工作流管理 姜进磊 2004.4 1 内容提要 n工作流技术概述 n使能因素 n发展的阶段 n研究课题 n基本概念 n建立时功能 n元模型 n运行时功能 n系统体系结构 n典型系统举例 2 概述 n使能技术 ne-mail ninternet-enabled (HTTP/HTML), network computing and Java-enabled ndistributed computing services: X.500, LDAP napplication interoperability: OLE/ActiveX, OpenDoc nQueued/Persistent message systems ndata exchange: EDI ndatabase access: ODBC/JDBC 3 概述 n使能技术 nDistributed computing infrastructure: DCE, CORBA (ORB only or with services), DCOM nWeb (HTTP/CGI), Agent (Servelet, Mobile Agents) nTransaction processing: Client/Server (X/OPEN, TxRPC, MS Transaction Server, Encina), distributed transaction processing (Orbix-OTM) nWork group support/enabler: e.g., Lotus Notes n上述技术为工作流管理提供了必要的基础设施 (infrastructure) 4 发展历史 n起源：图像处理 n阶段 n1970s：OfficeTalk-D，SCOOP n1980s：Visual Workflo，FlowMark n1990-：开放结构，标准API，图形界面 n未来发展 n基本平台 n系统集成的kernel 5 工作流产品 nAction Workflow System Action Technologies Inc. nCSE/Workflow ( CSE Systems Corporation ) nDelrina FormFlow(Delrina) nDM/Workflow(Intergraph) nEPIC/WF( Computron) nFlowLogic (FlowLogic Corporation ) nFlowMaker (Workflow) nFlowMan(Logical Software Solutions) nFlowMark (IBM) http:/www.software.ibm.co m/ad/flowmark/ nInConcert (InConcert Inc.) / nFloWare (BancTec Inc.) nGroupFlow(Pavone) nJetForm(Jetform) 6 工作流产品 nKeyflow(Keyfile) nKI Shell(UES) nLivelink Workflow(Odesta) nLinkWorks(DEC) nfo/ linkworks/ nLotus Notes(IBM/Lotus) nMETEOR (Infocosm, Inc.) http:/www.infocosm.co m nOffice.IQ workflow and document management software (Portfolio Technologies Inc.) nOmniDesk RouteBuilder (SIGMA/Wang) nOPEN/workflow (Eastman Software, Wang) http:/www.eastmansoftware. com nOptix Workflow (Blueridge) nPlexus FloWare (Recognition/BancTec) 7 工作流产品 nViewStar System(ViewStar) nProcessIT(NCR)-Plexus FloWare OEM nStaffware (Staffware) nTeamWARE Flow (ICL/TeamWare) nUltimus (Ultimus) nVisual WorkFlo (FileNet) nWorkMAN (Reach Software) nWorkVision(IA) WorkFlow (CSE Systems, Computer data mining opportunities 19 研究课题 n管理和组织方面(cont.) nRun-time scheduling and utilization of workflow human and software agents nImpact of WfMS on clerical work and middle management n市场(market), 经济(economic)和社会(social)方 面 nWF market directions and investment opportunities nProspects for competing stand-alone, embedded, c(C1, C2)表示活动C1在C2之前执行 nD是数据实体及其关系的集合; d(D1, C2)表示数据从数 据源D1输入到节点C2中,d(C1, D2)则表示数据从节点C1 输出到数据源D2中 nR是角色及其关系的集合; r(R1, C2)表示角色R1可以 执行活动C2 nA是执行者及其关系的集合; a(A1, R2)表示执行者A1可 以充当角色R2 n对应关系：变迁表示活动，位置表示控制节点 33 基于Petri网的模型 n工作流网WF-Net是满足如下2个条件的Petri网 PN=(S, T, F) n存在2个特殊位置i和o，其中i表示源(Source)，o表示 漏(Sink) n如果在T中添加一个变迁t*，在F中增加元素(o, t*)和 (t*, i)得到PN*，则PN*是强连通的 n对应关系 n任务变迁 n状态位置 n令牌工作流的某个状态 34 采用WF-Net表示的工作流过程 35 基于语言-行为的模型 n基础：语言/行为理论 n基本结构：工作流环 n产品：ActionFlow 36 面向对象模型 n基本思想：实体的对象化 n参与者 n活动 n数据 nJoeris G.