1、中图分类号：TP3 论 文 编 号 ：10006GS0921G87专业硕士学位论文工作流平台的设计与实现作 者 姓 名 肖 丽 华学 科 专 业 软件工程指 导 教 师 谭 火 彬李 小 华培 养 院 系 软件学院The Design and Implementation of the workflow platformA Dissertation Submitted for the Degree of MasterCandidate：XiaolihuaSupervisor：TanhuobinLixiaohuaSchool of Software Beihang University, Bei
2、jing, China硕 士 学 位 论 文工作流平台的设计与实现摘 要根据国资委发展战略，中国的企业要做大做强，尤其是国有集团型企业，大型集团型企业管理结构面临重大的调整，要重组整合优化资源。同样，集团型企业的信息化也需要进行相应的适应性调整。其中，作为办公自动化系统也是一样，较大的企业多有自己的办公系统，也有很多新扩展的分支没有 OA，平台和标准的不统一会导致管理的分散。这样就需要针对集团型企业的特点建立办公系统的建设及推广的原则、标准及实施策略。因此，支持流程自动化处理的办公软件工作流平台便应运而生。本课题将详细阐述工作流平台研发的相关技术，设计实现及项目应用。针对多个企业对流程自动化系
3、统需求的调查分析，在微软工作流引擎的基础上开发了工作流平台软件。该软件提供了流程绘制，流程测试，流程监控，流程分类，数据迁移，邮件服务，权限管理等功能。该平台产品目前已经通过严格的测试，并被应用于实际项目中。产品运行良好，极大的提高了工作效率。经过几次搜集反馈和应用中的需求变更，产品也有过几次版本的改良和提升，现在工作流 4.0 版本的产品已经趋于稳定。希望可以在更多公司和项目中得到推广和使用。作者主要负责此系统中流程设计和流程管理模块的业务需求分析，系统设计与实现，和整个系统的测试工作，以及实施阶段的售后技术支持工作。本文将对工作流平台的流程设计模块，流程管理模块，公共组件模块，权限管理模块
4、进行研究、设计和开发。关键词：流程自动化，工作流平台，流程设计AbstractAccording to the development strategy of the SASAC, Chinas enterprises become bigger and stronger to face a major adjustment, especially state-owned group enterprise, the management structure of the large-scale group enterprise, to reorganize the integration an
5、d optimization of resources. Similarly, a group enterprise information technology also requires corresponding adaptation. Which, as an office automation system is the same, large enterprise multi-office systems, there are a lot of new expansion branch no OA, platforms and standards are not unified m
6、anagement will lead to the dispersion. This office building and promotion of the characteristics of the group enterprise to establish the principles, standards and implementation strategies.The topics to be elaborated workflow platform for research and development of related technologies, design and
