面向服務(wù)的企業(yè)業(yè)務(wù)流程應(yīng)用架構(gòu)研究

［摘 要］ 本文分析了信息系統(tǒng)的發(fā)展，并對(duì)各階段的特點(diǎn)進(jìn)行比較；隨后，介紹SOA的基本原理，論述業(yè)務(wù)流程框架的發(fā)展及傳統(tǒng)業(yè)務(wù)框架的局限性；最后，提出基于SOA的企業(yè)業(yè)務(wù)流程應(yīng)用架構(gòu)。

［關(guān)鍵詞］ 信息系統(tǒng)；面向服務(wù)架構(gòu)（SOA）；業(yè)務(wù)流程；應(yīng)用架構(gòu)

［中圖分類(lèi)號(hào)］F270.7［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］A［文章編號(hào)］1673-0194（2008）23-0067-04

0 引 言

現(xiàn)今條件下，企業(yè)信息系統(tǒng)不僅是一個(gè)技術(shù)系統(tǒng)，信息系統(tǒng)要想獲得徹底的成功，不僅要強(qiáng)調(diào)技術(shù)，更要強(qiáng)調(diào)用戶需求，而當(dāng)今的競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)實(shí)和快速多變的環(huán)境對(duì)企業(yè)或組織提出了越來(lái)越多有關(guān)業(yè)務(wù)方面的要求。因此，業(yè)務(wù)流程成為信息系統(tǒng)服務(wù)的對(duì)象，雖然企業(yè)IT系統(tǒng)已經(jīng)經(jīng)歷多年建設(shè)，但是也存在一些突出的共性問(wèn)題，如集成效果不理想#65380;適應(yīng)業(yè)務(wù)變化的能力差等。為了解決上述問(wèn)題，設(shè)計(jì)人員依次采用了結(jié)構(gòu)化#65380;客戶機(jī)/服務(wù)器#65380;3層#65380;N層#65380;分布式對(duì)象#65380;組件等多種信息系統(tǒng)架構(gòu)[1]，這些架構(gòu)雖然在一定范圍#65380;一定程度上減輕了問(wèn)題的壓力，但并沒(méi)有從根本上解決問(wèn)題。面向服務(wù)架構(gòu)(SOA，Service-Oriented Architecture)是敏捷性的面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)， 它把業(yè)務(wù)邏輯和具體實(shí)現(xiàn)技術(shù)這二者分離開(kāi)來(lái)[2]，它的出現(xiàn)為解決信息系統(tǒng)與業(yè)務(wù)之間的矛盾提供了一種方案。

1 信息系統(tǒng)架構(gòu)發(fā)展概述

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，信息系統(tǒng)架構(gòu)也不斷變化，以適應(yīng)多變的需求環(huán)境，大致經(jīng)歷了結(jié)構(gòu)化#65380;客戶機(jī)/服務(wù)器#65380;3層#65380;N層#65380;分布式對(duì)象#65380;組件等多種信息系統(tǒng)架構(gòu)階段，但其弊端日益凸現(xiàn)，而在面向服務(wù)的應(yīng)用示范中，獨(dú)立的#65380;來(lái)自不同開(kāi)發(fā)商的系統(tǒng)或COTS(Commercial Off-The-Shelf)產(chǎn)品被視為可以動(dòng)態(tài)共享的服務(wù)，使用這些共享的服務(wù)要求能夠屏蔽系統(tǒng)與服務(wù)間的差異[3]，最終滿足基于面向服務(wù)#65380;面向流程的應(yīng)用。

如表1所示，信息系統(tǒng)經(jīng)歷了各個(gè)發(fā)展階段。從信息系統(tǒng)的功能上來(lái)看，經(jīng)歷了從部門(mén)的簡(jiǎn)單應(yīng)用到系統(tǒng)的復(fù)雜處理;從信息系統(tǒng)涉及的范圍來(lái)看，從單個(gè)部門(mén)的業(yè)務(wù)處理發(fā)展到跨越部門(mén)甚至是跨越企業(yè)的應(yīng)用;從其涉及對(duì)象來(lái)看，從面向功能的思想經(jīng)歷面向企業(yè)流程到現(xiàn)今的面向服務(wù)的理念。

