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\o"管理培訓(xùn)"清華領(lǐng)導(dǎo)力培訓(xùn)機(jī)電之家本文主要從三個(gè)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(tái)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(gè)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(gè)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(duì)這些系統(tǒng)的功能、特點(diǎn)等有一具清晰的認(rèn)識(shí)，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(duì)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\o"管理工作"工作流指的是在實(shí)際\o"銷售工作"工作過程中會(huì)反復(fù)重復(fù)、嚴(yán)格按照某個(gè)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\o"信息管理"信息可以通過對(duì)業(yè)務(wù)過程進(jìn)行詳細(xì)的\o"財(cái)務(wù)分析"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\o"財(cái)務(wù)工作"工作流則是針對(duì)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(shí)才能確定，同時(shí)在執(zhí)行過程中間還可能會(huì)發(fā)生一些意外的情況。這種動(dòng)態(tài)多變的特點(diǎn)在提供更高靈活性的同時(shí)，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\o"管理"管理與映像\o"企業(yè)管理"管理\o"財(cái)務(wù)系統(tǒng)"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(duì)象。各環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)對(duì)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(duì)象的值作為控制條件、或者依此數(shù)據(jù)對(duì)象組裝成其他的數(shù)據(jù)對(duì)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(kù)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\o"營(yíng)銷方法"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(gè)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(kù)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(duì)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(dòng)的與目標(biāo)拉動(dòng)的前者指的是從過程的開始逐步地一個(gè)環(huán)節(jié)一個(gè)環(huán)節(jié)的執(zhí)行，當(dāng)某個(gè)活動(dòng)實(shí)例被處理完之后，后續(xù)的有關(guān)活動(dòng)將被創(chuàng)建并被激活，由此直至整個(gè)工作\o"流程管理"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(dòng)的WfMS中，一個(gè)業(yè)務(wù)流程被看成是一個(gè)目標(biāo)。過程實(shí)例執(zhí)行時(shí)，該目標(biāo)將被分解得到多個(gè)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(gè)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(gè)過程也就完成了。目標(biāo)拉動(dòng)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(shí)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\o"財(cái)務(wù)管理"管理系統(tǒng)將最終成為覆蓋于各類臺(tái)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(gè)層次深入介紹了該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

1、引言

在一個(gè)組織內(nèi)部存在著兩種\o"房地產(chǎn)信息"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(duì)數(shù)據(jù)信息的計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)（即：數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)）經(jīng)過多年的\o"發(fā)展戰(zhàn)略"發(fā)展已經(jīng)成熟。對(duì)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\o"企業(yè)發(fā)展"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(gè)從模型建立、管理到運(yùn)行、分析的完整框架。同時(shí)，工作流管理系統(tǒng)（Workflow

Management

System

，WFMS）通過一套集成化、可互操作的\o"管理軟件"軟件工具為這個(gè)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(tái)式機(jī)與\o"網(wǎng)絡(luò)管理"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(gè)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(gè)人之間的傳送。工作流管理聯(lián)盟(

Workflow

Management

Coalition

，WfMC)對(duì)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(dòng)化”。

她所要解決的主要問題是，“使在多個(gè)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(dòng)進(jìn)行，從而實(shí)現(xiàn)某個(gè)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(dòng)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(dòng)控制。工作流管理系統(tǒng)通過計(jì)算機(jī)\o"財(cái)務(wù)軟件"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(dòng)的。她的主要目標(biāo)是對(duì)業(yè)務(wù)過程中各步驟(或稱活動(dòng)、環(huán)節(jié))發(fā)生的先后次序，以及同各個(gè)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(dòng)化。當(dāng)然這種管理可能會(huì)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(gè)只有幾人的工作組，也可以大到政府、\o"企業(yè)"企業(yè)組織各個(gè)\o"培訓(xùn)機(jī)構(gòu)"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(kù)、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(gè)整體。這樣，工作流管理系統(tǒng)就成為了一個(gè)理想的用來收容業(yè)務(wù)邏輯的業(yè)務(wù)知識(shí)倉(cāng)庫(kù)，并給予業(yè)務(wù)邏輯一個(gè)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(duì)組織生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)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(gè)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。

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(duì)現(xiàn)實(shí)的業(yè)務(wù)活動(dòng)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(duì)于建模工具而言一方面為用戶提供了一個(gè)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(chǔ)于工作流庫(kù)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(dòng)、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(dòng)；

提供用戶定義各模型單元屬性的對(duì)話框；

模型的保存與讀??；

支持多層次建模；

與外部自動(dòng)應(yīng)用的接口；

4.7工作流模型庫(kù)

工作流模型庫(kù)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(dòng)時(shí)工作流引擎將直接加載并將其實(shí)例化，同時(shí)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(duì)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(gè)工作流管理系統(tǒng)通?？梢园ㄒ粋€(gè)或多個(gè)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\o"經(jīng)營(yíng)管理"經(jīng)營(yíng)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\o"房地產(chǎn)經(jīng)營(yíng)"經(jīng)營(yíng)過程中，工作流引擎可以看成是一個(gè)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(gè)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€(gè)組織內(nèi)部的流動(dòng)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(gè)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(gè)軟件。

2）對(duì)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(dòng)實(shí)例和數(shù)據(jù)分發(fā)到各個(gè)工作流機(jī)中。

5）啟動(dòng)、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(duì)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