工作流管理系统功能与实现.docx

工作流管理系统功能与实现在谈到工作流管理系统的时候，我们一般从功能和实现两个方面描述。首先是功能层面，下表是前人总结的工作流管理系统可以具备的功能。我们可以选择实现其中的部分功能，但是作为工作流管理系统必须具备的功能，在下面的实现部分将描述清楚。（附件描述144中可以具备的功能的定义）一般性功能（general functions）1. 免程序开发(no programming or scripting) 2. 可处理大量流程工作 (volume transaction processing)3. 三层式弹性化架构(three tier, scaleable architecture)4. 稳定的信息传递架构(robust message transports)5. 流程反向回传/抽单(process rollback)6. 支持ldap 目录服务7. 支持企业级数据库 (support for enterprise databases)8. 动态用户授权(active user licensing)9. 统一的登入id 与密码(unified id/password)10. 使用者网域安全性(user domain security)流程与窗体设计功能 (designer)11. 图形化工作流程图(graphical workflow maps)12. 基于角色的路由(role based routing)13. 平行会签(parallel routing)14. 基于关系的路由(relationship based routings)15. 工作队列(queues)16. 图形化数据路由(graphical data routing)17. 动态会签(dynamic routing)18. 条件化步骤(conditional steps)19. 条件化步骤跳跃(conditional jumps)20. 条件化取消流程(conditional aborts)21. 条件化退回(conditional returns)22. 条件化收件人(conditional recipients)23. 条件定义清单(event condition tables)24. 条件定义清单与其它步骤互动(status variables in event condition tables)25. 退件(return step)26. 动态定义群组(dynamic groups)27. 整合智能型窗体设计工具(integrated intelligent forms designer)28. 表格透过服务器端连接数据库(server-side database connectivity for forms)29. 表格通用变量(global variables in forms)30. 电子签章(signatures)31. 备注留言板(memos)32. 表格支持电子扩展表 (spreadsheet grid in forms)33. 多页表格(multiple pages per form)34. 子表(sub-forms)35. 必备与必读文档(required and must-read attachments)36. 附件功能(attachment)37. 资料验证与格式化输入(data validation and masking)38. 支持url 连结(url links)39. 支持html/java (support dhtml/java)40. 支持第三方对象开发(third-party objects (controls)41. 自订传递路径(ad hoc routing)42. 连接点(junction steps)43. 重复激活流程(iteration)44. 转折点(anchors)45. 编辑业务规则(editing business rules)46. 自动暂停或恢复继续流程(hold conditions)47. 发起子流程(sub processes)48. 同步/异步子流程(synchronous/asynchronous sub processes)49. 定时激活(periodic launches)50. 第三方软件接口（agent api/sdk ）51. excel 接口（excel agent ）52. word 接口(word agent)53. odbc 接口(odbc agent)54. ascii 接口(ascii agent)55. 文件接口 (file agent)56. 电子邮件接口(e-mail agent)57. 呼叫dll 接口(invoke dll agent)58. 接口中心（agent station ）59. 流程仿真测试(simulation)60. 流程仿真除错工具(debugging tools during simulation)61. 