7、 project applications. Demand survey analysis of process automation systems for several companies in the Microsoft workflow engine based on workflow platform software development. The software provides a process to draw, process testing, process monitoring, process classification, data migration, ma
8、il services, rights management and other functions.The platform products through rigorous testing, and is used in the actual project. Good run, greatly improved work efficiency. After a few times to collect feedback and application needs change, and also the improvement and upgrading of several vers
9、ions of workflow 4.0 version of the product has been stabilized. I hope more companies and projects to promote and use.The platform products through rigorous testing, and is used in the actual project. Good run, greatly improved work efficiency. After a few times to collect feedback and application
10、needs change, and also the improvement and upgrading of several versions of workflow 4.0 version of the product has been stabilized. I hope more companies and projects to promote and use.The author is mainly responsible for the process design and business process management module in the system requ
11、irements analysis, system design and implementation, and testing of the entire system, and the implementation phase of the after-sale technical support work. This article will process design workflow platform module, process management module, the public component modules, permissions management mod
12、ule for research, design and development.Key words：Process Automation，Workflow Platform，Process Design目 录摘 要 .5Abstract 6第一章 绪论 .11.1 课题背景及意义 .11.1.1 课题背景 .11.1.2 课题意义 .11.2 工作流软件的现状分析 .21.2.1 工作流软件国外研究现状 .21.2.2 工作流软件国内研究现状 .31.2.3 工作流软件现状小结 .31.3 研究内容及技术实现 .4第二章 工作流平台软件需求分析 .62.1 流程设计工具用例包 .62.1.1
13、 基本元素定义 .72.1.2 状态定义 .82.1.3 活动定义 .82.1.4 相关规则定义 .92.1.5 新建流程用例 102.1.6 打开流程用例 112.1.7 定制流程用例 122.1.8 保存流程用例 132.1.9 删除流程用例 142.1.10 另存流程用例 .142.2 流程执行引擎用例包 162.2.1 任务委托用例 162.2.2 请求处理用例 172.2.3 流程加载用例 172.2.4 执行服务用例 182.2.5 状态管理用例 182.2.6 日志管理用例 192.3 流程监控工具用例包 192.3.1 状态检测用例 192.3.2 流程诊断用例 202.3.3
