖
1、實(shí)施的三個步驟
根據(jù)工作流的三個階段的分工，工作流管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可以分為過程設(shè)計(jì)定義功能、運(yùn)行控制功能和運(yùn)行交互接口三個層次的功能，如圖2。
4、過程設(shè)計(jì)定義功能
過程設(shè)計(jì)定義功能主要作業(yè)務(wù)處理流程的計(jì)算機(jī)定義，她提供了一種分析、建模、系統(tǒng)定義技術(shù)，將一個現(xiàn)實(shí)世界的業(yè)務(wù)處理過程轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)可處理的定義；最終的定義叫作工作流模型、過程模版或過程定義，她可以用圖形符號進(jìn)行表示。工作流管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)這一層次主要包括以下功能：業(yè)務(wù)建模與信息建模、組織管理、資源管理、內(nèi)部應(yīng)用開發(fā)工具、數(shù)據(jù)窗口開發(fā)工具、工作流定義等功能。
4.1業(yè)務(wù)建模與信息建模
業(yè)務(wù)流程是由各業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)連接而成，而每一個業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)都由多個相互關(guān)聯(lián)、不同層次的要素構(gòu)成。在業(yè)務(wù)建模時可自頂向下的將業(yè)務(wù)流程中各個業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)最終分解成一系列的原子任務(wù)。所謂原子任務(wù)，即將有可能發(fā)生的每筆業(yè)務(wù)進(jìn)行原子化分解，細(xì)分到不能再分割的操作單元，每個操作單元即是一個原子任務(wù)。任務(wù)之間的相互聯(lián)結(jié)也將最終轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)流、信息流、協(xié)作流、資源流。這樣各個原子任務(wù)的控制連接，就成為了工作流模型。因此，工作流是企業(yè)中過程流、數(shù)據(jù)流、信息流、協(xié)作流、資源流等各種流的綜合集成。業(yè)務(wù)建模工具主要提供流程定義開發(fā)人員便捷的與數(shù)據(jù)流圖工具或活動圖等流程描述工具類似的業(yè)務(wù)流程分析工具。
業(yè)務(wù)模型是信息模型的出發(fā)點(diǎn)。信息模型說明了業(yè)務(wù)處理對象中所包含的信息，或者說執(zhí)行具體功能的活動的輸入、輸出數(shù)據(jù)、以及這些數(shù)據(jù)之間的邏輯關(guān)系。信息建模工具可提供使用E-R圖方法構(gòu)建信息系統(tǒng)的邏輯數(shù)據(jù)模型；根據(jù)實(shí)際選用的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，建立適用于該數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的物理數(shù)據(jù)模型，同時可生成目標(biāo)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建腳本。信息模型是個兩層次的建立過程，先建立邏輯模型，再建立物理模型。邏輯模型支持?jǐn)?shù)據(jù)的概念模式，它從抽象的層次上反映內(nèi)部數(shù)據(jù)間的關(guān)聯(lián)，不管具體的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)存儲方式等等。物理模型支持?jǐn)?shù)據(jù)庫的物理設(shè)計(jì)，它與具體選定的數(shù)據(jù)庫類型密切相關(guān)。
4.2組織管理
在組織單位中組織結(jié)構(gòu)是信息決策、任務(wù)執(zhí)行和監(jiān)督管理等重要活動的載體，組織結(jié)構(gòu)揭示了組織單位人員管理的層次，反映了人與工作、決策、責(zé)權(quán)之間的聯(lián)系。因此，組織結(jié)構(gòu)對于一個組織單位中如何完成業(yè)務(wù)流程的建模和提高管理、生產(chǎn)效率是至關(guān)重要的。組織結(jié)構(gòu)、工作流、過程建模等概念的提出，為描述組織單位業(yè)務(wù)流程提供了有力的工具，也使過程到組織的映射模型的建立成為可能。
工作流管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)提供了組織管理功能，用于定義業(yè)務(wù)單位的組織架構(gòu)和人員管理職責(zé)分配等工作。為工作流模型的定義和工作流的實(shí)例化、執(zhí)行提供人力資源約束和支持。
4.3資源管理
資源是進(jìn)行生產(chǎn)經(jīng)營不可缺少的物資因素，在工作流的執(zhí)行過程，必須得到企業(yè)資源的支持，相應(yīng)的組織實(shí)體才能夠按照要求完成活動。同時，工作流要保證將正確的信息和資源在正確的時刻以正確的方式送給正確的小組或成員。
工作流管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)提供了資源管理功能，用于建立組織單位的資源模型，表示組織單位的資源結(jié)構(gòu)和配置情況，描述組織單位各種資源對象之間的聯(lián)系和關(guān)系，為工作流模型提供資源約束和支持。
4.4內(nèi)部應(yīng)用開發(fā)工具
工作流管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)提供了圖形化應(yīng)用開發(fā)工具，用戶可以使用圖形化設(shè)計(jì)方法，開發(fā)出動態(tài)頁面應(yīng)用，其結(jié)果可保存為html或jsp或其他可直接調(diào)度執(zhí)行的運(yùn)用程序。這些內(nèi)部應(yīng)用程序具有數(shù)據(jù)庫訪問能力，能夠訪問或存儲工作流相關(guān)數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)。在流程定義時流程開發(fā)人員可以直接設(shè)計(jì)并提供流程節(jié)點(diǎn)預(yù)調(diào)用。運(yùn)行時用戶可以在任務(wù)列表中直接調(diào)用，執(zhí)行所需完成的工作。它的最大的優(yōu)點(diǎn)是讓開發(fā)人員避免了復(fù)雜業(yè)務(wù)處理應(yīng)用程序的開發(fā)。
4.5數(shù)據(jù)窗口開發(fā)工具
工作流管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)提供了圖形化設(shè)計(jì)復(fù)雜報表頁面的能力，可設(shè)計(jì)任意復(fù)雜的報表，并可畫出各種統(tǒng)計(jì)分析圖并能夠使用多種形式輸出。在流程定義時數(shù)據(jù)窗口開發(fā)工具就像內(nèi)部應(yīng)用開發(fā)工具一樣可以由用戶自行定義并提供流程節(jié)點(diǎn)預(yù)調(diào)用。當(dāng)流程實(shí)例運(yùn)用到指定節(jié)點(diǎn)時，用戶可以直接調(diào)用該數(shù)據(jù)窗口以用戶所需要的形式展現(xiàn)相關(guān)信息內(nèi)容。
4.6工作流建模工具
工作流建模工具以工作流元模型為基礎(chǔ)，通過分析不同類型的業(yè)務(wù)過程，采用有向圖的方法對現(xiàn)實(shí)的業(yè)務(wù)活動進(jìn)行形式化描述，建立業(yè)務(wù)過程到工作流模型的映射機(jī)制。對于建模工具而言一方面為用戶提供了一個建立規(guī)范的業(yè)務(wù)過程的接口，另一方面，所建立的工作流過程可以存儲于工作流庫中作為工作流引擎的輸入，投入運(yùn)轉(zhuǎn)、執(zhí)行并接受監(jiān)控。建模工具的主要包含以下功能：
提供建立工作流模型所需的各類基本元素，比如活動、子過程、連接弧等；
支持圖形用戶界面的基本操作，比如鼠標(biāo)的點(diǎn)擊與拖動；
提供用戶定義各模型單元屬性的對話框；
模型的保存與讀?。?/p>
支持多層次建模；
與外部自動應(yīng)用的接口；
4.7工作流模型庫
工作流模型庫主要用于保存和管理已定義完成的工作流模型。在工作流程啟動時工作流引擎將直接加載并將其實(shí)例化，同時為工作流的流轉(zhuǎn)提供基礎(chǔ)模板。
5、運(yùn)行控制功能
運(yùn)行控制功能主要對工作流模型的定義進(jìn)行解釋，創(chuàng)建并控制過程的運(yùn)行實(shí)例，調(diào)度過程的各種行為步驟，調(diào)用適當(dāng)?shù)娜肆?、資源和應(yīng)用程序以完成任務(wù)的執(zhí)行。工作流管理系統(tǒng)的核心部件就是工作流管理控制軟件——工作流引擎。工作流管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)在這一層次的主要包括：工作流引擎和工作流監(jiān)控管理2部分。
5.1工作流引擎
工作流引擎可以說是工作流管理系統(tǒng)的心臟。一個工作流管理系統(tǒng)通常可以包括一個或多個工作流引擎，不同工作流引擎通過協(xié)作共同執(zhí)行工作流程。工作流引擎實(shí)際上是經(jīng)營過程的任務(wù)調(diào)度器，在某種程度上還是資源的分配器。在采用工作流管理系統(tǒng)支持經(jīng)營過程中，工作流引擎可以看成是一個業(yè)務(wù)操作系統(tǒng)BOS（Business Operating System）。業(yè)務(wù)過程在她的管理、監(jiān)控之下運(yùn)行，因此工作流引擎的性能和可靠性就直接決定了業(yè)務(wù)過程的運(yùn)行效率和安全性。
5.2工作流監(jiān)控管理
系統(tǒng)管理與監(jiān)控是工作流系統(tǒng)一個非常重要的功能。工作流系統(tǒng)管理與監(jiān)控工具能夠?qū)ぷ髁髟谡麄€組織內(nèi)部的流動狀況進(jìn)行監(jiān)視，并提供一系列的管理功能，實(shí)現(xiàn)安全性、過程控制和授權(quán)操作等方面的管理。它包括以下幾個方面的功能：