2 面向服務(wù)的架構(gòu)SOA

2. 1SOA概述

面向服務(wù)構(gòu)架是一種面向服務(wù)的企業(yè)應(yīng)用體系結(jié)構(gòu)，靈活性與松耦合性是它最突出的兩個(gè)特性。首先，對(duì)比傳統(tǒng)的3層客戶服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)，具有一個(gè)靈活而功能強(qiáng)大的服務(wù)層，它能把各個(gè)應(yīng)用的功能抽象成服務(wù)，通過(guò)請(qǐng)求/服務(wù)的方式來(lái)獲取跨應(yīng)用的功能調(diào)用和數(shù)據(jù)獲取。其次，面向服務(wù)構(gòu)架SOA是一種強(qiáng)內(nèi)聚松耦合#65380;延展性與兼容性強(qiáng)的分布式信息體系。它不同于市場(chǎng)上許多打包應(yīng)用，而是可以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化的組件，根據(jù)業(yè)務(wù)的需求搭建出企業(yè)所需的系統(tǒng)，并且可以方便地按照業(yè)務(wù)需求的改變而改變。SOA架構(gòu)元素如圖1所示。

2. 2SOA基本結(jié)構(gòu)

SOA的基本結(jié)構(gòu)如圖2所示[5]。

(1)服務(wù)

由Web服務(wù)描述語(yǔ)言(Web Service Description Language，WSDL)來(lái)描述;WSDL 把服務(wù)抽象地描述為一組包含在面向文檔或面向過(guò)程信息的消息上執(zhí)行操作的端點(diǎn)的集合;多個(gè)相關(guān)的具體端點(diǎn)結(jié)合在一起就構(gòu)成了服務(wù)。

(2)服務(wù)提供方

服務(wù)提供者是一個(gè)可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)尋址的實(shí)體;它接受和執(zhí)行來(lái)自使用者的請(qǐng)求。它將A的服務(wù)和接口契約發(fā)布到服務(wù)注冊(cè)中心;以便服務(wù)使用者可以發(fā)現(xiàn)和訪問(wèn)該服務(wù)。

(3)服務(wù)請(qǐng)求方

服務(wù)使用者是一個(gè)應(yīng)用程序#65380;一個(gè)軟件模塊或需要一個(gè)服務(wù)的另一個(gè)服務(wù)。它發(fā)起對(duì)注冊(cè)中心中的服務(wù)的查詢;通過(guò)傳輸綁定服務(wù);并且執(zhí)行服務(wù)功能。服務(wù)使用者根據(jù)接口契約來(lái)執(zhí)行服務(wù)。

(4)服務(wù)注冊(cè)庫(kù)

服務(wù)注冊(cè)中心是服務(wù)發(fā)現(xiàn)的支持者。它包含一個(gè)可用服務(wù)的存儲(chǔ)庫(kù);并允許感興趣的服務(wù)使用者查找服務(wù)提供者接口。

(5)Web服務(wù)的操作

它是與Web服務(wù)相關(guān)的操作，主要有:發(fā)布#65380;查找#65380;綁定#65380;調(diào)用。

2. 3SOA范圍中的服務(wù)

在面向服務(wù)體系結(jié)構(gòu)中，映射到業(yè)務(wù)功能的服務(wù)是在業(yè)務(wù)流程分析過(guò)程中確定的。服務(wù)可以是細(xì)粒度的，也可以是粗粒度的，這取決于業(yè)務(wù)流程。每個(gè)服務(wù)都有定義良好的接口，通過(guò)該接口就可以發(fā)現(xiàn)#65380;發(fā)布和調(diào)用服務(wù)。企業(yè)可以選擇將自己的服務(wù)向外發(fā)布到業(yè)務(wù)合作伙伴，也可以選擇在組織內(nèi)部發(fā)布服務(wù)。服務(wù)還可以由其他服務(wù)組合而成。

