基于本體的柔性工作流在高校OA中的應(yīng)用研究

摘要:通過分析工作流程知識(shí)概念，設(shè)計(jì)了工作流系統(tǒng)的本體層次結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并以WfMC工作流程參考模型和基于構(gòu)件的開發(fā)技術(shù)為基礎(chǔ)，將工作流程分為信息、文檔、任務(wù)和流程樣板四個(gè)組件，再通過這四個(gè)部分的柔性組合，形成具體的流程實(shí)例，實(shí)現(xiàn)了工作流柔性化設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞:本體;柔性工作流;體系結(jié)構(gòu);OA

中圖分類號(hào):G434文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1009-3044(2009)35-10141-02

Research on the Application of Ontology-based Flexible Workflow in Academic Office Automation

ZENG Guang-qing

(Information Technology Department，F(xiàn)ujian College of Financial Technology，F(xiàn)uzhou 350007，China)

Abstract: Through analyzing the workflow knowledge conception， the hierarchical structure of ontology-based workflow system and its system structure are designed. On the basis of the wrkflow reference model of WfMC and the component-based development technology， the workflow is divided into the information， the documents， the duty and the workflow model， by combining four partial， the concrete workflow example is formed， and the workflow flexibility is designed.

Key words: ontology; flexible workflow; system structure; OA

辦公自動(dòng)化(OA)系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)公文收發(fā)、流轉(zhuǎn)、簽發(fā)、歸檔等群組化辦公作業(yè)自動(dòng)化的信息管理系統(tǒng)。隨著我國高等教育的快速發(fā)展，高校辦學(xué)規(guī)模日益擴(kuò)大，OA系統(tǒng)在高校的應(yīng)用日益普及，它能提高學(xué)校協(xié)同工作效率，通過對(duì)流轉(zhuǎn)工作的監(jiān)控、時(shí)效管理和對(duì)各種知識(shí)進(jìn)行積累、管理、交流、共享，為領(lǐng)導(dǎo)決策提供有效支持，提高學(xué)校的管理水平。

在OA系統(tǒng)中，工作流程管理是整個(gè)系統(tǒng)的核心。目前，各高校普遍使用的OA系統(tǒng)只能運(yùn)行預(yù)先定義、相對(duì)固定的業(yè)務(wù)流程，即剛性工作流，業(yè)務(wù)流程定義后不可更改，或者流程雖然可以定義，但是流轉(zhuǎn)過程卻不可更改，缺乏對(duì)流程管理柔性化的定制、集成、復(fù)用和擴(kuò)展，無法滿足學(xué)校管理工作動(dòng)態(tài)變化的需求。因此，實(shí)現(xiàn)工作流管理從剛性向柔性的變革，成為當(dāng)前OA系統(tǒng)工作流技術(shù)研究的熱點(diǎn)課題。

1 相關(guān)技術(shù)

1.1 工作流

工作流的概念源于生產(chǎn)組織和辦公自動(dòng)化領(lǐng)域。它是針對(duì)業(yè)務(wù)活動(dòng)中具有固定程序的活動(dòng)而提出的一個(gè)概念，目的是通過將一個(gè)具體的工作分解成多個(gè)任務(wù)、角色，以一定的規(guī)則和過程，約束這些任務(wù)的執(zhí)行和監(jiān)控，提高工作效率和業(yè)務(wù)管理水平。根據(jù)工作流管理聯(lián)盟(Workflow Management Coalition，WfMC)的定義，工作流是一類能夠完全或者部分自動(dòng)執(zhí)行的業(yè)務(wù)過程，在遵循一系列規(guī)則的情況下，文檔、信息或任務(wù)能夠在不同的執(zhí)行者之間傳遞和執(zhí)行。

1.2 工作流管理系統(tǒng)

關(guān)于工作流管理系統(tǒng)，WfMC給出的的定義是:一個(gè)完全定義、管理和執(zhí)行工作流的系統(tǒng)，它通過在計(jì)算機(jī)中預(yù)先定義好的工作流邏輯來驅(qū)動(dòng)工作流實(shí)例有序地運(yùn)行。工作流管理系統(tǒng)主要提供了以下3種功能:

1)建造功能:對(duì)工作流過程及其組成活動(dòng)定義和建模;

2)運(yùn)行控制功能:在運(yùn)行環(huán)境中管理工作流過程，對(duì)工作流過程中的活動(dòng)進(jìn)行調(diào)度;

3)運(yùn)行交互功能:指在工作流運(yùn)行中，工作流管理系統(tǒng)與用戶(業(yè)務(wù)工作的參與者或控制者)及外部應(yīng)用程序工具交互的功能。

WfMC給出的工作流管理系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1.3 本體

本體(Ontology)最早是一個(gè)哲學(xué)概念，后來被廣泛應(yīng)用于人工智能、知識(shí)工程和信息系統(tǒng)等領(lǐng)域。它在概念、術(shù)語及其相互關(guān)系上，描述客觀存在的抽象本質(zhì)。關(guān)于本體的定義，目前比較著名并被廣泛引用的是由Tom Gruber提出的，即“本體是概念模型的明確的規(guī)范說明”。Fensel對(duì)這個(gè)定義進(jìn)行分析后認(rèn)為本體的概念包括四個(gè)主要方面:

1)概念化(conceptualization):客觀世界現(xiàn)象的抽象模型;

2)明確(explicit):概念及它們之間聯(lián)系都被精確定義;

3)形式化(formal):精確的數(shù)學(xué)描述;

4)共享(share):本體中反映的知識(shí)是其使用者共同認(rèn)可的。

在形式化描述上，本體是一個(gè)由概念、關(guān)系、函數(shù)、公理和實(shí)例組成的五元組，即O={C，R，F(xiàn)，I，A}，其中C={c1，c2，…，cn}是概念集合，指任何事物，如工作描述、功能、行為、策略和推理過程等;R={r1，r2，…，rn}是關(guān)系集合，指概念間的交互作用;F={f1，f2，…，fn}是函數(shù)集合;指一類特殊的關(guān)系;I={i1，i2，…，in}是公理集合，表示永真斷言，A={a1，a2，…，an}是實(shí)例集合，代表元素對(duì)象。

目前，本體建模思想已被廣泛應(yīng)用于人工智能、知識(shí)工程和信息系統(tǒng)等領(lǐng)域。在實(shí)際應(yīng)用中，通過知識(shí)本體所描述的語義可以得到更多相關(guān)，有用的信息，在此基礎(chǔ)上，不同主體之間就可以進(jìn)行交流和互操作，從而實(shí)現(xiàn)知識(shí)的重用和共享。

2 基于本體的柔性工作流系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 本體概念建模

工作流系統(tǒng)的本體層次結(jié)構(gòu)如圖2所示。其中，流程元素本體模型構(gòu)成了整個(gè)系統(tǒng)的核心，其特點(diǎn)是:

1)將流程和流程實(shí)例，以及任務(wù)和任務(wù)實(shí)例進(jìn)行分離，便于模型的修改和流程實(shí)例的修改;

2)將活動(dòng)和活動(dòng)的控制進(jìn)行分離，提高了模型對(duì)流程再造的適應(yīng)能力;

3)將任務(wù)和系統(tǒng)資源進(jìn)行分離，增加了模型的可擴(kuò)展性。

2.2 系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)

圖3是基于B/S模式的工作流系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。其運(yùn)行過程是:用戶在客戶端，通過身份認(rèn)證，以HTTP通訊協(xié)議連接至應(yīng)用服務(wù)器，根據(jù)用戶角色和相應(yīng)管理選項(xiàng)，進(jìn)入管理界面，并通過流程控制引擎，執(zhí)行工作流程。工作流引擎在運(yùn)行時(shí)的主要任務(wù)是解釋并維護(hù)過程定義，控制流程實(shí)例的創(chuàng)建、激活、掛起、終止等行為，數(shù)據(jù)服務(wù)器負(fù)責(zé)資料庫的數(shù)據(jù)存取。

