基于工作流技术业务审批系统的研究与实现

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3.0 李琳琳 2024-10-14 17 4 5.39MB 72 页 15积分

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大连理工大学专业学位硕士学位论文

摘要

随着社会的发展和政府机构改革的深入，各个政府职能部门之间的协同工作显得

越来越重要，电子政务的复杂度日益增加，原有的办公模式己经不能适应日益增长的

事务处理、信息共享等方面的要求。为了提高政府的工作效率、增强政府决策能力，更好

地为公众服务，必须充分利用现代化的信息技术，优化政府流程，构建高效的电子政

务系统。

工作流管理技术作为一种过程管理的核心技术，不仅强调某个环节的完成情况，

而且还要求从整个流程的角度来看待该环节的义务管理过程，把完成最终的服务管理

目标作为流程管理的目标。工作流技术还可以将信任服务、授权服务和公文流转、信息共

享等业务流程有机、紧密地结合在一起，构成安全的工作流业务系统，为不同业务系统

集成提供实现的技术手段。实际上，将工作流技术引入电子政务系统，实现流程、业务

和管理职责、管理岗位的标准化，将非常有利于提高政务流程的重组和规范程度，明确

审批和办理流程中的责权利，真正达到实施电子政务系统工程中需要满足的一个目的:

理顺政府信息、规范政务流程。

本文以上海宝山区的“土地行政审批综合系统”的开发为背景，着重于审批工作

流引擎的设计和实现技术。在详细分析了系统的需求之后，提出基于三层 C/S 结构的审

批工作流引擎的控制模型，即客户端软件、审批工作流引擎服务器、应用数据库服务器。

通过对审批工作流的四大元素(即人员、资源、事件、状态)的分析研究，设计实现了一个

审批工作流引擎。本引擎已稳定地应用到土地行政审批综合系统中，目前系统运行良好

运行结果表明，此工作流引擎具有较强的灵活性和可扩展性，可以很好地适应审批业

务流程的变化需求。

关键词：行政审批；工作流；三层 C/S 结构

- I -

大连理工大学专业学位硕士学位论文

Study and Implementation of Business Examine and Approve System

based on Workflow Technology

Abstract

With the development of society and the deepening of the reform in government

departments, the more important the cooperation among different function departments

becomes and the more complex E-government becomes, thus the previous office affairs-

handling pattern can no longer meet the requirements of enlarging office affairs and

information-sharing. Therefore, modern science and technology must be utilized to optimize

the government workflow by construct highly efficient E-government system so as to enhance

the governments' policy-making capability and to better the service for the public.

Workflow management technology is one of the core technology for the process

management, which emphasizes not only the accomplishment status of every single step, but

also emphasizes that the final service management target should be taken as the flow

management target by treating the step-by-step management process in terms of the

perspective of the whole workflow process. Workflow technology makes for safe workflow

system by incorporating credit service, authorization service, circulation of office documents

and information-sharing into an organic and closely-related system, so that it provides critical

technology for the realization of integrated government business system. In fact, the

application of workflow technology into E-government system will realize the idea of

standardization of management responsibilities and its respective management posts, which is

extremely beneficial for the enhancement of the reshuffling of the government affairs-

handling flow and for the standardization degree of the handling.

This dissertation takes SHANGHAI BAO SHAN "Business Examine and Approve

system" as the example, emphasis on the technologies of design and implementation of a

workflow engine for the examination and approval process. After studying the system

requirement ,this paper puts forward the control model based on three-tier of Client/Server

structure of workflow engine, namely customer end software, workflow engine of

examination and approval server, application database server. Based on the analysis and

research four major elements of the examination and approval system (namely personnel,

resource, incident, state), we design the system architecture and the algorithms of the

workflow engine. The implementation technologies are discussed in detail. The engine has

been integrated into the Business Examine and Approve office automation system smoothly,

and put into practice in Business Examine and Approve system .And the system runs well at

- II -

大连理工大学专业学位硕士学位论文

present. The result of the first year run shows our workflow engine could provide enough

flexibility and adaptability, and meet the change of the business requirements.

