（机械制造及其自动化专业论文）面向文档工作流的自主定义技术研究.pdf

西北 工业 大学 硕 士学 位论 文摘 要 摘要 工作流管理技术是近年来在制造业信息化领域发展最为迅速的几项新技术 之一， 它的主要特征是实现人与计算机相结合过程中的自 动化。 将工作流技术应 用于办公自动化系统， 使数据库技术、 we b 技术和流程管理技术相结合， 可以发 挥办公自动化系统的更大优势。 本文在深入研究我国航空企业业务流程的多样性和多变性的前提下， 结合课 题的需要，研究了以数据库和 w e b技术为支撑的工作流自主定义设计方法，重 构了工作流信息资源， 并对工作流 自定义实现过程中涉及到的其它一些相关问题 诸如模型构建、数据库典型元素设计等 进行了 研究。 本文首先对企业工作流模型的组成与建模方法进行了分析， 从微观过程执行 的角度出发， 研究了工作流实体建模方法， 对实体模型的组成以及模型之间的相 互关系进行了分析。 然后结合实际应用， 总结了组织模型、 过程模型的建立过程。 其次， 对工作流自 定义技术的 实现方法进行了 分析，着重 研究了 基于群件 l o t u s d o mi n 。的实现 方法。 对 d o mi n o 应用程序的构成与运行方式、 基于 d o m i n o 的工作流实现原理进行了总结， 对简单的工 作流设计方法以 及流程自 定义的实 现 方案进行了设计。 最后， 以某飞机制造公司办公自 动化系统中 的典型流程开发过程为 例， 对工 作流自 定义实 现过程中的 关键问 题， 如组 织模型的 建立、 过程定义模型的建立与 分析、 流程流转控制部分程序的设计、 we b 客户端设计与实现等问题给出了具体 的解决办法。 关键词: 工作流、自 主定义、过程定义 西北工业人学硕 . l 学位论文a bs tract abs tract wo r k fl o w ma n a g e me n t i s o n e o f t h e f a s t e s t d e v e l o p i n g t e c h n o l o g y i n ma n u f a c t u r i n g i n d u s t r y i n r e c e n t y e a r s . i t s p r i ma r y c h a r a c t e r i s t i c i s t o r e a l i z e p r o c e s s e s a u t o ma t i o n i n v o l v i n g b o t h h u m a n a n d c o m p u t e r - b a s e d a c t i v i t i e s .b e i n g a p p l i e d i n o f f i c e a u t o ma t i o n s y s t e m a n d c o mb i n i n g w i t h d a t a b a s e t e c h n o l o g y a n d w e b t e c h n o l o g y , wo r k fl o w t e c h n o l o g y w i l l c o n t r i b u t e l o t s o f b e n e f i t s t o o f f i c e a u t o ma t i o n i n t h i s th e s i s t h e me t h o d o f r e a l i z a t i o n u s e r - d e f i n e d w o r k fl o w t e c h n o l o g y w a s r e s e a r c h e d b a s e d o n t h e a n a l y s e s o f m u l t i f o r mi t y a n d l e v i t y o f t r a n s f o r m a t i o n a b o u t b u s i n e s s p r o c e s s i n i n t e r n a l a v i a t i o n e n t e r p r i s c aft e r t h a t w o r k fl o w i n f o r ma t i o n r e s o u r c e wa s r e b u i l t , s o me r e s e a r c h o n r e l e v a n t p r o b l e ms o f u s e r - d e f i n e d w o r k fl o w w e r e a ls o d i s c u s s e d i n t h i s p a p e r . f i r s t l y , t h e c o m p o s i t i o n o f e n t e r p r i s e w o r k fl o w mo d e l a n d m o d e l i n g me t h o d