第二讲工作流技术概述

东华大学计算机学院Chttp:/第二讲第二讲工作流技术概述工作流技术概述主要内容主要内容1、业务过程2、工作流l定义l元模型l工作流的特点3、工作流管理l工作流管理联盟4、工作流管理系统l定义l工作流的分类5、工作流关键技术流程的定义流程的定义 牛津英语大字典对“流程”或者“过程”（process）的定义是：一个或一系列有规律的行动，这些行动以确定的方式发生或执行，导致特定结果的出现一个或一系列连续的操作。1996年版现代汉语词典对流程的定义是：（1）水流的路程；（2）工业生产中，从原料到制成品各项工序安排的程序，也叫工艺流程。以上两个定义的差别是：一个定义为行动或操作的有规律的、连续的操作，活动（行动或操作）和程序是一体的；一个定义为工业生产活动的程序。本文采用牛津英语大字典对流程的定义，以便更加符合BPR的广义观点的内涵。企业中的工作流程的本质企业中的工作流程的本质企业中的工作流程是企业方法论的实践；流程的质量取决于企业的知识、经验和所有资源配置的具体结果；企业工作流程显现了为满足顾客的需求和实现企业自身目标，在企业的逻辑思维模式（企业与环境、企业内部等的逻辑关系）指导和现有的资源条件下实现产品或服务的一系列活动的实际过程。企业中的工作流程的细分企业中的工作流程的细分企业的工作流程可以分为经营流程、管理流程和业务流程。企业经营流程的内容为：价值、目标、产品定位、资源配置计划、基本流程确定及考评政策和原则。企业管理流程内容包括：人力资源管理流程、技术及设施管理流程、质量管理流程、财务管理流程及考评管理流程等。企业业务流程包括：市场营销流程、设计开发流程、生产工作流程、质量管理流程、销售管理流程、储运管理流程、财务管理流程、服务管理流程等。经营流程、管理流程和业务流程之间的关系是：经营流程决定业务流程的方向，管理流程是战略流程和业务流程的支撑。业务过程的定义业务过程的定义业务过程（BusinessProcess，BP）是为了实现一定的经营目的而执行的一系列逻辑相关的活动的集合，业务过程的输出是满足市场需要的产品或服务。即在部分或者全部组织机构和人员的参与下，利用企业资源（包括所需的处理设备、计算机软硬件、信息库和知识库等等），按照预先确定的业务规则在参与者和组织机构之间进行文档、信息和任务的传递，并进行日常任务处理和经营决策，从而实现预定的经营目标。业务过程的业务过程的生命周期生命周期企业业务流程是有生命周期的，可以分为四个阶段：识别需求、设计流程、执行并优化流程、流程重组。企业业务流程生命周期的第一阶段是识别需求，必须清晰地定义客户的需求，由此开始企业基本流程的策划；业务流程生命周期的第二阶段是企业依据自身的资源，设计实际运行的企业业务流程；业务流程生命周期的第三阶段是严格执行流程，进行流程优化，实施流程管理；业务流程生命周期的第四阶段是流程重组，当顾客需求发生变化，或者企业自身的资源配置发生根本变化时，原有流程已经不适用，企业必须进行流程重组。业务过程的基本要素业务过程的基本要素（1）实现目标（Goal）；（2）一组活动（Activity）；（3）一组参与人（Participant）；（4）一些业务规则（BusinessRule）；（5）一些应用代理（ApplicationAgent），比如应用程序或者应用系统；（6）一些业务对象（BusinessObject），比如文档、表单、零部件等；（7）一些信息/知识资源。工作流的含义工作流的含义 工作流是针对工作中具有固定程序的常规活动而提出的一个概念，通过将工作活动分解成定义良好的任务、角色、规则和过程来进行执行和监控，达到提高生产组织水平和工作效率的目的，工作流技术为企业更好地实现经营目标提供了先进的手段。从开发技术的层面来看从开发技术的层面来看 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，按某种预定规则自动传递文档、信息或者任务。工作流管理联盟工作流管理联盟 工作流管理联盟（WorkflowManagementColition,WfMC）是1993年成立的，当时该领域已经出现了大量的类似产品，不同的企业对工作流有着自己的理解，为了理顺这样的混乱局面，WfMC就应运而生了，它的成立标志着工作流技术开始进入了相对成熟的阶段。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。工作流管理联盟给出的工作流定义工作流管理联盟给出的工作流定义 工作流是一类能够完全或者部分自动执行的经营过程，它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进行传递与执行。该定义该定义3个要点个要点 i.