Key Words：Business Examine and Approve；Workflow；Three Layer C/S Architecture

- III -

大连理工大学专业学位硕士学位论文
目    录
摘    要.........................................................................................................................................I
Abstract......................................................................................................................................II
绪论.........................................................................................................................................1
1  课题研究背景..............................................................................................................1
2  国内外研究现状..........................................................................................................1
3  主要研究内容..............................................................................................................4
工作流和工作流模型基本理论.............................................................................................5
1  工作流概述..................................................................................................................5
2  工作流参考模型..........................................................................................................6
2.1  工作流管理系统功能.......................................................................................6
2.2  工作流参考模型...............................................................................................7
2.3  工作流实现模型...............................................................................................8
3  工作流模型规范........................................................................................................10
4  工作流模型................................................................................................................11
4.1  基本概念.........................................................................................................11
4.2  工作流模型.....................................................................................................13
4.3  工作流过程定义语言.....................................................................................15
5  工作流建模................................................................................................................18
5.1  基于 Petri 网的工作流描述...........................................................................18
5.2  工作流模式与工作流网的映射.....................................................................19
5.3  工作流建模实例.............................................................................................22
6  本章小结....................................................................................................................24
系统业务需求分析...............................................................................................................25
1  国土电子政务系统现状............................................................................................25
2  上海宝山市国土资源电子政务系统建模方法........................................................26
2.1  业务需求分析方法.........................................................................................26
2.2  系统分析设计方法.........................................................................................27
3  业务系统集成............................................................................................................28
3.1  数据级集成.....................................................................................................28
3.2  功能级集成.....................................................................................................28
3.3  业务级集成.....................................................................................................29
4  土地审批作业流程分析............................................................................................29
5  本章小结....................................................................................................................36
- IV -

大连理工大学专业学位硕士学位论文
审批工作流引擎的分析和设计...........................................................................................37
1  引擎需求概述............................................................................................................37
2  引擎设计原则............................................................................................................40
3  引擎结构与组成........................................................................................................41
3.1  引擎的逻辑结构.............................................................................................41
3.2  引擎的软件体系结构.....................................................................................43
3.3  审批工作流系统的框图.................................................................................45
4  审批工作流引擎模型的设计....................................................................................46
5  审批过程定义的关系结构........................................................................................49
5.1  存储结构.........................................................................................................49
5.2  引擎的数据表格.............................................................................................50
6  引擎的接口................................................................................................................53
6.1  引擎的逻辑结构.............................................................................................53
6.2  引擎的逻辑结构.............................................................................................54
7  本章小结....................................................................................................................57
1  工作流模型的软件架构............................................................................................58
2  系统实现....................................................................................................................59
2.1  表示层的具体实现.........................................................................................60
2.2  业务层的具体实现.........................................................................................61
3  系统性能测试............................................................................................................62
4  本章小结....................................................................................................................65
结    论.......................................................................................................................................66
参 考 文 献................................................................................................................................67
攻读硕士学位期间发表学术论文情况...................................................................................70
致    谢.......................................................................................................................................71
大连理工大学学位论文版权使用授权书...............................................................................72
- V -