连续激活案件(repeating steps)62. 取消案件或步骤(abort step or incident)63. 可重复送件的步骤(perpetual steps)64. 保密步骤(private user steps)65. 禁止代理的工作(non-assignable user tasks)66. 复制流程步骤(replicating tasks)67. 动态更改工作优先级(dynamic task prioritization)68. 可定义工作流程拥有人(process owners)69. 工时成本计算(task rates)70. 工作完成时间(task completion times)71. 群体开发流程(collaborative design via maplets tm)72. 数据可传递至子流程(data transfer to sub-processes)73. 可同时监控主/子流程(view sub-process status in monitor view)74. 数据捆绑通用变量 (databound global variables)75. 流程设计文件制作(process documentation)76. 以邮件通知工作逾时(e-mail notification of late condition)77. 可自订通知邮件(customizable notification messages)78. 群体响应(group response/vote)79. 指定代号启始值(seeded incident number)80. 指定工作暂停(delayed assignment)81. 启始新流程权限(process initiation rights)工作流程服务器功能 (workflow server features)82. 支持多个流程服务器(multiple workflow servers)83. 集中式的服务器端数据库连结(centralized, server-side database connectivity)84. 以文字文件激活流程(process launch via text files)85. 通过e-mail 激活流程(process launch via e-mail)86. 符合业务逻辑的服务器端动态连接库(server-side dlls for custom workflow logic)87. 工作处理记录文件(transaction log files)88. 服务器定时清仓维护(periodic server housekeeping)89. 清仓窗口(housekeeping window)90. 处理停顿流程(handling of stalled processes)91. 服务器自动复原(automatic server recovery)客户端程序功能 (client features)92. b/s 结构的客户端界面(browser-based client interface)93. 依重要程度优先级排列工作清单(prioritized client task list)94. 主动式电子邮件通知(proactive e-mail notifications)95. 进度落后工作调整(late task escalation)96. 用户监看流程状况(status monitoring at client)97. 分布式用户管理(distributed user administration)98. 用户指定代理人(client assign functions)99. 由工作队列中选择工作(select task from queue)100.用户自订工作窗口画面(custom client views)101.显示已被代理的工作(view assigned tasks)102.表格快取功能(forms caching)103.表格样板(form templates)104.表格自动归档(automatic archiving)105.自动更新程序与组件(automatic software update for browser clients)106.浏览器端的数字认证功能(digital certificate for browser software)107.公众用户(public client )108.游移用户(roving user)109.自动定时更新画面(automatic periodic refresh)110.异常状况通知(notification of abnormal situations)111.数据库安全(database security)112.开放的客户端软件(open client)企业组织图功能 (organization chart features)113.企业组织图(organization charts)114.