【正文】 業(yè)需求為目標的，然而，現(xiàn)實世界中的各個企業(yè)的經(jīng)營過程是無時無刻不在變化和調(diào)整中的，以便適應(yīng)瞬息萬變的市場。工作流及工作流管理系統(tǒng)之所以能為企業(yè)信息化系統(tǒng)所使用究其原因也在于此。 進入二十一世紀以來，工作流技術(shù)已被越來越多的人認可，與之相關(guān)的標準規(guī)范、工作流引擎及商業(yè)產(chǎn)品不勝枚舉。 緒論 工 作 流 （ Workflow ） 是 一 類 能 夠 完 全 或 者 部 分 自 動 執(zhí) 行 的 經(jīng) 營 流 程（ BusinessProcess），根據(jù)一系列流程規(guī)則，文檔、信息或任務(wù)能夠在不同的執(zhí)行者之間傳遞、執(zhí)行。工作流管理系統(tǒng)使商業(yè)流程以合理有效的方式實施，保證正確的信息在正確的時間到達正確的信息處理者，它更加有效的融入商業(yè)流程管理，將人們從繁雜的工作中解脫出來，提高商業(yè)流程管理的正確性、高效性和工廠、企業(yè)的 生產(chǎn)效率。 從現(xiàn)有的工作流產(chǎn)品來看 ,許多工作流產(chǎn)品都在不同程度上提供了對外部工具的集成功能，部分產(chǎn)品還提供了基于表單的應(yīng)用邏輯的定制和開發(fā)環(huán)境。因此，對于簡單的應(yīng)用(例如公文流轉(zhuǎn)、訂單的審批等 )，這些產(chǎn)品是合適的。 本文在對工作流技術(shù)進行深入的分析和研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計了輕量級工作流管理系統(tǒng)作為解決方案，它有別于傳統(tǒng)的工作流管理系統(tǒng)，在設(shè)計上從夠用、靈活和低成本的原則出發(fā) ,不追求工作流管理系統(tǒng)功能的完備和復(fù)雜 ,只是實現(xiàn)其中必不可少的功能和特征；在使用上更加簡單。 目前，在全球范圍內(nèi)，對工作流技術(shù)的研究以及相關(guān)產(chǎn)品的開發(fā)進入了一個 繁榮階段，更多更新的技術(shù)被集成進來， Inter 服務(wù)、數(shù)據(jù)庫、電子郵件、移動式計算、文件管理等都已被容納到工作流管理系統(tǒng)之中。經(jīng)歷了二三十年的發(fā)展，工作流產(chǎn)品基本上確定了它在計算機應(yīng)用軟件市場上的獨立位置，在工作流這一框架下，比較基本的、主要的研究內(nèi)容包括以下幾個方面： （ 1）工作流管理系統(tǒng) 體系結(jié)構(gòu)的研究； （ 2）工作流模型與工作流定義語言； （ 3）工作流的事務(wù)特性：研究目的在于將高級事務(wù)處理技術(shù)與工作流管理技術(shù)相結(jié)合，用良好定義的模型語義與恢復(fù)機制來更好地支持企業(yè)的經(jīng)營過程，提高工作流系統(tǒng)的可靠性與實用性； （ 4）工作流的實現(xiàn)技術(shù)：包括面向?qū)ο蠹夹g(shù)、異構(gòu)分布式計算、圖形用戶界面、消息通信、數(shù)據(jù)庫、 WWW 等在內(nèi)的與工作流管理系統(tǒng)的設(shè)計實現(xiàn)有關(guān)的各項技術(shù)、方法；（ 5）工作流的仿真與分析方法； （ 6）工作流的集成與互操作技術(shù)：研究異構(gòu)應(yīng)用系統(tǒng)的集成以及不同工作流管理系統(tǒng)之間的互操作問題； （ 7）工 作流與經(jīng)營過程重組：研究如何通過工作流管理系統(tǒng)的實施來有效地實現(xiàn)企業(yè)的經(jīng)營過程重組。在經(jīng)營過程中采用工作流管理系統(tǒng)的企業(yè)仍只是一少部分，而且這些系統(tǒng)的應(yīng)用范圍也很有限， 并不能全方位地支持企業(yè)的關(guān)鍵業(yè)務(wù)流程。 (2)統(tǒng)一的標準。在這種缺乏標準的狀況下，用戶一旦選定一種產(chǎn)品之后，就很難再過渡到其他同類產(chǎn)品之上了。盡管工作流管理聯(lián)盟的成立有助于改善這種情況。 (3)提高系統(tǒng)開發(fā)的效率。比如，對外部的應(yīng)用系統(tǒng)進行封裝、建立工作流運行所必須的分布計算環(huán)境、設(shè)計開發(fā)相應(yīng)的用戶界面等等。