3 業(yè)務(wù)流程框架的發(fā)展

3. 1企業(yè)應(yīng)用集成

由于電子數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的應(yīng)用局限性，隨著集成化數(shù)據(jù)庫(kù)的要求提出，一個(gè)跨越職能部門(mén)#65380;面向流程的新視角產(chǎn)生了。集成化的應(yīng)用系統(tǒng)包括兩個(gè)集成方向:橫向和縱向。橫向集成是指沿著企業(yè)的價(jià)值鏈跨越部門(mén)將辦公系統(tǒng)和業(yè)務(wù)系統(tǒng)連接起來(lái)，而縱向集成則強(qiáng)調(diào)將辦公系統(tǒng)和業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)提供給計(jì)劃和控制系統(tǒng)，即集成化的信息系統(tǒng)轉(zhuǎn)向遵循面向流程的設(shè)計(jì)思想。

如圖3所示，集成系統(tǒng)基于面向流程的基本原則，幾乎覆蓋了企業(yè)所有的管理功能。在橫向上，實(shí)現(xiàn)了跨越各個(gè)職能部門(mén)來(lái)處理經(jīng)營(yíng)管理任務(wù)，從而使得業(yè)務(wù)流程更好地面向客戶需求;在縱向上，實(shí)現(xiàn)了同價(jià)值創(chuàng)造密切相關(guān)的業(yè)務(wù)活動(dòng)和面向價(jià)值創(chuàng)造的流程的集成。

3. 2業(yè)務(wù)流程平臺(tái)ERPⅡ

ERPⅡ是由Gartner Group提出的，它是一個(gè)跨企業(yè)面向流程的架構(gòu)。其主要目的是消除系統(tǒng)信息孤島，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的整合，使系統(tǒng)全面支持業(yè)務(wù)流程。對(duì)比ERP和ERPⅡ，在其基礎(chǔ)之上進(jìn)一步擴(kuò)展，延伸到了企業(yè)的外部，可以支持和優(yōu)化企業(yè)內(nèi)外的協(xié)同流程。具體如圖4所示。

3. 3傳統(tǒng)業(yè)務(wù)框架局限性

(1)集成基本都是面向功能

該情況都是基于功能定義的設(shè)計(jì)方式，只注重從技術(shù)和內(nèi)容去分類(lèi)，偏重于各自實(shí)現(xiàn)的功能，沒(méi)有強(qiáng)調(diào)各類(lèi)集成間的相互關(guān)系和相互影響，以及作為一個(gè)整體對(duì)企業(yè)IT和業(yè)務(wù)的影響。難以形成靈活配置和擴(kuò)展的體系架構(gòu)，管理上也不能提供適應(yīng)多變的業(yè)務(wù)需求。

(2)忽略流程的設(shè)計(jì)和集成

在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，只是簡(jiǎn)單直接地套用現(xiàn)有的具體業(yè)務(wù)流程，一旦流程變更或者增加就重新去開(kāi)發(fā)新的流程控制邏輯，使現(xiàn)有資源未被重用，造成資源的浪費(fèi)。

(3)靈活性#65380;適應(yīng)性#65380;可擴(kuò)展性較差

很多都是針對(duì)特定的軟硬件或者特定的應(yīng)用環(huán)境去開(kāi)發(fā)的，系統(tǒng)的自適應(yīng)能力差;面向特定應(yīng)用，體系結(jié)構(gòu)與整個(gè)組織關(guān)系不大，流程管理作用無(wú)法充分發(fā)揮。