2.3 柔性機(jī)制構(gòu)建

柔性工作流是指在工作流程不中斷執(zhí)行的情況下可以改變其執(zhí)行路徑、有適應(yīng)能力?；诒倔w的柔性工作流系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本思想是:在工作流系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，可以把業(yè)務(wù)流程按構(gòu)成的基本組件進(jìn)行分割，構(gòu)建其本體結(jié)構(gòu)，通過柔性組合，形成各種各樣的流程實(shí)例，以滿足業(yè)務(wù)流程動(dòng)態(tài)變化的需求，提高工作流系統(tǒng)的靈活性和適應(yīng)性，降低系統(tǒng)的復(fù)雜性。

本研究以基于構(gòu)件的開發(fā)技術(shù)為基礎(chǔ)，將工作流程分為信息、文檔、任務(wù)和流程樣板四個(gè)組件，再通過這四個(gè)部分的柔性組合，形成具體的流程實(shí)例，其結(jié)構(gòu)模型如圖4所示。其中，信息用來設(shè)定傳遞給使用者的信息內(nèi)容及回復(fù)的信息內(nèi)容;文檔用來設(shè)定傳遞給執(zhí)行者的文件/表單及內(nèi)容摘要;任務(wù)用來定義任務(wù)執(zhí)行的具體內(nèi)容、調(diào)用的應(yīng)用系統(tǒng)及內(nèi)置要傳遞的信息與文檔;流程樣板則利用流程控制規(guī)則，結(jié)合不同的任務(wù)，在一個(gè)任務(wù)結(jié)束后，根據(jù)信息或工作流引擎定義，選定執(zhí)行下一任務(wù)的路徑。

該結(jié)構(gòu)模型，其運(yùn)行方式如下:

1)先定義所有信息和文檔;

2)再定義所有任務(wù);

3)然后根據(jù)流程控制路由規(guī)則(如圖5所示)，將不同的任務(wù)逐一串接組合，形成不同的流程樣板;

4)最后將流程樣板實(shí)例化，形成特殊的流程實(shí)例并啟動(dòng)運(yùn)行。

在實(shí)際運(yùn)行過程中，不在創(chuàng)建時(shí)定義具體的流程，而是在運(yùn)行時(shí)，由終端用戶參與完成，通過運(yùn)行時(shí)人工干預(yù)選擇某條執(zhí)行路徑，或者根據(jù)各種內(nèi)、外部原因，更改工作流過程，并將更改及時(shí)地反映到正在執(zhí)行的工作流實(shí)例中去，系統(tǒng)管理員可以直接在后臺(tái)自定義合適的工作流程。

3 應(yīng)用實(shí)例分析

圖6描述了一般高校OA中的發(fā)文工作流程。在這個(gè)流程中，因每次擬稿部門和文稿屬性的不同，其他會(huì)簽部門、數(shù)量和順序呈動(dòng)態(tài)變化，這也決定了流程實(shí)例的不同。另外，在文稿流轉(zhuǎn)過程中，核稿、會(huì)簽和簽發(fā)的表單一般只有意見、簽字和簽字日期等格式相同內(nèi)容 ，因此，可以把它們進(jìn)行分解，通過和具體的角色及流程控制規(guī)則的組合，就可形成流程實(shí)例，最后啟動(dòng)執(zhí)行，完成整個(gè)工作流程。

4 結(jié)束語

柔性工作流是當(dāng)前工作流技術(shù)研究的熱點(diǎn)。本研究以WfMC工作流程參考模型和基于構(gòu)件的開發(fā)技術(shù)為基礎(chǔ)，將工作流程分為信息、文檔、任務(wù)和流程樣板四個(gè)組件，再通過這四個(gè)部分的柔性組合，形成具體的流程實(shí)例，實(shí)現(xiàn)了工作流柔性化設(shè)計(jì)。同時(shí)，通過實(shí)例分析，驗(yàn)證了該設(shè)計(jì)的有效性和靈活性?；诒倔w的柔性工作流系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念，很好地體現(xiàn)了動(dòng)態(tài)建模的思想，對(duì)當(dāng)前工作流技術(shù)研究具有一定的參考價(jià)值。

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