基于工作流知识管理系统设计与实现

基于工作流知识管理系统设计与实现内容摘要：

员 工的工作效率和质量。 使企业管理良性循环实现 组织绩效的不断提高和组织的可持续发展。 本论文贴近实践，初步研究开发一个 基于工作流的知识管理系统，本论文研究的内容主要包含以下几个方面： 4 基于工作流的知识管理系统 l、对基于工作流的知识管理及相关技术进行了简单的探讨，根据知识管理和 工作流的特点，在分析了知识管理在工作流管理系统中的切入点基础上，提出了 基于工作流的知识管理； 对基于工作流的知识管理活动和其组织结构进行了研究和探讨，提出了基 于工作流的知识管理系统 的需求分析。 设计并实现了基于工作流的知识管理系统。 第二章 主要技术 5 第二章 主要技术 工作流技术 据研究统计，现代企业的日常活动有 70%以上都是由两个或两个以上的员工 共同参与的，比如生产流程、业务流程、各类行政申请流程、财务审批流程、人 事处理流程、质量控制及客户服务流程等。 一项工作，经过一个步骤处理后再转 往下一站的连续步骤，称之为 “工作流 ”。 工作流就是业务流程的计算机化或自动 化。 企业或组织内有许多繁琐复杂的流程，这些流程构成 了企业或组织的日常运 营活动。 通过现代的技术手段将这些流程自动化，并对其进行有效地管理以提高 企业运作效率，降低成本，增强规范和标准化就是工作流自动化管理软件需要解 决的问题。 工作流技术 [9]是实现企业业务过程建模、业务过程仿真分析、业务过程优化、 业务过程管理与集成，最终实现业务过程自动化的核心技术。 对企业利用工作流 方法进行业务过程的建模和深入分析不仅可以规范企业的业务流程，发现业务流 程中的不合理环节，进而对企业的业务流程进行优化和重组，而且所建立的业务 流程模型本身就是企业非常重要 的知识库和规则库，可以成为指导企业实施计算 机管理信息系统的模型，因此意义十分重大。 工作流管理技术 [10][11]作为一种过程建模和流程管理的核心技术，可以和其它 应用系统有效结合，生成符合企业需求的各种业务管理系统，如办公自动化系统、 项目管理软件、 PDM 系统、客户关系管理系统、供应链管理系统、 ERP 系统等。 这些采用工作流技术作为核心开发的业务管理系统最大的特点，也是这些系统与 传统应用软件系统最大的区别是：具有高度的灵活性，可以按照企业的具体需求， 快速灵活地生成应用软件系统，并且 在客户业务流程发生变化时，能迅速的进行 重组来满足客户的需求。 工作流的定义与基本概念 6 基于工作流的知识管理系统 不同的学者对于工作流的定义各不相同，到目前为止并没有一个统一的标准 定义，以下列举一些有代表性的定义，分别从不同的角度对工作流进行了定义性 描述。  WFMC[12][13]的定义：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。  IBM Almaden Research Center 的定义：工作流是经营过程中一种计算机化 的表示模型，定义了完成整个过程所需用的各种参数。 这些参数包括对过 程中每一个单独步骤的定义、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。  Giga Group 的定义：工作流是经营过程中可运转的部分，包括任务的顺序 以及由谁来执行、支持任务的信息流、评价与控制任务的跟踪、报告机制。  Alnit Sheth 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 )。 依照 WFMC 的定义，若使用工作流作为经营活动的实现技术首先要求工作流 系统能够反映经营技术如下几方面的问题 [13]：即经营过程是什么 (由哪些活动、任 务组成，也就是结构上的定义 )、怎么做 (活动的执行条件、规则以及所交互的信息， 也就是控制流与 信息流的定义 )、由谁来做 (人或者计算机应用程序，也就是组织角 色的定义 )、做得怎样 (通过工作流管理系统对执行过程进行监控 )。 以下来具体解 释其中的相关概念。  业务流程：在功能确定的组织机构中，能够实现业务目标和策略的相互连 接的过程和任务集，即为达到一项业务目标，是文件、信息和任务在工作 的操作者之间有序传递，各项相关活动有序实施的一种结构。  过程定义：是对现实领域中的组织机构业务流程的形式化描述，是业务流 程计算机化的形式表示。 它定义了过程运行中涉及到的各种参数，如：过 程的起始和 终止条件，构成过程的活动及活动之间的关系、组织成员的角 色。 第二章 主要技术 7  过程实例：指的是某个工作流过程的一次执行，每个过程实例代表一个能 独立控制执行、具有内部状态的线程，外界通过标识可访问。 在市里的执 行过程中， WfMS 解释过程定义，生成过程实例，并根据过程定义中的控 制规则协调这些活动实例之间的顺序关系。 过程实例是真正执行的工作 流。 任务：对应于业务流程中在逻辑上相对独立的工作步骤，是工作流系 统执行中的最小工作单元，具有原子性。 一般分为手工操 作和自动处理两 类。  任务实例：实际运行中的一项任务，是任务的一次运行。 每一个任务实例 都表现为一个工作项，由某个或某组用户负责完成。 一个过程实例至少包 含一个任务实例。 执行一个过程实例时， WFMS 将解释相应的过程定义， 由其中的任务生成相关的任务实例，并根据过程定义中的规则协调任务实 例之间的顺序关系，同时完成任务实例之间的信息传送。 工作流系统中得基本概念之间的关系可用图 表示。 图 工作流基本概念之间关系 工作流技术的分类 目前已有上百种声称具有工作流管理功能的商品化软件或原型系统。 