另外，工作流管理系統(tǒng)的實施給企業(yè)帶來的不僅僅是技術(shù)上的變化，同時也會對企業(yè)原有的管理制度造成一定的影響，這也是對企業(yè)的一種沖擊。目前尚沒有一種工作流產(chǎn)品或原型系統(tǒng)能夠在過程執(zhí)行的可靠性與一致性方面達到與關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)同水平的功能。 (5)工作流仿真評價方面的研究還處于萌芽階段。因為人們難以預(yù)料所部署的工作流過程將有可能出現(xiàn)怎樣的結(jié)果，它有哪些不 合理的地方，其性能指標如何，這一切都必須等到實際運行以后才能由工作流管理系統(tǒng)所記錄的數(shù)據(jù)中獲得，顯然，這并非是一種合理的方式。 本課題的研究正是針對 (2)(3)兩個亟需解決的方面而提出的，專注于構(gòu)建輕量級工作流管理系統(tǒng)，而面向?qū)ο蠹夹g(shù)及設(shè)計模式的發(fā)展為本課題的研究提供了必要條件。具體的研究內(nèi)容包括： WfMC 的工作流標準，工作流參考模型，閱讀并分析了大量有關(guān)工作流技術(shù)的資料及學(xué)術(shù)論文，對工作流技術(shù)的概念、特點進行詳細的討論和分析。 本文共分四部分 ，具體的內(nèi)容組織如下： 第一 部分 ：緒論 。 第二 部分 ：工作流技術(shù)概述。 第三 部分 ：輕量級工作流管理系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)。 第 四部分 ：論文總結(jié)。 最后是參考文獻和致謝。工作流技術(shù)的出現(xiàn)和迅速發(fā)展為企業(yè)戰(zhàn)略的實施提供了重要的技術(shù)支持。在某企業(yè)或機構(gòu)中，它能夠?qū)崿F(xiàn)業(yè)務(wù)目標和策略的相互連和活動集，如公文處理流程、投保過程、銀行客戶的取款過程等工作流（ Workflow）：工作流是面向特定應(yīng)用的業(yè)務(wù)流程的抽象務(wù)流程的整體地或部分地自動化處理，文檔、信息或任務(wù)按照一動從一個參與者傳遞給另一個參與者處理。它提供的服務(wù)包括：過程模型的解釋、過程實例的控制（活、暫停、終止等）、在過程各活動之間的游歷（控制條件的計的傳遞等）、參與者的 加入與退出、生成工作項通知用戶進行處流控制數(shù)據(jù)和工作流相關(guān)數(shù)據(jù)的維護、調(diào)用外部應(yīng)用和訪問工作據(jù)等。 過程定義（ Process Definition 也稱過程建模）：計算機所能識別的的形式化描述，用來支持運行過程的自動化。 工作流模型（ Workflow Model）：工作流模型是對工作流的抽象表是對經(jīng)營過程的抽象表示。 活動（ Activity）：活動是工作流中一些邏輯步驟或環(huán)節(jié)的工作任分為手工操作和自動處理兩類。 流程實例（ Process Instances）：流程實例是實際運行中的一個業(yè)每個實例代表一個能獨立控制執(zhí)行、具有內(nèi)部狀態(tài)的線程。從參與者的角度來說，實實際上是由參與者處理他所涉及的那些環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)，完成該環(huán)節(jié)之后由 WFMS 根據(jù)相應(yīng)結(jié)果激活后續(xù)環(huán)節(jié)，同時通知后續(xù)參與行處理，由此依次反復(fù)直至整個流程完成。 工作項（ Workitem）：可被工作流參與者執(zhí)行的活動實例的表示動實例通常產(chǎn)生一個或幾個工作項，工作項通過賦予相關(guān)參與者表而被參與者所感知。 路由（ Routing）：工作流實例中任務(wù)間的關(guān)系，基本的路由關(guān)系（ Sequence）、選擇（ Choice）、派生（ Fork）、合并（ Merg（ Synchronization）等。 發(fā)展與產(chǎn)品 工作流技術(shù)的起源可以追溯到上個世紀 80 年代初期，一些公司、企業(yè)建立了自己專用的或者可商品化的表單傳遞應(yīng)用系統(tǒng) (Forms routing applications)，通常運行在大型機或小型機上，用于實現(xiàn)日常表單處理的電子化與自動化。這種系統(tǒng)可以看成是現(xiàn)代工作流管理系統(tǒng)的一個雛型。