14、 日志查询用例 21第三章 系统总体设计 224.1 工作流平台总体功能 224.2 系统相关技术 234.2.1 引擎 234.2.2 开发平台 244.2.3 面向服务架构 SOA 254.3 系统架构的技术实现 284.4 工作流平台软件硬件 30第四章 系统详细设计 324.1 流程设计模块的设计 324.2 流程管理模块的设计 344.3 公共组件模块的设计 374.4 权限管理模块的设计 394.5 工作流与业务系统集成设计 414.6 工作流平台数据库设计 43第五章 系统测试与运行 475.1 测试的目标 475.2 测试的方法和流程 475.3 测试内容 .475.3.1 集
15、成测试 475.1.4 典型的测试用例以及结果 48第六章 工作流平台应用 536.1 应用案例 536.2 用户报告 536.2.1 项目介绍 536.2.2 实施情况 536.3 用户意见 55总结与展望 .56参考文献 .57致谢 .59北京航空航天大学硕士学位论文1第一章 绪论1.1 课题背景及意义1.1.1 课题背景十一五建设期间，企业的基础设施的技术已经基本完成，投资重点向软件和服务转移，工业化与信息化的融合被提升到更高的高度，信息化工作已经从支撑企业价值转变为直接参与创造企业价值。企业逐渐从信息化绩效和价值的视角来审视、管理信息化建设和应用，更加注重信息化投资的效果。企业在建设有
16、效益的信息化方面，把效益提高当作一个动态过程。从一开始追求成本降低、人员减少等自动化效益，向实现信息整合、信息资源开发利用为主的信息效益转变，最终实现由信息化推动和支持过程创新带来的变革效益。中国大型企业信息化发展，将不断提高信息化与工业化融合水平，从实现信息技术与管理的融合，向实现信息化战略与企业战略的融合转变，向信息化模式与企业商业模式的融合转变。从技术创新、业务创新、管理创新、战略创新向引领产业变革，转变经济结构，提高国家竞争优势的目标不断迈进。中国石化从 02 年以来 ERP 为主线的信息化建设的过程中，坚持“六统一” 、 “三结合”的建设原则，对重大项目实行集中决策、统一部署和建设实
17、施，使信息化建设逐步从分散走向集中，有力地促进了信息化建设的快速健康发展。中国石化迎合市场需求，适时调整自身的企业战略，企业的重组与兼并，业务流程的不断调整与创新，这些产业变革的同时对信息系统建设提出了严峻的挑战-信息系统对业务流程调整的适应性如何？1.1.2 课题意义XX 公司自主研发的工作流软件平台，旨在为业务系统提供一套集流程定制、流程控制、流程监控为核心的流程管理软件。最大可能的降低流程改变对业务系统的影响。自 2009 年流程定制工具作为 EPM 系列产品中的一个小工具逐步在公司 OA、石化审计项目中得到应用，随着项目的应用效果逐步被用户接受，不断有更多的项目（如财务整合系统、采购电
18、子商务系统、合同管理项目、制度化管理等等）提出更深层次的需求。结合公司产品化的工作目标及货架式技术路线，希望通过流程定制系统开发在满足现有公司 OA、审计、财务整合、电子商务等项目需求的基础上，为将来可以逐步抽第一章 绪论象出独立的局部可复用的工具产品留出扩展空间，为丰富公司的产品级构件库奠定基础；逐步形成货架式技术为公司今后产品项目开发提供方便。1.2 工作流软件的现状分析工作流（Workflow）就是工作流程的计算模型，即将工作流程中的工作如何前后组织在一起的逻辑和规则在计算机中以恰当的模型进行表示并对其实施计算。工作流要解决的主要问题是：为实现某个业务目标，在多个参与者之间，利用计算机，
19、按某种预定规则自动传递文档、信息或者任务。1.2.1 工作流软件国外研究现状在国外，工作流技术出现的比较早。很多大公司和教育科研机构竞相推出各自的工作流产品。一时间出现了许多大大小小的工作流引擎。但是这种局面带来的后果是不同公司的工作流管理系统各自定义自己的接口，不同的工作流系统之间无法正常的通信，因此早在 1993 年，国际工作流管理联盟（WfMC）的成立标志着工作流技术开始进入相对成熟的阶段。为了实现不同工作流产品之间的相互协作，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定制了一系列标准，并给出了工作流的统一定义。目前工作流技术与信息技术以及企业管理紧密结合，已经悄