w a s a n a l y z e d . f r o m t h e v i e w o f m i c r o c o s m i c ,t h e m e t h o d o f d e s i g n i n g e n t i t y m o d e l w a s p r e s e n t e d . t h e c o mp o s i t i o n o f e n t i t y mo d e l a n d t h e i n t e r r e l a ti o n o f e a c h p a r t w a s a n a l y z e d , a n d t h e p r o c e s s t o b u i l d o r g a n i z a t i o n m o d e l a n d p r o c e s s m o d e l w a s s u mma r i z e d. s e c o n d l y , t h e me t h o d s t o r e a l i z e u s e r - d e f i n e d w o r k fl o w w e r e a n a l y z e d a n d f o c u s w a s p l a c e d o n t h e m e t h o d b a s e d o n l o t u s d o m i n o ,a k i n d o f g r o u p w a r e p l a t f o r m .b a s e d o n t h e r e s e a r c h o f w o r k fl o w p r i n c i p l e o n d o m i n o p l a t f o r m ,t h e o r d i n a r y w o r k fl o w r e a l i z a t i o n me t h o d w a s s u m m a r i z e d a n d t h e s o l u t i o n i n w h i c h b u s i n e s s p r o c e s s i s p r e - d e f i n e d b y w o r k fl o w m a n a g e r w as d e s i g n e d f i n a l l y , a n e x a m p l e o f t y p i c a l b u s i n e s s p r o c e s s w a s g i v e n t h r o u g h a n o f f i c e a u t o ma t i o n s y s t e m.a c c o r d i n g t o t h e d e v e l o p m e n t p r o c e s s o f t h i s s y s t e m , me t h o d s w e r e g i v e n o n b u i l d i n g o r g a n i z a t i o n m o d e l , b u i l d in g a n d a n a l y z i n g p r o c e s s d e f i n i t i o n m o d e l , d e s i g n i n g p r o g r a m o f c o n t r o l l i n g p r o c e s s a n d t h e d e s i g n a n d r e a l i z a t i o n o f we b c l i e n t . k e y wo r d s : wo r k fl o w , u s e r - d e f in e d , p r o c e s s d e f i n i t io n 西北工业大学硕上学位论文第 一章绪 论 第一章 绪论 随着计算机信息技术的迅速发展，各行业的人们都在依靠计算机来改变自 己的工作方式。计算机辅助设计 ( c a d) 、计算机辅助制造 ( c a m)等工具的 使用， 极大地提高了 工作效率， 促进了 社会的信息化进程。 到了2 0 世纪9 0 年 代， 随着计 算机与网 络技术的发展， 特别是i n t e rn e t 应用的日 益普及、 c / s 体系 结构和分布式处理技术 ( c o r b a , c o m+ , j a v a )的广泛应用，都说明了这样 一 个事实: 集中式 信息处理的时 代即 将成为过去， 取而代之的将是大规模的异 构分布式信息处理与应用执行环境。在这种大规模的分布式环境下如何高效运 转相互关联的任务， 并且如何对执行的任务进行密切监控已成为一种发展趋势。 在这种情况下，作为实现具有上述两种特点的工作流管理系统的工作流技术就 受到了广泛关注。 1 .1 .企业业务工作流概述 企业在经营过程中，其业务受外部和自身内部环境的约束，按照一定的业 务规则运 行，形成许多特定的业务流程5 j 。 