支持協(xié)同設(shè)計的工作流項目管理系統(tǒng)

摘要：傳統(tǒng)的工程項目管理系統(tǒng)普遍存在業(yè)務應用邏輯和流程固化的問題，已經(jīng)無法滿足目前房地產(chǎn)開發(fā)企業(yè)需求。該文重新設(shè)計支持協(xié)同設(shè)計的工作流項目管理系統(tǒng)，采用JaWE組件規(guī)范設(shè)計XPDL工作流模型文檔，設(shè)計實現(xiàn)工作流引擎對其進行解釋執(zhí)行，消除了由于業(yè)務流程遷移而對信息系統(tǒng)產(chǎn)生的不利影響，可以實現(xiàn)快速改變業(yè)務流程而無需改變系統(tǒng)主程序。

關(guān)鍵詞：XPDL；工作流；工作流引擎；項目管理

中圖分類號：TP315 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2012）33-7936-03

隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展和人民生活水平的提高，房地產(chǎn)行業(yè)也獲得了健康發(fā)展的契機，而房地產(chǎn)項目的成敗主要取決于設(shè)計理念是否先進、施工質(zhì)量是否達到預期目標等等，這些都直接關(guān)系到開發(fā)商的經(jīng)濟收益和社會效益。隨著計算機應用日益普及，開發(fā)商普遍采用工程項目管理軟件來幫助企業(yè)提高項目管理效率，企業(yè)業(yè)務規(guī)模的不斷擴大，對并行項目的管理也變得越來越困難，同時由于當前很多的工程經(jīng)過層層分包和轉(zhuǎn)包，加上施工管理人員缺乏系統(tǒng)化、規(guī)范化流程控制管理理念，項目的管理比較混亂，設(shè)計方和建筑方溝通不徹底，項目協(xié)同設(shè)計能力較差，容易偏離初始設(shè)計目標，后期反饋導致項目修改負擔重。同時各項目管理系統(tǒng)平臺缺乏統(tǒng)一規(guī)劃，各自形成“信息孤島”無法進行數(shù)據(jù)的共享和交換，從而大大降低了企業(yè)項目管理的科學性與效率。

目前傳統(tǒng)的工程項目管理系統(tǒng)一般是將現(xiàn)有業(yè)務的應用邏輯和業(yè)務流程固化到一起[1]，通過人工操作處理業(yè)務流程信息。房地產(chǎn)項目運作的環(huán)境錯綜復雜，地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展水平、政府宏觀、微觀金融政策的調(diào)整、消費對象和消費意愿以及房地產(chǎn)市場的變化等，都可能直接影響到房地產(chǎn)項目的開發(fā)和銷售。房地產(chǎn)項目的經(jīng)營者迫切需要提高能夠適應激烈的市場競爭，迅速對復雜、高風險的投資活動作出正確決策的能力。由于人工處理信息時效性差，使得房地產(chǎn)開發(fā)項目管理方無法做出及時準確的計劃和控制。與此同時，當遇到外界環(huán)境發(fā)生改變，就不得不對已有的規(guī)劃設(shè)計進行修改，甚至已經(jīng)建成的建筑需要拆除重建，往往這種方式在時間上又是不被允許的，就會導致項目遭受巨大損失。

傳統(tǒng)的工程項目管理系統(tǒng)實現(xiàn)信息流和業(yè)務流的流轉(zhuǎn)一般通過菜單驅(qū)動方式，該方式只能機械地處理系統(tǒng)包含的數(shù)據(jù)和文檔資料，難以應對市場快速變化做出相應設(shè)計上的修改和靈活管理業(yè)務邏輯變遷，無法實現(xiàn)開發(fā)商、建筑商、設(shè)計院之間的多方協(xié)同設(shè)計項目管理工作[2]。工程項目管理系統(tǒng)由于涉及到很多資源、進度、收入、設(shè)計、合同的變化，這些數(shù)據(jù)始終處于流動變化狀態(tài)，業(yè)務流程也隨之發(fā)生改變。比如增加一個審批流程，由于傳統(tǒng)系統(tǒng)不能適應業(yè)務處理流程改動，除非修改系統(tǒng)源代碼，這又需要大量時間和費用，還能導致整個項目管理的業(yè)務流程無法正常進行。因此這類系統(tǒng)在設(shè)計時就要考慮到如何實現(xiàn)業(yè)務流程的快速變更或重建，其中包括改變工作流程流向、增加新工作流程環(huán)節(jié)、減少老工作流程環(huán)節(jié)、合并工作流程環(huán)節(jié)等。傳統(tǒng)的工程項目管理系統(tǒng)處理工作流程是通過開發(fā)人員人工編寫固定操作流程，并由人工觸發(fā)轉(zhuǎn)入下一步驟，這顯然難以適應現(xiàn)代工程項目管理需求靈活多變的現(xiàn)狀。