1）建立、設(shè)置和優(yōu)化組成工作流管理系統(tǒng)的各個軟件。
2）對過程模型進(jìn)行實(shí)例化。
3）將過程模型中的角色實(shí)例化。
4）將運(yùn)行中的過程實(shí)例、活動實(shí)例和數(shù)據(jù)分發(fā)到各個工作流機(jī)中。
5）啟動、掛起、恢復(fù)和終止過程實(shí)例。
6）管理正在執(zhí)行的過程實(shí)例，并對正常結(jié)束或異常退出的過程實(shí)例的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析。
6、運(yùn)行交互接口
運(yùn)行交互接口主要提供工作流管理系統(tǒng)與人員或應(yīng)用程序工具的交互接口來處理各種活動步驟。交互接口對于活動間的控制傳遞是必須的，如確定過程的狀態(tài)，調(diào)用應(yīng)用程序工具，傳遞應(yīng)用程序數(shù)據(jù)等。
7、結(jié)論
該工作流管理系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)是作者深入研究了工作流管理聯(lián)盟提供的工作流管理系統(tǒng)模型和各大主流工作流管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出來的。以該體系結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)作者領(lǐng)導(dǎo)開發(fā)了基于J2EE架構(gòu)的新一代工作流管理系統(tǒng)UniFlow。UniFlow工作流管理系統(tǒng)目前已在電子政務(wù)中取得了廣泛的運(yùn)用。
第三篇：基于CSCW的工作流管理系統(tǒng)（范文模版）
基于CSCW的工作流管理系統(tǒng)
摘要：計(jì)算機(jī)支持協(xié)同工作(Computer Supported cooperative work，CSCW)是在信息時代發(fā)展起來的一門新興學(xué)科。它是在計(jì)算機(jī)支持的情況下(即CS)，人們協(xié)作完成一項(xiàng)共同的任務(wù)(即CW)。本文介紹了CSCW技術(shù)，及其應(yīng)用場景。以及工作流技術(shù)，工作流管理系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)與應(yīng)用。討論了基于CSCW技術(shù)的工作流管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。關(guān)鍵詞:工作流，工作流管理系統(tǒng)，CSCW，計(jì)算機(jī)支持的協(xié)同工作。1 CSCW 計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展把人類社會帶入了信息化時代, 隨著信息化進(jìn)程的深入, 通信技術(shù)與計(jì)算機(jī)及其網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相融合, 產(chǎn)生了一個新的研究領(lǐng)域———計(jì)算機(jī)支持的協(xié)同工作CSCW(Computer Supported Cooperative Work), 簡稱計(jì)算機(jī)協(xié)同工作。它是信息化進(jìn)程 發(fā)展的一種必然產(chǎn)物, 它將帶來人們協(xié)作方式的變革, 提高人們協(xié)同工作的整體效率。計(jì)算機(jī)協(xié)同工作應(yīng)用系統(tǒng)的發(fā)展和推廣會改善人們交流信息進(jìn)行協(xié)作的方式, 而計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展也必然走向計(jì)算機(jī)協(xié)同工作的方向。CSCW 是地域分散的一個群體借助計(jì)算機(jī)及其 網(wǎng)絡(luò)技術(shù), 共同協(xié)調(diào)與協(xié)作來完成一項(xiàng)任務(wù)。它包括協(xié)同工作系統(tǒng)的建設(shè)、群體工作方式研究和支持群體工作的相關(guān)技術(shù)研究、應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)等部分。通過建立協(xié)同工作的環(huán)境, 改善人們進(jìn)行信息交流的方式, 消除或減少人們在時間和空間上的相互分隔的障礙, 節(jié)省工作人員的時間和精力, 提高群體工作質(zhì)量和效率, 從而提高企業(yè)、機(jī)關(guān)、團(tuán)體、乃至整個社會的整體效益和人類的生活質(zhì)量。一句話定義就是: 在計(jì)算機(jī)技術(shù)支持的環(huán)境中(即CS), 一個群體協(xié)同工作完成一項(xiàng)共同的任務(wù)(即CW)。它的目標(biāo)是要設(shè)計(jì)各種各樣的協(xié)同工作的應(yīng)用系統(tǒng)。
CSCW涉及的主要成分應(yīng)當(dāng)包括技術(shù)成分和人文成分兩個層面。確切地說，它們是:技術(shù)成分，包括:通信系統(tǒng)，如電話、電子郵件、桌面視頻會議系統(tǒng)等;共享工作空間設(shè)施;共享信息設(shè)施(用以存儲、存取、安排和管理參與協(xié)同的人員的共享信息);共享活動支持設(shè)施，這類活動如決策、指揮、教學(xué)、設(shè)計(jì)等;人文成分，包括:人的個性方面，如人們喜歡如何工作和通信、人的服飾習(xí)慣如何等;組織方面，包括工作組的大小、組織的管理及變化等;小組工作設(shè)計(jì)方面(如協(xié)同工作的分析、設(shè)計(jì)CSWC的解決方案等);小組工作的動態(tài)性質(zhì)方面。CSWC系統(tǒng)涉及的要素可以歸結(jié)為三個，簡稱為CSWC三要素:通信、合作與協(xié)調(diào)。其中，通信是CSWC的基礎(chǔ)，其實(shí)在CSWC系統(tǒng)中使用的通信方式常?？梢苑譃楫惒酵ㄐ藕屯酵ㄐ艃纱箢?。合作則是CSWC的形式，CSWC關(guān)心的是群組在工作中成員之間的協(xié)作，所以是CSWC群組活動的重要內(nèi)容。協(xié)調(diào)則是CSWC的關(guān)鍵，群組協(xié)作結(jié)果的好壞取決于群組成員活動的協(xié)調(diào)。從多媒體手段上看，CSCW的發(fā)展可以看作從支持單媒體發(fā)展到支持多媒體、從簡單媒體到復(fù)雜媒體的過程;從非線性形式上看，協(xié)同環(huán)境中信息從線性方式變成了非線性形式，成了超文本形式，和多媒體技術(shù)結(jié)合以后，以超媒體的形式出現(xiàn):當(dāng)然協(xié)同支持是又一方面，它包含了E一mail、Mailing list和工作流等技術(shù)的支持。一句話，CSCW是眾多技術(shù)的集成。工作流技術(shù)
工作流的概念起源于生產(chǎn)組織和辦公自動化領(lǐng)域。它是針對日常工作中具有固定程序的活動而提出的一個概念。目的是通過將工作分解成定義良好的任務(wù)、角色，按照一定的規(guī)則和過程來執(zhí)行這些任務(wù)并對它們進(jìn)行監(jiān)控，達(dá)到提高辦事效率、降低生產(chǎn)成本、提高企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營管理水平和企業(yè)競爭力。
不同的研究者和工作流產(chǎn)品供應(yīng)商從不同的角度給出了工作流的定義，但是這些不同的工作流定義基本上都說明這樣一個問題，即工作流是經(jīng)營過程的一個計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)，而工作流管理系統(tǒng)則是這一實(shí)現(xiàn)的軟件環(huán)境。使用工作流來作為經(jīng)營過程的實(shí)現(xiàn)技術(shù)首先要求工作流系統(tǒng)能夠反映經(jīng)營過程的如下幾個方面的問題，即經(jīng)營過程是什么(由哪些活動、任務(wù)組成，也就是結(jié)構(gòu)上的定義)、怎么做(活動間的執(zhí)行條件、規(guī)則以及所交互的信息，也就是控制流與信息流的定義)、由誰來做(人或者計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序，也就是組織角色的定義)、做得怎樣(通過工作流管理系統(tǒng)對執(zhí)行過程進(jìn)行監(jiān)控)。所以，工作流是一種反應(yīng)業(yè)務(wù)流程的計(jì)算機(jī)化的模型，是為了在先進(jìn)計(jì)算機(jī)環(huán)境支持下實(shí)現(xiàn)經(jīng)營過程集成與經(jīng)營過程自動化而建立的可由工作流管理系統(tǒng)執(zhí)行的業(yè)務(wù)模型。這里強(qiáng)調(diào)工作流模型是可被工作流管理系統(tǒng)執(zhí)行的，這主要是為了區(qū)分工作流模型和一般意義上的過程模型。一般的過程模型并不要求它用計(jì)算機(jī)來進(jìn)行執(zhí)行，而工作流模型，從建立的目的來講:就是為了實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)過程自動化，要由計(jì)算機(jī)來執(zhí)行的。這就要求工作流模型不及能夠描述活動及其相互之間的連接關(guān)系，而且需要定義許多其他的信息，如組織、資源、數(shù)據(jù)等，這樣才能夠由計(jì)算機(jī)進(jìn)行解釋和執(zhí)行。另外一方面，由于工作流模型需要由計(jì)算機(jī)來執(zhí)行，這就對工作流模型的準(zhǔn)確性提出了更高的要求，工作流模型的定義也更加嚴(yán)格和準(zhǔn)確。3 工作流管理系統(tǒng)