对于制 造业来说，其典型流程包括 原 料采购、 产品设计、 产品生 产、产品销售等。在实际业务环境中， 不同的 企 业对业务规则有不同的定义，即使是同一个企业在不同条件下业务规则也可能 会发生变化。业务规则的多样性和多变性决定了 企业业务流程的多样 性与多变 性。 针对上述问 题， 工作流技术与 数据管理技术的结合为企业提高业务流程效 率、 加强 业务流程管理、实 现信息资 源的 管理与 共享， 最终实现业务过程灵活 定制提供了技术手段。 工作流技术是实现企业 业务过 程建模、 业务过程仿真分析、 业务过 程优化、 业务过程管理与集成，从而最终实现业务过程自 动化的 核心技术。对企业利用 工 作流方法进行业务过程的 建模和深入分析不仅可以 规范化企业的业务流程， 发现业务流程中不合理的环节，进而对企业的业务过程进行优化重组，而且所 建立的业务过程模型本身就是企业非常重要的知识库和规则库，可以成为指导 西北工业大学硕上学位论文第 一章绪 论 第一章 绪论 随着计算机信息技术的迅速发展，各行业的人们都在依靠计算机来改变自 己的工作方式。计算机辅助设计 ( c a d) 、计算机辅助制造 ( c a m)等工具的 使用， 极大地提高了 工作效率， 促进了 社会的信息化进程。 到了2 0 世纪9 0 年 代， 随着计 算机与网 络技术的发展， 特别是i n t e rn e t 应用的日 益普及、 c / s 体系 结构和分布式处理技术 ( c o r b a , c o m+ , j a v a )的广泛应用，都说明了这样 一 个事实: 集中式 信息处理的时 代即 将成为过去， 取而代之的将是大规模的异 构分布式信息处理与应用执行环境。在这种大规模的分布式环境下如何高效运 转相互关联的任务， 并且如何对执行的任务进行密切监控已成为一种发展趋势。 在这种情况下，作为实现具有上述两种特点的工作流管理系统的工作流技术就 受到了广泛关注。 1 .1 .企业业务工作流概述 企业在经营过程中，其业务受外部和自身内部环境的约束，按照一定的业 务规则运 行，形成许多特定的业务流程5 j 。 对于制 造业来说，其典型流程包括 原 料采购、 产品设计、 产品生 产、产品销售等。在实际业务环境中， 不同的 企 业对业务规则有不同的定义，即使是同一个企业在不同条件下业务规则也可能 会发生变化。业务规则的多样性和多变性决定了 企业业务流程的多样 性与多变 性。 针对上述问 题， 工作流技术与 数据管理技术的结合为企业提高业务流程效 率、 加强 业务流程管理、实 现信息资 源的 管理与 共享， 最终实现业务过程灵活 定制提供了技术手段。 工作流技术是实现企业 业务过 程建模、 业务过程仿真分析、 业务过 程优化、 业务过程管理与集成，从而最终实现业务过程自 动化的 核心技术。对企业利用 工 作流方法进行业务过程的 建模和深入分析不仅可以 规范化企业的业务流程， 发现业务流程中不合理的环节，进而对企业的业务过程进行优化重组，而且所 建立的业务过程模型本身就是企业非常重要的知识库和规则库，可以成为指导 西北工业大学硕_ l : 学位论文 第 一 章绪 论 企业实施计算机管理信息系统的模型。同时，工作流技术作为一种过程建模和 过程管理的核心技术，可以与其它应用系统有效的结合，生成符合制造企业需 求的各种业务管理系统。因此，采用工作流技术实现业务过程自动化对于促进 制造业信息化有重要的现实意义。 1 .2 .工作流技术发展综述 1 .2 . 1 工作流的起源与发展 工作流的概念起源于生产制 造业和办公自 动化领域，是针对日 常工作中具 有固定程序的活动而提出的一个概念。目的是通过将工作分解成定义良好的任 务、角色，按照一定的规则和过程来执行这些任务并对它们进行监控，达到提 高办 事效率、降低生产成本、提高 企业生产 经营管理水平的目 的。实际上有关 过程的组织管理和流程的 优化工 作一直 在进行， 只不过在没有引入计算机信息 系统支持以前，这些工作是由人工来完成的。在表述了工作流的概念之后，以 下 对工作流技术的发展历程; t 1 作以 简单叙述。 2 0世纪 8 0年代初期，在计算机软件尚未成为主要的业务支持 _ 具前，纸 张是信息传递的不可替代的载体，一些企业和公司希望能够借助于计算机技术 以 一 种无纸化的工作环境来开展其日常的业务工作，为此建立起 自己专有的或 者 商品 化的表单传递应用系统 ( f o r m - r o u t i n g a p p l i c a t i o n s ) 用 来实现日 常表单处 理的电子化与自 动化，这些系统通常以主机一 终端方式运行在大型机或小型机 上， 用户 ( 业务人员)通过终端运行位于主机上的应用程序。 这些系统可以 看 成是现在工作流管理系统的雏形。但是这些系统所适用的环境比较简单，提供 的功能 不够全面，性能与系统的结构也不够先进。 8 0 年代中期，f 1 1 e n e t 和 v i e w s t a r 等公司率先开拓了工作流产品市场。成 为最早的一批工作流产品供应商。他们把图像扫描、复合文档、结构化路由 ( s t r u c t u r e r o u t i n g) 、 实例跟踪、 关键字索引以 及光盘存储等功能结合 在一起， 形成了一种全面支持某些业务流程的集成化的软件。