基于工作流的科研管理系統設計

鄧 敏,徐 方

(1.孝感學院科技與研究生工作處,湖北孝感432000;2.孝感學院現代教育技術中心,湖北孝感432000)

目前,世界正處于信息迅速增長和更新的時代,這一客觀事實對科研機構和高等院校的科研管理提出了全新的要求。一套較完整的科研管理系統應以項目管理為中心,涵蓋成果、專利、文章、人員等方面,整個系統龐大而復雜[1]。

目前,越來越多的企業使用工作流管理系統來對企業的經營業務進行管理,工作流管理系統可以用來分析企業的業務流程,找出業務流程中存在的不合理之處,通過企業業務流程重構技術對企業的經營和管理流程進行重新的設計,從而提高企業的業務管理水平[2]。在科研管理系統中引入工作流技術,可以找出科研管理中存在的不足之處,促使企業管理者創新工作思維,改進工作流程,進一步提高企業的管理水平。

1 工作流技術

在辦公自動化和企業的生產管理中,首先用到了工作流程的概念,進而引入了工作流技術。工作流就是將一些事務性的工作進行分解,分離出任務、角色和運行的規則,工作流還對任務的流轉進行監控,得以順利地完成工作。伴隨著互聯網的發展、數據庫技術和分布式處理的日趨成熟,越來越多的企業采用工作流的理念來管理和經營企業的業務,通過設計基于工作流技術的管理系統來提高企業的管理水平,使用企業在市場經濟的大潮中具有很大的競爭力。

1.1 工作流基本概念

工作流這個詞是從英文單詞“WorkFlow”中翻譯而來。Work表示的是工作或者任務;而Flow則是反映一個變化和變化的過程,這個解釋比較抽象。工作流的概念的提出是為了提高工作效率,它是一種通過先進的電子、通信和網絡技術,使得企業中并行任務的執行過程現形化的企業管理技術和方法[3]。從用戶的角度來看,工作流就相當于將特定的任務送到用戶面前,用戶可以使用一些應用工具來存取和處理數據,并按要求執行任務,最后執行結果傳遞給下一個用戶;這樣一步一步下去,就形成了相應的工作流程,簡稱為“工作流”。

1.2 工作流管理系統

參照工作流管理聯盟(WfMC)的標準設計,工作流管理系統以業務管理為核心,以工作流平臺技術為依托,幫助企業快速構建高效、柔性、可擴展的業務流程管理系統。此系統不但要涵蓋流程開發、發布、管理配置、運行、監控的整個過程,還提供流程管理接口,方便對流程關鍵要素指標(時間、質量、數量、風險、事件)及其他指標的采集,為業務流程的管理、監督、考核和優化提供依據。通過現代化的工作流軟件技術手段,將這些管理線路規范化、標準化和流程自動化,從而有效地提高業務運作效率,降低成本,為實現企業的戰略目標提供保障。

2 系統的分析

高?？蒲泄芾硐到y所涉及的科研事務相當繁雜,因此,對設計人員來說要想很好的實現系統的功能,非常有必要先做好系統的分析與設計。使用統一建模語言設計和分析科研管理系統,描述科研管理系統的功能,介紹了系統的可行性分析、需求分析、系統功能模塊分析,為系統的具體實現奠定了良好的基礎。

2.1 可行性分析

經過對高等學?？蒲泄芾憩F狀的細致調研,發現開發科研管理系統具有良好的可行性、很高的實用價值。高等學校科技管理在業務上具有相對獨立性,業務領域數據相對完整具有條理性,這些都為設計和實施管理信息系統提供了便利條件。新系統實現后可以有效地提高科技處的工作效率,使信息能做到一次錄入,處處共享,減輕工作人員的負擔。同時,使用科研管理系統可以實現科研管理工作的公平、公正性。

高校領導對科研管理信息化、科研管理系統都非常重視并給予充分的支持?？蒲泄芾聿块T的領導要參與調研討論,從管理者的角度提出了許多建設性的意見。目前完善的網絡環境,為科研管理系統的開發提供了一定的硬件保證,為網上數據交換提供了現成的信息通道。