1相關(guān)技術(shù)

JaWE（JavaWorkflowEditor）是一種全新的圖形化工作流過程定義編輯器，它嚴格遵循工作流管理聯(lián)盟（WorkflowManagementCoalition，WfMC）的接口規(guī)范，輸出一個標準的過程定義文本描述XPDL（XMLProcessDefinitionLanguage）文件。工作流過程定義接口定義了一個公共接口模式，不同工作流產(chǎn)品的過程定義是可以通過XPDL標準來進行交互的。由JaWE定義的工作流過程模型，能夠在不同的工作流軟件產(chǎn)品上進行運行和通訊。基于元模型框架的XPDL過程定義接口規(guī)范定義了在一個過程定義中常用的實體以及它們之間的關(guān)系和實體屬性。按照元模型定義，JaWE通過XPDL規(guī)范的公用接口模式能夠?qū)崿F(xiàn)多個模型間的轉(zhuǎn)換和過程定義的內(nèi)部描述。

2支持協(xié)同設(shè)計的工作流項目管理系統(tǒng)模型

圖1給出了用統(tǒng)一建模語言（UnifiedModelingLanguage，UML）設(shè)計的體系結(jié)構(gòu)模型，新模型采用工作流技術(shù)來解決目前項目管理信息系統(tǒng)的強耦合與弱柔性的問題。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包含5個層次，自上而下分別是表示層、訪問控制層、模型層、數(shù)據(jù)訪問層、數(shù)據(jù)庫。表示層包含所有用戶服務接口，直接為用戶提供信息服務；訪問控制層主要負責對用戶身份進行核實，按照身份服務權(quán)限表賦予相應服務模塊的訪問權(quán)限；模型層封裝系統(tǒng)所有的服務器組件、邏輯業(yè)務功能接口和XPDL流程定義文件，它結(jié)構(gòu)復雜，任務繁重是整個系統(tǒng)協(xié)作運行的核心層；數(shù)據(jù)訪問層為以上各層提供數(shù)據(jù)庫訪問服務接口；數(shù)據(jù)庫主要存放各種相關(guān)應用數(shù)據(jù)，包括XPDL工作流模型定義文件、工程設(shè)計CAD文件、企業(yè)業(yè)務文檔數(shù)據(jù)、系統(tǒng)訪問控制數(shù)據(jù)及其他相關(guān)數(shù)據(jù)。

3設(shè)計實現(xiàn)

該文設(shè)計的Web應用框架采取目前主流.NET開發(fā)技術(shù)設(shè)計，程序開發(fā)語言為VisualC#2010，開發(fā)環(huán)境為VisualStudio2010。工作流過程定義語言采用XPDL規(guī)范，它是工作流管理聯(lián)盟提出的一種基于XML的工作流過程定義語言，它負責定義工作流參考模型中的過程定義交換接口。工作流過程設(shè)計組件使用JaWE圖形化設(shè)計工具，工程設(shè)計組件使用AutoCAD，它是目前世界各國工程設(shè)計人員的首選設(shè)計軟件，簡便易學、精確無誤。數(shù)據(jù)庫使用SQLServer2005，它是一個全面的數(shù)據(jù)庫平臺，使用集成的商業(yè)智能？（BusinessIntelligence，BI）工具提供了企業(yè)級的數(shù)據(jù)管理，為關(guān)系型數(shù)據(jù)和結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)提供了更安全可靠的存儲功能，可以構(gòu)建和管理用于業(yè)務的高可用和高性能的數(shù)據(jù)應用程序。下面逐層進行闡述。

3.1表示層

表示層為系統(tǒng)用戶提供對項目管理系統(tǒng)的訪問接口，由ASP.NETWeb窗體和代碼隱藏文件組成。Web窗體可以提供多種多樣的用戶操作接口；信息格式檢驗腳本對輸入信息格式是否合法進行驗證，若用戶輸入格式不正確則提醒讀者輸入正確格式；訪問控制根據(jù)用戶組信息賦予當前用戶相應的系統(tǒng)使用權(quán)限；而代碼隱藏文件是.NetFramework用來實現(xiàn)各種控件的事件響應處理程序。本架構(gòu)同時支持B/S模式和C/S模式設(shè)計，用戶可以通過IE瀏覽器或WindowsForm來獲取系統(tǒng)提供的功能服務，為安全性考慮工作流設(shè)計員與系統(tǒng)管理員采用C/S模式設(shè)計。本系統(tǒng)涉及到四類角色，工程設(shè)計人員、項目管理人員、工作流設(shè)計人員、系統(tǒng)管理員。