(4)缺乏合理的粒度規(guī)則

各組件要與現(xiàn)有應(yīng)用程序匹配，就要選擇合適的粒度進(jìn)行系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)，難度較大且缺乏靈活性。

由以上論述可知，如何根據(jù)當(dāng)前環(huán)境要求，把分布在網(wǎng)絡(luò)中的各種核心流程整合在一起，以客戶為中心設(shè)計(jì)方案，提高企業(yè)的核心能力就擺在企業(yè)的面前。SOA理念和技術(shù)的成熟為這種需求的實(shí)現(xiàn)提供了可能，下文將著重論述基于SOA的業(yè)務(wù)流程應(yīng)用框架。

4 基于SOA的業(yè)務(wù)流程應(yīng)用框架

4. 1基于SOA的業(yè)務(wù)流程應(yīng)用

從圖5中可以看出，基于SOA 的業(yè)務(wù)流程應(yīng)用框架的主要特點(diǎn)是在傳統(tǒng)架構(gòu)基礎(chǔ)上增加流程管理器和業(yè)務(wù)服務(wù)層。

業(yè)務(wù)服務(wù)層由特定的業(yè)務(wù)服務(wù)族#65380;可復(fù)用的服務(wù)以及Web Service 平臺(tái)組成。其中業(yè)務(wù)服務(wù)族是針對(duì)特定業(yè)務(wù)領(lǐng)域的一些服務(wù)及其相應(yīng)的數(shù)據(jù)模型?？蓮?fù)用的服務(wù)是指能夠在不同業(yè)務(wù)領(lǐng)域共享的一些服務(wù)。Web服務(wù)平臺(tái)則為服務(wù)的定義和使用提供一個(gè)獨(dú)立于業(yè)務(wù)應(yīng)用平臺(tái)和技術(shù)平臺(tái)的環(huán)境。

流程管理器包括流程引擎、流程定義庫(kù)、流程實(shí)例庫(kù)、事務(wù)管理器和連接器框架等部分。一般首先采用圖形方式建立業(yè)務(wù)流程模型，再存儲(chǔ)于塊模型中（如BPEL4WS或BPML），并由流程引擎執(zhí)行。其核心是流程引擎，引擎創(chuàng)建和解釋正式流程定義的運(yùn)行時(shí)實(shí)例。流程定義（開(kāi)發(fā)時(shí)）和流程實(shí)例（運(yùn)行時(shí)）存儲(chǔ)在庫(kù)中，系統(tǒng)提供適當(dāng)?shù)慕涌?，以設(shè)計(jì)、部署和配置流程定義，并監(jiān)控和管理流程實(shí)例［７］。

業(yè)務(wù)服務(wù)層和流程管理器之間通過(guò)服務(wù)緊密聯(lián)系在一起。業(yè)務(wù)服務(wù)族提供了粗粒度的業(yè)務(wù)功能， 它們能夠映射成業(yè)務(wù)流程中的任務(wù)； 服務(wù)描述則為業(yè)務(wù)服務(wù)族提供了定義明確合理的接口， 從而使業(yè)務(wù)流程不必了解業(yè)務(wù)應(yīng)用和技術(shù)平臺(tái)的細(xì)節(jié)就可方便調(diào)用； 業(yè)務(wù)服務(wù)層中的服務(wù)注冊(cè)處確保業(yè)務(wù)流程層可以在必要的時(shí)候動(dòng)態(tài)地定位和訪問(wèn)所需服務(wù)。服務(wù)之間的通訊采用XML 格式的數(shù)據(jù)， 獨(dú)立于業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)。組合應(yīng)用通過(guò)統(tǒng)一的接口如Web服務(wù)來(lái)訪問(wèn)分布式組件，向用戶提供一個(gè)完整的面向流程的方法，來(lái)管理企業(yè)的各種任務(wù)。通過(guò)在業(yè)務(wù)層面上消除系統(tǒng)邊界，可以更好地實(shí)現(xiàn)流程化。

