基于工作流的模塊化船舶管理系統(tǒng)

摘要：為實現(xiàn)協(xié)同發(fā)展的船舶管理理念，提高辦公效率，設(shè)計了基于工作流的船舶管理系統(tǒng)，給出了系統(tǒng)模塊化開發(fā)和制訂過程。管理者可以通過自定義工作流程來促進(jìn)管理決策的有效執(zhí)行，激勵工作人員完成各項任務(wù)。它集成船舶各項業(yè)務(wù)操作，通過對非結(jié)構(gòu)化文檔型數(shù)據(jù)庫與關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的交互，傳遞各種數(shù)據(jù)信息，使現(xiàn)代船舶管理能夠在一個統(tǒng)一的平臺下完成。

關(guān)鍵詞：船舶； 工作流； 管理系統(tǒng)； 模塊化； 數(shù)據(jù)庫； 信息

中圖分類號：U662.9; U665．261文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1001-3695(2007)12-0214-03

0引言

信息和數(shù)字時代的今天對新一代船舶管理方式提出了新的要求和挑戰(zhàn)。能夠?qū)崿F(xiàn)一種全新、高效的船舶管理成為一個新的研究領(lǐng)域。隨著航運市場的逐漸繁榮與振興，航運業(yè)務(wù)的多元化發(fā)展，船舶管理在船舶的日常運營中發(fā)揮著越來越重要的作用。新一代的船舶管理系統(tǒng)要適應(yīng)不斷變化的工作需求^[1]，能夠?qū)崿F(xiàn)船舶各部門之間協(xié)同工作，從而實現(xiàn)科學(xué)的管理與決策。在傳統(tǒng)的船舶管理模式中，不同的船務(wù)公司、檢驗機(jī)構(gòu)和高等院校等都各自建立了很多的管理信息系統(tǒng)^[2，3]，所有這些系統(tǒng)均從船舶本身的使用維護(hù)等方面對船舶的運行進(jìn)行管理。這使得船舶與各級管理部門之間由于通信不暢而存在決策障礙，不能實現(xiàn)協(xié)同管理。為解決這一矛盾，就需要靈活而又安全可靠的工作流來實現(xiàn)。本系統(tǒng)以模塊化開發(fā)為主要實現(xiàn)方式，主體實現(xiàn)了工作流服務(wù)以及各種文檔信息的維護(hù)和權(quán)限管理，后臺通過ODBC訪問關(guān)系數(shù)據(jù)庫，將船舶辦公系統(tǒng)和業(yè)務(wù)系統(tǒng)有效地集成為統(tǒng)一的船舶管理平臺。同時加入Web設(shè)計，前臺可用瀏覽器訪問后臺的信息^[4]。其模塊化開發(fā)的思想體現(xiàn)在針對不同的管理方式進(jìn)行多方面的定制，集成了各管理部門的不同應(yīng)用，方便了系統(tǒng)的開發(fā)、升級與維護(hù)。

1工作流管理模式

1．1工作流簡介

國際WfMC(Workflow Management Coalition，工作流管理聯(lián)盟)給出的工作流定義是：工作流是一類能夠完全或部分自動執(zhí)行的經(jīng)營過程，它根據(jù)一系列過程規(guī)則、文檔、信息或任務(wù)，能夠在不同的執(zhí)行者之間進(jìn)行傳遞與執(zhí)行。在實際情況中可以將凡是由計算機(jī)軟件系統(tǒng)(工作流管理系統(tǒng))控制其執(zhí)行的過程均稱為工作流。一個工作流包括一組活動及它們的相互順序關(guān)系，還包括過程及活動的啟動和終止條件，以及對每個活動的描述。在業(yè)務(wù)開展過程中，為了實現(xiàn)組織目標(biāo)，有關(guān)業(yè)務(wù)活動依時序或邏輯關(guān)系相互連接構(gòu)成業(yè)務(wù)流程、文檔、信息或任務(wù)，依據(jù)組織規(guī)范在參與者之間高效地傳遞、處理或執(zhí)行。