工作流管理系統(tǒng)是運(yùn)行在一個或者多個稱為工作流機(jī)(又稱為工作流引擎)的軟件上的，用于定義、實(shí)現(xiàn)和管理工作流運(yùn)行的一套軟件系統(tǒng)，它和工作流執(zhí)行者(人、應(yīng)用)進(jìn)行交互，推動工作流實(shí)例的執(zhí)行，并監(jiān)控工作流的運(yùn)行狀態(tài)。需要注意的是，工作流管理系統(tǒng)并不是企業(yè)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，而是為企業(yè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的運(yùn)行提供軟件支撐環(huán)境。所有的工作流管理系統(tǒng)都提供了三種功能:建立階段功能:主要考慮工作流過程和相關(guān)活動的定義和建模功能。運(yùn)行階段的控制功能:在一定的運(yùn)行環(huán)境下，執(zhí)行工作流過程，并完成每個過程中活動的排序和調(diào)度功能。
目前為止，工作流管理聯(lián)盟已經(jīng)在全世界范圍內(nèi)有超過300個的成員組織，從生產(chǎn)商到用戶，從理論研究到咨詢應(yīng)用，展現(xiàn)著工作流的各個方面。開發(fā)的獨(dú)立工作流管理系統(tǒng)產(chǎn)品超過了幾百種，但實(shí)際應(yīng)用效果并不能太令人滿意。根據(jù)所實(shí)現(xiàn)的業(yè)務(wù)過程，底層實(shí)現(xiàn)技術(shù)，所采用的任務(wù)項(xiàng)傳遞機(jī)制等分類標(biāo)準(zhǔn)，可以將工作流管理系統(tǒng)分成不同的類別:根據(jù)所實(shí)現(xiàn)的業(yè)務(wù)過程，工作流管理系統(tǒng)可分為四類: 1.管理型工作流(AdmnistiartvieWorkflow):在這類工作流中活動可以預(yù)定義并且有一套簡單的任務(wù)協(xié)調(diào)規(guī)則。
2.設(shè)定型工作流(AdHocWokroflw):與管理型工作流相似，但一般用來處理異?；虬l(fā)生機(jī)會比較小的情況，有時甚至是只出現(xiàn)一次的情況，這與參與的用戶有關(guān)。
3.協(xié)作型工作流(Collaborative Workflow):參與者和協(xié)作的次數(shù)較多。在一個步驟上可能反復(fù)發(fā)生幾次直到得到某種結(jié)果，甚至可能返回到前一階段。
4.生產(chǎn)型工作流(PorudctofnWorkflow):實(shí)現(xiàn)重要的業(yè)務(wù)過程的工作流，特別是與業(yè)務(wù)組織的功能直接相關(guān)的工作流。與管理型工作流相比，生產(chǎn)型工作流一般應(yīng)用在大規(guī)模、復(fù)雜的和異構(gòu)的環(huán)境下，整個過程會涉及許多人和不同的組織。根據(jù)底層實(shí)現(xiàn)技術(shù)，可將工作流產(chǎn)品分為三類: 1.以通訊為中心:以電子郵件為底層的通訊機(jī)制。這種類型的工作流管理系統(tǒng)適合于協(xié)作型工作流和不確定型工作流，而不適于生產(chǎn)型工作流。
2.以文檔為中心:基于文檔路由，它同外界應(yīng)用的交互能力有限。許多基于表的管理型工作流可以用以文檔為中心的工作流實(shí)現(xiàn)。
3.以過程為中心:這種工作流管理系統(tǒng)對應(yīng)生產(chǎn)型工作流。它們一般建立在數(shù)據(jù)庫之上，有自己專用的通信機(jī)制并且提供了同外部進(jìn)行交互的接口。根據(jù)不同工作流管理系統(tǒng)所采用的任務(wù)項(xiàng)傳遞機(jī)制的不同，市場上的工作流產(chǎn)品又可以劃分為四類: 1.基于文件的工作流管理系統(tǒng)以共享文件的方式來完成任務(wù)項(xiàng)傳遞。這種類型產(chǎn)品開發(fā)得最早、發(fā)展最成熟、其產(chǎn)品品種較多。代表產(chǎn)品有FilNeet的VisualWor甘
10、IBM的FofwMark、ICnoncert的ICnoncert。
2.基于消息的工作流管理系統(tǒng)通過用戶的電子郵件系統(tǒng)來傳遞文檔信息。這種類型的產(chǎn)品一般都提供與一種或多種電子郵件系統(tǒng)的集成接口。代表產(chǎn)品有Novell開發(fā)的Ensemble、eJtFomr公司的ITne哪。、Keyfile公司的Keyflow。
3.基于Wbe的工作流管理系統(tǒng)通過Ini~t來實(shí)現(xiàn)任務(wù)的協(xié)作。這一類產(chǎn)品起步較晚(在95年以后)，但是發(fā)展迅速，其市場前景十分看好。許多供應(yīng)商紛紛改進(jìn)原有產(chǎn)品或開發(fā)新產(chǎn)品以增加對Wbe的支持。代表產(chǎn)品有ActofnTecnlioofgesi公司的ActoinW0krsMetor、uh而us公司的Utiimus。
4.群件與套件系統(tǒng)雖然這一類產(chǎn)品與上面介紹的三種產(chǎn)品在任務(wù)傳遞方式上有很大程度的重疊，但是在這里卻有必要把它們單獨(dú)劃分成一類，因?yàn)檫@一類產(chǎn)品都需要依賴于自己系統(tǒng)的應(yīng)用基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，包括消息傳遞、目錄服務(wù)、安全管理、數(shù)據(jù)庫與文檔管理服務(wù)等，它們本身就構(gòu)成了一個完整的應(yīng)用開發(fā)環(huán)境。代表產(chǎn)品有IBM幾。tus公司的LotusNotes、Microsoft公司的office與Exchange、Novell公司的Groupwies。
現(xiàn)有工作流管理系統(tǒng)的缺點(diǎn)。工作流管理系統(tǒng)經(jīng)過多年的發(fā)展，取得了長足的進(jìn)步，但總的來說，工作流管理系統(tǒng)還是處于一個不成熟的階段，主要的原因有三點(diǎn):第一、是在工作流中使用了過多的概念。在這個領(lǐng)域中的大量規(guī)范和工具沒有一個是相似的。它們相互之間有重疊并且會相互參考引證。這是由于工作流的涉及面太廣，很難對工作流的相關(guān)內(nèi)容下一個嚴(yán)格定義，這也制約了工作流管理系統(tǒng)的推廣應(yīng)用。第二、工作流的研究工作還不夠深入，缺乏標(biāo)準(zhǔn)，工作流管理系統(tǒng)顯得還不成熟。雖然工作流管理聯(lián)盟為工作流的標(biāo)準(zhǔn)化做了很多努力，但制定的標(biāo)準(zhǔn)仍然不能滿足實(shí)際的使用需要。而且制定的標(biāo)準(zhǔn)具體化程度不高，很多細(xì)節(jié)部分沒有考慮到，這也造成了現(xiàn)有的工作流產(chǎn)品各自擁有自己的標(biāo)準(zhǔn)，不能通用。第三、工作流管理系統(tǒng)在客戶個性化定制方面存在不足，在協(xié)同原有客戶系統(tǒng)方面做的不好。造成了很多工作流管理系統(tǒng)不是適應(yīng)客戶的需求，而是要更改客戶需求來滿足工作流管理系統(tǒng)。3 CSCW與工作流結(jié)合
現(xiàn)有工作流管理系統(tǒng)大部分都是提供一個工作流平臺，進(jìn)行工作流管理。工作流管理的一個基本特點(diǎn)就是能夠預(yù)先定義工作流程，總的來說它注重的是完成一項(xiàng)工作的’過程’。這說明現(xiàn)有的工作流管理系統(tǒng)是把現(xiàn)實(shí)社會的工作過程映射到計(jì)算機(jī)中，但這個映射過程只是死板的把現(xiàn)實(shí)中的工作過程轉(zhuǎn)換為工作流，而沒有考慮到現(xiàn)實(shí)社會的工作過程中普遍存在的協(xié)作性。這導(dǎo)致現(xiàn)有工作流都是按照預(yù)定的一成不變的流程定義流動，在流動過程中不考慮能否與別的工作流進(jìn)行協(xié)作提高效率。而隨著現(xiàn)代化大生產(chǎn)的來臨，協(xié)作性的工作己成為生產(chǎn)的主流模式，作為現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)的映射，工作流管理系統(tǒng)也越來越需要協(xié)同的管理工作流，因此對各個工作流程之間協(xié)調(diào)的好壞，是系統(tǒng)成功與否的重要標(biāo)志，而實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)的重要手段就是對系統(tǒng)內(nèi)部錯綜復(fù)雜的工作流進(jìn)行有效管理。工作流由一系列相互協(xié)作的任務(wù)組成，但是任務(wù)的執(zhí)行次序遵循一定的偏序關(guān)系。有些任務(wù)由計(jì)算機(jī)自動執(zhí)行，有些任務(wù)由人用計(jì)算機(jī)完成。在很多時候人與人之間需要相互協(xié)作才能完成一項(xiàng)任務(wù)，這時就需要CSCW環(huán)境及其工具的支持實(shí)現(xiàn)人與人之間的協(xié)作。因此，將CSCW與工作流管理系統(tǒng)相互融合，能使工作流管理系統(tǒng)更適應(yīng)現(xiàn)代化大生產(chǎn)的需求，是工作流管理系統(tǒng)未來的發(fā)展方向之一。4 基于CSCW的工作流管理系統(tǒng)
基于CSCW的工作流管理系統(tǒng)，與以往的工作流管理系統(tǒng)相比，更注重協(xié)同 工作，可以解決以往工作流管理系統(tǒng)協(xié)同性差導(dǎo)致的效率低下問題。但是，也因 為協(xié)同工作需要在各個工作流之間的信息交換，互相協(xié)作等新操作，對舊的工作 流管理系統(tǒng)提出新的問題。4.1統(tǒng)一的工作流定義