这种增值性质的集成化软 件系统为企业简化与重组自己的关键业务提供了一种非常合适的方案。这便是 早期的工作流管理系统。 西北工业大学硕_ l : 学位论文 第 一 章绪 论 企业实施计算机管理信息系统的模型。同时，工作流技术作为一种过程建模和 过程管理的核心技术，可以与其它应用系统有效的结合，生成符合制造企业需 求的各种业务管理系统。因此，采用工作流技术实现业务过程自动化对于促进 制造业信息化有重要的现实意义。 1 .2 .工作流技术发展综述 1 .2 . 1 工作流的起源与发展 工作流的概念起源于生产制 造业和办公自 动化领域，是针对日 常工作中具 有固定程序的活动而提出的一个概念。目的是通过将工作分解成定义良好的任 务、角色，按照一定的规则和过程来执行这些任务并对它们进行监控，达到提 高办 事效率、降低生产成本、提高 企业生产 经营管理水平的目 的。实际上有关 过程的组织管理和流程的 优化工 作一直 在进行， 只不过在没有引入计算机信息 系统支持以前，这些工作是由人工来完成的。在表述了工作流的概念之后，以 下 对工作流技术的发展历程; t 1 作以 简单叙述。 2 0世纪 8 0年代初期，在计算机软件尚未成为主要的业务支持 _ 具前，纸 张是信息传递的不可替代的载体，一些企业和公司希望能够借助于计算机技术 以 一 种无纸化的工作环境来开展其日常的业务工作，为此建立起 自己专有的或 者 商品 化的表单传递应用系统 ( f o r m - r o u t i n g a p p l i c a t i o n s ) 用 来实现日 常表单处 理的电子化与自 动化，这些系统通常以主机一 终端方式运行在大型机或小型机 上， 用户 ( 业务人员)通过终端运行位于主机上的应用程序。 这些系统可以 看 成是现在工作流管理系统的雏形。但是这些系统所适用的环境比较简单，提供 的功能 不够全面，性能与系统的结构也不够先进。 8 0 年代中期，f 1 1 e n e t 和 v i e w s t a r 等公司率先开拓了工作流产品市场。成 为最早的一批工作流产品供应商。他们把图像扫描、复合文档、结构化路由 ( s t r u c t u r e r o u t i n g) 、 实例跟踪、 关键字索引以 及光盘存储等功能结合 在一起， 形成了一种全面支持某些业务流程的集成化的软件。这种增值性质的集成化软 件系统为企业简化与重组自己的关键业务提供了一种非常合适的方案。这便是 早期的工作流管理系统。 西北工业大学硕_ l : 学位论文 第 一 章绪 论 企业实施计算机管理信息系统的模型。同时，工作流技术作为一种过程建模和 过程管理的核心技术，可以与其它应用系统有效的结合，生成符合制造企业需 求的各种业务管理系统。因此，采用工作流技术实现业务过程自动化对于促进 制造业信息化有重要的现实意义。 1 .2 .工作流技术发展综述 1 .2 . 1 工作流的起源与发展 工作流的概念起源于生产制 造业和办公自 动化领域，是针对日 常工作中具 有固定程序的活动而提出的一个概念。目的是通过将工作分解成定义良好的任 务、角色，按照一定的规则和过程来执行这些任务并对它们进行监控，达到提 高办 事效率、降低生产成本、提高 企业生产 经营管理水平的目 的。实际上有关 过程的组织管理和流程的 优化工 作一直 在进行， 只不过在没有引入计算机信息 系统支持以前，这些工作是由人工来完成的。在表述了工作流的概念之后，以 下 对工作流技术的发展历程; t 1 作以 简单叙述。 2 0世纪 8 0年代初期，在计算机软件尚未成为主要的业务支持 _ 具前，纸 张是信息传递的不可替代的载体，一些企业和公司希望能够借助于计算机技术 以 一 种无纸化的工作环境来开展其日常的业务工作，为此建立起 自己专有的或 者 商品 化的表单传递应用系统 ( f o r m - r o u t i n g a p p l i c a t i o n s ) 用 来实现日 常表单处 理的电子化与自 动化，这些系统通常以主机一 终端方式运行在大型机或小型机 上， 用户 ( 业务人员)通过终端运行位于主机上的应用程序。 这些系统可以 看 成是现在工作流管理系统的雏形。但是这些系统所适用的环境比较简单，提供 的功能 不够全面，性能与系统的结构也不够先进。 8 0 年代中期，f 1 1 e n e t 和 v i e w s t a r 等公司率先开拓了工作流产品市场。成 为最早的一批工作流产品供应商。他们把图像扫描、复合文档、结构化路由 ( s t r u c t u r e r o u t i n g) 、 实例跟踪、 关键字索引以 及光盘存储等功能结合 在一起， 形成了一种全面支持某些业务流程的集成化的软件。这种增值性质的集成化软 件系统为企业简化与重组自己的关键业务提供了一种非常合适的方案。这便是 早期的工作流管理系统。 