基于本體的柔性工作流在高校OA中的應用研究

摘要:通過分析工作流程知識概念，設計了工作流系統的本體層次結構和系統結構，并以WfMC工作流程參考模型和基于構件的開發技術為基礎，將工作流程分為信息、文檔、任務和流程樣板四個組件，再通過這四個部分的柔性組合，形成具體的流程實例，實現了工作流柔性化設計。

關鍵詞:本體;柔性工作流;體系結構;OA

中圖分類號:G434文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2009)35-10141-02

Research on the Application of Ontology-based Flexible Workflow in Academic Office Automation

ZENG Guang-qing

(Information Technology Department，Fujian College of Financial Technology，Fuzhou 350007，China)

Abstract: Through analyzing the workflow knowledge conception， the hierarchical structure of ontology-based workflow system and its system structure are designed. On the basis of the wrkflow reference model of WfMC and the component-based development technology， the workflow is divided into the information， the documents， the duty and the workflow model， by combining four partial， the concrete workflow example is formed， and the workflow flexibility is designed.

Key words: ontology; flexible workflow; system structure; OA

辦公自動化(OA)系統是實現公文收發、流轉、簽發、歸檔等群組化辦公作業自動化的信息管理系統。隨著我國高等教育的快速發展，高校辦學規模日益擴大，OA系統在高校的應用日益普及，它能提高學校協同工作效率，通過對流轉工作的監控、時效管理和對各種知識進行積累、管理、交流、共享，為領導決策提供有效支持，提高學校的管理水平。

在OA系統中，工作流程管理是整個系統的核心。目前，各高校普遍使用的OA系統只能運行預先定義、相對固定的業務流程，即剛性工作流，業務流程定義后不可更改，或者流程雖然可以定義，但是流轉過程卻不可更改，缺乏對流程管理柔性化的定制、集成、復用和擴展，無法滿足學校管理工作動態變化的需求。因此，實現工作流管理從剛性向柔性的變革，成為當前OA系統工作流技術研究的熱點課題。

1 相關技術

1.1 工作流

工作流的概念源于生產組織和辦公自動化領域。它是針對業務活動中具有固定程序的活動而提出的一個概念，目的是通過將一個具體的工作分解成多個任務、角色，以一定的規則和過程，約束這些任務的執行和監控，提高工作效率和業務管理水平。根據工作流管理聯盟(Workflow Management Coalition，WfMC)的定義，工作流是一類能夠完全或者部分自動執行的業務過程，在遵循一系列規則的情況下，文檔、信息或任務能夠在不同的執行者之間傳遞和執行。

1.2 工作流管理系統

關于工作流管理系統，WfMC給出的的定義是:一個完全定義、管理和執行工作流的系統，它通過在計算機中預先定義好的工作流邏輯來驅動工作流實例有序地運行。工作流管理系統主要提供了以下3種功能:

1)建造功能:對工作流過程及其組成活動定義和建模;

2)運行控制功能:在運行環境中管理工作流過程，對工作流過程中的活動進行調度;

3)運行交互功能:指在工作流運行中，工作流管理系統與用戶(業務工作的參與者或控制者)及外部應用程序工具交互的功能。

WfMC給出的工作流管理系統體系結構如圖1所示。

1.3 本體

本體(Ontology)最早是一個哲學概念，后來被廣泛應用于人工智能、知識工程和信息系統等領域。它在概念、術語及其相互關系上，描述客觀存在的抽象本質。關于本體的定義，目前比較著名并被廣泛引用的是由Tom Gruber提出的，即“本體是概念模型的明確的規范說明”。Fensel對這個定義進行分析后認為本體的概念包括四個主要方面:

1)概念化(conceptualization):客觀世界現象的抽象模型;

2)明確(explicit):概念及它們之間聯系都被精確定義;

3)形式化(formal):精確的數學描述;

4)共享(share):本體中反映的知識是其使用者共同認可的。

在形式化描述上，本體是一個由概念、關系、函數、公理和實例組成的五元組，即O={C，R，F，I，A}，其中C={c1，c2，…，cn}是概念集合，指任何事物，如工作描述、功能、行為、策略和推理過程等;R={r1，r2，…，rn}是關系集合，指概念間的交互作用;F={f1，f2，…，fn}是函數集合;指一類特殊的關系;I={i1，i2，…，in}是公理集合，表示永真斷言，A={a1，a2，…，an}是實例集合，代表元素對象。