20、悄渗入 MIS 系统， ERP 系统和 CRM 系统等企业级关键系统中，并迅速成为这些系统的核心，实现了对企业业务的全局的整体性的管理。工作流产品方面，由于工作流产品存在巨大的市场潜力，各大公司纷纷推出自身的支持工作流技术的产品。工作流的产品的市场每年以两位数的速度增长。在国外的工作流产品中比较著名的有 IBM 公司的ALMDEN 研究中心的 Exotica、佐治亚大学计算机系的 Meteor，WIDE 以及 Mentor 等研究项目。这些技术各有各的特点，Exotica 是基于持久信息的分布式工作流管理系统，Meteor 是具有自适应能力的管理系统， WIDE 则对分布式主动数据库的技术方面
21、有更好的应用，Mentor 是一个基于状态和活动图技术的工作流管理系统。基于这些核心技术之上，根据所实现的业务过程大体上可以将工作流额产品分为管理型工作流、设定型工作流、协作型工作流、生产型工作流。根据底层的实现技术可以将工作流分为以通讯为核心、以文档为核心和以过称为中心的三种。相对于工作流产品市场的繁荣，工作流的相关理论性研究显得有些滞后，但是随着计算机技术的发展和企业对信息化需求的提高，在上世纪 90 年代工作流技术的理论北京航空航天大学硕士学位论文3研究开始得到了众多高等院校和研究机构的重视，国际上有欧共体自助的 WIDE 工作流开发计划，荷兰埃因霍温科技大学 W.M.P.ban der
22、 Aalst 带领的团队对工作流网的研究；HP 公司对事务工作流，工作流资源管理技术等的研究。1.2.2 工作流软件国内研究现状国内工作流技术的应用相对要晚得多。从 2001 年后开始，有关“一站式服务” ，“并联审批”这些新的应用逐渐登录国内的 OA 电子政务市场，透露出国内工作流系统的市场需求。不过，这方面还依然属于刚刚起步状态，特别在电子政务应用中，有很多因素导致其进展的很缓慢。但自从 2002 年 5 月份，深圳采用了深圳电子公文交换规范 ，国家也加强了这方面的规范制定，2003 年中，国家的公文交换规范初稿出台。虽然可实用价值还待商讨，但至少表明这方面的应用也会在近两三年内逐渐铺开。
23、今年的 Web Service 技术的发展，也推动了 integration 技术的发展。在这方面，国内目前几乎没有可与国外竞争的产品。国外的某些基于 BPM 的产品也瞅准了国内系统整合这块市场，开始大举进入。早前国内的电子政务市场基本都被国外的产品所主导，但自从“主控式”整合流程应用深入到“一站式服务” 、 “并联审批”这些系统应用中后。出现了国内国外产品同台竞争的局面。但是，由于国外的很多工作流产品采用是国际性通用标准，在处理国内 OA 办公系统中的时候，出现了或多或少的尴尬局面。目前这方面应用的国内产品还是较少，但很多公司都意识到这块市场的未来价值，积极研发这方面的产品。不过很遗憾的是，
24、很多公司的产品依然采用自主式的流程描述，而且依然在早先固有的模式中寻找出路，这会导致在未来发展中，离标准越来越远。在国内也有一些机构从事工作流相关理论性的研究，但是由于没有形成统一的联盟和标准组织，产品和成果零散，发展缓慢。吴澄院士和清华大学的范玉顺教授就工作流技术的理论基础、工作流建模与仿真、工作流引擎的执行与效率分析、工作流管理系统的实现等，展开了工作流技术在现代集成制造系统应用上的研究，并实现了基于Web 和 CORBA 的工作流管理系统。而清华大学史美林教授则对工作流的实现技术、工作流的异常处理及恢复等提出了独到的看法，同时也实现了基于互联网的工作流处第一章 绪论理系统。1.2.3 工
25、作流软件现状小结如果数据库系统像受人尊敬的智者讲述的条理清晰的故事，那么工作流就像一群乳臭未干的小子在大谈各自的“哲理” 。之所以这样讲，工作流系统还处于技术发展曲线上的初级阶段。在这个领域我们将面临一个激动人心的阶段。为了描述这一点，可以将工作流和关系数据库系统做一个对比。当在软件开发团队中谈论数据库系统时，大部分人会有一个清晰的概念，在你和他们交流的时候，人们会通过轻微的点头表示认可或理解你所说的。可当使用工作流术语讨论工作流时，他们会摇头表示不同意，因为每个人对工作流术语都有不同的理解。总之，随着工业与信息化的持续融合，流程自动化已经扩展到所有企业应用领域，企业需要一套稳定的工作流平台软