3.2訪問控制層

用戶登錄系統(tǒng)時，系統(tǒng)對用戶名、密碼進行驗證，確定當前用戶具備系統(tǒng)相關(guān)服務使用權(quán)限后，允許訪問相應模塊。由于本系統(tǒng)存儲的數(shù)據(jù)信息具有極高的商業(yè)價值，為了保證系統(tǒng)及數(shù)據(jù)的安全性，需要嚴格管理系統(tǒng)的訪問控制權(quán)限，可以采取基于角色對象身份的訪問控制技術(shù)[3]。角色權(quán)限分組管理是對系統(tǒng)的全部資源建立獨立的訪問權(quán)限管理，根據(jù)系統(tǒng)使用人員情況設(shè)定所需要的角色分組類型，同時為其分配相應的權(quán)限。為方便系統(tǒng)管理員管理，預先按照用戶職務對訪問權(quán)限進行預分組，從而實現(xiàn)了用戶與訪問權(quán)限的邏輯分離。系統(tǒng)實施過程中再將具體用戶分配到相關(guān)的角色分組，極大地方便了管理員進行權(quán)限管理。同時允許系統(tǒng)管理員對角色分組權(quán)限進行微調(diào)，實現(xiàn)靈活的訪問控制。

3.3模型層

模型層由XPDL流程定義文件、JaWE流程定義工具、工作流引擎和AutoCAD組件構(gòu)成，為用戶提供工作流流程定義和工作流業(yè)務實例的建立、管理、協(xié)調(diào)控制和協(xié)同設(shè)計功能等。下面逐一進行詳細說明。

XPDL語言是工作流管理聯(lián)盟提出的一種基于XML的工作流過程定義語言，它定義工作流參考模型中的過程交換接口。任何業(yè)務流程都能使用XPDL工作流模型設(shè)計，XPDL過程模型由一系列活動（Activity）以及這些活動在具體的執(zhí)行過程中需要使用的資源和角色按照一定的約束關(guān)系組成。XPDL工作流過程定義就是將這一系列的活動、活動之間的關(guān)系按照業(yè)務需求定義，并對相應的活動安排活動的起止日期、活動相關(guān)角色、資源等，然后將XPDL工作流過程定義模型發(fā)送給工作流引擎，通過引擎觸發(fā)任務項即在“合適的時間發(fā)送到合適的人員”。

系統(tǒng)引入工作流流程建模工具（JaWE）目的是為了便于定義工作流過程模型，直接生成XPDL過程定義文件。JaWE提供了制定工作流過程模型的圖形化建模工具。每建立一個業(yè)務流程，需要的基本節(jié)點有起始節(jié)點、執(zhí)行節(jié)點和結(jié)束節(jié)點，執(zhí)行節(jié)點是為了執(zhí)行任務或批量執(zhí)行任務，系統(tǒng)將通過工作流引擎來執(zhí)行前面生成的XPDL文件，并把新的節(jié)點模型號、節(jié)點類型、節(jié)點號、節(jié)點名稱、處理者權(quán)限等信息寫入數(shù)據(jù)庫，新建流向時將模型號、當前節(jié)點號、前導節(jié)點號和后續(xù)節(jié)點號讀入引擎，任務完成，工作流程結(jié)束或觸發(fā)其他工作流程。JaWE作為一種柔性工作流技術(shù)可以通過圖形化的設(shè)計界面進行工作流業(yè)務的設(shè)計，比如設(shè)置節(jié)點屬性，修改流程結(jié)構(gòu)、修改節(jié)點、修改路徑、創(chuàng)建子流程等；能夠修改流程結(jié)構(gòu)和對相關(guān)屬性進行設(shè)置[4]。工作流流程的設(shè)計是有著嚴格技術(shù)要求的，一般應由系統(tǒng)分析員級別的研發(fā)人員承擔，這關(guān)系到系統(tǒng)能否正確運行的核心關(guān)鍵，用戶在自行進行修改、添加時應嚴格按照系統(tǒng)使用說明書進行，并做好原流程的備份工作，方便必要時可以恢復。