由于工作流管理系統(tǒng)在CSCW環(huán)境下，無可避免的要遇到如何處理兩個不同的定義格式的工作流之間如何協(xié)同的問題，主要體現(xiàn)在:不同定義格式的工作流之間的數(shù)據(jù)如何互相感知和交換;不同定義格式的工作流如何協(xié)作。在大多數(shù)的工作流管理系統(tǒng)中，用戶不得不對工作流流程的細(xì)節(jié)進(jìn)行靜態(tài)的預(yù)定義，使得工作流之間可以交互，但這會大大增加商業(yè)流程的復(fù)雜度。文采用XPDL作為工作流過程定義工具。XPDL即為XML過程定義語言(XML Process Definition Language)，工作流管理聯(lián)盟在2005年10月3日發(fā)布了最新的XPDL第二版，XPDL的出現(xiàn)是為了解決大量不同的工具被用于分析，構(gòu)建，描述和文檔化商業(yè)過程導(dǎo)致的格式不統(tǒng)一的問題。XPDL定義了一個統(tǒng)一的交換模式，從而支持了兩個獨(dú)立的產(chǎn)品之間的過程交互。XPDL是基于XML的，由于XML的開放性和結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)表達(dá)能力，使之能夠在不同的用戶和程序之間交換數(shù)據(jù)，而不論其平臺如何。而且由于XML的自定義性及可擴(kuò)展性，它足以表達(dá)各種類型的數(shù)據(jù)。對于工作流管理系統(tǒng)中需要在不同節(jié)點(diǎn)或是不同平臺上交互的數(shù)據(jù)，無論什么格式，都可以把它轉(zhuǎn)化為XML的形式。同時XML格式的數(shù)據(jù)又可以輕易地轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)專有的數(shù)據(jù)格式。XPDL定義了一套標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)類型。4.2工作流感知
舊的工作流管理系統(tǒng)只需要監(jiān)控工作流引擎中運(yùn)行的工作流情況就行，但是在CSCW環(huán)境下的工作流管理系統(tǒng)要協(xié)同各個工作流，所以必須使各個工作流互相了解之間的信息，才能有協(xié)同的基礎(chǔ)，這里分為兩種情況:待加入的工作流與運(yùn)行中的工作流的相互感知運(yùn)行中的工作流之間的相互感知基于CSCW的工作流管理系統(tǒng)是通過協(xié)同工作流中的活動達(dá)到協(xié)同的目的的，因此工作流之間的感知主要是活動的執(zhí)行情況。我們把不能再分解的工作流活動稱為原子活動，在原子活動執(zhí)行期間，不能進(jìn)行對該原子活動的操作，換句話說，無法在該原子活動執(zhí)行期間對其進(jìn)行任何協(xié)同操作，而且，最終的協(xié)同也是原子活動之間的協(xié)同。因此可以以原子活動狀況作為工作流之間感知的基礎(chǔ)。工作流之間主要感知原子活動的執(zhí)行情況，包括執(zhí)行開始，執(zhí)行進(jìn)度，執(zhí)行異常，執(zhí)行完成等情況。而對于上述的兩種情況，需要感知的內(nèi)容是不相同的，對于待加入的工作流，因?yàn)槠湫畔τ谄渌ぷ髁鱽碚f，是完全不知道的，所以應(yīng)該把組成該工作流的活動，活動的優(yōu)先級，執(zhí)行順序，需要的資源對相關(guān)的工作流發(fā)布。而對于運(yùn)行中的工作流，只需在原子活動執(zhí)行完成后，將這個消息發(fā)送到相關(guān)的工作流，更新該工作流的信息即可。對于同時需要的感知的信息，要根據(jù)感知信息對協(xié)同工作的影響程度來決定感知的優(yōu)先程度。動態(tài)感知信息對協(xié)同工作的影響程度可以用感知敏感度來描述。一般對協(xié)同工作貢獻(xiàn)大的動態(tài)感知信息，應(yīng)該賦予高的感知敏感度，反之亦然。如圖1所示是工作流感知模型，對于待加入的工作流和運(yùn)行中的工作流來說，他們的一舉一動都是在管理監(jiān)控工具監(jiān)視下的，因此把管理監(jiān)控工作作為待加入的工作流和運(yùn)行中的工作流之間的橋梁，其中的信息過濾器的作用是過濾不需要的信息，例如，某工作流的活動因?yàn)楸Ｃ艿男枰?，不能被感知，那么該活動的信息就會被信息過濾器過濾，只被管理監(jiān)控工具感知。
圖-1 4.3并發(fā)控制
在CSCW環(huán)境下的工作流管理系統(tǒng)并發(fā)的情況要比普通的工作流管理系統(tǒng)嚴(yán)重，主要是共享資源的使用上，因?yàn)槿缜八觯罱K的活動為原子活動，所以使用共享資源的也是原子活動，對于請求共享資源的原子活動，由監(jiān)控管理工具查看共享資源是否被占用，如被占用，則拒絕使用，如無，這在請求該共享資源的原子活動中，選取優(yōu)先級別最高的原子活動，分配使用該共享資源，如圖2所示。
圖-2 4.4死鎖
由于協(xié)同工作的緣故，很多在單獨(dú)執(zhí)行不會出現(xiàn)死鎖的工作流，在協(xié)同工作的環(huán)境下會出現(xiàn)死鎖的問題，如圖3.5所示，活動B是活動D的前驅(qū)活動，活動D是活動E的前驅(qū)活動。經(jīng)過協(xié)同后，活動B和活動E合并為同一活動，這個活動既是活動D的前驅(qū)活動，又是活動D的后繼活動，形成死鎖。為了避免基于CSCW的工作流管理系統(tǒng)出現(xiàn)死鎖，需要注意以下容易引起死鎖的幾點(diǎn):
1、有順序關(guān)聯(lián)關(guān)系的工作流活動
2、循環(huán)的工作流活動
3、有多個前驅(qū)或者有多個后繼活動的工作流活動
管理監(jiān)控工具在調(diào)度工作流活動進(jìn)行協(xié)同，應(yīng)對協(xié)同后的工作流管理活動進(jìn)行死鎖檢驗(yàn)，如發(fā)現(xiàn)死鎖，則取消執(zhí)行協(xié)同。每個工作流活動應(yīng)有參考的執(zhí)行時間，如果發(fā)現(xiàn)超過執(zhí)行時間達(dá)到一定程度，應(yīng)看作出現(xiàn)死鎖，執(zhí)行死鎖處理。4.5負(fù)載平衡
負(fù)載平衡是提高性能的重要方法，在CSCW環(huán)境下，一般采用兩種方法來達(dá)到負(fù)載平衡:(1)分配工作負(fù)載給多個工作流引擎執(zhí)行，這樣，在重負(fù)載的情況下，工作流管理系統(tǒng)仍然能保持可以接受的性能水平。
(2)將工作流活動分配到更適合的工作流引擎上執(zhí)行，提高執(zhí)行效率。5工作流固定協(xié)同策略
工作流固定協(xié)同策略是指按照固定的協(xié)同規(guī)則，將符合條件，能進(jìn)行協(xié)同的工作流協(xié)同。在本節(jié)中，首先分析了原有工作流管理系統(tǒng)中各種沒有考慮協(xié)同的工作流執(zhí)行情況，并根據(jù)具體的情況，給出相應(yīng)的固定執(zhí)行協(xié)同策略。協(xié)作策略包括工作流自身的協(xié)同策略和工作流之間的協(xié)作策略。5.1冗余流程的化簡
根據(jù)80一20原理，在所有工作流活動中，20%的活動經(jīng)常執(zhí)行，占到了執(zhí)行頻率的80%，這也就是說，在工作流管理系統(tǒng)里，正在執(zhí)行的工作流，以及即將加入執(zhí)行的工作流中，往往存在相同的活動，在原有的工作流管理系統(tǒng)中，這些相同活動往往反復(fù)執(zhí)行，造成資源浪費(fèi)，以及效率的低下，在生產(chǎn)型的企業(yè)中，這種情況更為嚴(yán)重。如圖4.7所示，在工作流1至工作流n中，每個工作流里都有相同的活動，這些相同的活動被重復(fù)的執(zhí)行。解決這種問題的方法是將相同的活動節(jié)點(diǎn)合并，如圖4.8所示。這樣，將原來的多個順序執(zhí)行的工作流變?yōu)橐粋€或連接和或分支相結(jié)合的工作流。工作流中相同活動的任意一個前驅(qū)活動就緒后，相同活動即可執(zhí)行，相同活動節(jié)點(diǎn)執(zhí)行時間沒有受到拖延，而執(zhí)行次數(shù)由原來的n次變?yōu)榱?次，減少了資源的浪費(fèi)。相同活動節(jié)點(diǎn)的執(zhí)行結(jié)果保存，相同活動節(jié)點(diǎn)剩下的或連接前驅(qū)活動到來時，可以越過執(zhí)行相同活動節(jié)點(diǎn)這一步，直接執(zhí)行下一步活動，提高了效率。更改活動執(zhí)行順序現(xiàn)有的工作流管理系統(tǒng)，有一個特點(diǎn)是工作流流程一旦定義后，不能更改，按照固定的活動順序執(zhí)行，這有可能會導(dǎo)致后繼工作流活動的無謂等待。如圖4.9所示，工作流2中的活動B是與連接邏輯活動，而它的其中一個前驅(qū)活動是工作流1中的活動A。假設(shè)活動B除了活動A外的別的前驅(qū)活動均己完成，只待活動A執(zhí)行完畢，活動B即可執(zhí)行。但活動A的執(zhí)行，必須要等待它的前驅(qū)活動的完成，這些活動對于活動B來說，是無謂等待活動。正是因?yàn)檫@些活動，導(dǎo)致整個工作流2需要等待，增加了運(yùn)行時間。解決上述問題的方法是更改活動執(zhí)行順序如圖410所示將活動B的無謂等待活動排在活動A后執(zhí)行，這樣，活動A不必等待這些活動的執(zhí)行完畢即可執(zhí)行?；顒覤也相應(yīng)的消除了無謂等待，提高了效率。執(zhí)行這種優(yōu)化的前提條件是:工作流中的活動具有相同優(yōu)先級別的，并且更換活動的執(zhí)行順序?qū)ぷ髁鞯膱?zhí)行結(jié)果沒有影響。5.2分解活動
現(xiàn)有工作流管理系統(tǒng)在工作流執(zhí)行前定義了組成工作流的活動，活動在執(zhí)行工作流的過程中不能根據(jù)協(xié)作需要分解，這會帶來一些問題。工作流1中的活動A中有兩個子活動Al和AZ，子活動Al的后繼活動是工作流2中的活動B，子活動A2的前驅(qū)活動是工作流3的活動C，因?yàn)椴贿M(jìn)行分解，活動B必須等待整個活動A的執(zhí)行完畢才可以開始，而活動A的執(zhí)行必須要等活動C及其前面的活動的執(zhí)行完成，無形中，工作流2多了很多等待時間。在 這種情況，活動B的直接前驅(qū)活動是A，而活動A的前驅(qū)活動是活動C，所以活動C可以稱為活動B的間接前驅(qū)活動。如果可以在工作流執(zhí)行過程分解活動，則上述問題即可迎刃而解，將工作流1中活動A分解為活動Al和A2，這樣，活動B不在需要等待活動A2的執(zhí)行完成?；顒覥不再是活動B的間接前驅(qū)活動，活動B減少了執(zhí)行約束，整個工作流2提高了執(zhí)行效率。應(yīng)用這種固定協(xié)同工作策略，需要注意: 1.將被分解的活動是否有限制，導(dǎo)致不允許活動的分解。2.分解出來的活動彼此之間的順序。
3.分解出來的活動的前驅(qū)和后繼活動的關(guān)系。5.3并行執(zhí)行活動
工作流的執(zhí)行過程中常常出現(xiàn)一種情況，工作流中的各個活動是相關(guān)且又可以并行執(zhí)行的，當(dāng)由于工作流管理系統(tǒng)的限制，必須以順序邏輯模型表示和執(zhí)行，效率低下，如圖4.18所示。如果改變?yōu)榕c分支和與連接的邏輯形式，將工作流并行執(zhí)行，將大大減少工作流的執(zhí)行時間提高效率如圖419所示需要指出的是這種協(xié)同方式對減少執(zhí)行所需要的資源的沒有多大的幫助，主要優(yōu)點(diǎn)是降低工作流執(zhí)行的時間和提高工作流整體的執(zhí)行效率。