這些公司就是開拓工作流產(chǎn)品市場的先驅(qū)者。這種集成化軟件系統(tǒng)為企業(yè)簡化與重組自己的關(guān)鍵業(yè)務(wù)流程提供了一種非常合適的方案，但是限于當(dāng)時的計算機發(fā)展水平，它所集成的功能較為簡單而已。它的成立標志著工作流技術(shù)在計算機應(yīng)用研究領(lǐng)域之中被明確地劃分出了自己的一席之地，相應(yīng)的概念與術(shù)語也有了標準。同時，隨著計算機的普及、網(wǎng)絡(luò)的延 伸，現(xiàn)代企業(yè)的信息資源越來越表現(xiàn)出一種異構(gòu)、分布、松散耦合的特點，企業(yè) 的分散性、 決策制定的分散性、對日常業(yè)務(wù)活動詳盡信息的需求以及 Client Server 體系結(jié)構(gòu)、分布式處理技術(shù) (CORBA， WWW， OLE， JAVA)的日益成熟，都說明了這樣一個事實：集中式信息處理的時代已經(jīng)過去，實現(xiàn)大規(guī)模的異構(gòu)分布式執(zhí)行環(huán)境，使得相互關(guān)聯(lián)的任務(wù)能夠高效運轉(zhuǎn)并接受密切監(jiān)控已成為一種趨勢。這樣的一個轉(zhuǎn)變，把工作流技術(shù)帶入了一個嶄新的發(fā)展階段，使得人們從更深的層次、更廣的領(lǐng)域 上對工作流展開了研究。工作流技術(shù)的研究方向主要集中在以下幾個方面： （ 1）分布式系統(tǒng)； （ 2）構(gòu)件化設(shè)計，主要為了增強系統(tǒng)的擴展性； （ 3）基于事件的工作流管理系統(tǒng)； （ 4）基于 Web 的工作流系統(tǒng)，這種 B/S 結(jié)構(gòu)系統(tǒng)逐漸成為當(dāng)前的主流； （ 5）支持動態(tài)建模的工作流系 統(tǒng)； （ 6）異常的處理和錯誤恢復(fù)問題； （ 7）融入事務(wù)管理概念； （ 8）支持各種平臺，如移動嵌入式系統(tǒng)平臺； （ 9）支持離線操作； （ 10）支持定制界面。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) .代表產(chǎn)品有 FileNet 的 Visual WorkFlo，IBM 的 FlowMark， InConcert 的 InConcert。這種類型的產(chǎn)品都已實現(xiàn)了與一種或多種電子郵件系統(tǒng)的集成。 (3)基于 Web 的工作流系統(tǒng) —— 通過 WWW 來實現(xiàn)任務(wù)的協(xié)作。許多供應(yīng)商紛紛開 發(fā)新產(chǎn)品或者在原有產(chǎn)品的基礎(chǔ)上增加對 Web 的支持。 (4)群件與套件系統(tǒng) —— 依據(jù)劃分標準，這一類產(chǎn)品與前面 3 種有很大程度的重疊，但是在這里卻有必要把它們單獨劃分成一類，因為這類產(chǎn)品都需要依賴自己系統(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。 工作流管理系統(tǒng)（ WfMS， Workflow Management System）是指運行在一個或多個工作流引擎的軟件上用于定義、實現(xiàn)和管理工作流運行的一套軟件系統(tǒng)，人機交互，推進工作流實例的執(zhí)行，并監(jiān)控其工作狀態(tài)。 工作流管理系統(tǒng)的功能 每個業(yè)務(wù)過程都有一個生命周期，從幾分鐘到幾天（甚至數(shù)月），由過程的復(fù)雜性與組成活動的持續(xù)時間來決定。因此， WfMC 參考模型從各種角度考慮工作流管理系統(tǒng)，希望提供各種不同的實現(xiàn)技術(shù)、運行環(huán)境。所有的工作流管理系統(tǒng)都相同的特性，即為下邊的三個功能提供支持： (1)建立時期（ Buildtime）功能，定義、模擬工作流過程，及其組成活動。在這個階段，通過使用一個或多個分析、建模和系統(tǒng)定義工具，把實際中的業(yè)務(wù)過程轉(zhuǎn)變成形式的、計算機可以處理的定義。在本文中，稱為“過程定義（ process definition）”?？梢杂梦谋尽D形或者語言符號來表示過程定義； (2)運行時期（ Runtime）控制功能，在運行環(huán)境中管理工作流過程，管理不同活動執(zhí)行順序。