工作流是由一系列的任务和人组成，由一个人完成的单项任务不是工作流。ii.任务的路由是有逻辑的，能够以“串行或并行”的方式表现。iii.任务必须要有明确的、共同的目标或结果，一组不相关的人和任务不可能形成工作流。IBM 给出的工作流定义给出的工作流定义 工作流是经营过程的一种计算机化的表示模型，定义了完成整个过程所需要的各种参数。这些参数包括对过程中每一个步骤的定义、步骤间的执行顺序、条件以及数据流的建立、每一步骤由谁负责以及每个活动所需要的应用程序。Amit Sheth的定义的定义 工作流是涉及到多任务协调执行的活动，这些任务分别由不同的处理实体来完成。一项任务定义了需要做的某些工作，它可用各种形式来进行定义，包括在文件或电子邮件中的文本描述、一张表格、一条消息以及一个计算机程序。用来执行任务的处理实体可以是人，也可以是计算机系统（比如一个应用程序、一个数据库管理系统）。W.M.P.Van derAalst的定义的定义工作流是一系列工作的偏序集。工作的序列可以有多种方式，比如工作X与Y满足X；Y当且仅当X在Y开始之前就已经就绪。范玉顺老师给出的定义范玉顺老师给出的定义 工作流是一种反映业务流程的计算机化的模型，它是为了在先进计算机环境支持下实现经营过程集成与经营过程自动化而建立的可由工作流管理系统执行的业务模型。工作流的特点工作流的特点 l自动与协调“自动”（automate）是工作流的一个特征，但这主要是指它自动进行的特征，而不是说没有人的参与。工作流实际上是一个人-电脑协调的混合过程，在一个实际的工作流中，通常总有些步骤是人完成的。协调是工作流管理的一个目标或者特征，这包括了人与人、人与电脑，电脑（软件）之间等多种层面的含义。l监察与控制监察（Monitoring）与控制（Contorl）是工作流系统的重要功能与特征。这不仅包括对正在发生的业务过程（工作流），还包括它的定义或改变（比如BPR的过程）。这是工作流系统带给我们的明显好处之一。l标准化工作流的概念被明确提出并得到重视的同时，人们就认识到了“标准化”在其中的重要性，有关工作流的标准开发和推广，基本是与“工作流”的开发和推广同步进行的。工作流管理（工作流管理（WFM）工 作 流 管 理（Workflow Management,WFM）是人与电脑共同工作的自动化协调、控制和通讯，在电脑化的业务过程上，通过在网络上运行软件，使所有命令的执行都处于受控状态。在工作流管理下，工作量可以被监督，分派工作到不同的用户达成平衡。工作流管理系统工作流管理系统 工作流管理系统（Workflow Management System,WfMS），是以流程描述文件作为输入的软件组件，它执行、维护流程的运行状态，并在人和应用之间分派活动。工作流管理系统的主要功能是通过计算机去定义、创建、执行和管理工作流实例，协调工作流执行过程中工作之间以及与参与者之间的信息交互，并在适当的时候引用外部应用程序。工作流管理系统主要功能工作流管理系统主要功能 工作流管理系统主要提供以下三方面的功能支持：过程定义功能，即在系统创建时对工作流程及其组成活动的定义和建模。运行控制功能，即在运行环境中管理工作流过程，对工作流过程中的活动进行调度。交互功能，即在工作流运行中，提供人员与计算机应用工具之间的交互协调功能。三个主要功能之间三个主要功能之间 工作流管理系统的应用工作流管理系统的应用 工作流管理系统在实际系统中的应用一般分为三个阶段：即模型建立阶段、模型实例化阶段和模型执行阶段。在模型建立阶段，通过利用工作流建模工具，完成企业经营过程模型的建立，将企业的实际经营过程转化为计算机可处理的工作流模型。模型实例化阶段完成为每个过程设定运行所需的参数，并分配每个活动执行所需要的资源，模型执行阶段完成经营过程的执行，在这一过程中，重要的任务是完成人机交互和应用的执行。工作流管理系统的分类工作流管理系统的分类 从各种工作流系统的实现技术，如底层支撑技术、流程控制技术、工作流系统的建模方式、工作流程的执行方式以及工作流自身的特点来看，各工作流系统之间还是存在着很大的差异。从不同角度对工作流进行划分，可以将工作流管理系统划分成不同的类别。如从工作流的架构模型上来划分，可以分为“使能型工作流”和“引擎型工作流”。其中，“使能型工作流”其本质上不属于工作流范畴，不过可以通过添加工作流逻辑来建立工作流方案；而“引擎型工作流”则是符合工作流管理联盟的标准，通过引擎来处理工作流的逻辑。（一）按动态性划分（一）按动态性划分 从工作流的动态性来划分，可以分为“静态型工作流”和“动态型工作流”。“静态型工作流”在建模时就预先定义完成，并在执行过程中保持不变，此种工作流的流程定义可以通过对业务流程进行详细分析而得到，从而得到完整的流程定义，并可以在以后的应用中反复进行使用。