工作流参考模型分析

工作流参考模型分析∗
王利霞
北京工业大学，北京市 100022
摘要：工作流技术从起源到现在已有三十年的发展历史，为了规范工作流技术的管理，1993年成立了工作流管理联盟（WfMC）。

WfMC统一了工作流的定义，制定了工作流产品结构和工作流参考模型等一系列的标准。

关键字：工作流工作流管理联盟(WfMC) 结构工作流参考模型
The Analysis of Workflow Reference Model
WANG Lixia
Beijing University of Technology, Beijing, 100022, China
Abstract：Workflow technology from origin to now have 30 years of history, in order to standardize the management of Workflow technology the Workflow Management Coalition (WfMC) was set up in 1993. WfMC unified the definition of Workflow, and developed the Workflow product structure and the Workflow Reference Model as a series of standards. Keywords：workflow; workflow reference model (WfMC); structure; workflow reference model
1 引言
工作流技术起源于二十世纪七十年代中期办公自动化领域的研究，由于当时计算机尚未在社会上普及，网络技术水平还很低以及理论基础匮乏，并且开发者还不了解群件技术的需求与缺陷，这项新技术并未取得成功。

1983年至1985年间，在图像处理领域和电子邮件领域出现了早期的含有工作流特征的商用系统。

这是因为图像处理许多时候需要流转和跟踪图像，工作流恰好迎合这种需求；增强的电子邮件系统也采用了工作流的思想，把原来点对点的邮件流转改进为依照某种流程来流转。

在这些早期的工作流系统中只有少数获得了成功。

进入九十年代以后，随着个人计算机、网络技术的普及和推广，以及信息化建设的日益完善，使得工作流技术的研究与开发进入了一个新的热潮。

工作流技术被应用于电讯业、软件工程、制造业、金融业、银行业、科学试验、卫生保健领域、航运业和办公自动化领域。

1993年8月,第一个工作流技术标准化的工业组织——工作流管理联盟（Workflow Management Coalition，简称WfMC）成立，标志着工作流技术开始进入相对成熟的阶段。

1994年，工作流管理联盟发布了用于工作流管理系统之间互操作的工作流参考模型，并且
作者简介：王利霞(1983-), 女, 河北省邯郸市, 汉, 硕士, 研究方向为智能信息系统。

为了实现不同工作流产品之间的互操作，WfMC在工作流管理系统的相关术语、体系结构及应用编程接口等方面制定了一系列标准。

与此同时，关于工作流技术的学术研究也十分活跃，许多原型系统在实验室里开发出来。

进入二十一世纪以来，工作流技术已被越来越多的人认可，与之相关的标准规范、工作流引擎及商业产品不胜枚举。

人们在开发推广工作流产品的同时，更加注重工作流的理论研究，以推动该项技术走向成熟。

2 工作流参考模型
2.1工作流技术中的概念
工作流技术中的术语很多，但最重要的就是工作流和工作流管理系统的这两个术语了。

工作流管理联盟（WfMC）对工作流的定义[１]:工作流是一类能够完全或者部分自动执行的经营过程,根据一系列过程规则,文档、信息或任务能够在不同的执行者之间传递、执行。

从工作流的定义可以看出:(1)、有多个参与者；(2)、按照一定的规则进行活动(传递文档、信息、任务等)；(3)、活动的推进是自动的或部分自动的。

工作流管理联盟对工作流管理系统的定义为[２]：工作流管理系统是一个软件系统，它负责工作流的定义和管理，并按照在计算机中预先定义好的工作流逻辑推进过程实例的执行。

工作流管理系统（Workflow Management System，WFMS）是通过对工作流程中涉及各步骤的人员和IT资源的合理调整，从而起到对工作流的定义、管理和实现的确定性作用。

工作流管理系统是支持企业实现业务过程管理和自动化的强有力的软件工具，它能完成工作流的定义和管理，并按照在计算机中预先定义好的工作流逻辑推进工作流实例的执行。

所以工作流是工作流管理系统的最重要的被管理的元素，就像表、试图是数据库管理系统的管理对象一样。

2.2工作流产品实现模型
尽管市场上的工作流产品是各种各样的，但是已经证明构建一个通用的工作流系统实现模型是可行的，这个模型可以与市场上的大多数产品相匹配，因此为开发协同工作的工作流系统奠定了基础。

把工作流系统中的主要功能组件和这些组件间的接口一样看成抽象的模型。

考虑到会有许多具体实现不同于这个抽象模型，因此，指定的接口可能是通过不同的平台和底层分配技术来实现的。

此外，并不是所有的开发商都会暴漏模型中功能组件间的每一个接口的；如果是多厂商集成支持的开放接口，这会通过同一层的不同规范来处理，规范会详细定义互操作功能。

通用工作流系统产品的主要组件如图1所示：
从图1中可以看出，通用模型主要有三种类型的组件组成：
1.软件组件：为工作流系统的各种功能提供支持。

2.各中类型的系统定义数据和控制数据：系统中的一个或多个软件构件使用的数据。

3.应用程序与应用程序数据库：外部系统或数据，被系统调用来完成整个或部分工作流管理的功能。

2.3工作流参考模型
工作流参考模型是通过确定通用工作流应用体系结构的接口得到的，这些接口可以使产品在不同的结构层次上协同工作。

所有工作流系统都包含一系列的公共组件，组件间采
用一套定义好的方式进行协作；不同的产品在这些公共的组件中会表现出不同的性能。

为了实现不同工作流产品间的协同工作，需要在这些组件间制定一套标准的接口和数据交换格式。

通过实现这些标准接口，可以达到产品间的协同工作，确定市场上产品能在各个层次上功能一致。

图2是工作流体系结构中的主要组件和接口。

管理员
图１通用工作流系统产品结构
2.3.1工作流参考模型的五类接口（Workflow API，WAPI）
接口1：工作流执行服务与工作流建模工具间的接口，为实现对工作流过程定义的访问(如建立、修改、删除等)提供了一致的方法。