子组织图(sub-charts)115.组织图拥有人(chart owners)116.群组(groups)117.循序群组(sequential groups)118.权重群组(weighted groups)119.工作职务群组(job function groups)120.多重角色管理(multiple roles per user)121.相对职务关系(relative job functions)122.职务搜寻(search)123.组织调整(reorganize)系统与流程管理功能 (administrator features)124.图形化工作流程监控(graphical workflow monitoring)125.版本控制(version control)126.工作负荷量显示(workload view)127.任务成本统计(task cost statistics)128.工作流程成本统计(process cost statistics)129.单一步骤超时统计(step lag time)130.工作流程超时统计(process lag time)131.流程暂时停用(disable processes )132.由队列中临时调派工作(pull tasks from queue)133.工作重送(resend steps)134.非工作日设定(exclusion days)135.代理未来工作(assign future tasks)136.工作流程信息输出(workflow metrics export)137.能临时更改收件人(ability to change recipient )138.可显示进行中流程的内容(ability to view workflow data)139.自订案件过滤清单(user-defined queries for reports / monitor view)140.自动安装流程给新的部门成员(automatic install to new group members)141.可自行定义统计报表(configurable reports)142.可指定代理期限(assign until)143.可传回子流程统计数据(roll-up sub-process statistics)144.强迫第三方应用软件结束(ability to complete third-party application steps)谈到实现，首先要谈的是系统架构，工作流管理系统与其它系统之间的关系定位如下图。：根据wfmc的定义，工作流管理系统的如下图:下图是另一种更加清晰的解释：过程定义工具（process definition tool）过程定义是用来创建一个计算机可以处理的形式的过程描述。可能要以形式过程定义语言、对象关系模型、简单的系统、脚本、或者在参与者间进行信息传递的路径集为基础。工作流定义工具，可能作为工作流产品的一部分、也可能作为业务过程分析产品的一部分来提供给用户，作为业务过程分析产品一部分，会有其他的组件来负责处理业务过程的分析或者模型，这时，必须要有兼容的转换格式，与运行时期的工作流软件进行过程定义的相互转换。过程定义（process definition）过程定义包含，工作流执行软件运行过程所需的过程所有详细信息。包括过程的开始和结束条件、组成活动、在活动间进行导航的规则、需执行的用户任务、可能会被调用的应用程序、所有工作流相关数据的定义等。过程定义可能会涉及到一个组织/角色模型，模型包含组织结构和组织中的角色等信息。从而使过程定义在，与具体活动或信息对象相关的组织实体和角色功能方面，十分详细。工作流执行服务器负责把工作流运行环境中的参与者与相应的组织实体或角色联系起来。工作流执行服务器（workflow enactment service）工作流执行服务器软件负责，解释过程定义、控制过程实例、安排活动的执行顺序、向用户工作表中添加工作项目、调用应用工具。这需要一个或者多个协同工作的工作流机来完成这些职责，工作流机管理各种过程的一个单独实例。工作流执行服务器维护内部控制数据，这些数据或者集中于一个工作流机中，或者分布在一个工作机集合中；这些工作流控制数据包括与各种过程、或者正执行的活动实例相关的内部状态信息，也包括工作流机用来合作或者从失败中进行恢复的检查点、恢复/重新启动信息。过程定义与（运行时期）工作流相关数据协作，一同用来控制过程中活动的导航、提供活动的进入与退出条件、不同活动的并行执行、顺序执行选项、用户任务、与每个活动相关的it应用程序等。如果过程定义包括组织模型/角色实体类型，那么完成以上任务，需要访问组织/角色模型数据。工作流机也包括调用一些形式的应用工具的能力，来激活必要的应用程序执行相关活动。这种调用机制间有很大的不同，在一些简单的系统中，也许只提供对单一的固定工具调用（例如，文本编辑器），然而在工作流系统中可能提供调用本地与远程的大范围内工具的方法。