西北工业人学顽士学位论文 第 一 章绪 论 2 0 世纪 9 0 年代随着计算机网络 技术的 迅速发 展，现 代企业信息 系统的 分布 性、异 构性和自 治性的特征越来越显著， 相应的 企业信息资源也分 布在异 构的 计算机环境中口 在这种应用环境和 技术背景 下， 工作流技术转而成为同化 企业复杂 信息环境，实现业务流程自 动 执行的必要工具， 进入了一个崭新的发 展阶段。 当 前， 对工作流技术的 研究以 及相关的 产品开 发进入了更为繁荣的阶段， 工 作流技术得到不断完善，文 件管理系 统， 数据库、电子邮件、 移动式计算、 i n t e r n e t服务等都己被容纳到 工作流管理中。作为支持企业业务过程重组 ( b u s in e s s p r o c e s s rc e n g in e e r in g ,b p r ) 、 业 务过 程自 动 化 ( b u s in e s s p r o c e s s a u t o m a t i o n , b p a )的一 种手段，工作流技术的 应用日 益受到学术界和企业界的 重视 。 2 . 2工作流管理规范 在工 作流 技术的发展过程中， 1 9 9 3 年国际工作流管理联盟wf mc ( w o r k fl o w m a n a g e m e n t c o a l it io n ) 的 成 立 标 志 着工 作 流 技 术开 始 进 入 相对 成 熟 的 阶 段 。 为 了实现工作流技术的标准化和开放性，从而支持异构工作流管理系统与产品之 间的 互操作， 并且使得其他的应用可以使用该结构和定义好的 a p i ( 应用编程 接口)访问不同的工作流管 理系统 提供的 服务，实 现与其他应用的 快速有效集 成， wf mc 在工作流管理系统的 相关术语、体系结构及应用编程接u ( w a p i ) 等方面制定了一系列的标准。以下为 wfmc提出的工作流管理系统的体系结构 图6 l 两北工业人学坝士学位论文 第一童绪论 2 0 世纪9 0 年代，随着计算机网络技术的迅速发展，现代企业信息系统的 分布性、异构性和自治性的特征越来越显著，相应的企业信息资源也分布在异 构的计算机环境中。在这种应用环境和技术背景下，工作流技术转而成为同化 企业复杂信息环境，实现业务流程自动执行的必要工具，进入了一个崭新的发 展阶段。 当前，对工作流技术的研究以及相关的产品开发进入了更为繁荣的阶段， 工作流技术得到不断完善，文件管理系统，数据库、电子邮件、移动式计算、 i n t e r n e t 服务等都已被容纳到工作流管理中。作为支持企业业务过程重组 ( b u s ；n e s s p r o c e s sr e e n g i n e e r i n g ，b p r ) 、业务过程自动化( b u s i n e s sp r o c e s s a u t o m a t i o n b p a ) 的一种手段，工作流技术的应用日益受到学术界和企业界的 重视。 1 2 2 工作流管理规范 在工作流技术的发展过程中，1 9 9 3 年国际工作流管理联盟w f m c ( w o r k f l o w m a n a g e m e n tc o a l i t i o n ) 的成立标志着工作流技术开始进入相对成熟的阶段。为 了实现工作流技术的标准化和开放性，从而支持异构工作流管理系统与产品之 间的互操作，并且使得其他的应用可以使用该结构和定义好的a p i ( 应用编程 接口) 访问不同的工作流管理系统提供的服务，实现与其他应用的快速有效集 成，w f i v i c 在工作流管理系统的相关术语、体系结构及应用编程接1 2 1 ( w a p i ) 等方面制定了一系列的标准。以下为w t m c 提出的工作流管理系统的体系结构 图吼 两北t 业人学颂i 。掌位论文 图1 1 ，l 作流管理系统的体系结构图 1 2 3 工作流技术研究状况 现阶段，工作流技术主要研究课题可以归纳为三个方面”1 ：第一方诃是工 作流的理论基础，包括工作流管理系统的体系、模型和定义语言( 工作流的建 模方法、工作流模型的形式化表示、工作流定义语言) 等。第二方面是工作流 的实现技术，包括工作流的事务特性、各种先进软件技术的应用、工作流仿真。 第三方面是工作流技术的应用，包括工作流实施技术在不同领域的应用( 如在 仓业经营过程重组、并行工程、敏捷制造) 方法、应用软件集成等。对工作流 技术的研究在以下几个方面取得了进展： ( 1 ) 工作流定义 研究者从不同的角度给出了工作流的不同定义，使我们对工作流的一些基 、 本特征有了一定了解，以下将列举几种具有代表性的定义： 工作流联盟的定义“”：工作流是一类能够完全或者部分自动执行的业务过 程，它根据一系列过程规则，文档、消息或任务能够在不同的执行者之间进行 传递与执行。 j 目北1 业人学坝l 。学位论文 第一鼋绪论 m ma l m a d e nr e s e a r c hc e n t e r 的定义“：工作流是经营过程的一种计算机 化的表示模型，定义了完成整个过程所需用的各种参数。这些参数包括对过程 中每一个步骤的定义、步骤间的执行顺序、条件以及数据流的建立、每一步骤 由谁负责以及每个活动所需要的应用程序。 