參考文獻(xiàn)
1、范玉順，工作流管理技術(shù)基礎(chǔ)，清華大學(xué)出版社，施普林格出版社，2001
1、WilVanderAaslt&KeesVanHee，工作流管理，王建民，聞立杰等，清華大學(xué)出版社，2004
3、史美林，向勇，楊光信，計(jì)算機(jī)支持的協(xié)同工作理論與應(yīng)用，電子工業(yè)出版社，2000
4、羅海濱，范玉順，吳澄，工作流技術(shù)綜述，軟件學(xué)報，2000，vOlllNo.7
5、史美林，楊光信，向勇，WFMS:工作流管理系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)學(xué)報，1999(3):326一328羅海濱，范玉順，吳澄，工作流技術(shù)綜述，軟件學(xué)報，2000，vOlllNo.7
14、Workflow Management Coalition, WFMC Process Definition Interchange-Process Model TC-1016-P[S].Oetober2005
第四篇：基于UML的項(xiàng)目客戶關(guān)系管理系統(tǒng)面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)
基于UML的項(xiàng)目客戶關(guān)系管理系統(tǒng)面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)
摘要：在項(xiàng)目管理中，項(xiàng)目客戶關(guān)系管理是實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目成功實(shí)施的重要環(huán)節(jié)。本文以交通項(xiàng)目為背景，把面向?qū)ο蠼＜夹g(shù)應(yīng)用在其項(xiàng)目客戶關(guān)系管理系統(tǒng)的建模設(shè)計(jì)過程中，使用可視化的統(tǒng)一建模語言UML對該系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)的分析和設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：項(xiàng)目；CRM；PCRM；UML；用例
Abstract：In project management，project customer relationship management acts an important role for a SUCCeSSfUl implementa‘tion of project．In this paper，the object·oriented modeling technology is used to design the project customer relationship manage‘ment system based on tragic engineering projects，and the function and components of the system are designed and described indetail by using visual unified modeling hnguag UML．
Key words：pmject；CRM；PCRM；UML；use case
一、引 言
CRM(Customer Relationship Management)是指企業(yè)針對各方面信息進(jìn)行實(shí)時采集和動態(tài)跟蹤，然后進(jìn)行綜合、分析、處理、統(tǒng)計(jì)，進(jìn)而輔助企業(yè)進(jìn)行以客戶為中心的全面運(yùn)營管理¨?？蛻絷P(guān)系管理的理念要求企業(yè)必須完整地認(rèn)識整個客戶生命周期，提供與客戶溝通有效的統(tǒng)一平臺，提高員工與客戶接觸的效率和客戶反饋率，提高客戶的忠誠度、滿意度以及降低企業(yè)經(jīng)營成本，從而提升企業(yè)客戶的價值，提高企業(yè)利潤收入。項(xiàng)目是一個組織為實(shí)現(xiàn)既定的目標(biāo)，在一定的時間、人員和資源約束條件下，所開展的具有一定獨(dú)特性的一次性工作。項(xiàng)目的含義非常廣泛，既可以是一個大型的工程項(xiàng)目，也可以是一項(xiàng)新產(chǎn)品的開發(fā)、一項(xiàng)科研課題的研究，或一項(xiàng)特定的服務(wù)。項(xiàng)目的客戶是使用項(xiàng)目成果的個人或組織，任何一個項(xiàng)目都是為項(xiàng)目的客戶服務(wù)的，所以在項(xiàng)目管理中必須認(rèn)真考慮項(xiàng)目客戶的需要、期望和要求¨J。項(xiàng)目客戶關(guān)系管理(Project Customer Relation— ship Management，PCRM)系統(tǒng)是在項(xiàng)目管理過程中，用來捋清各種客戶關(guān)系、對客戶行為進(jìn)行分析并提供決策支持的系統(tǒng)。采用傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法很難滿足現(xiàn)在大型軟件系統(tǒng)的要求，而面向?qū)ο蠹夹g(shù)實(shí)現(xiàn)了軟件的可重用性和可擴(kuò)展性，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并使系統(tǒng)易于理解和維護(hù)，針對系統(tǒng)特點(diǎn)我們選擇面向?qū)ο蠹夹g(shù)對項(xiàng)目客戶關(guān)系管理系統(tǒng)進(jìn)行分析、設(shè)計(jì)。
1、項(xiàng)目客戶關(guān)系管理系統(tǒng)的特點(diǎn)
項(xiàng)目客戶關(guān)系管理是以通過持續(xù)改進(jìn)提高客戶滿意度為中心，不斷實(shí)現(xiàn)對項(xiàng)目質(zhì)量、成本、進(jìn)度的控制，建立適應(yīng)客戶不斷變化需求的靈活的組織結(jié)構(gòu)，以全面客戶滿意為目標(biāo)，最終與客戶建立長期良好的
合作關(guān)系，實(shí)現(xiàn)雙贏的管理方法 J?？蛻絷P(guān)系的管理應(yīng)以項(xiàng)目的實(shí)施過程為主線，客戶關(guān)系管理貫穿于項(xiàng)目管理的整個流程中，尤其要把握項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃實(shí)施與客戶關(guān)系管理實(shí)施的協(xié)調(diào)。項(xiàng)目管理是在有限的資源條件下，為實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目目標(biāo)所采取的一系列管理活動，傳統(tǒng)的項(xiàng)目管理系統(tǒng)多是在企業(yè)內(nèi)部進(jìn)行進(jìn)度、成本、資源、費(fèi)用的管理。項(xiàng)目客戶關(guān)系管理系統(tǒng)中：項(xiàng)目客戶應(yīng)該參與項(xiàng)目整個過程，客戶提供項(xiàng)目；客戶為項(xiàng)目提供主要信息，表達(dá)自己的需求；客戶約束項(xiàng)目；客戶提出項(xiàng)目變更并審核變更；客戶接收項(xiàng)目交付物并使用產(chǎn)品?？蛻艄芾淼哪繕?biāo)和項(xiàng)目管理的目標(biāo)是統(tǒng)一的，即實(shí)現(xiàn)客戶的全面滿意?！陧?xiàng)目全生命周期中，存在客戶與項(xiàng)目、客戶與企業(yè)的頻繁的各種形式的交互，基于軟件可重用性和可擴(kuò)展性，開發(fā)該系統(tǒng)應(yīng)該采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)。
二、可視化的統(tǒng)一建模語言UML 2．1 UM L概述
統(tǒng)一建模語言UML是一種定義良好、易于表達(dá)、功能強(qiáng)大且普遍適用的可視化圖形面向?qū)ο蠹夹g(shù)建模語言 J。它溶人了軟件工程領(lǐng)域的新思想、新技術(shù)和新方法，它的作用域不只限于支持面向?qū)ο蟮姆治雠c設(shè)計(jì)，還適用于系統(tǒng)開發(fā)過程中從需求規(guī)格描述到系統(tǒng)完成后測試的不同階段。UML采用圖形化的表示法，主要包括用例圖、類圖、包圖、狀態(tài)圖、活動圖、序列圖、協(xié)作圖、組件圖和部署圖等。這些圖為系統(tǒng)的分析、開發(fā)提供了多種圖形表示，它們的有機(jī)結(jié)合可以分析和構(gòu)造一個一致的關(guān)系，并不是每個項(xiàng)目都會用到所有的圖，許多項(xiàng)目并不需要狀態(tài)圖或活動圖，但一般項(xiàng)目至少產(chǎn)生用例圖、序列圖和類／協(xié)作圖。在軟件開發(fā)過程中，UML是軟件開發(fā)人員表達(dá)設(shè)計(jì)思想、進(jìn)行交流溝通的非常有效的工具。2．2 RoSE簡介
Rational Rose是一種面向?qū)ο蟮姆治鼋９ぞ撸眠@個工具，我們可以建立起用UML描述的軟件系統(tǒng)的面向?qū)ο竽Ｐ?，并且可以自動生成和維護(hù)VB、C++、Java等語言的代碼框架。應(yīng)用Rose進(jìn)行系統(tǒng)建模的過程大概如下：
(1)識別系統(tǒng)的用例和角色：識別出角色(Actor)與各功能用例(Use Case)O(2)系統(tǒng)分析：建立Sequence(序列)視圖、Collaboration(協(xié)作)視圖以及State(狀態(tài))視圖。(3)系統(tǒng)設(shè)計(jì)：確定系統(tǒng)的類及類的屬性、操作、各類之間的關(guān)系，建立起詳細(xì)的Class Diagram(類圖)。
(4)代碼實(shí)現(xiàn)：在建模完成后，開發(fā)人員利用RationalRose工具可以生成程序代碼框架，并對代碼框架進(jìn)行修改和補(bǔ)充，形成完整代碼；而且，還可根據(jù)代碼逆向生成UML模型。
