工作流管理系统体系结构设计

工作流管理系统体系结构设计

2010-04-30清华领导力培训机电之家

本文主要从三个层次深入介绍了工作流管理系统结构，工作流管理系统将最终成为覆盖于各类台式机与网络操作系统之上的业务操作系统，但工作流技术目前还不够完善。深入研究工作流管理系统模型和各大主流工作流管理系统基础上设计一套全面系统结构。

工作流管理系统是一个软件系统，它完成工作量的定义和管理，并按照在系统中预先定义好的工作流逻辑进行工作流实例的执行。工作流管理系统不是企业的业务系统，而是为企业的业务系统的运行提供了一个软件的支撑环境。

目前已有上百种声称具有工作流管理功能的商品化软件或原型系统。为了对这些系统的功能、特点等有一具清晰的认识，可以根据工作流过程本身的特点、系统建模的方式、所使用的底层支撑技术、以及工作流过程的执行方式等的不同而对它们进行相应的分类如下：

1、结构化的与即席的

结构化工作流指的是在实际工作过程中会反复重复、严格按照某个固定的步骤进行的业务过程。定义此种工作流所需要的各种类型的信息可以通过对业务过程进行详细的分析而得到，从而得到完整的过程定义并在以后的应用过程中反复使用。大量的办公程序，如公文处理、审批等都属此类。即席工作流则是针对那些重复性不是很强或没有重复性的工作流程的，关于这类流程执行所需的有关参数(如参加者等)事先无法确定，而必须推迟到过程实例运行时才能确定，同时在执行过程中间还可能会发生一些意外的情况。这种动态多变的特点在提供更高灵活性的同时，也为过程的建模与执行带来更多的复杂性。

2、面向文档的与面向过程的

前者的侧着点在于将电子形式的文档、图像等在有关的人员之间进行分发，以便能够得到不同人的处理与审阅。现有的文档管理与映像管理系统均属此类。在面向过程的WfMS中，工作流被描述成一序列执行环节。与各环节相应都有待处理的数据对象。各环节的数据对象可以按不同的方式分发到其他环节中去，如可以将数据对象的值作为控制条件、或者依此数据对象组装成其他的数据对象等。高端的WfMS一般都属此类系统。

3、基于邮件和基于数据库

前者使用电子邮件来完成过程实例执行过程中消息的传递、数据的分发与事件的通知。低端的系统所使用的经常就是此种方法，它可以充分发挥电子邮件系统在广域环境下的数据分发功能，但整个系统将运行于一种松散耦合的模式下。在基于数据库的WfMS中，所有的数据都保存在某种类型的DBMS中，过程的执行实际上就是对这些数据的查询与处理。高端的大规模系统所使用的一般都是此种方法。

4、任务推动的与目标拉动的

前者指的是从过程的开始逐步地一个环节一个环节的执行，当某个活动实例被处理完之后，后续的有关活动将被创建并被激活，由此直至整个工作流程的完成。这是目前大多数面向过程的WfMS所使用的执行方式。而在目标拉动的WfMS中，一个业务流程被看成是一个目标。过程实例执行时，该目标将被分解得到多个相互之间按一定约束条件的关联起来的可执行的多个环节，其中各环节还可以当成是子目标而进一步进行分解。在各环节均执行完毕之后，整个过程也就完成了。目标拉动是一种全新的执行方式，下一代的WfMS将具有此种特征。应该说明的是：上述分类只是从不同的角度入手的。一般来说，后面那些特点将给WfMS带来更好的灵活性，同时也将成为那些能够支持跨机构的大规模复杂工作流管理、面向关键任务的WfMS不可缺少的特征。

工作流管理系统将最终成为覆盖于各类台式机与网络操作系统之上的业务操作系统，但工作流技术目前还不够完善。本文深入研究工作流管理系统模型和各大主流工作流管理系统的基础上设计了一套功能全面的工作流管理系统体系结构。本文主要从该体系结构的三

