工作流技術(shù)綜述

呂博文， 楊懷洲

(西安石油大學(xué) 計算機學(xué)院， 西安 710065)

1 工作流技術(shù)的起源

八十年代初，各行各業(yè)均以紙張作為載體，開展日常業(yè)務(wù)活動。然而這種模式在信息處理、存儲、傳輸以及檢索等方面的效率非常低，因而就需要在數(shù)據(jù)管理和檢索上耗費大量的精力。基于此，為了滿足日益增長的信息需求，就亟需形成一個無紙化、數(shù)字化的辦公環(huán)境。

而工作流(Workflow)概念的引入，在相當(dāng)程度上解決了這種具有固定程序的無紙化辦公環(huán)境的需要。簡單來說，工作流技術(shù)指的是一系列相互關(guān)聯(lián)的自動化業(yè)務(wù)活動或任務(wù)。而一個工作流就是由一組任務(wù)(或活動)與任務(wù)(活動)間的相互順序關(guān)系共同組成，還包括了流程和任務(wù)(或活動)的開始和結(jié)束條件，以及每個任務(wù)(或活動)的描述。而工作流技術(shù)主要是為了實現(xiàn)某一業(yè)務(wù)目標(biāo)，協(xié)同聯(lián)合了多個業(yè)務(wù)參與者通過使用計算機，按照預(yù)定的規(guī)則自動傳遞文檔、任務(wù)或信息。

2 工作流技術(shù)概況

2.1 工作流的定義

工作流的概念最早起源于生產(chǎn)組織和辦公自動化領(lǐng)域，其中涉及的主要問題就是過程的自動化。經(jīng)過一系列的約定，在參與者之間進(jìn)行信息、文檔或者任務(wù)的傳遞，從而達(dá)成既定的目標(biāo)。然而，工作流技術(shù)發(fā)展至今仍未見到統(tǒng)一的定義，不同的研究者對工作流均有著自身的獨家見解。對其進(jìn)一步研究可以推知，這些定義都從不同的角度來闡析論述了工作流的功能，具體內(nèi)容如下。

(1)工作流管理聯(lián)盟(Workflow Management Coalition-WfMC)的工作流標(biāo)準(zhǔn)定義。工作流是一種可以完全或者部分自動執(zhí)行的業(yè)務(wù)流程，并且基于一套流程法則，將信息、任務(wù)或者文檔在不同的角色參與者之間展開傳遞與執(zhí)行。

(2)IBM的工作流定義。在使用過程中由計算機自動化處理的一種表示模式，而在執(zhí)行過程中則定制了一組有序的工作流序列集，包括報告機制、控制任務(wù)、正確評估和參數(shù)選擇。

從以上非形式化語言的定義中，可以分析研究得知，工作流是一個基于計算機的工作過程的實現(xiàn)。為此，可以將其整合歸納為如下方面：什么是過程，由哪些任務(wù)形成信息交互所需要的規(guī)則，執(zhí)行的條件是什么，工作的執(zhí)行者是誰，完成后有什么效果，以及如何進(jìn)行后期管理。

2.2 工作流參考模型

工作流模型是一種對流程業(yè)務(wù)活動的抽象表示，即對業(yè)務(wù)流程的抽象描述。一個工作流模型擁有工作流系統(tǒng)可以運行的全部信息。工作流參考模型對不同級別交互的工作流應(yīng)用程序結(jié)構(gòu)間的接口也給出了有效定義。工作流建模反映了一個計算機可以處理的復(fù)雜業(yè)務(wù)過程的形式化定義，有利于對過程實現(xiàn)深入分析與理解。工作流管理聯(lián)盟(WMFC)提出了一個工作流參考模型及其關(guān)聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)，詳情即如圖1所示。其中描述了工作流模型的主要組件和接口。

圖1 工作流參考模型Fig. 1 Workflow reference model

該模型包括工作流管理工具，流程定義工具、直接調(diào)用的應(yīng)用、工作流客戶端應(yīng)用以及工作執(zhí)行服務(wù)，還包括這五大功能的接口和核心工作流引擎。對于一個運行良好的工作流程管理系統(tǒng)，可以包含一個或多個引擎，這多個引擎之間可以通過預(yù)先定義的接口而提供給其他外部系統(tǒng)。一般來說，這些接口主要體現(xiàn)在5個方面，如下所示：

(1)interface1：工作流程過程定義的導(dǎo)入和導(dǎo)出。

(2)interface2：與系統(tǒng)上客戶端的應(yīng)用程序和表示層的工作列表之間進(jìn)行交互。

(3)interface3：工作流應(yīng)用程序和工作流客戶端之間的聯(lián)通。

(4)interface4：不同工作流管理系統(tǒng)中工作流引擎間的協(xié)作交互。

(5)interface5：監(jiān)控和管理功能。

2.3 工作流管理系統(tǒng)