工作流相关数据和应用数据（workflow relevant data and application data）过程导航判断或工作流机中的其他控制操作，都以工作流应用程序产生或者更新的数据为基础，这些数据可以被工作流机和条件工作流相关数据（也成为情况数据）所访问；这是工作流机唯一可访问的应用程序数据。尽管，工作流机负责在应用程序间传递工作流应用程序数据，但工作流应用程序数据直接由被调用过程操作。不同的应用程序由工作流过程内的不同活动调用。任务表（worklists）过程执行中需要用户交互的地方，工作流机把任务添加到任务表中，以便任务表处理器对其处理，任务表处理器管理与工作流参与者的交互。这个过程对工作流参与者可能是不可见的，任务表在工作流软件中维护，把用户需要执行的下一个任务提供给他。在其他系统中，任务表可能对用户是可见，用户自己从任务表中选择执行任务，任务表也用来指示任务的完成。任务表处理器用户接口（worklist handler & user interface）任务表处理器是一个软件组件，管理工作流参与者与工作流执行服务器间的交互。任务表处理器负责请求用户关心进展中的任务，并负责通过任务表与工作流执行服务器进行交互。在一些系统中，只是使用一个桌面应用程序来提供一个简单的任务进入，等待用户注意。在其他一些系统中，任务表的处理可能更成熟，控制任务在一些用户间进行分配，并考虑到转载平衡、任务重分配等。另外的一些任务表处理功能，工作流机典型支持与客户端应用程序大范围的交互，包括工作流参与者的签到和退出、请求过程实例的开始、任务排队等候特殊的参与者，等。在工作流参考模型中，更广泛的使用“客户端应用程序”这个词，而不是“任务表处理器”，从而反映其潜在的广大使用范围，其包含任务表处理功能的同时也包含过程控制功能。在图中，用户接口是一个单独的软件组件，负责提示和处理用户对话框，并控制本地用户的本地接口。在某些系统中，用户接口可能会与任务表处理器组合到一起，构成一个简单的功能实体。我们希望一些客户端应用程序能够和几个不同的工作流服务器进行交互，从而把服务器中的任务整理成统一的格式，通过公共用户接口提供用户。可能会必须调用本地应用程序，来支持用户完成特殊的任务，这由任务表处理器来负责，或者由用户负责，在用户接口使用简易通用工具来安装适当的支持程序。在任务表处理器/用户接口中调用应用程序与工作流执行软件直接调用应用程序，有明显的不同。管理操作（supervisory operations）工作流系统中有许多的管理功能；这些管理功能以工作站点或者用户的管理权限为基础。这些管理功能使得管理者可以修改任务分配规则、确定过程中组织角色的参与者、跟踪遗漏的最终期限报警或根据其他事件、跟踪某一过程实例的运行历史、查询任务吞吐量或其他统计信息，等。使用分布式工作流机的地方，可能需要特殊的命令来在不同的工作流机间传递控制操作或者（局部）响应，从而提供一个单一的管理接口。外部和内部接口（exposed and embeded interfaces）上述的体系结构适用于大多数工作流产品，但是并不是所有的产品在每个不同的系统功能组件间，都提供外部接口；一些产品把几个功能组件作为一个逻辑实体来实现了，并把接口包含在了软件组件的内部，导致无法被第三方产品使用。wfmc规范定义了每个接口在实现多工作流系统协同工作中的作用，因此，可以鉴别单独的产品是否符合协同工作标准。体现到用户角度的功能界面划分，则可以分为三个部分：工作流引擎（上面说的工作流执行服务器、相关的表单和数据）、流程管理工具（通过任务表处理器接口管理任务表）、流程定义工具（上面说的过程定义和过程定义工具）（含图形化的建模工具）和客户端（用户进行管理操作的接口）。另外，为了更好地与其它系统融合，还需要定义外部接口，可以是调用外部接口，也可以被外部系统作为接口调用。工作流引擎基于有向图的模型、基于对话的工作流模型、petri网模型、基于eca规则的工作流模型。工作流引擎基本功能如下：1、解释过程定义 2、控制过程实例创建、激活、挂起、终止等 3、为过程的活动导航，可能要包含顺序或者平行的操作、最后时间期限、对工作流相关数据进行解释 4、参与者签名和退出 5、确定任务项目，实现用户意图；提供接口，支持用户交互 6、维护工作流控制数据和工作流相关数据，在应用程序间或者用户间传递工作流相关数据 7、提供调用外部程序的接口，连接所有工作流相关数据 8、提供控制、管理和审查功能 流程管理器 流程管理器至少应该包含两个部分：管理部分和监控部分 管理部分：提供了完善的用户管理、角色管理、系统设置、系统安全管理、配置文件管理和日志管理，用户的操作权限分布如下：以部门、用户组、角色分别描述组织结构分别基于部门、用户组、角色、用户进行授权，达到最大灵活性监控部分：主要实现对工作流程的监控，让管理者可以追踪和控管角色、活动、节点、过程实例的状态和过程实例流经的路径；可以以图形的方式再现已经完成的过程实例的路径、可以显示正在进行中的过程实例，并且提供管理的机制，让监控者得以在必要时终止或暂停某些过程实例。