个层次深入介绍了该系统结构。

1、引言

在一个组织内部存在着两种信息：一种是数据信息，另一种是业务信息。在组织之间也同样存在着两种信息：一种是数据信息，另一种是业务往来信息。如果这两种信息用计算机系统来管理，前一种属于组织内部的信息系统，后一种属于B2B电子商务系统。目前对数据信息的计算机管理系统（即：数据库管理系统）经过多年的发展已经成熟。对业务过程的计算机管理系统由于比较复杂，可变因素较多，难度大，因此发展还不成熟。工作流技术作为现代组织实现过程管理与过程控制的一项关键技术，为组织的业务处理过程提供了一个从模型建立、管理到运行、分析的完整框架。同时，工作流管理系统（Workflow Management System ，WFMS）通过一套集成化、可互操作的软件工具为这个框架提供了全过程的支持。Thomas Koulopoulos曾预言：工作流管理系统将最终成为覆盖于各类台式机与网络操作系统（如：Windows，Unix，Windows NT）之上的业务操作系统BOS（Business Operating System），它将带来操作系统的一次革命。但是目前工作流技术无论从理论上还是从实践都还不够完善，要实现Thomas Koulopoulos的预言可能还需有一段路要走。本文主要介绍了由作者独立设计一套工作流管理系统体系结构，以供工作流技术爱好者参考。

2、工作流管理系统的基本概念

顾名思义，工作流就是工作任务在多个人或单位之间的流转。在计算机网络环境下，这种流转实际上表现为信息或数据在多个人之间的传送。工作流管理联盟( Workflow Management Coalition ，WfMC)对工作流的定义是：“业务过程的部分或全部在计算机应用环境下的自动化”。她所要解决的主要问题是，“使在多个参与者之间按照某种预定义规则传递的文档、信息或任务的过程自动进行，从而实现某个预期的业务目标，或者是促使此目标的实现”。

工作流管理系统就是通过管理一序列的工作活动以及相关人员、资源、信息技术资料来提供业务处理程序上的自动控制。工作流管理系统通过计算机软件来定义、管理和执行工作流程。在工作流管理系统中计算机运用程序的执行顺序是由工作流逻辑的计算机描述来驱动的。她的主要目标是对业务过程中各步骤(或称活动、环节)发生的先后次序，以及同各个步骤相关的人力、资源、信息资料的调用等进行管理，从而实现业务过程的自动化。当然这种管理可能会在不同的信息及通信环境下实现，所涉及的范围可以小至一个只有几人的工作组，也可以大到政府、企业组织各个机构之间。工作流管理系统将人员、组织结构、设备资源、信息源（如数据库、文件系统、电子邮件、计算机辅助设计工具等）整和成一个整体。这样，工作流管理系统就成为了一个理想的用来收容业务逻辑的业务知识仓库，并给予业务逻辑一个易操作易控制的界面。

工作流管理系统的最大优点就是实现具体应用逻辑和过程逻辑的分离，实现在不修改具体功能的情况下，通过修改业务流程模板来改变系统的功能，完成对组织生产经营过程的部分业务或全部业务的集成管理，有效的把人力资源、物质资源和信息组织在一起，发挥最大的效能。

3、工作流管理系统体系结构

工作流管理系统在实际运用中一般分为三个阶段：工作流建模阶段，工作流模型实例化阶段和工作流执行阶段，如图1。在工作流建模阶段主要通过工作流建模工具完成业务流程的模型建立，将实际的业务操作流程转为为计算机可模拟处理的工作流模型；在模型实例化阶段主要通过工作流引擎完成具体业务流程的实例化，为具体业务流程办理流转提供工作流相关数据和工作流控制数据，并为业务流程的办理提供所需要资源（如人力资源和物料、设备资源等）；工作流执行阶段主要完成业务流程的执行，重点是完成人机交互和系统内部应用或外部应用程序的调用。