26、件来支撑企业信息系统自动化的可持续发展。1.3 研究内容及技术实现对比了国内国外工作流软件现状，我们的工作流平台软件基础研究内容如下所述：（1）构建能够与其他业务系统集成使用、为业务系统提供流程管理服务、符合石化业务特点的流程设计器。预置常用的流程模板，如：报销流程、请假流程等模板。（2）开发与业务系统集成需要的接口。图 1 工作流与业务系统集成图北京航空航天大学硕士学位论文5业务系统按照下列规则提供，用于工作流运转所需的业务系统数据。例如流程节点上参与者信息需要业务系统提供用户、角色、岗位或动态返回参与者。接口清单如下： 获取所有用户 获取所有角色 获取所有岗位 扩展参与者组以下接口由工作流
27、工具按照下列规则提供，用于业务系统在合同送审、合同变更时，启动工作流或合同审批、合同分发时推进工作流。接口清单如下： 启动流程 流程推进 停止流程 获取已处理任务 获取待处理任务 获取流程实例执行情况 获取流程数据 获取节点路由信息 获取参与流程人员列表 获取流程模板列表第二章 工作流平台软件需求分析第二章 工作流平台软件需求分析可以规纳一下，任何工作流系统或子系统无非包括以下三个部分，如下面表 1 描述表 1 工作流功能需求表子系统 业务模块 备注流程配置 流程定义、节点定义、路由定义、流程数据、角色定义、个性化表单工作流的客户端，可采用图形化界面或表单界面实现。流程启动 流程启动、节点选择
28、、人员选择 与业务模块结合最紧密的部分，走流程的业务均由此启动。流程审批 待办事项、已办事项、办结事项、提交、打回、会签、自由流转、选举、转发、子流程工作流启动后，各个环节的流转全依赖此，是工作流的引擎，最核心的部分。流程维护 流程数据维护，流程分类管理，流程监控、流程纠错查看审批中或通过的所有流程，对审批结束的流程可以归类，出错的流程纠错后也可重新发起。权限系统 业务权限2.1 流程设计工具用例包、(from UseCase)、7图 2 流程设计工具用例包2.1.1 基本元素定义基本元素定义：用户使用此功能定义业务流程中出现的基本元素，例如：报表、组织或组织报表的组态等等，并可以为这些基本元
29、素选择匹配的图形，例如 用圆圈代表报表。参与者：具有流程设计工具基本元素定义权限的用户；事件流：如图3、 、 、图3 基本元素定义事件流前置条件：用户已登录流程设计系统，并且拥有流程设计工具的基本元素定义的功能权限；触发条件：当用户点击菜单或工具栏内的基本元素定义的功能；后置条件：当用例结束后，系统保存了工作流工具中的基本元素信息，这些信息在工作流执行引擎中也是可以识别的。非功能性需求：输入的元素名称内不能包含特殊字符，如&部门 2 或者部门 2部门 3；13 审批流程属性流程名称：有意义的名称；是否生效：默认为生效；生效的审批流程才可控制报表的审批过程；2.1.8 保存流程用例保存流程：用户
30、使用此功能完成一份流程档案的保存工作；参与者：具有流程设计工具保存功能权限的用户；事件流：、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 图 8 保存流程事件流前置条件：用户已登录流程设计系统，已经新建或打开一份流程档案，并且拥有保存的功能权限；触发条件：当用户点击菜单或工具栏内的保存流程的功能；后置条件：当用例结束后，应给予用户保存成功或失败的反馈，倘若失败显示失败原因。第二章 工作流平台软件需求分析非功能性需求：保存一份流程档案保证在 30 秒内完成，并给予进度条反馈。2.1.9 删除流程用例删除流程：用户使用此功能完成删除一份或多份流程档案的工作。参与者：具有流程设计
31、工具删除功能权限的用户。前置条件：用户已登录流程设计系统，并且拥有流程设计工具删除流程的功能权限；触发条件：当用户点击菜单或工具栏内的删除流程的功能；后置条件：当用例结束后，刷新显示删除后的允许删除的流程档案。非功能性需求：初始查询应在 30 秒内内完成并配有反馈进度条；排序、过滤保证客户在 10 秒内看到结果。数据：流程编号：流程的唯一内码；流程名称：有意义的名称，不能包含特殊字符2.1.10 另存流程用例另存流程：用户使用此功能完成复制一份与源流程档案完全相同的流程档案，另存时自动产生新的流程编号，并重新填写流程名称；参与者：具有流程设计工具另存功能权限的用户；事件流：15、 、 、 、
32、、 / 、 、 、 、 、 、 、 图 9 另存流程事件流前置条件：用户已登录流程设计系统，并且拥有流程设计工具另存流程的功能权限；触发条件：当用户点击菜单或工具栏内的另存流程的功能；后置条件：当用例结束后，提示另存成功或失败的原因，关闭另存窗口。非功能性需求：输入的流程名称内不能包含特殊字符，如&“。数据：流程名称：有意义的名称，不能包含特殊字符；所属企业：只读，当前系统的企业；创建人：取登录用户；创建时间：取得当前系统时间。第二章 工作流平台软件需求分析2.2 流程执行引擎用例包、 、 、图 10 流程执行引擎用例包2.2.1 任务委托用例任务委托：当某个模型产生工作项时，引擎会把委托人的