三、PCRM 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3．1 PCRM 總體功能結(jié)構(gòu)圖
項(xiàng)目客戶關(guān)系管理系統(tǒng)主要由四大功能模塊組成：客戶管理、項(xiàng)目管理、服務(wù)管理、日歷管理。對每一功能模塊進(jìn)行分析，可得到詳細(xì)的子功能，如圖1所示。作為PCRM系統(tǒng)基礎(chǔ)的客戶管理模塊，其結(jié)構(gòu)形式以客戶資源管理為基礎(chǔ)，客戶分析為核心，兼顧實(shí)現(xiàn)潛在客戶和合作伙伴管理的子功能。項(xiàng)目管理功能模塊實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目全生命周期的各個環(huán)節(jié)進(jìn)度、成本、質(zhì)量以及客戶關(guān)系的協(xié)調(diào)管理，包括市場分析、項(xiàng)目采購(招投標(biāo))、合同管理、項(xiàng)目進(jìn)度管理、項(xiàng)目績效考核等子功能。服務(wù)管理功能模塊實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目生命周期、客戶生命周期內(nèi)外客戶服務(wù)相關(guān)內(nèi)容管理，劃分為客戶接觸管理、客戶評價／投訴、需求變更管理等子功能。由于篇幅的限制，圖1并不是最終細(xì)化的功能結(jié)構(gòu)圖，比如說客戶分析子功能還應(yīng)進(jìn)一步劃分為：客戶群分析、客戶滿意度分析、客戶價值分析、客戶流失分析等，項(xiàng)目進(jìn)度管理子功能還應(yīng)進(jìn)一步劃分為：項(xiàng)目資源管理、成本控制、進(jìn)度計(jì)劃等。四大功能模塊的子功能模塊之間是有效結(jié)合，它們相互協(xié)作、相互貫穿，最終使行業(yè)中的企業(yè)運(yùn)行模式從“以項(xiàng)目為中心”向“以客戶為中心”進(jìn)行轉(zhuǎn)變。
3．2項(xiàng)目管理功能模塊Use Case視圖
圖I表示了系統(tǒng)最大的功能模塊的劃分，對每一個功能應(yīng)再創(chuàng)建用例圖，進(jìn)一步明確其功能。由于項(xiàng)目管理功能模塊是整個系統(tǒng)的核心模塊，我們僅對項(xiàng)目管理功能模塊用例進(jìn)行進(jìn)一步細(xì)分，其它模塊的建模過程與其類似。項(xiàng)目管理功能模塊的用例圖如圖2所示。注：途中“通常ADU操作”，指的是“ADD、DELETE、UPDATE操作”，細(xì)化后的底層用例都應(yīng)實(shí)現(xiàn)“通常ADU操作”，圖2中并沒一一標(biāo)出。
項(xiàng)目管理功能模塊中涉及的參與者包括：企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)、項(xiàng)目經(jīng)理、項(xiàng)目執(zhí)行人員、合作伙伴、客戶、相關(guān)廠商等。其中企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)、項(xiàng)目經(jīng)理、項(xiàng)目執(zhí)行人員、合作伙伴等角色參與到項(xiàng)目管理的整個過程中；而角色客戶與項(xiàng)目實(shí)施方緊密地溝通交流、協(xié)作，參與進(jìn)度計(jì)劃、成本控制、項(xiàng)目資源管理、項(xiàng)目績效考核、合同管理等；相關(guān)廠商可能只參與某些項(xiàng)目的合作投標(biāo)過程。3．3 建立Sequence圖
定義出各功能模塊的基本功能、建立起系統(tǒng)的Use Case視圖以后，下一步應(yīng)該針對每個Use Case的業(yè)務(wù)操作流程繪制其Sequence視圖。Sequence視圖反映系統(tǒng)中若干個對象之間的動態(tài)協(xié)作關(guān)系，分析對象之間消息的先后次序，說明對象之間的交互過程，以及系統(tǒng)執(zhí)行過程中，在某一具體位置將會發(fā)生什么事件。我們以“對客戶溝通記錄”操作為例說明sequence 視圖的建立過程：相關(guān)人員登錄項(xiàng)目管理主界面，打開項(xiàng)目采購中的客戶溝通記錄界面，選擇、打開記錄界面，在界面上根據(jù)權(quán)限對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行增刪改操作(權(quán)限及輸入的合法性檢驗(yàn)過程略)。這個過程我們可以初步建立一個完全面向操作過程的se—quence視圖，如圖3所示。此處我們沒有繪制協(xié)作圖，協(xié)作圖可以由所畫的
Sequence視圖動態(tài)生成。其它功能模塊的建模過程也與此類似，這里不再說明。3．4系統(tǒng)類圖設(shè)計(jì)
對系統(tǒng)的Use Case圖進(jìn)行分析，我們可以得到系統(tǒng)的類圖，在分析階段，可以找出大部分的類以及類中的大部分的屬性，剩余的類和屬J陛可以在詳細(xì)設(shè)計(jì)階段通過Sequence圖找出。類圖設(shè)計(jì)過程中，具有相似行為或?qū)傩缘念悜?yīng)合并，以避免類的冗余、提高類的抽象性和繼承性。客戶溝通局部類圖如圖4所示。
3．5 PCRJVI系統(tǒng)的代碼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
PCRM系統(tǒng)我們采用如圖5所示的三層軟件結(jié)構(gòu)，分為User Services(用戶層)、Business Services(業(yè)務(wù)層)、Data Services(數(shù)據(jù)服務(wù)層)，這種結(jié)構(gòu)有利于類的重用和擴(kuò)展，有利于提高類的抽象性和繼承性，這正是面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的優(yōu)勢所在。三層結(jié)構(gòu)中各類的功能如下：User Services層中的邊界類PCRM defineform實(shí)現(xiàn)界面顯示功能，邊界類Facade運(yùn)行界面中的函數(shù)和過程；Business Services層中的PRCM Man—ager集合管理類和PCRM持久實(shí)體類對界面提交的數(shù)據(jù)進(jìn)行業(yè)務(wù)邏輯處理，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)修改的Modify類、負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)讀取的Fetch
類和DataAccess類將業(yè)務(wù)邏輯處理好的數(shù)據(jù)提交給Data Services(數(shù)據(jù)服務(wù)層)進(jìn)行數(shù)據(jù)存??；Data ewices(數(shù)據(jù)服務(wù)層)；OLEDB(ADO)／ODBC類通過DBMS(數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng))實(shí)現(xiàn)
對數(shù)據(jù)庫的存取。
應(yīng)用此三層軟件結(jié)構(gòu)，結(jié)合面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)過程中設(shè)計(jì)的類圖，圖3所示的對客戶溝通記錄操作的Sequence圖可以轉(zhuǎn)化為如圖6所示的對客戶溝通記錄操作的程序Sequence圖。這時，在Rose中可以自動生成對客戶溝通記錄進(jìn)行增刪改的VB、C++、Java等語言的代碼框架了。
四、結(jié)束語
本文對項(xiàng)目客戶關(guān)系管理這個項(xiàng)目管理中的新課題作了一定研究探討，并以交通項(xiàng)目為背景定義出了一個項(xiàng)目客戶關(guān)系管理系統(tǒng)。在這基礎(chǔ)上以統(tǒng)一建模語言UML為工具，將面向?qū)ο蠹夹g(shù)應(yīng)用于項(xiàng)目客戶關(guān)系管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，使得系統(tǒng)具有更好的可重用性、可維護(hù)性，在一定程度上實(shí)現(xiàn)了軟件開發(fā)的自動化、實(shí)現(xiàn)了軟件設(shè)計(jì)和編碼的無縫的連接，提高了軟件開發(fā)的效率和質(zhì)量。有關(guān)項(xiàng)目客戶關(guān)系管理許多問題還有待于進(jìn)一步研究，項(xiàng)目客戶關(guān)系管理系統(tǒng)還有待進(jìn)一步完善。參考文獻(xiàn)：
[1] 夏安邦，孫欣．對當(dāng)前CRM研究的綜述和討論[J]．中國制造業(yè)信息化，2004，33(5)：13—17．
[2] 戚安邦．項(xiàng)目論證與評估[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004． [3] 陸菊春．淺析項(xiàng)目客戶關(guān)系管理[J]．商業(yè)時代，2003(17)：22．
[4] Boggs W．UML與Rational Rose 2002從入門到精通[M]．北京：電子工業(yè)出版社，2002． [5] 馬重明，張學(xué)旺，范時平．基于UML的軟件體系結(jié)構(gòu)開發(fā)方法[J]．計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用，2006，42(4)：118．120．
[6] 劉潤東．UML對象設(shè)計(jì)與編程[M]．北京：北京希望電子出版社．2001． [7] 何榮勤．CRIVl原理·設(shè)計(jì)·實(shí)踐[M]．北京：電子工業(yè)出版社．2006． [8] 陳開．中國CRM最佳實(shí)務(wù)[M]．北京：電子工業(yè)出版社，2005． [9] 陳增榮．軟件開發(fā)方法[M]．上海：復(fù)旦大學(xué)出版社，1997．
第五篇：基于Web的工作流管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