目前，本體建模思想已被廣泛應用于人工智能、知識工程和信息系統等領域。在實際應用中，通過知識本體所描述的語義可以得到更多相關，有用的信息，在此基礎上，不同主體之間就可以進行交流和互操作，從而實現知識的重用和共享。

2 基于本體的柔性工作流系統設計

2.1 本體概念建模

工作流系統的本體層次結構如圖2所示。其中，流程元素本體模型構成了整個系統的核心，其特點是:

1)將流程和流程實例，以及任務和任務實例進行分離，便于模型的修改和流程實例的修改;

2)將活動和活動的控制進行分離，提高了模型對流程再造的適應能力;

3)將任務和系統資源進行分離，增加了模型的可擴展性。

2.2 系統框架結構

圖3是基于B/S模式的工作流系統結構。其運行過程是:用戶在客戶端，通過身份認證，以HTTP通訊協議連接至應用服務器，根據用戶角色和相應管理選項，進入管理界面，并通過流程控制引擎，執行工作流程。工作流引擎在運行時的主要任務是解釋并維護過程定義，控制流程實例的創建、激活、掛起、終止等行為，數據服務器負責資料庫的數據存取。

2.3 柔性機制構建

柔性工作流是指在工作流程不中斷執行的情況下可以改變其執行路徑、有適應能力。基于本體的柔性工作流系統設計的基本思想是:在工作流系統設計時，可以把業務流程按構成的基本組件進行分割，構建其本體結構，通過柔性組合，形成各種各樣的流程實例，以滿足業務流程動態變化的需求，提高工作流系統的靈活性和適應性，降低系統的復雜性。

本研究以基于構件的開發技術為基礎，將工作流程分為信息、文檔、任務和流程樣板四個組件，再通過這四個部分的柔性組合，形成具體的流程實例，其結構模型如圖4所示。其中，信息用來設定傳遞給使用者的信息內容及回復的信息內容;文檔用來設定傳遞給執行者的文件/表單及內容摘要;任務用來定義任務執行的具體內容、調用的應用系統及內置要傳遞的信息與文檔;流程樣板則利用流程控制規則，結合不同的任務，在一個任務結束后，根據信息或工作流引擎定義，選定執行下一任務的路徑。

該結構模型，其運行方式如下:

1)先定義所有信息和文檔;

2)再定義所有任務;

3)然后根據流程控制路由規則(如圖5所示)，將不同的任務逐一串接組合，形成不同的流程樣板;

4)最后將流程樣板實例化，形成特殊的流程實例并啟動運行。

在實際運行過程中，不在創建時定義具體的流程，而是在運行時，由終端用戶參與完成，通過運行時人工干預選擇某條執行路徑，或者根據各種內、外部原因，更改工作流過程，并將更改及時地反映到正在執行的工作流實例中去，系統管理員可以直接在后臺自定義合適的工作流程。

3 應用實例分析

圖6描述了一般高校OA中的發文工作流程。在這個流程中，因每次擬稿部門和文稿屬性的不同，其他會簽部門、數量和順序呈動態變化，這也決定了流程實例的不同。另外，在文稿流轉過程中，核稿、會簽和簽發的表單一般只有意見、簽字和簽字日期等格式相同內容 ，因此，可以把它們進行分解，通過和具體的角色及流程控制規則的組合，就可形成流程實例，最后啟動執行，完成整個工作流程。

4 結束語

柔性工作流是當前工作流技術研究的熱點。本研究以WfMC工作流程參考模型和基于構件的開發技術為基礎，將工作流程分為信息、文檔、任務和流程樣板四個組件，再通過這四個部分的柔性組合，形成具體的流程實例，實現了工作流柔性化設計。同時，通過實例分析，驗證了該設計的有效性和靈活性。基于本體的柔性工作流系統設計理念，很好地體現了動態建模的思想，對當前工作流技術研究具有一定的參考價值。

參考文獻:

[1] Workflow Management Coalition. The workflow reference model[S].WFMC-TC00-1003，1995.

[2] NUTT G J.The evolution towards flexible workflow systems[J].Distributed System Engineering，1996，3(4):276-294.

[3] 王斌，章云，王曉紅.基于本體的工作流元模型研究[J].計算機技術與自動化，2008，27(2):117-121.

[4] 范明虎.趙江年.OA中一種動態工作流的設計與實現[J].計算機與現代化，2009(3):139-142.

[5] 孫瑞志，史美林.支持工作流動態變化的過程元模型[J].軟件學報，2003，14(1):62-67.