1．2船舶管理中工作流模型

1．2．1工作流過程建模

每個工作流均可用對象(objects)、角色(roles)、路由(rou－ters)、規(guī)則(rules)進(jìn)行分析。圖1為工作流的有向圖表示。

圖1中每個任務(wù)節(jié)點表示一個步驟，反映的是操作者(流程中的某個角色)對對象的操作，而每個有向的箭頭則是對象根據(jù)路由和規(guī)則從一個步驟流轉(zhuǎn)到另一個步驟，即流向。一個工作流實例從開始到結(jié)束經(jīng)歷的節(jié)點形成了一個可用的路由。圖1中的兩個流程均復(fù)合流程，其中均包含主流程和子流程。流程a為子流程執(zhí)行的同時主流程也執(zhí)行；流程b為子流程完成前主流程等待。由最基本的串行流程、并行流程和自循環(huán)流程，可以組成更復(fù)雜的實用流程，由此可實現(xiàn)公文的傳遞、退回、會簽、跳簽等業(yè)務(wù)。

1．2．2工作流模型圖

工作流過程建模后，需要完成制訂工作流模型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。參考了工作流管理聯(lián)盟的工作流參考模型^[5~7]，符合標(biāo)準(zhǔn)，更具有開放性及兼容性。系統(tǒng)模型包括以下部分：工作流執(zhí)行服務(wù)、可視化過程定義工具、工作流客戶應(yīng)用、工作流管理和監(jiān)控工具、組織結(jié)構(gòu)信息和應(yīng)用程序調(diào)用接口，如圖2所示。

a)工作流執(zhí)行服務(wù)：通過工作流引擎和應(yīng)用程序接口（application program interface，API）調(diào)用應(yīng)用程序，完成工作流的執(zhí)行。主要功能有：(a)解釋流程定義，生成過程實例；(b)依據(jù)工作流相關(guān)數(shù)據(jù)實現(xiàn)流程執(zhí)行，調(diào)度各項活動，為用戶工作表添加工作項，包括順序或并行操作、期限安排等；(c)與外部資源如組織結(jié)構(gòu)信息等交互，完成各項工作流活動。工作流引擎是工作流模型的核心，其任務(wù)是根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)換規(guī)則來設(shè)置流程實例的狀態(tài)，從而控制業(yè)務(wù)流程的執(zhí)行。

b)可視化過程定義工具：被授權(quán)用戶可以可視化地定義工作流程，以實現(xiàn)收文、發(fā)文及單人審批、多人會簽等復(fù)雜程度不同的業(yè)務(wù)管理。流程定義包含了所有使業(yè)務(wù)過程能被工作流執(zhí)行服務(wù)系統(tǒng)執(zhí)行的必要信息。這些信息包括起始和終止條件、各個組成步驟、流向調(diào)度規(guī)則、各業(yè)務(wù)的參與者需要做的工作、相關(guān)應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)的調(diào)用信息等。在流程運行時，工作流引擎根據(jù)規(guī)則對流程定義進(jìn)行解釋。

1．2．3工作流管理和監(jiān)控工具

主要負(fù)責(zé)對工作流實例的運行進(jìn)行監(jiān)控。管理員可通過工作流管理工具獲得目前各個活動的運行情況報告，并干預(yù)實例的進(jìn)行。管理工具被授權(quán)用戶使用，可監(jiān)視所有的流程的運行情況，可對流程實例進(jìn)行特殊的處理，包括掛起、喚醒、重啟動、終止、刪除等，還可對一些流程屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行修改。

1．2．4組織結(jié)構(gòu)信息

企業(yè)的組織結(jié)構(gòu)信息對于工作流影響很大，一般的上下級簽核權(quán)限和工作流中角色等均保存在組織結(jié)構(gòu)信息中。

1．2．5工作流客戶應(yīng)用

終端用戶使用的工作流平臺系統(tǒng)的人機(jī)交互界面全部為B/S模式，不需要安裝特殊的客戶端，使用一般的瀏覽器即可。它提供以下功能：創(chuàng)建流程、工作任務(wù)列表、發(fā)布公共信息、點對點通信、管理和監(jiān)控以及電子郵件溝通等。工作任務(wù)列表列出了和業(yè)務(wù)過程的參與者相關(guān)的一系列工作項，支持用戶在工作任務(wù)列表中選取一個工作項，重新分配工作項，通報工作項的完成等。

1．2．6應(yīng)用程序調(diào)用接口

在工作流平臺系統(tǒng)中，給一些相關(guān)應(yīng)用程序調(diào)用提供接口，不但可以調(diào)用模型中的其他功能模塊，而且可以調(diào)用外部應(yīng)用程序如Microsoft Word和其他關(guān)系型數(shù)據(jù)庫等。只要應(yīng)用程序符合特定的接口設(shè)計，就可以使用工作流平臺系統(tǒng)完成業(yè)務(wù)處理。在系統(tǒng)中，接口與工作流引擎之間的數(shù)據(jù)交換是通過共享數(shù)據(jù)庫信息來實現(xiàn)的。