清华大学自动化系系统集成研究所范玉顺等的定义”1 ：工作流是一种反映 业务流程的计算机化的模型，是为了在先进计算机环境支持下实现业务过程集 成与业务过程自动化而建立的可由工作流管理系统执行的业务模型。 这些不同的定义基本达成以下共识：工作流是业务过程的一个计算机实现， 而工作流管理系统则是这一实现的软件环境。这些工作流的定义分别反映了业 务过程如下几个方面的问题：即业务过程是什么、怎么做、由准来做、做得怎 样等。 ( 2 ) 工作流模型 工作流模型是工作流的抽象表示，也即业务过程的抽象表示。工作流模型 应陔完整地提出支持工作流定义的概念，为建模用户提供工作流定义所需要的 组件或元素。工作流模型必须首先描述清楚一个业务过程是怎样进行的，因此 许多工作流模型都从对过程的描述入手，如流程图、状态图、活动网络图等， 但此类模型比较简单，不能处理复杂的过程逻辑，缺乏柔性。w i n o g r a d 与f l o r e s 在语言行为理论的基础上提出了一种基于对话的工作流模型“。这种工作流模 ) 艘从客户方与服务方这两个角色之间的语言行为交互上对工作流过程进行了定 义，一个业务过程由多个行为工作流环组成，这些工作流环之间存在着某种依 赖关系。p e t r i 网也被用来建立工作流模型。除此之外，还有许多其它形式的 l 作流模型如：活动树模型，a n d r e a sg e p p e r t 等提出的b r o k e r s e r v i c e s 模型等。 为了便1 二交互和在不同格式的模型之间实现相互的转换，有的模型还提出了规 范的描述语言，比较典型的有工作流管理联盟提出的w p d l “( w o r k f l o w p r o c e s sd e f i n i t i o nl a n g u a g e ) ，m mf l o w m a r k 的f d l 等。 ( 3 ) 工作流系统的实现方案 确定一个工作流系统的实现方案需要选择系统所基于的底层通讯基础结构 以及系统各组成部分之间的协作过程。以下是几种典型的工作流管理系统实现 方案：i b m 公司的a l m a d e n 研究中心研究开发的基于持久消息队列的分布式工 两l e 丁业大学顺。i 学位论文 第一章绪论 作流管理系统e x o t i e a f m q m ( f l o w m a r k o nm e s s a g eq u e u em a n a g e 0 “3 、佐治哑 大学讨算机系研究开发的具有自适应能力的工作流管理系统一 m e t e o r ( m a n a g i n ge n d - t o e n do p e r a t i o n s ) ”“、基于分布式主动数据库技术的工 作流管理系统一w i d e ( w o r k f l o wo i li m e l l i g e n ta n dd i s t r i b u t e dd a t a b a s e e n v i r o n m e n t ) 。”以及基于状态与活动图的工作流管理系统- - m e n t o r ( m i d d l e w a r e f o re n t e r p r i s e w i d ew o r k f l o wm a n a g e m e n t ) 。 1 3 本文研究的内容 近年柬，西工大积极参与航空企业的制造信息化过程建设，并积累了较丰 富的技术经验。本论文就是在所开发的某航空企业科研项目的基础上，对企业 工作流应用程序开发过程中涉及到的相关问题进行的研究，主要内容包括： ( 1 ) 企业自定义工作流模型的建立 为了实现业务流程自定义，开发者首先需要对企业的业务过程进行建模。 本文在工作流模型的建立方面首先介绍了几种常见的过程建模方法，然后对企 业工作流模型的组成，模型之间的相互关系，过程模型、组织模型的建立方法 等问题进行了讨论。 ( 2 ) 业务流程自定义的实现方法 本文在工作流自定义的实现技术上主要讨论如何在网络协同工作环境下， 构建工作流运行的软件环境。在介绍了简单工作流设计方法之后，本文对基于 l o t u sd o m i n o 的流程白定义设计方法进行了分析，详细讨论了业务流程灵活定 制所需的各设计元素的实现情况。 ( 3 ) 自定义应用程序的实现方案 在讨论了企业自定义工作流模型的建立与业务流程自定义的实现方法之 后，本文结合丌发某机制造公司办公自动化系统的实际项目经历，对企业自 定义工作流应用程序的实现方案进行了分析。 西北工业大学lit)l -t : 学位论文 第 一 章绪 论 作 流 管理 系 统e x o t ic a /f m q m ( f lo w m a r k o n m e s s a g e q u e u e m a n a g e r ) 1 、 佐治 qe 大 学 计 算 机 系 研 究 开 发 的 具 有 自适 应 能 力 的 工 作 流 管 理 系 统 一 m e te o r ( m a n a g in g e n d -t o - e n d o p e r a tio n s ) ， 、 基 于 分 布 式 主 动数 据 库 技 术的 工 作流管理系统一wii ) e ( w o r k fl o w o n i n t e l l i g e n t a n d d i s t r i b u t e d d a t a b a s e e n v i r o n m e n t ) 以及 基于状态与活动图的 工作流管理系统 一m e n t o r ( m i d d l e w a r e f o r e n t e r p r i s e - w i d e w o r k fl o w m a n a g e m e n t ) o 3 .