摘要:Internet/Intranet應(yīng)用的普及和Web技術(shù)的發(fā)展，為Web工作流管理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)提供了一個理想的平臺，而基于Web的工作流管理服務(wù)為異地辦公及跨企業(yè)的合作提供了良好的基礎(chǔ)，采用Web技術(shù)已成為新一代工作流管理系統(tǒng)的主要特征。本文研究開發(fā)的工作流管理系統(tǒng)原型將Web技術(shù)
與XML相結(jié)合，給出了基于xml的過程定義語言與工作流執(zhí)行機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法。
關(guān)鍵詞：工作流、工作流管理系統(tǒng)、XML，集成、工作流執(zhí)行機(jī)
Abstract:The rapid growth of Internet/Intranet usage and development of Web technologies,provides a ideal platform to construct a Web_based workflow management.And the Web_based workflow management service provides condition for distributed working and inter-enterprise corporatin ,and it has become the characteristic of the next-generation workflow management.The WFMS prototype which this paper researched on combines the Web technologies and XML ,and provides a method of designing and implementing xml_based process definition language and workflow engine.keywords:Workflow ,workflow management systems ,XML,Integration、Workflow Engine
1、引言
工作流的概念起源于生產(chǎn)制造業(yè)與辦公自動化領(lǐng)域。工作流是一類能夠完全或部分自動執(zhí)行的經(jīng)營過程，根據(jù)一系列過程規(guī)則，文檔、信息或任務(wù)在不同的執(zhí)行者之間傳遞、執(zhí)行。工作流的目的是通過將工作分解成定義良好的任務(wù)、角色，按照一定的規(guī)則和過程來執(zhí)行這些任務(wù)并對它們進(jìn)行監(jiān)控，達(dá)到提高辦事效率、降低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營管理水平和企業(yè)競爭力，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代企業(yè)經(jīng)營過程重組（BRP）、經(jīng)營過程自動化。
根據(jù)工作流系統(tǒng)所采用的任務(wù)項(xiàng)傳遞機(jī)制的不同，工作流管理系統(tǒng)主要有三種方式：（1）、基于文件的工作流管理系統(tǒng)——以共享文件的方式來完成任務(wù)。這種類型的產(chǎn)品是產(chǎn)生最早、發(fā)展最成熟、最具多樣性的，通常包含有Client/Server模式的圖像、文檔與數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。（2）、基于消息的工作流管理系統(tǒng)——通過用戶的電子郵件系統(tǒng)來傳遞文檔信息。這種產(chǎn)品都實(shí)現(xiàn)了一種或多種電子郵件系統(tǒng)的集成。（3）基于Web的工作流管理系統(tǒng)——隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和Internet應(yīng)用的不斷普及，Web技術(shù)因其界面的一致、簡單及與平臺的無關(guān)性，在其出現(xiàn)之后就得了迅速發(fā)展。同時Internet的發(fā)展及企業(yè)Intranet的建構(gòu)為人們提供一個理想的協(xié)同工作環(huán)境，同時也使基于Web的工作流管理系統(tǒng)成為可能。
Web應(yīng)用程序開放、跨平臺的特性使基于Web的工作管理系統(tǒng)已經(jīng)成為一種必然的發(fā)展趨勢。但目前因?yàn)椴煌难芯空?、廠商使用不同的工作流的描述方法，這樣就造成了不同的工作流產(chǎn)品之間不能進(jìn)行互操作，因而在很大程度上阻礙了工作流技術(shù)的推廣與應(yīng)用。
為了使工作流管理系統(tǒng)具有的良好的互操作性，本文研究開發(fā)了一個基于Web的工作流管理系統(tǒng)，其中工作流過程定義采用了基于XML的過程定義語言。XML是用來描述文檔的組織結(jié)構(gòu)，XML具有簡單、自定義的優(yōu)點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)不同產(chǎn)商之間的工作流產(chǎn)品之間的互操作性，實(shí)現(xiàn)異構(gòu)信息的集成。
本文首先介紹了當(dāng)前工作流管理系統(tǒng)的一些相關(guān)概念，分析了在本系統(tǒng)中的一些關(guān)鍵技術(shù)，包括系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，工作流模型中的主要實(shí)體的XML描述及工作流執(zhí)行機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)等。
2、工作流管理系統(tǒng)的介紹
基于Web的工作流管理技術(shù)是實(shí)現(xiàn)企業(yè)協(xié)同工作環(huán)境的一個良好方法，它能方便的與企業(yè)內(nèi)原有的應(yīng)用、信息集成。
為了實(shí)現(xiàn)對業(yè)務(wù)過程的工作流管理，需要相應(yīng)的軟件系統(tǒng)的支撐。此種軟件系統(tǒng)為工作流管理系統(tǒng)（Workflow Management System,WfMS）。根據(jù)WfMC 的定義，工作流管理系統(tǒng)是“一種在工作流形式化表示的驅(qū)動下，通過軟件的執(zhí)行而完成工作流定義、管理及執(zhí)行的系統(tǒng)”，其主要目標(biāo)是對業(yè)務(wù)過程中各活動發(fā)生的發(fā)后次序及同活動相關(guān)的相應(yīng)人力或信息資源的調(diào)用，進(jìn)行管理而實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)過程的自動化。工作流的過程定義是指對業(yè)務(wù)過程的形式化表示，它定義了過程運(yùn)行中的活動和所涉及到的各種信息。這些信息包括過程的開始和完成條件、構(gòu)成過程的活動以及進(jìn)行活動間導(dǎo)航的規(guī)則、用戶所需要完成的任務(wù)、可能被調(diào)用的應(yīng)用、工作流機(jī)的引用關(guān)系以及與工作流數(shù)據(jù)的定義。其中活動指的是工作流中的一個邏輯步驟；工作流實(shí)例指的是工作流的一次執(zhí)行過程；工作流機(jī)是一個為工作流實(shí)例的執(zhí)行提供運(yùn)行服務(wù)環(huán)境的軟件或“引擎”，它是工作流執(zhí)行服務(wù)的核心，負(fù)責(zé)對解釋過程定義、控制過程實(shí)例的執(zhí)行、控制工作流中各個活動的執(zhí)行順序、并完成與其它工作流機(jī)的交互與通訊。
1994年11月，工作流管理聯(lián)盟發(fā)布了工作流管理系統(tǒng)的參考模型(見圖1)，該模型定義了一個基本的工作流管理系統(tǒng)所需要的6個基本模塊，并制定了各模塊之間的接口標(biāo)準(zhǔn)。其基本的模塊功能如下：
1）過程定義工具：為用戶提供一種對實(shí)際業(yè)務(wù)過程進(jìn)行分析、建模的手段，并生成業(yè)務(wù)過程的可被計(jì)算機(jī)處理的形式化描述。
2）工作流執(zhí)行服務(wù)：它借助于一個或多個工作流機(jī)，激活并解釋過程定義的全部或部分，并同外部的應(yīng)用程序進(jìn)行交互，完成工作流過程實(shí)例的創(chuàng)建、執(zhí)行與管理，為工作流程的運(yùn)行提供一個運(yùn)行時環(huán)境。
3）其他工作流執(zhí)行服務(wù)：在大型的WfMS中，工作流可能需要多個工作流機(jī)共同完成，甚至需要其他異質(zhì)的工作流執(zhí)行服務(wù)來輔助來完成，這涉及到WfMS系統(tǒng)之間的互聯(lián)。
4）客戶應(yīng)用程序：它給用戶提供一種手段，以處理過程實(shí)例運(yùn)行過程中需要人工干預(yù)的任務(wù)。每一個這樣的任務(wù)就被稱為一個工作項(xiàng)。WfMS為每一個用戶維護(hù)一個工作項(xiàng)列表，它表示當(dāng)前需要該用戶處理的所有任務(wù)。
5）被調(diào)應(yīng)用程序：指工作流執(zhí)行服務(wù)在過程實(shí)例的運(yùn)行過程中，調(diào)用的、用以對應(yīng)用數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的程序。在過程定義中包含這種應(yīng)用程序的詳細(xì)信息，如類型、地址等。
6）管理及監(jiān)控工具：其功能是對WfMS中過程實(shí)例的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控與管理，如用戶管理、角色管理、審計(jì)管理、資源控制等。
3、基于Web的工作流管理系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)
體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)主要遵循如下3條原則：