33、工作项自动委托给被委托人，该工作项以后将由被委托人来处理；用户可以查询自己的任务列表，并从任务列表链接到待处理的流程环节中去，方便用户快捷的工作，委托任务由流程执行引擎在执行服务时，根据流程状态的变化自动产生。参与者：任务相关的用户。事件流：如图 14、图 11 任务委托事件流17触发条件：当用户查询任务列表；后置条件：链接到某地址，通过请求处理用例得到当前流程所处的状态，得到用户活动、状态等环境变量，从而对用户活动进行相应的权限控制；数据：任务列表应保留任务历史信息，并对任务进行分类，已处理、未处理；方便用户查询2.2.2 请求处理用例请求处理：流程执行引擎根据业务系统客户端提交的基本信息，
34、来加载匹配的流程档案，如果接收参数里表明用户发起了某项活动，应执行服务，修改流程状态，并返回当前流程的状态信息，方便客户端以此为依据进行相应的权限控制。参与者：业务用户事件流：如图 15、图 12 请求处理事件流前置条件：业务系统客户端对工作流执行引擎提交某项请求；例如用户选择了某张报表展示时，应该将用户、组织、报表等当前环境信息通过请求处理服务提交给工作流执行引擎，并加载匹配的流程，返回当前流程的状态信息，从而进行客户端活动的权限控制；触发条件：符合业务系统客户端与工作流引擎交互的条件时；后置条件：当用例结束后，应根据客户端提交的参数，自动加载匹配的流程档案，并根据参数判断是否触发流程的状态
35、变化。2.2.3 流程加载用例流程档案加载：根据环境变量动态加载匹配的流程档案；例如请求处理的参数包第二章 工作流平台软件需求分析含 部门：计划处 报表：可控费用申报表等信息，自动匹配现有的流程档案，如：计划部 可控费用申报-财务部 差旅费审批表。前置条件：请求处理服务正常提出流程加载申请；触发条件：请求处理提出流程加载申请；后置条件：当用例结束后，应根据请求处理服务的参数，判断是否触发流程的状态变化，并返回流程状态等环境信息。2.2.4 执行服务用例执行服务：根据业务系统客户端的提交的活动驱动流程档案的状态改变，并生成相应的委托任务。例如：部门：计划处 报表：可控费用申报表执行了送审活动，执
36、行服务将把其状态从未送审修改为已送审，并对流程中的下一个环节 财务部 差旅费审批表自动生成委托任务，相关用户在任务列表中会看到此项任务。事件流：如图 17、图 13 执行服务事件流前置条件：请求处理服务正常提出执行服务申请；触发条件：请求处理提出执行服务申请；后置条件：当用例结束后，应通过请求处理服务对业务系统客户端返回流程状态等环境信息。2.2.5 状态管理用例状态管理：执行服务根据接收参数动态调整流程的状态信息，状态管理服务对其进行版本管理，保留流程变化的历史状态，为流程监控工具提供了状态查询接口。19前置条件：请求处理服务提出当前状态查询；流程监控工具提出当前或历史状态查询；触发条件：接
37、收到状态查询请求；后置条件：业务系统客户端通过返回的状态情况，对用户活动进行相应的权限控制。2.2.6 日志管理用例日志管理：执行服务根据接收参数动态调整流程的状态信息，并生成日志，日志管理服务对其进行管理，保留流程变化的历史日志，为流程监控工具提供了日志查询接口。前置条件：流程监控工具提出当前或历史日志查询；触发条件：接收到日志查询请求。数据：日志信息可以存放在数据库中或以文档形式存在，定期自动执行归档管理。2.3 流程监控工具用例包、(from UseCase)、图 14 流程监控工具用例包2.3.1 状态检测用例状态检测：用户可以使用状态检测功能即时查询关注的流程所处的当前状态，有无异常。图形化的展示方便快捷，如果需要还可以在状态检测的过程中调用流程诊断程序，对常见的问题形成分析报告，便于用户决策。参与者：业务系统用户、系统管理员。事件流：第二章 工作流平台软件需求分析、 、图 15 状态检测事件流前置条件：用户具有相应权限；触发条件：当用户点击状态检测按钮；后置条件：根据需要可调用流程诊断功能。2.3.2 流程诊断用例流程诊断：用户可以调用流程诊断程序，对关注的流程现有状态进行诊断，对常见的问题形成分析报告，便于用户决策。参与者：业务系统用户、系统管理员。前置条件：用户具有相应权限；触发条件：当用户点击流程诊断按钮。