接口2：工作流服务和用户应用之间的接口，这是最主要的接口规范，它约定所有客户方应用和工作流服务之间的功能访问方式。

接口3：工作流引擎和应用服务间的直接借口，其目标是集成工作流和其它应用服务而无需考虑原有工作流管理系统。

接口4：工作流管理系统之间的互操作接口，用于描述不同工作流产品的互操作性。

一般必须的互操作有两个主要方面：（1）流程定义或子集的公共解释；（2）运行时间对各种控制信息转换，和在不同实施服务之间传递工作流相关数据和应用数据的支持。

一个工作流引擎可以选择、实例化和执行其他工作流引擎所约定的流程定义。

接口5：工作流服务和工作流管理工具之间的接口，用于系统管理、应用访问工作流执行服务。

2.3.2系统各部分功能
（1）工作流执行服务
工作流执行服务是指由一个或者多个工作流引擎组成，以创建,管理和执行工作流实例，应用程序可能通过工作流应用程序接口（WAPI)）与这个服务进行交互。

工作流执行服务的主要功能是：解释流程定义，生成过程实例，并管理其实施过程；依据工作流相关数据实现流程活动导航，包括顺序或并行操作、期限设置等；与外部资源交互，完成各项活动；维护工作流控制数据和工作流相关数据，并向用户传送必要的相关数据。

工作流执行服务通过下面两种途径使用外部资源：用户应用接口：工作流引擎通过任务项列表管理资源，任务项列表管理器负责从任务项列表中选择并监督工作项的完成。

任务项列表管理器或用户负责调用应用工具。

直接调用应用接口：工作流引擎直接调用相应的应用来完成一项任务。

这主要是针对基于服务器的无需用户参与的应用，那些需要用户操作的活动则通过任务列表管理器来调用。

图2工作流参考模型——组件和接口
（2）工作流引擎
工作流引擎是指为工作流实例提供运行时执行环境的软件服务或“引擎”。

主要提供以下功能：对过程定义进行解释；控制过程实例的生成、激活、挂起、终止等；控制过程活动间的转换，包括串行或并行的操作、工作流相关数据的解释等；支持用户操作的界面；维护工作流控制数据和工作流相关数据，在应用或用户间传递工作流相关数据；提供用于激活外部应用并提供工作流相关数据的界面；提供控制、管理和监督的功能。

（3）过程定义工具
过程定义工具是管理流程定义的工具，它可以通过图形方式把复杂的流程定义显示出来并加以操作。

流程定义工具同工作流执行服务交互，为用户提供一种对实际业务过程进行分析、建模的手段，并生成业务过程的可被计算机处理的形式化描述（过程定义）。

这也是工作流系统建立阶段的主要任务。

不同的工作流产品，其建模工具输出格式是不同的。

接口1不仅使工作流的定义阶段和运行阶段分离，使用户可以分别选择建模工具和执行产品，并且提供了对工作流过程进行协同定义的潜在能力，这些产品提供了分布的运行服务。

（4）管理和监控工具
管理和监控工具主要负责对组织机构、角色等数据的维护管理和工作流实例的运行进行监控。

管理员可以通过工作流管理工具获得目前各个活动的运行情况报告，并可干预实例的推进。

（5）客户端应用
客户端应用是通过请求的方式同工作流执行服务交互的应用，也就是说是客户端应用调用工作流执行服务，客户端应用同工作流执行服务交互。

它提供给用户一种手段，以处理实例运行过程中需要人工参与的任务。

（6）调用的应用
调用的应用指工作流执行服务在过程实例运行过程中调用的、用以对应用数据进行处理的应用程序和Web服务。

2.4工作流参考模型的作用
关于工作流参考模型的作用，2004年大卫·霍林斯沃思（David Hollingsworth）在回顾工作流参考模型十年的历程时指出：工作流参考模型的引入为人们讨论工作流技术提供了一个规范的术语表，为在一般意义上讨论工作流系统的体系结构提供了基础；工作流参考模型为工作流管理系统的关键软件部件提供了功能描述，并描述了关键软件部件交互，而且这个描述是独立于特定产品或技术的实现的；从功能的角度定义五个关键软件部件的交互接口，推动了信息交换的标准化，使得不同产品间的互操作成为可能。

3 结束语
在本文中，我们介绍了工作流技术的起源与发展历史、工作流和工作流管理系统的定义、工作流实现模型，重点对工作流参考模型的组成部分及各组成部分的功能进行了详细的描述与分析。

最后还介绍了一下工作流参考模型的作用。

参考文献
[1] WfMC. Workflow Management Coalition Specification: Terminology &Glossary.Document Number
WFMC-TC-1011.Brussels.1996
[2] 顾君忠. 计算机支持的协同工作导论. 清华大学出版社 2002,11
[3] Workflow Management Coalition: The Workflow Reference Model (WFMC-TC00-1003 Issue 1.1).1995
[4] Workflow Management Coalition: Workflow Management Coalition Terminology and Glossary
(WFMC-TC-1011 Issue 3.0).1999
[5] David Hollingsworth: The Workflow Reference Model: 10 Years On; Workflow Handbook 2004:295-312;
2004.
[6] 范玉顺.《工作流管理技术基础》.清华大学出版社.2001,4。