大连理工大学专业学位硕士学位论文

1 绪论

1.1 课题研究背景

随着我国城市建设的迅猛发展，土地开发利用、土地征用、土地出让、土地转让频繁

对土地权属确认与变更的管理工作越来越重要。形势要求国土资源部门的内部管理和对

外服务更加高效、准确，传统的手工纸制的工作模式已越来越难以满足国土管理工作需

要。当今社会已逐步跨入信息时代，政府部门管理的信息化程度已成为部门形象和管理

水平的重要标志。信息化是政府部门实现管理现代化的主要途径。国土资源管理部门很

早就意识到了信息化的重要性。国土资源部指出：“把国土资源信息化放在优先发展的

位置，大力推进国土资源管理、调查评价信息化和信息服务社会化，实现国土资源事业

的跨越式发展。”随着技术的进步，以电子政务系统为代表的系统建设在最近几年内迅

猛发展，采用新的建设方案及开发模式，建立国土资源电子政务系统，全面实现的计

算机管理已经具备了条件。

随着社会的发展，电子政务的复杂度日益增加，各个政府职能部门之间的联办互

动工作也显得越来越重要。工作流技术的引入，可以将信任服务、授权服务和公文流转、

信息共享等业务流程有机、紧密地结合在一起，构成安全的工作流业务系统，为不同业

务系统集成提供实现的技术手段[1]。随着电子政务浪潮的不断发展，如何将工作流技术

应用到电子政务系统中也越来越受到广泛的关注。实际上，将工作流技术引入电子政务

系统，实现流程、业务和管理职责、管理岗位的标准化，将有利于提高政务流程的重组

和规范程度，明确审批和办理流程中的责权利，真正达到实施电子政务系统工程中需

要满足的一个目的：理顺政府信息、规范政务流程[2]。随着技术的发展，遵循 WfMC 的

工作流产品在现代办公系统应用中崭露头角，它不仅实现工作流程自动化以及收发文

件从传统的手工方式向工作流自动化方式的飞跃，同时通过可视化的流程定义和流程

监控，方便地实现流程的优化和重组[3]。

1.2 国内外研究现状

工作流管理技术在其发展的初期主要是由工作流产品开发公司推动着发展，随着

它在实际应用中取得的良好效果而得到了充分的重视和迅速的发展。相对于工作流产品

市场的繁荣，工作流相关理论研究则显得有些滞后[4]。在过去很长一段时间里，有关工

作流方面的研究主要是由商品化的工作流管理系统的开发商所领导。本着把工作流产品

推向市场的目的，这些开发商大多把研究的注意力放在了工作流管理系统的开发实施

方面[5-6]。目前，在工作流设计方法学、工作流概念模型等方面还没有形成一套比较成熟

的理论和方法。工作流流技术研究的主要方向有两个：一是工作流技术的理论研究，二

是工作流系统的实现方法。

工作流技术理论研究的主要方向有[7-8]：

(1) 建模理论与方法

大连理工大学专业学位硕士学位论文

研究如何更好地用计算机模型描述现实世界中的业务流程。

(2) 模型验证与仿真方法

研究如何判断建立的工作流模型是否与实际的业务相符合，以及如何评价模型性

能的优劣问题。这对于企业经营工程重组(BPR，Business Processing Reengineering)问题

的研究具有重要意义。

(3) 过程模型和其他模型的集成方法

在描述一个企业和一个应用领域的问题时，仅有过程模型是不够的，还需要有功

能模型、信息模型、资源模型以及组织模型的配合。这些不同的模型描述了一个应用领域

的不同侧面，他们的集成可以完成对一个企业或一个应用领域的全面描述。但是如何集

成这些模型还没有好的解决方法。一些工作流建模工具模块了对资源和组织的描述能力

但还没有一个方法来实现模型的和功能、信息、资金流的集成。这方面的研究工作对于促

进集成化的企业建模和信息系统的实施有着重要的意义。

工作流实现方法研究的主要方向有[9-10]：

(1) 分布式工作流的实现

分布式工作流是相对于早期的集中式工作流而言的。进入20 世纪 90 年代以来，随

着计算机与网络技术的迅速发展，现代企业的信息系统分布性、异构性和自治性的特点

越来越显著，相应的企业信息资源也分布在异构的计算机环境中。所以要求工作流系统

能够在异构的环境中分布式实现。

(2) 工作流系统与其他应用信息系统的集成问题

工作流管理系统是一个完成过程建模和过程管理的软件系统。为了使之在企业业务