1．2．7工作流控制

該船舶管理系統(tǒng)的開發(fā)平臺采用IBM公司的Lotus Domino/Notes 6．0，使用開發(fā)語言為LotusScript、JavaScript、Java以及Domino Notes公式語言等。其中表單（form）和代理（agent）的成功設(shè)計是技術(shù)實現(xiàn)的關(guān)鍵。表單是Domino Notes中最重要的設(shè)計元素。Domino Notes數(shù)據(jù)庫是文檔型的數(shù)據(jù)庫。表單和文檔(document)的關(guān)系類似于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫和它記錄的關(guān)系。用戶通過表單錄入數(shù)據(jù)，產(chǎn)生文檔，同時用戶也通過表單瀏覽文檔。表單中包含其他設(shè)計元素如域?qū)傩?、代理等，由此實現(xiàn)對文檔的一般處理和邏輯控制。代理是存儲在數(shù)據(jù)庫中的用LotusScript、Java或者Domino Notes公式語言編寫的程序。代理可以完成多種任務(wù)，特別是在完成有效性邏輯驗證時非常重要。其中一個典型的應(yīng)用是完成表單被發(fā)送時的響應(yīng)，使用代理來執(zhí)行一系列動作，保證文檔有充分條件流入下一步驟。例如Submite代理發(fā)生在表單提交事件后，即一個步驟中的辦理人員完成簽收或者評閱后提交給下一個處理人或者發(fā)布文檔時，代理需要獲得文檔的讀者、催辦者、編輯者、管理員等文檔屬性或者界面提示信息、數(shù)據(jù)庫路徑等系統(tǒng)信息，還可能需要執(zhí)行發(fā)送郵件或者短信息等催辦提示。主要文檔屬性設(shè)置如表1所示。

1．2．8與關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的交互

目前大部分船舶原有的信息均儲存在諸如SQL Server等關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中。因此，在船舶管理過程中涉及與關(guān)系數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)交換技術(shù)。同時為了發(fā)揮關(guān)系型數(shù)據(jù)查詢快捷等作用^[8，9]，該系統(tǒng)實現(xiàn)了與關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的結(jié)合運用。檔案管理是一個典型應(yīng)用，文件在歸檔時，需要編制檔號、分類號等多種檔案信息。這些短字節(jié)的信息可以方便地存儲到關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中。查看原文檔還需要在Domino環(huán)境下，因此需要根據(jù)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的某個或者多個字段來對應(yīng)Domino Notes文檔。每個Domino Notes文檔在產(chǎn)生時具有一個隨機(jī)的永久不變的32 bit數(shù)字的全局ID，可以根據(jù)該ID來對應(yīng)檔案信息和文檔原文。該全局ID可以由公式語言中的公式@Document－UniqueID得到。Domino與關(guān)系型數(shù)據(jù)庫通過使用LotusScript擴(kuò)展對象中的ODBC類連接指向關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的ODBC，進(jìn)而可以互相讀寫。由兩個代理來完成相關(guān)功能：代理SendURL將帶有文檔全局ID的文檔URL發(fā)送至關(guān)系型數(shù)據(jù)庫；代理ConSearch完成文檔搜索并顯示原文鏈接。

2系統(tǒng)的模塊化開發(fā)與實現(xiàn)

系統(tǒng)設(shè)計的基本思想是開發(fā)一個底層的通用型船舶管理平臺，在此平臺下來實現(xiàn)系統(tǒng)的底層設(shè)計。當(dāng)針對具體實現(xiàn)時，只需在此基礎(chǔ)上稍加修改，就可以成為一套具有針對性很強(qiáng)的船舶管理系統(tǒng)。這樣既方便該系統(tǒng)的開發(fā)、升級與維護(hù)，又利于針對不同的管理方式進(jìn)行多方面的定制。

2．1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模塊化設(shè)計

系統(tǒng)的主要功能模塊有流程定制與公文流轉(zhuǎn)、個人日程與群組日程、船員評估、規(guī)章制度、討論區(qū)、即時通信、電子郵件系統(tǒng)、系統(tǒng)管理、圖書管理、檔案管理和會議管理等。系統(tǒng)實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)為工作流控制，與關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的交互也起到重要作用。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。