“动态工作流”则不受建模时定义的约束，此类流程无法预先定义执行时所需要的某些参数，如某些活动的触发条件或参与者事先无法确定，而必须推迟到过程实例运行时才能确定，同时，在工作流执行过程中还可能发生一些无法预料的异常等情况。（二）按通用性程度划分（二）按通用性程度划分 从工作流的通用性程度来划分，可以分为“特定型工作流”和“通用型工作流”。“特定型工作流”是针对某个特定的业务流程进行开发的，无法适用于其它事务流程；“通用型工作流”的特征是通用，不过，通用总是基于一定的行业，比如可以在物流业通用，却不能在医药业通用等。（三）按任务传递机制划分（三）按任务传递机制划分 从工作流的任务传递机制的不同来划分，可以分为“消息型工作流”、“文件型工作流”和“数据库型工作流”。“消息型工作流”通过消息的传递来驱动工作流的流转，如可以通过电子邮件的传递来驱动工作流的流转；“文件型工作流”则以共享文件的方式来完成任务项的传递；在“数据库型工作流”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。（四）按面向对象划分（四）按面向对象划分 从工作流的面向对象不同来划分，可以分为“文档型工作流”和“过程型工作流”。“文档型工作流”中以文档为中心，工作流的流转基于文档路由，现有的文档管理与映像管理系统均属此类；“过程型工作流”以过程为中心，工作流的整个流程可以划分成不同的环节，各个环节之间相互联系，并且，每个环节都有属于自身的数据对象，各个环节的数据对象可以相互分发，或作为控制条件来实现工作流的流转。（五）按任务执行方式划分（五）按任务执行方式划分从工作流任务执行方式的不同来划分，可以分为“顺序型工作流”和“递归型工作流”。“顺序型工作流”将工作流划分成前后有一定偏序关系的活动，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执行，由此直至整个工作流执行完毕，目前的大多数工作流系统都采用这种方式。“递归型工作流”则是将整个工作流程看作一个对象，比如说看作根节点，然后将任务细分成该根节点的子节点，进而再对每个子节点进行细分，直至所有的节点都不能再细分为止，在工作流执行时，当某个节点包含的所有子节点任务都完成，则该节点的任务也完成，以此类推，当根节点包含的子节点都完成各自任务时，整个过程也就完成了，这是一种以目标为驱动的执行方式。BPM(Business Process Management)BPM(Business Process Management)业 务 过 程 管 理 (Business Process Management，BPM)就是对业务过程进行管理，使业务过程的活动合理设置，使活动使用的信息与资源优化配置，使业务过程高效率地完成从输入到输出的转换工作，使业务过程取得业务成果、达到业务目标。业务过程管理各种解释业务过程管理各种解释一套以改进产品和服务质量为目标的，系统的、高度结构化的过程分析、改进、控制和管理方法；一套高度结构化的用于分析和连续改进公司运作中诸如制造、营销、交流等基本活动和其它主要元素的方法；一套战略驱动的组织方法，通过对管理、信息、技术、组织结构和人员之间关系的变更以改进和(再)设计业务过程以达到绩效(如，质量、响应率、成本、柔性、满意度、股东价值以前其他关键过程测评指标)上的竞争优势；一套有机组织在一起的以对企业业务过程进行专业化设计和认真执行为核心的绩效改进方法。业务过程管理定义业务过程管理定义 一种系统化的，以满足企业利益相关者为目的，以客户为中心，采取跨职能部门的团队和员工授权的形式，对企业的业务过程进行根本性的思考和分析，通刘岁寸业务过程的构成要素重新组合，使业务过程合理化，从而持续改进企业绩效的方法。业务过程管理系统业务过程管理系统 业务过程管理系统（Business Process Management System，BPMS）是支持业务过程管理的一套计算机应用系统。著名的IT咨询组织Bulter Group将BPMS定义为“通过对必要的人员、系统、应用和应用组件进行编制和整合，建立业务过程的模型并加以执行的软件和工具”；另一个咨询组织Delphi Group则将BPMS定义为“拥有一个执行引擎、过程设计器、过程定义、活动监控器、用户界面的系统”。BPMSBPMS具有的功能模块具有的功能模块 1)过程仓库为过程以及与过程有关的知识提供集中的存储场所，提供目录服务以便于过程的查询和发布。2)过程设计设计过程的模块、逻辑、规则和执行角色，提供过程模板和重用机制。3)过程配置为过程实例的运行绑定参与者，分配资源，以及设置其他特定的参数。4)过程引擎驱动过程的运行并负责过程数据的维护；管理过程的状态，实现过程的事务管理。对于分布式过程，要与其他过程引擎进行交互和协调。