2.2 需求分析

科研工作是高校的一項重要工作,學?，F有的科研管理模式是大部分是手工操作,小部分利用到計算機進行處理,信息化的程度并不高。這樣就造成了科研管理效率的低下,不能及時準確的掌握學校的科研狀況和科研信息。而目前的科研項目的審批還是用原始的手工方式,操作過程非常繁瑣,所以迫切的需要一個科研管理系統,可以根據科研工作的流程來定制系統的工作順序,而工作流技術正好滿足了要求。設計的系統應該具有如下功能:

1)規劃設計的系統應該是一個全校范圍內的綜合科研管理平臺。

2)該科研管理系統應該是一個科研項目的申報平臺。

3)該科研管理系統應該是一個校內專家進行項目評審的系統。

4)該科研管理系統應該是一個對項目實驗過程進行管理的平臺。

5)該科研管理系統應該是一個信息發布和共享平臺。

2.3 系統功能模塊分析

通過以上對高校科研工作的需求和具體應用的分析,按照軟件設計的方法,本文將科研管理系統的功能模塊劃分如下圖1所示。

圖1 科研管理系統功能模塊

1)人員管理模塊。該模塊用來采集、管理學術單位和科研人員等信息,這些信息由學校教務處提供。

2)成果管理模塊。該模塊用來管理科研人員的科研成果,其中涉及的作者和單位由人員管理模塊來提供。

3)項目管理模塊。該模塊主要是對科研項目的研究過程進行管理,對項目各個階段的文檔、成果進行管理,跟蹤項目的研究過程。

4)獲獎管理模塊。該模塊主要負責管理全校科研人員的論文、項目、作品等獲獎信息。

5)期刊管理模塊。該模塊管理各類正式出版的學術期刊,并對論文的級別進行認定。

6)統計報表模塊。該模塊是所有模塊中最重要的,其主要工作是進行科研項目統計和報表生成、科研人員統計、相關成果統計等。

7)公告信息模塊。該模塊用于信息查詢、發布信息學術活動預告等。為學校各類研究和管理人員提供查詢服務,還可及時發布學校的學術交流信息,建立一個學校的學術活動的交流平臺。

8)系統管理模塊。該模塊所有功能由系統管理員來使用,使用系統中各類用戶的權限,維護系統的安全,對系統中的數據進行備份。

3 系統的開發環境與關鍵技術設計

科研管理系統的基本設計目標是:開發基于工作流技術、采用基于Web網絡管理模式的科研管理系統,能夠在統一的平臺上通過瀏覽器方式集中管理學校的科學研究信息。科研人員能夠通過本系統進行各項科研管理的操作,管理人員則可以方便對科研單位、科研人員、科研項目、科研經費、科研成果的管理和科研信息的統計。并對學?？蒲袛祿M行深層次分析,以便于學校領導更好地進行科研決策的制定。

3.1 系統的開發運行環境

在開發平臺和開發工具的選擇中,盡量選擇比較常用的開發平臺。目前作為開放式企業應用集成的規范和平臺主流技術有兩種:一種是微軟公司的 COM+規范和.NET開發平臺,用于Windows操作系統;另一種是SUM公司的 EJB規范和J2EE平臺。鑒于以前的系統都是基于前者,且用戶大多使用 Windows操作系統,所以開發平臺和開發工具選擇了COM+規范和.NET開發平臺。

本系統的硬件是使用IBM公司的3650型機架式服務器作為WEB服務器,操作系統為Windows 2003 Server。數據庫使用HP的2U機架式服務器,安裝有微軟公司出品的 SQL Server 2005,作為后臺的數據庫服務器。系統的開發工具是VS.NET2005,它不但非常適合各Web應用程序的開發,而且支持多種語言,提供了非常豐富的數據庫接口。這些軟件都是基于Windows平臺,提供了圖形化的用戶界面,易于安裝和學習。

3.2 C/S和B/S相結合的構建模式

考慮到C/S和B/S具有不同的優點,最終選擇了一種折中的模式,將這兩種模式結合起來,讓一般用戶使用B/S模式,特殊的用戶采用C/S模式,這樣就吸取了這兩種模式的優點,提高了系統的靈活性[4]。C/S與B/S混合結構模式見圖2。