通過圖3可以看出，底層通用型管理模塊是整個船舶管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)，而應(yīng)用層模塊是面對客戶的，它是界面和業(yè)務(wù)邏輯的結(jié)合體，針對不同船舶或單位將有所不同。這種結(jié)構(gòu)便于進(jìn)行多種定制，利于二次開發(fā)。

2．2通用型管理模塊功能制訂

底層模塊主要負(fù)責(zé)完成應(yīng)用層交付的任務(wù)和與底層數(shù)據(jù)庫交換數(shù)據(jù)，所以其功能是必須的且具有可擴(kuò)展性。針對船舶管理的范圍，底層管理模塊主要分為以下八大功能子模塊：

a)船舶公文管理模塊。它主要負(fù)責(zé)船內(nèi)公文的發(fā)送與接收工作，發(fā)送流程按照流程定制來完成，所以還包括流程定制功能。通過建立公用流程、自定義私有流程的方式，實現(xiàn)船舶內(nèi)部公文如申請、審批的自動流轉(zhuǎn)及歸檔等。該模塊是船舶管理的核心部分，實現(xiàn)也最為復(fù)雜，特別是流程定制功能，是一個非常靈活的模塊，它決定了該系統(tǒng)的高效性和可用性。

b)郵件管理模塊。其主要功能是發(fā)送與接收所有船舶內(nèi)外電子郵件（外部郵件服務(wù)器必須支持POP3協(xié)議），郵件能夠存入數(shù)據(jù)庫，以便今后瀏覽查詢。郵件到達(dá)時，能實時更新，也可以與Internet安全隔離。

c)表單管理模塊。它是一個輔助性模塊，基本上其他所有模塊都有可能用到它的功能，主要是實現(xiàn)表單模板的定制，表單的存儲、打印等功能。表單在船舶管理過程中出現(xiàn)的頻率僅次于公文，所以該模塊也非常重要。

d)檔案管理模塊。它是對準(zhǔn)備歸檔的公文或者船舶內(nèi)外的各類合同、協(xié)議、文件、指示、資料等的一個合理存儲與查閱功能，針對于復(fù)雜的分類和查閱權(quán)限，實現(xiàn)合理存取。

e)人事管理模塊。其主要功能包括員工資料管理、薪資管理、考勤管理、獎罰情況、職務(wù)變動、績效評估等船舶人事管理的所有功能。本子模塊將以底層視角反應(yīng)員工的管理，包括職務(wù)和所屬性質(zhì)都將按統(tǒng)一模式規(guī)劃，便于應(yīng)用層定制模塊。

f)日程安排模塊。它是船舶管理中的一個必不可少的輔助功能，分為個人日程和部門日程，主要解決日程信息的基本存儲和提示。包括工作的主題、任務(wù)、完成情況，工作中遇見的主要問題，對工作提出的建議，評審人以及相關(guān)的附件等。具有一般與工作日程安排相關(guān)的所有功能雛形，便于應(yīng)用層定制模塊。

g)公共信息管理模塊。公共信息包含各相關(guān)網(wǎng)站的鏈接、列車時刻及航班的查詢、天氣預(yù)報、郵政編碼和長途區(qū)號的查詢、日歷查詢、資料下載及BBS論壇等功能，主要是針對所有部門提供的一個共用系統(tǒng)。這部分信息的制訂是動態(tài)的，改進(jìn)了傳統(tǒng)的信息固化的模式，實現(xiàn)了信息資源的可變更性，適應(yīng)了當(dāng)今信息資源交替快、變更快的特點。

h)會議管理模塊。會議管理包括會議室的制訂、會議申請、會議記錄以及視頻會議管理等。對于相隔較遠(yuǎn)的部門，如實船與陸上的船務(wù)公司、船舶總公司與子公司之間可采用基于H.324標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)視頻會議。

以上各功能模塊都是船舶管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)。在此之上，可以創(chuàng)建更多的功能和輔助，從而使得船舶管理的定制和應(yīng)用變得更加輕松和豐富。

3結(jié)束語

基于工作流的模塊化現(xiàn)代船舶管理系統(tǒng)具有功能全面、操作簡單、流程安全順暢等特點。它能夠方便地對非結(jié)構(gòu)化文檔型數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，與關(guān)系型數(shù)據(jù)庫進(jìn)行交互。它集成船舶各項管理任務(wù)，傳遞各種數(shù)據(jù)信息。模塊化的開發(fā)思想和B/S運行模式的使用，使系統(tǒng)易于維護(hù)和升級，以適應(yīng)不斷變化的船舶管理需求。該系統(tǒng)在某海巡船上初步實施，效果良好。

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