5)过程维护过程的监控和异常处理。6)过程入口为过程的用户提供统一的过程访问机制，包括工作任务列表、报告等；提供企业联盟的过程访问规则。7)过程优化对资源利用进行优化，保证过程的一致性，防止死锁。8)过程分析对关键性能指标进行分析和过程仿真；对过程的时间和资源性能进行分析。BPMSBPMS的目标与任务的目标与任务BPMS的目标在于帮助管理一组动态的流程集合，从战略的层次对其优化，使它能够真正表现企业自身的业务操作走向并实现其目标。BPMS的相关任务包括:定义业务流程;实时管理和监控业务流程的目标集，并产生度量结果;共同规划流程节点活动以及在流程实例的每一步完成这些活动所需要的资源;根据度量结果动态修改业务流程以及流程实例。BPMSBPMS的现状的现状真正意义上的BPMS系统还未得到人们的认可；目前出现的一些自称为BPMS的系统多是原有的工作流管理产品供应商和EAI产品供应商为了适应新环境下的需求而在原有的系统上增加了一些支持web服务或增强平台与应用之间的互操作功能而实现的；BPMI(Business Process Management Initiative)一直致力于推动BPM技术的发展和规范；但是，目前的研究仍处于十分初级的阶段。工作流关键技术工作流关键技术 (1)工作流管理系统体系结构(2)工作流模型与工作流定义语言(3)工作流的事务特性(4)工作流的实现技术(5)工作流系统的测试、分析与监控(6)工作流系统的集成与互操作技术(7)工作流与经营过程重组工作流管理系统体系结构工作流管理系统体系结构 这方面的专门研究目前还不是很多，工作流管理联盟提出了一个工作流参考模型，其中对整个工作流系统中的相关部分及各部分之间的接口都作了研究和说明。但这仅仅是一个可供参考的框架，也并没有对真正意义下的工作流管理系统体系结构进行定义。而各种工作流管理系统都是根据具体情形提出自己具体的体系结构。工作流模型与工作流定义语言工作流模型与工作流定义语言 由于工作流系统涉及从其应用领域到其具体实现的整个过程，因此，如何理解和表达工作流应用、如何理解和表达工作流的执行过程以及如何将应用转换为相应的实现等等，这都是关于工作流建模方面的问题。以适当模型构筑和表达过程以便能转换为可理解和可执行的工作流定义语言，这可以说是工作流技术要得以应用首先需要解决的主要问题之一。工作流的事务特性工作流的事务特性 由于工作流管理系统要负责整个业务过程的执行、监控，并保证其执行结果的完整性、可靠性和正确性，这就是工作流的事务特性。与传统数据库系统的事务管理类似，工作流管理系统也必须提供相应的工作流事务管理。由于有传统数据库事务管理的基础，因此，这方面开展的研究也比较多。研究的目的在于将高级事务处理技术与工作流技术相结合，提高工作流系统的可靠性和实用性。工作流的实现技术工作流的实现技术 将先进、可用的各种技术用于工作流系统的实现，主要包括面向对象技术、异构分布式计算、图形用户界面、消息通信机制、数据库技术、WWW等在内的与工作流实现有关的各项技术和方法。工作流系统的测试、分析与监控工作流系统的测试、分析与监控 正像一般的软件系统一样，工作流系统在开发和定义完毕后，但在正式投入运行之前，也应该进行严格的测试，以确保系统的可靠性；如果在系统运行之前能够根据工作流需求说明来收集有关数据，并对其进行分析和评估，从而发现潜在的问题或提供可能的改进方案，如分析系统执行效率等；在系统的运行期间还要提供对执行过程的监控手段，以帮助掌握各项活动的进展情况，从而有助于发现可能的问题，如瓶颈环节等；目前，关于这几个方面的研究工作还比较少，相应的辅助工具就更少了；利用事件执行历史进行分析的功能，关于工作流系统的测试研究，几乎是空白。工作流系统的集成与互操作技术工作流系统的集成与互操作技术 由于工作流系统要控制业务过程中各项活动的执行，而这些活动可能是人工完成的，也可能是软件系统完成的，而且还可能是各种各样的异构计算机软硬件系统，因此，需要研究异构应用系统的集成；与不同工作流系统之间的互操作问题；同时还要考虑跨组织机构的分布工作流应用中各项功能的集成。工作流与经营过程重组工作流与经营过程重组 经 营 过 程 重 组(BPR,Business Process Reengineering)是对组织经营过程中的核心流程进行根本的重思考和彻底的重设计，以期实现组织的各项关键性能(如成本、质量、服务和时间等)同时获得极大的改善；要想对经营过程进行重新设计，就必须首先要能理解组织现有过程并表达出来，然后再进行规划和改进；这实际上就是对组织经营过程的建模问题，只有建模还不够，还要有相应的评价、分析和改进设计的方法和支撑技术，而工作流技术正是支持经营过程重组的主要技术。因此，需要研究相应的方法和策略，使通过工作流技术的应用来有效实现组织的经营过程重组。