圖2 C/S與B/S混合結構模式圖

如圖2所示,特殊用戶通過C/S模式直接訪問數據庫服務器,這里提供了一種高效的管理功能,很多大規模的計算和處理都可以在客戶端來完成,服務器只要從客戶端獲取處理結果,從而大大的減輕了服務器端的負擔。特殊用戶一般是指科技處管理人員、系統管理人員。他們一般使用固定的計算機,安裝設計好的客戶端程序,就可以很方便的實現上述功能。普通用戶則適用于使用瀏覽器來訪問Web服務器,Web服務器再將請求發送給數據庫服務器,數據庫服務器再從數據庫中取得相應的數據發送到 Web服務器,最后由Web服務器傳送到用戶的瀏覽器上。B/S模式主要提供信息查詢等簡單的數據操作,對數據庫的訪問量小,對響應速度要求不太高。

3.3 工作流引擎的設計

3.3.1 工作流引擎的運行過程

工作流引擎是工作流管理系統中最核心的內容,好的工作流引擎設計方案能夠大大提高工作流管理系統的性能,有利于業務流程設計的靈活性和可靠性。圖3給出了工作流的運行過程。

圖3 科研管理系統中工作流運行過程

工作流引擎通過信息機制來傳遞信息,信息機制的功能是事件的觸發和工作流狀態信息的處理。上面的各個模塊之間通過消息機制來進行信息的交換,其具體過程可以描述如下。

第一步是系統中的用戶通過圖形用戶界面登錄到系統,登錄時系統會對用戶的身份進行合法性的檢查,要求用戶輸入用戶名和密碼。如果用戶名或者密碼錯誤,則用戶無法進入系統,如果用戶名和密碼都正確,則系統根據用戶的類型賦予相應的權限。

第二步用戶進入系統以后,就可以根據系統分配的權限來進行相應的操作,一般用戶都可以創建工作流,需要填入工作流名稱,系統會自動生成該工作流的 ID,以作為該工作流的唯一標識。通過事件的觸發,用戶會檢查工作流的狀態。

第三步發現用戶創建的工作流處理正常狀態后,工作流開始進入執行的步驟,該步驟是按創建時設定的路徑一步步往下流轉。

第四步經過若干次流轉后,工作流完成預定過程并現實相應功能,通過郵件通知工作流客戶。

第五步用戶終止工作流。

3.3.2 工作流引擎的實現結構

傳統的工作流是利用COM組件實現工作流引擎,然后事務支持和事件機制必須通過自行編程實現。目前使用比較多是的基于COM+的.NET開發平臺,該平臺具有很好的擴展性和易用性,廣泛地用于應用軟件的開發[5]。圖4給出了基于.Net的COM+實現結構。

圖4 COM+實現結構圖

該結構中,以數據庫為基礎的數據層作為結構的最底層,主要提供數據的增加、修改、刪除和查詢等功能。邏輯層包含多個基于COM+的事務支持Object,主要進行事務的處理,數據庫接口和相關應用邏輯。而應用層則是客戶通過瀏覽器進行的相關操作。

4 結論

工作流是一種廣泛應用于企業中并行任務的執行過程現形化的企業管理技術和方法,科研管理系統則是具有問題領域龐大、復雜、易變、系統部件之間的交互關系復雜且變化較大等特點,所以將工作流技術應用于科研管理系統中,極大的提高了系統的可用性和靈活性,有效地提高了學?？蒲泄芾淼男?。

[1] 王洪,嚴南南,吳愛華.基于.NET技術的高校科研信息管理與服務平臺 [J].計算機輔助工程,2005(3):36-38.

[2] 范玉順.工作流管理技術基礎——實現企業經營過程重組與經營過程自動花的核心技術[M].北京:清華大學出版社,2001.

[3] 林彤,李紅臣,張載鴻.一個面向工作流的過程建模平臺的實現[J].計算機工程,2003(1):23-24.

[4] 徐曉霞,貝雨馨.B/S模式與C/S模式之比較[J].延邊大學學報:自然科學版,2002(2):126-129.

[5] 曾月,范玉順.基于COM和ASP技術的工作流管理系統的設計與實現[J].計算機工程與應用,2002(1):241-244.