同时，系统亦提供有关工作过程的统计数据和报表，动态改变过程的状态，协调各个部分的关系，并进而提升经营管理的效率。负载平衡提高工作流的工作效率。 流程定义工具 这个部分是开发的重点，流程定义工具部分包括：过程建模部分、xpdl自动生成部分、界面设计部分、报表设计和自动生成部分和设计模型的仿真部分。 1） 过程建模部分（process modeling） 使用图形化的方法，让开发者用最少的时间设计或修改企业工作流程，建模工具提供相当丰富的流程逻辑表达方式，可以表示非常复杂的流程，和界面设计部分、报表设计部分相结合可以轻易的设定每个流程步骤要执行的功能，和组织机构建模工具相结合，可方便准确地选择每个活动执行的参与者。process designer 最大的优点是：让开发人员在设计与仿真流程的过程中，避免复杂且耗时的流程程序开发过程。 基本功能特点如下： 1) 图形化拖拽方式建立工作流模型 2) 人性化的各种选项设置 3) 多窗口的用户界面 4) 丰富的过程图形元素 5) 过程元素拷贝、粘贴、删除操作 6) 支持同时打开多个模型文件进行编辑 7) 快速定位过程元素 8) 支持图形的分层显示 9) 模型文件统一存放、安全管理 10) 丰富多样的活动类型可以适应不同的业务处理需求 11) 支持多种流程逻辑关系 12) 支持子过程设计 13) 支持用户自定义类型数据 14) 工作流过程的参与者支持各种表达式 15) 支持内置块设计 16) 可设定工作流过程时限 17) 支持工作流程的权限管理 18) 模型的合法性检查 19) 模型文件的图形输出 2）xpdl自动生成部分 此部分作用是使已经定义完的图形化的流程模型逻辑自动转变为xpdl文档或者其他通用的形式 工作流逻辑的物理形式： 1.采用数据库来存放逻辑 2.采用wpdl或者xpdl的文件格式存放逻辑 我的想法：一般来说用数据库来存放可获得更好的内部操作性，而文件格式更有利于系统的封装与对外接口的统一,实现了数据库逻辑后再做文件格式，先将模型中各个元素的属性存在数据库里,再从数据库生成标准的文件,作为标准的接口用,这样挺方便的（或者直接用c#语言生成标准的xml文件） 工作流流程逻辑实现的关键点： （1）应当具有的接口方法 （2）接口对应的逻辑 （3）条件判断的实现 3） 界面设计部分(form designer) 此部分提供了类似于页面设计的图形化应用开发工具，用户可以使用图形 化设计方法，开发出动态页面应用，其结果可保存为html或jsp，并具有数据库访问能力。运行时用户将从浏览器上访问到设计结果。它的最大的优点是：让开发人员避免了活动中应用程序的开发过程 4）报表设计及自动生成部分(report designer) 它提供了图形化设计复杂报表页面的能力，可设计非常复杂的报表，并可画出各种统计分析图，能够使用多种形式输出。 5）流程模型仿真部分对已经定义好的模型进行仿真和测试 客户端 在客户端执行审批等各种操作，实现流程的具体流转 流程流转方式： 审批、建议、知会、决定、执行 审批：通过或者不通过，可以给出建议 建议：给出相关的建议 知会：流程通知事件，不影响流程的流转，可以通过知会的方式通知发文人流程的流转情况 决定：可以使流程继续或者终止至某一步，使流程具有重定向的功能 执行：在一定时间内可以具有审批的权限，超过了指定时间就可以按照已经指定的方式执行流程 最终，形成可由发文人或指定群组的人员可以查看的工作流流程流转报告下图给出了wfmc提出的工作流参考模型。接下来介绍一下模型中所涉及到的三种数据和五种接口。图3-2 工作流参考模型工作流执行服务器周围的接口是wapi（workflow apis），通过这些接口可以访问工作流系统的服务，这些接口还控制工作流控制软件与其他系统组件间的交互。在这5个接口中的许多功能，都是被2个或更多个接口同时拥有的，因此wapi可以看作是统一的服务接口，可以交叉使用这5个接口来支持工作流管理功能，而不是单独的使用其中某个接口。api与五种接口：1. 接口1：过程定义输入输出接口这个接口为在不同物理或电子介质之间传递过程定义的信息提供了交互的形式和api调用函数。工作流管理联盟提供的api函数在建模方面主要覆盖了以下几个功能：1) 通信建立：各个参与的系统之间通信的建立与断开。2) 工作流模型操作：过程模型名称检索、对过程模型对象的读/写等。3) 工作流模型对象操作：在建模工具中创建、检索和删除对象；创建、设置和删除对象的属性。2. 接口2：客户端函数接口1) 通信建立：各个参与的系统之间通信的建立与断开。2) 工作流定义操作（对过程模型定义操作）：对于过程模型的名称和属性的查询和检索功能。3) 过程实例管理功能：创建/开始/结束一个过程实例；挂起/重新激活一个过程实例；强行改变过程实例或活动实例的状态；查询过程实例或活动实例的属性。4) 过程状态管理功能：设置过滤条件，打开/关闭对一个过程实例或活动实例的查询；设置过滤条件，获得部分过程实例或活动实例所需的详细信息；获得过程实例或活动实例的详细信息。