为了对 这些系统的功能、特点等有一具清晰的认识，可以根据工作流过程本身的特点、 8 基于工作流的知识管理系统 系统建模的方式、所使用的底层支撑技术、以及工作流过程的执行方式等的不同 而对它们进行相应的分类如下 [14][15]： 结构化的与即席的 结构化工作流指的是在实际工作过程中会反复重复、严格按照某个固定的步 骤进行的业务过程。 定义此种工作流所需要的各种类型的信息可以通 过对业务过 程进行详细的分析而得到，从而得到完整的过程定义并在以后的应用过程中反复 使用。 大量的办公程序，如公文处理、审批等都属此类。 即席工作流则是针对那 些重复性不是很强或没有重复性的工作流程的，关于这类流程执行所需的有关参 数 (如参加者等 )事先无法确定，而必须推迟到过程实例运行时才能确定，同时在执 行过程中间还可能会发生一些意外的情况。 这种动态多变的特点在提供更高灵活 性的同时，也为过程的建模与执行带来更多的复杂性。 面向文档的与面向过程的 前者的侧着点在于将电子形式的文档、图像等在 有关的人员之间进行分发， 以便能够得到不同人的处理与审阅。 现有的文档管理与映像管理系统均属此类。 在面向过程的 WfMS 中，工作流被描述成一序列执行环节。 与各环节相应都有待 处理的数据对象。 各环节的数据对象可以按不同的方式分发到其他环节中去，如 可以将数据对象的值作为控制条件、或者依此数据对象组装成其他的数据对象等。 高端的 WfMS 一般都属此类系统。 基于邮件和基于数据库 前者使用电子邮件来完成过程实例执行过程中消息的传递、数据的分发与事 件的通知。 低端的系统所使用的经常就是此种方 法，它可以充分发挥电子邮件系 统在广域环境下的数据分发功能，但整个系统将运行于一种松散耦合的模式下。 在基于数据库的 WfMS 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。 高端的大规模系统所使用的一般都是此 种方法。 任务推动的与目标拉动的 前者指的是从过程的开始逐步地一个环节一个环节的执行，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，由此直至整个工作流程的完 成。 这是目前大多数面向过程的 WfMS 所使用的执行方式。 而 在目标拉动的 WfMS 中，一个业务流程被看成是一个目标。 过程实例执行时，该目标将被分解得到多 第二章 主要技术 9 个相互之间按一定约束条件的关联起来的可执行的多个环节，其中各环节还可以 当成是子目标而进一步进行分解。 在各环节均执行完毕之后，整个过程也就完成 了。 目标拉动是一种全新的执行方式，下一代的 WfMS 将具有此种特征。 应该说 明的是：上述分类只是从不同的角度入手的。 一般来说，后面那些特点将给 WfMS 带来更好的灵活性，同时也将成为那些能够支持跨机构的大规 模复杂工作流管理、 面向关键任务的 WfMS 不可缺少的特征。 工作流管理系统 工作流系统的分类 按照工作流管理联盟 (WFM)关于工作流管理系统的定义：工作流管理系统是 一个软件系统，它完成工作流的定义和管理，并按照在计算机中预先定义好的工 作流逻辑推进工作流实例的执行。 按照《工作流管理技术基础》关于工作流管理系统的定义： “工作流管理系统 是支持企业经营过程高效执行并监控其执行过程的计算机软件系统。 ”[16] 通常，工作流管理系统是指运行在一个或多个称为工作流引 擎上用于定义、 实现和管理工作流运行的一套软件系统，它和工作流执行者 (人、应用 )交互，推进 工作流实例的执行，并监控工作流的运行状态。 在这里需要强调指出的是工作流 管理系统不是企业的业务系统。 在很大程度上，工作流管理系统为企业业务系统 运行提供一个软件支撑环境，非常类似于在单个计算机上的操作系统， 只不过工 作流管理系统的支撑范围比较大，环境比较复杂，所以有些人称工作流管理系统 是业务操作系 [17]。 工作流管理系统 [18][19]可以用来定义与执行不同覆盖范围 (单个工作者、部门、 全企业、 企业间 )和不同时间跨度 (分钟、小时、天、月 )的经营过程。 这完全取决 于实际应用背景的需求。 按照经营过程以及组成活动的复杂程度的不同，工作流 管理系统可以采取许多不同的实施方式，在不同的实施方式中，所应用的信息技 术、通信技术和支撑系统结构会有很大的差别。 工作流管理系统的实际运行环境 可以是在一个工作组内部或者在全企业的所有业务部门。 10 基于工作流的知识管理系统 虽然不同的工作流管理系统具有不同的应用范围和不同的实施方式，但它们 也具有一些共同的特性。 从比较高的层次 上来抽象地考察工作流管理系统，可以 发现所有的工作流管理系统都是提供了 3 种功能：  建立阶段功能：建立工作流模型。  运行阶段的控制功能：在一定的运行环境下，执行工作流过程，并完成每 个过程中活动的状态控制和调度功能。  运行阶级的人机交互功能：在各种活动的执行过程中，实现用户与应用工 具之间的交互。 工作流管理系统模型 工作流技术的应用，不论是从用户的角度来看，还是从开发者的角度来看， 都需要一个通用标准，按照标准来决定一个工作流管理系统应该包含哪些组成部 分 ，各个部分应提供哪些标准的服务。 基于通用标准开发出来的工作流管理系统 才能满足需求。 在这种背景下， 1994 年 WfMC 发布了工作流参考模型 (Workflow Reference Model)，它详细描述了工作流系统的有关概念，并在此基础上给出了工 作流管理系统的各主要组成部分、各部分的功能及相互之间的接口，如图 所示。 工作流参考模型 [20]中各组成部分满足了系统的体系结构中的功能要求，下面 具体介绍各个组件的功能用途。  工作流执行服务是工作流。