這些運行時期的過程控制功能就象過程定義中描述的過程與現(xiàn)實所見到的實際過程間的鏈接，反映在運行時期的與用戶和 IT 應(yīng)用程序間的交互。引擎經(jīng)常是分布在多個計算機平臺上的，用來處理地理上分布的操作過程； (3)運行時期與用戶、 IT 應(yīng)用程序（工具）的交互。制定標準的框架來支持這種交互，可以在多工作流系統(tǒng)中使用一致的接口，可以開發(fā)工作于不同工作流產(chǎn)品中的通用應(yīng)用工具。 圖 22 工作流管理系統(tǒng)特性圖 工作流管理系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu) 盡管市場上的工作流產(chǎn)品是各種各樣的，但是已證明可以構(gòu)建一個通用的工作流系統(tǒng)實現(xiàn)模型，這個模型可以適用于市場上的大多數(shù)產(chǎn)品，因此為開發(fā)協(xié)同工作的工作流系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)?？赡芤孕问竭^程定義語言、對象關(guān)系模型、簡單的系統(tǒng)、腳本、或者在參與者間進行信息傳遞的路徑集為基礎(chǔ)。包括過程的開始和結(jié)束條件、組成活動、在活動間進行導(dǎo)航的規(guī)則、需執(zhí)行的用戶任務(wù)、可能會被調(diào)用的應(yīng)用程序、所有工作流相關(guān)數(shù)據(jù)的定義等。從而使過 程定義，在與具體活動或信息對象相關(guān)的組織實體和角色功能方面十分詳細。過程定義與（運行時期）工作流相關(guān)數(shù)據(jù)協(xié)作，一同用來控制過程中活動的、提供活動的進入與退出條件、不同活動的并行執(zhí)行、順序執(zhí)行選項、用戶任務(wù)、與每個活動相關(guān)的 IT 應(yīng)用程序等。 (2)過程定義工具 過程定義工具是以計算機能夠處理的形式進行過程的描述。對于最簡單的系統(tǒng)，也可以采用腳本或一組路徑選擇命令的方式來描述信息在不同的參與者之間的傳遞。如果是后者，則該工具必須能夠提供和理解工作流管理系統(tǒng)所使用的特定格式的過程定義，即不同的過程定義工具可以輸人輸出相同格式的過程定義信息，同一工作流產(chǎn)品可以運行不同過程定義工具產(chǎn)生的過程定義信息。因此，工作流 接口的標準化和規(guī)范化非常必要。工作流執(zhí)行服務(wù)通過一個或多個工作流引擎為過程實例和活動的執(zhí)行提供運行環(huán)境，主要完成以下功能： 1)過程定義的實例化：解釋已由過程定義工具產(chǎn)生的需要執(zhí)行的過程定義，根據(jù)過程定義和過程執(zhí)行所需要的初始條件和執(zhí)行參數(shù)，初始化過程執(zhí)行環(huán)境； 2)控制過程實例和活動實例的狀態(tài)轉(zhuǎn)換； 3)為過程執(zhí)行導(dǎo)航：依據(jù)過程定義和工作流相關(guān)數(shù)據(jù)來導(dǎo)航過程實例， 如根據(jù)過程定義中的起始和結(jié)束條件啟動和結(jié)束過程實例；根據(jù)活動間的關(guān)聯(lián)和轉(zhuǎn)移條件決定需要開始執(zhí)行的下一個或多個活動等等； 4)與外部資源的交互：工作流執(zhí)行服務(wù)與外部資源的交互方式主要有兩種，即活動參與者應(yīng)用接口和應(yīng)用程序調(diào)用接口。而對于需要調(diào)用相應(yīng)應(yīng)用程序、組件或 Web services 來自動化完成的情況，應(yīng)該采用標準化的接口或中間件性質(zhì)的代理方式，其中代理方式更為靈活，不同的應(yīng)用只需進行相應(yīng)的二次開發(fā)即 可實現(xiàn)自動調(diào)用； )維護工作流控制數(shù)據(jù)和工作流相關(guān)數(shù)據(jù)：過程實例在執(zhí)行的過程中需要維護不同過程和活動實例的內(nèi)部狀態(tài)信息，以及工作流引擎用于協(xié)調(diào)和恢復(fù)的各種檢查數(shù)據(jù)和恢復(fù) /重啟信息等，還包括需要向用戶傳遞和用戶輸入的相關(guān)數(shù)據(jù)。 WfMC 對工作流引擎的定義是：為工作流實例提供運行時期的執(zhí)行環(huán)境的軟件服務(wù)器或引擎。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)