（1）、基于Internet/Intranet分布式計(jì)算環(huán)境，面向跨部門、跨企業(yè)的分布式工作流管理。
（2）、集成已有的各種信息資源，如電子郵件、文檔管理、圖形瀏覽、資源管理等，充分發(fā)揮這些資源的綜合潛力。
（3）、與工作流管理聯(lián)盟參考模型保持一致，其中過程定義語言采用XML－WPDL（基于XML的過程定義語言），以利于實(shí)現(xiàn)不同企業(yè)的WfMS系統(tǒng)的互操作。按照上述原則所設(shè)計(jì)的Web_WfMS的體系結(jié)構(gòu)如圖2所示：
整個系統(tǒng)的工作方式如下：
(1)、工作流應(yīng)用建模人員通過Web瀏覽器將過程及表單定義工具從Web服務(wù)器上下載下來，完成應(yīng)用系統(tǒng)的建模，即實(shí)際工作流程的定義。建模結(jié)果以XML-WPDL文檔保存在服務(wù)器中，并可反復(fù)修改。
(2)、客戶端用戶通過瀏覽器登錄到Web服務(wù)器，此時可以啟動新的流程、處理其工作項(xiàng)等。每個工作項(xiàng)都與一個表單對應(yīng)。在表單中以各種不同的方式表示需要處理的數(shù)據(jù)。用戶可以通過客戶端所提供的各種工具（如CAD系統(tǒng)、CAPP系統(tǒng)、字處理系統(tǒng)）對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。在此過程中可以與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進(jìn)行交互，如查詢數(shù)據(jù)庫中信息，或?qū)⒛承?yīng)用數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)庫中等。處理完成之后可將其提交，然后工作流執(zhí)行機(jī)將根據(jù)表單中數(shù)據(jù)生成下一個工作項(xiàng)，并通知相應(yīng)的用戶進(jìn)行處理，如此直至整個流程的完成。
(3)、管理人員使用工作流管理監(jiān)控工具對工作流的運(yùn)行實(shí)例、活動實(shí)例的狀態(tài)情況進(jìn)行監(jiān)控和管理，如掛起、重啟動、終止某個過程實(shí)例。
4、基于Web的工作流管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理與實(shí)現(xiàn)機(jī)制
基于Web_WfMS的總體設(shè)計(jì)，將從工作流模型、工作流執(zhí)行機(jī)、安全權(quán)限控制等3個方面討論本系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)機(jī)制。
4.1 工作流模型
工作流模型是整個工作流系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，也是過程定義人員進(jìn)行系統(tǒng)二次開發(fā)的基礎(chǔ)，模型描述能力的強(qiáng)弱決定了系統(tǒng)所支持應(yīng)用范圍以及系統(tǒng)的靈活度。在工作流模型方面，工作流管理聯(lián)盟定義的過程元模型定義了6個基本實(shí)體：過程定義、活動、轉(zhuǎn)換條件、工作流相關(guān)數(shù)據(jù)、角色、需要激活的應(yīng)用程序。
各種不同的建模工具僅是對工作流模型的一種形式化的描述，為了實(shí)現(xiàn)不同的WfMS的過程定義能相互交互，在本系統(tǒng)中采用了其于XML的過程定義語言對過程建模進(jìn)行描述（如圖3）。
下面將分別介紹XML_WPDL的過程定義、活動和轉(zhuǎn)換條件三種實(shí)體的描述。
① 過程定義
4.2.1 工作流機(jī)的實(shí)現(xiàn)
工作流執(zhí)行服務(wù)是工作流管理系統(tǒng)的核心。工作流執(zhí)行服務(wù)由一個或多個工作流機(jī)組成。工作流機(jī)實(shí)際上是企業(yè)經(jīng)營過程的任務(wù)調(diào)度器，在某種程序上還是企業(yè)資源的分配器。在采用工作流管理系統(tǒng)支持經(jīng)營過程運(yùn)行的企業(yè)中，工作流機(jī)可以看成是企業(yè)的業(yè)務(wù)操作系統(tǒng)（BOS）。工作流機(jī)的主要功能是：解釋過程定義、負(fù)責(zé)調(diào)試流程的運(yùn)行、即創(chuàng)建和管理過程實(shí)例運(yùn)行、調(diào)度活動的運(yùn)行并創(chuàng)建要處理的工作項(xiàng)、維護(hù)工作流控制數(shù)據(jù)和相關(guān)數(shù)據(jù)、維護(hù)用戶的工作列表。工作流執(zhí)行機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖4所示：
圖4 工作流執(zhí)行服務(wù)的結(jié)構(gòu)圖
其具體的執(zhí)行過程：工作流機(jī)接受從外部接口發(fā)送過來有關(guān)過程控制的請求（如過程初始化、獲取活動以及結(jié)束活動等），然后根據(jù)不同的請求類型調(diào)用相應(yīng)的處理模塊完成與本次請求相關(guān)的操作并將結(jié)果返回。事實(shí)上可以將工作流機(jī)看成一個多線程的并發(fā)服務(wù)器，它可以對多個外部請求提供并發(fā)服務(wù)。對外部請求的處理過程中肯定會涉及到對工作流相關(guān)數(shù)據(jù)的讀寫和更改操作，同時工作流機(jī)還維護(hù)著工作流的控制數(shù)據(jù)，通過工作流控制數(shù)據(jù)來辨別每個過程或活動實(shí)例的狀態(tài)，并推動著工作流過程的執(zhí)行。過程、活動、工作項(xiàng)構(gòu)成了工作流機(jī)的主要邏輯。在我們的系統(tǒng)中采用了對象的封裝和繼承的方法，把它包裝為普通的C＃類。三個類的定義如下：
(1)、public class WEProInstanceManager {} //工作流執(zhí)行機(jī)的過程實(shí)例的管理類
(2)、public class WEActInstanceManager {} //工作流執(zhí)行機(jī)的活動實(shí)例的管理類
(3)、public class WEWorkItemManager {} //工作流工作列表管理類
4.2.2 工作流機(jī)的異常處理
工作流的錯誤包含兩種錯誤，一是流程錯誤，如活動的執(zhí)行者不存在，活動的應(yīng)用程序定義錯誤等；另一類是系統(tǒng)的錯誤，如：網(wǎng)絡(luò)不通，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)異常。對于工作流執(zhí)行機(jī)來說，前類異常是屬于無法處理的錯誤，只能進(jìn)行錯誤的通知；后者是執(zhí)行機(jī)可以處理的錯誤，如數(shù)據(jù)庫異?；蜻B接臨時中斷等等，執(zhí)行機(jī)可以進(jìn)行容錯處理，例如：在數(shù)據(jù)庫恢復(fù)后自動重新建立連接。執(zhí)行機(jī)對可能出現(xiàn)的錯誤進(jìn)行編碼，并附有對應(yīng)的描述信息。
在我們的系統(tǒng)中采用了C＃的異常處理思想(在C＃的編程思想中，系統(tǒng)的錯誤是通過捕獲異常來實(shí)現(xiàn)的)，拋出的異常通過異常類WEException來描述。WEException類繼承了C＃的異常處理類Exception。并覆蓋了Exception類的屬性Message(){get{}},其中WEException類中保存了可識別的異常對照表。在C#的異常處理中，在出錯的地方將異常拋出，不進(jìn)行處理。異常被拋到更高的層次，直到某個層次能夠進(jìn)行這種異常的處理。
4.3、工作流管理系統(tǒng)的安全權(quán)限控制
工作流管理系統(tǒng)對安全性要求較高，為了達(dá)到要求，必須做到充分的安全控制。在我們的系統(tǒng)中，共設(shè)置了5層安全控制級別。
1)、用戶鑒定：用戶登陸系統(tǒng)，需要用戶輸入用戶名和密碼，以便確認(rèn)和登記。
2)、服務(wù)器訪問控制：保證只有授權(quán)用戶，才可登陸指定的服務(wù)器。
3)、數(shù)據(jù)庫訪問控制：對數(shù)據(jù)庫的訪問進(jìn)行控制
4)、文檔訪問控制：對數(shù)據(jù)庫中的文檔進(jìn)行權(quán)限控制。
5)、文檔中的域訪問控制：對文檔中的部分內(nèi)容進(jìn)行控制。通過以上五層安全控制再加上一些安全機(jī)制如：系統(tǒng)級權(quán)限控制、電子簽名和加密等，使得整個安全機(jī)制達(dá)到了系統(tǒng)對安全的需要。
5、結(jié)束語：
以Web作為工作流管理系統(tǒng)的底層通訊支持使系統(tǒng)具有開放、一致和方便使用的特點(diǎn)，使企業(yè)中處于孤島的信息能相互集成。本系統(tǒng)采用的基于XML的過程定義語言的工作流管理系統(tǒng)，不僅適應(yīng)分布辦公，更以系統(tǒng)開放的環(huán)境為實(shí)現(xiàn)跨部門、跨企業(yè)的供應(yīng)鏈的不同工作流互操作打下了基礎(chǔ)，使客戶、供應(yīng)商、或合作者都可以方便的參與企業(yè)的工作流，提高工作效率。參考文獻(xiàn)
[1]WfMC,“The Workflow Reference Model”.(WfMC-TC00-1003),Technical Report,Workflow Management Coalition,Hamnshire.1995.[2]史美林、楊光信、向勇等。WFMS：工作流管理系統(tǒng)[J]。計(jì)算機(jī)學(xué)報，1999（3）：326~328。
[3]范玉順。工作流管理技術(shù)基礎(chǔ)—實(shí)現(xiàn)企業(yè)經(jīng)營過程重組與經(jīng)營過程自動化的核心技術(shù)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2001。
[4]Mohan C.Recent Trendsin Workflow Management Products,Standards, and Research.URLhttp://004km.cn,1999-10
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