本文研究的内容 近年来， 西工大积极参与航空企业的制 造信息化过程建设，并积累了较丰 富的 技术经验。本论文就是在所开发的某航空企业 科研项目 的基础上， 对企业 工 作流应用程序开 发过程中涉及到的 相关问 题进行的 研究， 主要内 容包括: (1 ) 企业 自 定义工作流模型的建立 为了实 现业务 流程自 定义， 开发者首先需要对企业的业务过程进行 建模。 本文在1 . 作流模型的建立方面首先介绍了几种常见的过程建模方法，然后对企 业工 作流模型的组成， 模型 之间的 相互关系，过程模型、 组织模型的建立方法 等问题进行了讨论。 ( 2 ) 业 务流 程自 定义的 实现方法 本文在工作流自定义的实现技术上主要讨论如何在网络协同工作环境下， 构建工作流运行的软件环境。在介绍了简单工作流设计方法之后，本文对基于 l o t u s d o m in 。 的流程自 定义设 计方法 进行了 分析， 详细讨论了业务流程灵活定 制所需的各设计元素的实现情况。 ( 3 ) 自 定义应用程序的实现方 案 在讨论了企业自 定义工作流模型的建立与 业务流程自 定义的实现方法之 后，本文结合开发某 匕 机制造公司办公自动化系统的实际项目经历，对企业 自 定义工作流应用程序的实现方案进行了分析。 西 北 丁 业 大 学 硕 士 学 位 论 文第二章 丁作流自定义模型的建立 第二章 工作流模型的建立 2 . 1工作流模型与建模方法概述 国际工作流管理联盟将工作流建模定义为:包括过程定义和对工作流程及 相应 执行步 骤的 建模，目 的是将一个现实生活中的 业务流程转变为一个规范化 的过 程描述。目 前， 工作流的 建模方式主要分两类 ( 如图2 . 1 所示) : 一阶段建 模和两阶段建模。前者是完成业务系 统到工 作流 模型的一次性直接映射，而 后 者却分两步来走:第一步先建立一个全面的业务流程模型;第二步再细化为一 个或多个工作流模型，其中每个工作流模型都是基于前面第一步全局化的业务 流程。从应用的角度来看，两阶段工作流模型方式越来越受到人们欢迎。 一、- - - - - ， / 企业的/ / ak t1 frfr-3c 图2 . 1两种工作流的建模方式 在两阶段建模中，业务流程建 模一般是用来 分析和设计业务流程系统的组 成框架， 通过系统运行提供的反馈信息来更好地规划业务流程， 实现流程重组， 此类建模属于宏观建模的范畴。而工作流建模是一种微观的建模方法，主要侧 重十 业务流程的 执行，建模阶段详细的分析和设计即可 直接指导系统的运 行。 这样看来，从抽象的业务流程建模逐步过渡到具体的工作流建模就显得十分自 然，并带来不少的好处: 扮 建立业务流程模型， 对整 个业务系统能 有一 个较全面的认识; 2 )对局部的业务过程可分别进 行工作流建 模，便于控制系统的复杂 程度; 3 )一个业务流程模型对应于局部多个不同的工作流模型， 可提高建模的灵 活性和可重用性 。 西 北 下业 火 学 硕卜 学 位 论 文 第二章 工作流自定义模型的建; , 2 .2企业业务流程建模方法 面向企业的业务流程建模，指定义一个企业业务处理的过程:根据特殊的 参与者行为及他们在组织的职能信息以组织实体和职能角色的形式表现出来， 但不依赖于特定的参与者。该方法较好地综合了企业地各种重要知识与信息: 业务流程和工作流 ( 做什么，wh a t ) ;行为和行为之间的工作流程 ( 如何做， h o w) :手工或自动化行为的参与者 ( 谁来做，wh o m) ;行为执行的时间约束 ( 何时做，wh e n ) ;工具 ( 用什么来做，wi t h wh a t me a n s ) 。其最基本的指导 思想在于:业务流程的改 变独立于个体工作行为的改 变。以下简要介绍 几种具 有代表性的业务流程建模方法。 2 . 2 . 1 . 基于语言行为理论的工作流模型 在基于语言行为理论的一 作流模型中，业务过程被分解为一系列的对话协 作过程，而每一次对话协作过程被表示为一个闭合的行为工作流环 ( a c t i o n w o r k f l o w l o o p ) 。 作为工作流 模型的基本组 成元素， 工作流坏连接了客户方与服 务方两类角色，被四个语言行为分为四个阶段，如下图所示: 需要价段协商阶段 _ 一书卜- 一 厂 -一 、 客户方服务方 一满 真 矿 一瑞 阶 段 图2 .2工作流环 服务方在执行任务的 过程中， 还可以向 其他人发出 新的请求以帮助自 己完 成对客户方的承诺，原来的服务方成为其他人的客户方，其他人将为这 一 新的 客户方提供服务，从而形成一个新的闭环，此闭环与前面的闭环相互连接。