，Herzog O. Managing Evolving Workflow Specifications n任务和工作流子模型：任务任务接口工作流 n文档子模型 n资源子模型 n组织结构子模型 37 面向对象模型 n高军等(基于对象模型工作流的失败处理与失败 恢复. 软件学报, 2001, 12(5): 776782)的扩展 class workflowdefinition attributes;/描述工作流的各种属性 parameter;/输入和输出参数 status;/工作流对象的状态 task_description; /任务的具体描述:内部实现, 失败后的 执行策略, “恢复事件”发生时执行的操作 sub_workflow_def;/子工作流定义:子工作流序列, 参数对应关系, 控制依赖关系 38 面向对象模型 nDavid Edmond：反演型对象知识模型ROK (reflective Object Knowledge) n状态(state) n使能(can) n任务(task) n行为(act) n映射(map) nAtsushi Inamoto：面向对象的工作流自动化模 型 n基类：电子表单，角色和工作对象 n运行：状态事务表，触发规则表和工作分配表 计算和描述环境 39 基于图的模型 n有向无环图DAG：Sadiq W., Orlowska M. E. Analyzing Process Models Using Graph Reduction Techniques. Information Systems, 2000, 25(2): 117134 n2种符号对象 n节点 n协作节点 n任务节点：活动节点、子过程节点、活动块节点和空节点 n变迁(有向边) 40 DAG 41 基于图的模型 n条件化有向图CDG n对应关系 n节点活动 n有向边活动之间的先后关系 n形式化描述：(n, A, F) nn为过程的名字 nA为活动集合 nFAAC，(c, E)C，其中c为一布尔表达式 ，E为多个命名表达式构成的集合 42 基于形式逻辑的模型 nDavulcu H.等人采用的并发事务逻辑CTR n经典逻辑 n原子公式p(t1,tn)，其中p为谓词逻辑，ti为 函数项 n基本运算符号， n扩展 n连接符：表示串行合取，|表示并行合取 n模态算子：表示执行可能性，表示隔离执 行 43 基于形式逻辑的模型 n路径path：用状态序列表示的一系列操作 n如果公式在某个路径为真，则表示它可以 从状态s1开始执行而结束于状态sn n操作说明：，为两个公式 n表示他们顺序执行 n|表示他们并行执行 n表示他们在同一路径上执行 n表示其中的某个执行 n表示永不被执行 n表示被隔离执行 n表示可能被执行 44 基于文法的模型 n通用过程结构文法GPSG n基本观点：工作流演化同时发生在2个方 向 n水平方向：任务间无因果依赖关系,但共享信 息 n垂直方向：任务间存在因果依赖关系 n对策： n水平方向：将文档(document)和任务看作相互 的对偶 n垂直方向：采用约束(constraint)来表达相关活 动和文档之间的软依赖关系(soft dependencies) 45 基于文法的模型 n构造规则 n以活动为中心的规则：如何将一个业务目标分成子目 标以及在何种条件下进行分解 n以文档为中心的规则：如何将过程中需要处理的数据 对象分解成子文档 n约束举例： nB.start = A.end nB.end deadline nB.start = B.end B.average_duration n实现基础：活动和文档都采用特征结构(feature structure),即都是用特征集合或者属性-值对来描 述 46 基于规则的模型 n对主动数据库中的ECA(Event-Condition- Action)进行扩充ECAA ON IF Then DO Else DO 事件 条件 动作1 动作2 ON IF Then DO Else DO 事件 条件 动作 1 动作 2 Actor Actor Actor 参与 者 参与 者 参与 者 ON IF Then DO Else DO 事件 条件 动作 1 动作 2 Input Outp ut 数据 数据 Outp ut 数据 Input 数据 Input 数据 47 元模型分类 nGeorgakopoulos D. et al (An Overview of Workflow Management. Distributed and Parallel Databases, 1995, 3(2):119153) n基于通信的(communication-based) n基于活动的(activity-based) nCichocki A. et al (Workflow and Process Automation: Concepts and Technology. Kluwer, 1998) n基于通信的 n基于活动的 n基于物品的(artifact-based) 48 元模型比较 控制流数据流角色 支持 时间 约束 组织