5) 任务项列表/任务项处理功能：设置可选的过滤条件，打开/关闭一个任务项列表查询；设置过滤条件，获得任务项列表中的项目；对任务项的选择/重新分配/完成等消息的通知；设置和查询一个任务项属性。6) 数据处理过程：查询/返回工作流相关数据、工作流应用数据。7) 过程监控功能：改变一个过程模型和其现存的实例的运行状态；改变某种特定类型的过程实例或活动实例的状态；改变某种特定类型的过程实例或活动实例的属性；结束所有的过程实例。8) 管理功能：其他的管理功能。9) 应用程序激活。3. 接口3：激活应用程序接口1) 通信建立：建立/断开与应用程序（或应用程序代理）的通信。2) 活动管理功能：开始活动；挂起/重新激活/退出活动（需要一个非同步的应用程序界面）；通知活动结束；查询活动属性、消息事件（如同步信息等）。3) 数据处理功能：提供工作流相关数据（在活动执行前向应用程序提供数据，活动结束后从应用程序中获得所需数据）；提供工作流应用数据或提供数据地址。4. 接口4：工作流执行服务之间的互操作接口1) 连接的建立；2) 对工作流模型和其中对象的操作；3) 过程实例控制和状态函数；4) 活动管理函数；5) 数据处理函数。5. 接口5：系统管理与监控接口1) 资源控制：设置/取消/修改过程或活动实例的并发层次。2) 角色管理：定义、删除和修改角色-参与者的关系；修改角色属性。3) 用户管理：建立、删除、暂停和修改用户或工作组的权限。4) 过程实例的管理：对过程模型进行实例化；修改过程实例或活动实例的状态；终止过程实例。5) 状态管理：查询过程或活动实例的运行状态。6) 审核管理：查询/打印/删除/启动新的统计过程轨迹或日志。在实现范围和实现难度上需要考两次实现如下21 种工作流模式的哪些： 1. 顺序（sequence） 工作流中的各个活动在同一个进程中按顺序依次执行。例子：在“发送货物”之后“发送单据” 。2. 平行拆分（parallel split）工作流中从一个线程中的一个点拆分为在多个线程中平行执行的多个活动。例子：活动“付款”激活了“发送货物”以及“通知顾客”的执行。3. 同步（synchronization）工作流中的多个活动在一个点上汇合成一个线程。例子：活动“归档”在“发票”和“收款”全部完成后被激活。4. 排他选择（exclusive choice）工作流中的一个点，基于决定或者工作流中的数据，流向若干个分支中的一个。5. 单合并（single merge）工作流程中的一个点在两个或者多个分支发生非同步的汇合时执行。它假设这些分支中不存 在平行执行的情况。例子：在收到支付或者确认信用之后，汽车被交付给顾客。6. 多选（multi-choice） 工作流中的一个点，基于决定或者工作流中的数据，流向若干个分支中的几个。7. 平行合并（synchronize merge）工作流程中的多个路径在一个点被汇合成一个单一的进程。如果多于一个的路径到达了， 活 动线程就需要进行同步。果只有一个路径到达，那么其它的路径应该非同步的重新会聚。该模式假设在一个分支被激活后，不会在等待其它分支完成的过程中再次被激活。这种模式的难点在于决定在哪些分支到达后启动活动。8. 多合并（multi-merge） 工作流程中的多个分支在一个点进行非同步的汇聚。如果多于一个的分支被激活可能是 并发的每个进入分支的每个活动都在合并之后启动新的活动。9. 鉴别器（discriminator） 鉴别器是工作流中的一个点，它等待进入分支中的一个完成，然后才激活其后的活动序列。从那个时刻开始，它等待所有剩余的分支完成，并且“忽略”它们。一旦所有的分支都已被 触发，它就会重置自己，以便能被再次触发。例子：在三个分支中的任意两个到达之后启动后面的活动。10. 强制循环（arbitrary cycles） 工作流中的一个点可以让一个或多个活动反复的执行。11. 隐式终止（implicit termination）一个子过程应该在没有什么事情可做的时候被停下来。换句话说， 在工作流中没有别的活动 在执行并且没有活动可被激活的时候终止。12. 非同步的多实例（multiple instances without synchronization） 在一个工作流的内部中，可以创建一个活动的多个实例，当然，这需要对新产生的线程的控 制能力。13. 在设计期间预先确定的多实例 （multiple instances with a priori design time knowledge） 在特定过程中的特定活动的数量是在设计时就被确定的。一旦所有的实例都完成了， 其它的 活动应该被启动。例子：有关危险品的请求需要三个不同的审核。14. 在运行期预先确定的多实例（multiple instances with a priori runtime knowledge） 在一个活动能够被多次激活的这种情况下， 在指定情况下的指定活动的实例数量可能取决于 情况的特性或者资源的可用性。但是，在活动被创