中得到有效地应用，它必须与企业中存在的其他信息系统(MIS，ERP 等)实现集成，通

过集成来提高整个企业的应用水平。

(3) 工作流安全问题

工作流系统以计算机网络为基础，由于网络行为具有开放性和自由性，所以安全

问题无法回避。保障工作流系统的信息安全关系到企业的生存发展甚至国家安危问题。

因此，如何使工作流系统不受到外界入侵或非法操作，己经成作流研究领域中一个重

要的课题。

目前工作流技术的研究正在日益受到人们的重视，许多大学和研究机构都开展了

一些研究项目，取得了众多的研究成果。这些研究成果涉及工作流管理的各个方面。在

当前进行的工作流技术研究中，比较著名的有 IBM 公司Almaden 研究中心的 Exotica，

佐治亚大学计算机系的 Meteor WIDE 以及Mentor 等研究项目[11]。其中，Extrication

Meteor 是完全分布的工作流管理系统，WIDE 和Mentor 则采用Client/Server 结构[12]。

在国际市场上，以 FileNet，JetForm，IBM 和Action 四家公司的产品比较有影响和

代表性。

大连理工大学专业学位硕士学位论文

(1) FileNet 公司的产品：Visual Workflow 是FileNet 公司集成文档管理软件的一部

分，是建立在基于组件的软件结构上的，采用先进的工作队列处理方法。它允许迅速地

评价和改进机构工作方式，可随时查看过程中关键的细节，掌握过程的运行情况。

(2) JetForm 公司的产品：InTempo 是JetForm 公司的工作流产品，它基于 C/S 结构，

其客户端互相独立，适合于管理型和设定型的经营过程，如合同管理、顾客问题解决、

销售和预算审批等等。它可自动将任务分配给相应的人员，任务会自动出现在用户的信

箱中，简化了任务的接收过程。

(3) IBM 公司的产品：IBM MQSeries Workflow 是该公司最新的工作流产品，它将

经营流程从应用逻辑中分离出来，支持 25 种不同的操作系统，可根据模型定义自动分

配任务，提供图形化的过程定义界面。

(4) Action 公司的产品：Action Metro 4.0 为工程师提供了一套基于 Web 的工作流管

理软件。它对经营过程中不可预见的问题、要求和机遇也可进行控制，还为用户提供了

相应的管理工具。它更适合于基于知识的工作流，它支持用户与信息之间的交互。

相对而言，在国内，对工作流的研究起步较晚。清华大学的吴澄院士、范玉顺教授

以及史美林教授首先展开了对工作流技术的研究[9]。吴澄院士和范玉顺教授以 CIMS 的

研究为契机，就工作流技术的理论基础、工作流建模与仿真、工作流引擎的执行与效率

分析、工作流管理系统的实现等，展开了工作流技术在 CIMS 应用上的研究，并实现了

基于 Web 和CORBA 的工作流管理系统。工作流管理系统是一个典型的协同应用系统，

因此，史美林教授从 CSCW 的研究出发，对工作流的实现技术、工作流的异常处理及

恢复等提出了独到的看法，同时也实现了基于 WWW 的工作流处理系统[10]。西北大学

的郝克刚教授指导学生完成了题为《工作流过程模型的层次研究及分析》的博士论文和

有关工作流模型的建模工具、工作流管理系统中的异常处理、工作流的实现技术等相关

硕士论文，在此基础上，与协同公司合作，实现了商业意义上的工作流管理系统

SynectFlow，取得了相当的成就[11]。此后，工作流技术得到国内多所院校和科研机构的

重视，逐渐成为当前计算机领域的研究热点之一，中科院软件所的王文军、天津大学的

王宇等对分布式工作流的理论、实现技术及分布式工作流中的任务调度进行了研究；清

华的李建强、南京大学的窦万春、哈工大的潘启澎等人对基于 Petri 网的工作流技术进行

了研究;此外，还有很多学者对工作流的模型、工作流的实现、工作流的仿真、工作流的

扩展性和柔性、Petri 网在工作流的应用、工作流的安全性、工作流的定义语一言等方面

展开了广泛的研究，发表了相当数量的论文，并取得了一定的成果[13-14]。

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