如 此延拓下去， 多个不同角色的人将被涉及进来为 最初的 客户提供服务，一个业 务过程最终被表示为 一个由 多个闭合的行为工作流环相互连接而成的网 络。 基于语言 行为理论的建模方法适于处理非结构化的工作流，不适用于比较 固定的业务过程，并月 . 支持层次化建模的能力不足口 西北t业大学硕士学位论文 第二章 工作流自定义漠型的建立 2 . 2 . 2 . 基于活动网络的过程模型 基本的 活动网 络图采用两类元素来建模 业务过程。第一类元素称为结点 代表业务过程中完成具体业务功能的活动。第二类元素称为连接弧，代表活动 之间的控制流，即活动之间的执行顺序和约束关系。为了描述活动之间更为复 杂的连接关系，常常需要对活动网络图进行扩展，增加建模元素和模型元素的 属性 ，以弥补其描述能力的不足，如在节点中引入逻辑结点，在连接弧上增加 触发条件。逻辑结点包括与结点、或结点、汇合结点等，这些结点不完成具体 的业务功能，而仅实现活动之间的控制逻辑。 活动网络图相对于在其他不同结构的过程模型 ( 如 p e t ri 网、语义一 行为模 型等)来说，可读性最好， 对于非 专业人 员来说是一种最直观、最自 然的 过程 表达方式，因此上是一种最常见的工 作流建模方法。 此类工作流模型适合于 流 程较为固定、异常情况较少的生产型工作 流的 建立， 有利于企业规范自身的内 部流程。需要说明的是，此类模型对异常情况的处理不够灵活，同时当系统功 能发生变化时，模型修改的 工作量比 较大。 下图给出 了采用扩展的 活动网 络图 建立的原料采购过程工作流模型: -洲碗1勺丫1.的 -径 硒一 产l b- 1 一 粉 nll fl “ “ 泣 困 一 二 批 ):_ _戈 经理 否决 $ ; 护ir5 i 肥r_ 十! * - ir 2 止 一 座o - 丫 l 三- 布让今 ,no 命 匣n- 1ii r 7 sr 图2 . 3基于活动网络图的原 料采 购过程工 作流模型 西北工业大学硕_ 厂 学位论文 第二令 工作流自定义模型的建立 2 . 2 . 3 . 基干 p e t r i 网的工作流模型 p e t r i 网是一种适用于多种系统的图形化、数学化建模工具，为描述和研究 具有并行、 异步、 分布式和随机性等特征的复杂系统提供了强有力的手段。 p e t r i 网 在业务过程的形式化表示、正确性证明、 性能评 价和模型优化等方面有 着重 要的应用。 对于比较简单的业务，可以使用基本的p e t r i 网进行描述。对于复杂的业务 过程，通常根据实际的应用领域定义相应的 p e t r i 网模型，典型的有 e l l i s 定义 的信息控制网i c n( i n f o r ma t i o n c o n t r o l n e t ) 和 a a l s t 定义的工作流网( wf - n e t ) . _ !_ 作 流网 ( w f - n e t ) 通过对基本的p e t r i 网 添加约束条件而来， 具体来说: 工作 流网必须有一个起始点和一个终止点，进入起始库所的托肯代表着一个过程实 例的开始，而进入终止库所的托肯表明一个过程实例的结束。另一方面，工作 流网 不存在处于孤立状态的活动与条件，所有的活动与条件都位于由 起始点 到 终止点的 通路上。使用工作流网 来建立工作流模型时， 采用库所表示过 程中的 条 件， 变迁节点表示过程中的 可执 行活动， 库所中的 托肯 代表一 个过程实例t3 . 状态。为了便于用户建模，对于流程中常见的的顺序、并行、选择和重复执行 等过程逻辑，可以构造结构化组件来实现，如下图所示: ( a ) 顺 序 a 1 在- s p li t a 肛卜j oi n ( b ) 并 行 o r -s p l i to r - j o i n ( , ) i 挣 ( d ) 重 复 图 2 .4四种执行结构的p e t ri表示 p e t r i 网 具有丰富 而严格的 模型语义，同时 作为一种图形化语言又 具有直观 易懂的特点。 作为一 种基于状态方法， 基于p e t r i 网的建 模方法明 确定义了 模型 两北下业大学硕十学位论文第二章 1作流自定义模型的建l 元素的状态，并且其演进过程也是受状态驱动的。需要特别说明的是，与其他 工作流模型相比， 基于p e t r i 网的工作流模型有许多成熟而强有力的分析技术与 手段，可以用来对工作流过程的一些基本要求进行分析验证。 以上工作流模型主要是对业务过程结构的形式化描述，缺少对数据资源和 执行者组织结构的描述，为了适应大规模、动态变化的企业应用，必须对其进 行扩展。 2 . 3 企业工作流实体建模方法 为了 完整地表达一个业务过程， 建立的 工作流模型不仅需要明确地表达业 务过程中的活动以及活动之间的关系，而且还要对活动间所传递的信息、活动 的执行实体、活动所需要的资源等进行定义。在微观层次上，我们可更清晰地 勾勒出企业业务流程模型 ( 如图 2 . 5 所示)的 基本特征来， 其涉及的 基本 概念 可简单描述如下: 活动 ( a c t v i t i e s ) 任何 个业务流 程都可以分解到最基本的 行为步