工作流過程的定義分為兩個維度，模型級和過程級。模型級：一個模型可能包含若干個工作流過程定義，這些過程共享相同的應用程序（Applications）、參與者（Participants）、相關(guān)數(shù)據(jù)（RelevantData）。模型就是一個容器，容納多個獨立的過程和他們的實體數(shù)據(jù)。過程不能單獨創(chuàng)建，只有先創(chuàng)建一個模型，才能創(chuàng)建模型所有的過程以及相關(guān)的工作流應用程序、參與者、相關(guān)數(shù)據(jù)。在模型中定義工作流的過程定義、應用程序、參與者和相關(guān)數(shù)據(jù)實體是全局的，他們能夠被模型中所有的過程定義所引用。過程是工作流業(yè)務過程實體的圖形化表示，只要含有活動（Activity）和變遷（Transition），進行具體的業(yè)務過程定義時，首先要創(chuàng)建業(yè)務過程的所有參與者，控制相關(guān)的活動。接著定義業(yè)務過程的所有活動，一個過程必須有一個開始活動和結(jié)束活動。最后用變遷來連接這些活動，表示出活動之間的聯(lián)系[5]。

工作流引擎的設(shè)計是為了解釋XPDL過程定義，并調(diào)用相應的業(yè)務處理應用程序來幫助執(zhí)行活動。工作流引擎被劃分為執(zhí)行器和監(jiān)視器兩個功能。執(zhí)行器實現(xiàn)了絕大多數(shù)的復雜工作流流程的運行功能、工作流實體對象的實例化、工作流事務處理等方面。監(jiān)視器主要判斷是否有超時的過程實例或者節(jié)點實例存在，但監(jiān)視器并不對發(fā)現(xiàn)的超時對象進行處理，而是采用消息通信的方式，通過引擎消息隊列通知執(zhí)行器來處理這些超時的對象[6]。工作流實例運行時，引擎要使用工作流引擎管理器提供的服務來創(chuàng)建和管理工作流實例的運行，相關(guān)服務可以通過函數(shù)接口向引擎提供，具體設(shè)計方法篇幅較多，可以參考我的論文《基于業(yè)務流程可視化的工作流引擎設(shè)計》。

3.4數(shù)據(jù)訪問層與數(shù)據(jù)庫

數(shù)據(jù)訪問層可以封裝幾種常用的數(shù)據(jù)庫訪問方法，如事務提交、事務開始、事務回滾、建立連接、斷開連接等，供上層復用或調(diào)用。訪問層獨立設(shè)計的優(yōu)點就是可以針對用戶特點選用不同數(shù)據(jù)庫的訪問程序和SQL程序，實現(xiàn)對多種數(shù)據(jù)庫的支持，擴展該框架的適用范圍。

數(shù)據(jù)庫存儲系統(tǒng)涉及到的工程設(shè)計數(shù)據(jù)庫、項目數(shù)據(jù)庫（包含工作流數(shù)據(jù)模型庫）、文檔數(shù)據(jù)庫和角色權(quán)限數(shù)據(jù)庫，它是表示層與模型層邏輯運算的數(shù)據(jù)來源。在該系統(tǒng)中涉及到的數(shù)據(jù)是與具體業(yè)務有關(guān)的數(shù)據(jù)，它只對數(shù)據(jù)訪問層開放，對于其他各層它是透明的，不可直接訪問的，這樣做的好處就是統(tǒng)一管理，提高安全性。

4結(jié)束語

該文通過對傳統(tǒng)的工程項目管理系統(tǒng)進行研究，發(fā)現(xiàn)它們普遍存在將現(xiàn)有業(yè)務的應用邏輯和業(yè)務流程固化，通過人工操作處理業(yè)務流程信息，已經(jīng)無法滿足目前房地產(chǎn)開發(fā)企業(yè)需求。該文將工作流、協(xié)同設(shè)計技術(shù)引入，重新設(shè)計出靈活的工作流項目管理系統(tǒng)，采用JaWE組件規(guī)范設(shè)計XPDL工作流模型文檔，設(shè)計實現(xiàn)工作流引擎對其進行解釋執(zhí)行，改進了傳統(tǒng)工程項目管理系統(tǒng)的設(shè)

計模式，消除了由于業(yè)務流程遷移而對信息系統(tǒng)產(chǎn)生的不利影響，可以實現(xiàn)快速改變業(yè)務流程而無需改變系統(tǒng)主程序。數(shù)據(jù)訪問層采用策略模式可以支持目前常用大部分數(shù)據(jù)庫，基本實現(xiàn)了協(xié)同設(shè)計的工作流管理信息系統(tǒng)。

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