工作流管理聯(lián)盟(WMFC)公開發(fā)布的關(guān)于工作流管理系統(tǒng)的定義是：一個用來完全定義、管理和執(zhí)行工作流的系統(tǒng)，可通過預(yù)先定義好的流程邏輯來驅(qū)動流程實例的執(zhí)行。如圖2所示，即研究定義了一個通用的工作流管理系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)。

總地來說，工作流管理系統(tǒng)是一個創(chuàng)建、定義和執(zhí)行工作流程的軟件系統(tǒng)。工作流管理系統(tǒng)主要包含3個方面的功能，分析闡釋如下：

(1)構(gòu)建階段的功能。主要考慮的是工作流程和相關(guān)活動的定義與建模。

(2)操作階段的控制功能。在特定的操作環(huán)境下，執(zhí)行工作流并完成每一個流程的活動排序以及功能的調(diào)度。

(3)運行階段的人機交互功能。實現(xiàn)客戶與計算機應(yīng)用工具在各種活動執(zhí)行中的交互。

圖2 WfMS結(jié)構(gòu)圖Fig. 2 WfMS structure diagram

3 當(dāng)前工作流產(chǎn)品的特點和不足

如今工作流技術(shù)正逐步受到人們的重視。多家大學(xué)與研究機構(gòu)啟動了大量的研究項目，并取得了許多重要的研究成果。本次研究按照工作流管理系統(tǒng)的特點及采取任務(wù)交付機制的不同，可以將工作流管理系統(tǒng)分為4類。在此，可對其展開概述如下：

(1)基于文件的工作流管理系統(tǒng)。以共享的方式完成文件的傳遞，其特點是工作流管理系統(tǒng)通常具有較好的文件管理的能力。

(2)基于消息的工作流管理系統(tǒng)。通過用戶的電子郵件系統(tǒng)來完成文檔信息的傳遞，這類產(chǎn)品通常為一種或多種電子郵件系統(tǒng)提供集成接口。

(3)基于Web的工作流管理系統(tǒng)。任務(wù)的協(xié)作是通過Internet來實現(xiàn)的。這類產(chǎn)品起步比較晚，但正在迅速發(fā)展。許多供應(yīng)商為了增加對Web的支持而改進(jìn)了其傳統(tǒng)產(chǎn)品并轉(zhuǎn)入新產(chǎn)品的設(shè)計研發(fā)。

(4)群件與套件系統(tǒng)。這些類型的產(chǎn)品依賴于自己系統(tǒng)的應(yīng)用程序基礎(chǔ)構(gòu)件，而其本身就構(gòu)成了一個完整的應(yīng)用程序開發(fā)環(huán)境。

綜上可知，雖然工作流技術(shù)獲得了長足的進(jìn)步。但是還有許多亟待改進(jìn)的過程內(nèi)容，主要可表述為如下3個方面：

(1)在描述工作流模型方面，缺少一種支持流程定義、流程演進(jìn)以及流程分析的數(shù)學(xué)模型。

(2)在工作流的實施階段，缺少一個標(biāo)準(zhǔn)化的集成框架用以支持企業(yè)中經(jīng)常使用的分布式應(yīng)用的集成。

(3)在模擬工作流評估方面，仍處于一種幾乎空白的狀態(tài)。

4 結(jié)束語

如前文所述，本文重點針對工作流的思想、概念及與其相關(guān)的工作流的關(guān)鍵技術(shù)給出了研究綜述與進(jìn)展分析。對于工作流技術(shù)的未來趨勢，本次研究將圍繞市場、技術(shù)和理論三個方面鋪陳論述，主旨要點可見如下。

(1)從工作流市場的發(fā)展來看，主要有三大特點，即：

①市場潛力大，增長勢頭將繼續(xù)保持。

②工作流產(chǎn)品在價格方面勢必會繼續(xù)降低，這是競爭與普及的雙重作用效果。

③工作流產(chǎn)品將會從通用領(lǐng)域逐漸向私人應(yīng)用領(lǐng)域轉(zhuǎn)化，某些特定領(lǐng)域的工作流產(chǎn)品將會占領(lǐng)市場，如工程、制造、電信等行業(yè)。

(2)從工作流技術(shù)發(fā)展的角度來看，伴隨著這一集成框架中吸取容納技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟，工作流管理系統(tǒng)將會成為企業(yè)信息化不可或缺的軟件平臺。在此基礎(chǔ)上，可以做出樂觀預(yù)測，未來家電信息逐漸成熟，工作流很可能會從經(jīng)濟生活進(jìn)入家庭生活，為人們的日常生活定制理想的自動化過程，成為新時代的家庭信息平臺FIP。

(3)從理論發(fā)展而言，雖然在一定程度上稍顯滯后，但在應(yīng)用需求的推動下，勢必會得到逐步增強與改善。

未來的熱點研究方向，主要體現(xiàn)在工作流的形式化描述的研究，工作流的設(shè)計與分析以及工作流的事務(wù)模型研究等方面。

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