4. 2基于SOA業(yè)務(wù)流程應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)

企業(yè)正在處理兩個(gè)問(wèn)題：迅速改變的能力和降低成本的要求。為了保持競(jìng)爭(zhēng)力，企業(yè)必須快速地適應(yīng)內(nèi)部因素（如兼并和重組）和外部因素（如競(jìng)爭(zhēng)能力和顧客要求）。需要經(jīng)濟(jì)而靈活的IT基礎(chǔ)設(shè)施來(lái)支持企業(yè)?；赟OA業(yè)務(wù)流程應(yīng)用有以下優(yōu)勢(shì)：

（1）可利用現(xiàn)有的資產(chǎn)

SOA提供了一個(gè)抽象層，通過(guò)這個(gè)抽象層，企業(yè)可以繼續(xù)利用它在IT方面的投資，方法是將這些現(xiàn)有的資產(chǎn)包裝成能提供企業(yè)功能的服務(wù)。組織可以繼續(xù)從現(xiàn)有的資源中獲取價(jià)值，而不必重新從頭開(kāi)始構(gòu)建。

（2）敏捷和管理復(fù)雜性

SOA使核心業(yè)務(wù)邏輯和流程控制邏輯分離開(kāi)來(lái)，首先提高了敏捷性，可以比較順利地更改現(xiàn)有流程或引入新的流程，因?yàn)楦膬H限于表示流程控制的服務(wù)中；其次，該方法允許封裝關(guān)鍵狀態(tài)代碼，這意味著在更改一個(gè)流程時(shí)，不會(huì)影響其他流程；最后，由于只需一次性實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯，故可以減少冗余，避免出現(xiàn)不一致的情況。

（3）更快的響應(yīng)和上市速度

快速?gòu)默F(xiàn)有的服務(wù)組合新的服務(wù)，為現(xiàn)代企業(yè)提供了獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。通過(guò)利用現(xiàn)有的組件和服務(wù)，可以減少完成軟件開(kāi)發(fā)生命周期(包括收集需求、進(jìn)行設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和測(cè)試)所需的時(shí)間。這使得企業(yè)可以快速地開(kāi)發(fā)新的業(yè)務(wù)服務(wù)，并允許組織迅速地對(duì)改變作出響應(yīng)和減少上市準(zhǔn)備時(shí)間。

（4）增加重用和易維護(hù)

SOA采用適當(dāng)粒度的對(duì)象模式，并使用松散耦合的組件接口，減少?gòu)?fù)雜性，能夠有效重用，易于維護(hù)。

（5）易于使用

SOA業(yè)務(wù)流程是由一系列業(yè)務(wù)服務(wù)組成的，可以更輕松地創(chuàng)建、修改和管理它來(lái)滿足不同時(shí)期的需要。SOA提供了靈活性和響應(yīng)能力，這對(duì)于企業(yè)的生存和發(fā)展來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的。

5 結(jié) 論

基于SOA的業(yè)務(wù)流程應(yīng)用框架能夠?qū)崿F(xiàn)更多的復(fù)用和集成，流程的自動(dòng)化不僅使業(yè)務(wù)流程更加流暢，還加快了流程的周轉(zhuǎn)時(shí)間，而且提供了一個(gè)靈活、方便的流程集成機(jī)制。采用面向服務(wù)的架構(gòu)，使企業(yè)業(yè)務(wù)流程能夠靈活地適應(yīng)外界變化，因而具有很高的業(yè)務(wù)敏捷性和投資回報(bào)率；使其控制的系統(tǒng)不受外部變化的影響，并提供一個(gè)更準(zhǔn)確、更有適應(yīng)能力的可擴(kuò)展架構(gòu)，對(duì)企業(yè)信息化建設(shè)具有一定的參考價(jià)值。

主要參考文獻(xiàn)

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