一種高效的適用于發(fā)電企業(yè)的工作流引擎研究

張 瑩，吳小兵

（1.南京國(guó)電南自新能源科技有限公司，江蘇 南京 210032；2.上海思源弘瑞自動(dòng)化有限公司，上海 201108）

一種高效的適用于發(fā)電企業(yè)的工作流引擎研究

張 瑩1，吳小兵2

（1.南京國(guó)電南自新能源科技有限公司，江蘇 南京 210032；2.上海思源弘瑞自動(dòng)化有限公司，上海 201108）

工作流引擎在提高發(fā)電企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制和管理方面發(fā)揮著重要作用。但目前多數(shù)發(fā)電企業(yè)工作流產(chǎn)品缺乏對(duì)動(dòng)態(tài)變化所需的柔性支持；且工作流本身受多種因素影響，經(jīng)常發(fā)生變化。為此，研究了發(fā)電企業(yè)專用工作流引擎實(shí)現(xiàn)機(jī)理，設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了領(lǐng)先于傳統(tǒng)發(fā)電企業(yè)過(guò)程控制和管理系統(tǒng)的專用工作流引擎SA＿WF。實(shí)踐證明，SA＿WF專用工作流引擎可靠且高效。

工作流；工作流引擎；發(fā)電企業(yè)；過(guò)程控制

1 面向發(fā)電企業(yè)的專用工作流引擎概述

隨著電力企業(yè)信息化程度的提高［1］和工作流技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了多種基于工作流技術(shù)的信息管理系統(tǒng)產(chǎn)品。這些產(chǎn)品在提高發(fā)電企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制和管理方面發(fā)揮了重要的作用，但發(fā)電企業(yè)的工作流受多種因素影響，經(jīng)常發(fā)生變化，如時(shí)間或流程等，而且目前的電力企業(yè)工作流產(chǎn)品缺乏對(duì)動(dòng)態(tài)變化所需的柔性支持［2］。工作流系統(tǒng)中Petri網(wǎng)建模方法雖然得到了部分研究人員的認(rèn)可，但是其圖形復(fù)雜和節(jié)點(diǎn)多，普通用戶難以掌握［3］。因此，適用于發(fā)電企業(yè)的工作流引擎研究成為現(xiàn)階段發(fā)電企業(yè)智能自動(dòng)化管理研究的難點(diǎn)。

面向電力行業(yè)的專用工作流引擎研究得到廣泛關(guān)注。文獻(xiàn)［4］設(shè)計(jì)提出了基于工作流引擎實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)同城化辦理，面向電力客戶提供跨渠道同質(zhì)化體驗(yàn)，具備良好的可靠性和實(shí)用性。文獻(xiàn)［5］針對(duì)電力標(biāo)準(zhǔn)體系管理平臺(tái)對(duì)流程集中管理、靈活定制的需求，設(shè)計(jì)了一種基于Web的工作流管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了電力標(biāo)準(zhǔn)制修訂等業(yè)務(wù)流程的動(dòng)態(tài)配置和流程多樣化。文獻(xiàn)［6］采用工作流引擎等技術(shù)對(duì)各級(jí)調(diào)度的運(yùn)行方式數(shù)據(jù)和流程進(jìn)行整合，構(gòu)建電網(wǎng)運(yùn)行方式分析、計(jì)算與編制的一體化技術(shù)平臺(tái)。這些研究極大提高了電力企業(yè)智能自動(dòng)化管理的水平，但由于發(fā)電企業(yè)的典型特征決定了工作流引擎的特殊性，導(dǎo)致針對(duì)發(fā)電企業(yè)的專用工作流引擎研究尚不多見(jiàn)。鑒于工作流引擎在提高發(fā)電企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制和管理方面發(fā)揮著重要作用，對(duì)適用于發(fā)電企業(yè)的工作流引擎進(jìn)行研究十分必要。

本文針對(duì)面向發(fā)電企業(yè)的專用工作流引擎應(yīng)具有的共性特征，總結(jié)了發(fā)電企業(yè)管控一體化系統(tǒng)中用到的工作流技術(shù)規(guī)范及實(shí)現(xiàn)接口，提出了適應(yīng)發(fā)電企業(yè)業(yè)務(wù)需求的工作流模型，研究了發(fā)電企業(yè)專用工作流引擎實(shí)現(xiàn)機(jī)理，設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了領(lǐng)先于傳統(tǒng)發(fā)電企業(yè)過(guò)程控制和管理系統(tǒng)的專用工作流引擎SA＿WF。實(shí)踐證明，SA＿WF專用工作流引擎可靠且高效。

2 用于發(fā)電企業(yè)的工作流引擎特征

2.1 發(fā)電企業(yè)生產(chǎn)的典型特征

電力體制的改革，行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的加劇，使企業(yè)管理層對(duì)于生產(chǎn)、成本、市場(chǎng)等信息的獲取和處理的要求更加快速、完整、精確。外部環(huán)境的壓力和內(nèi)部管理水平的不斷提高也使得企業(yè)的管理流程和管理理念不斷改進(jìn)。同時(shí)，電力企業(yè)與一般制造企業(yè)相比有其自身的特點(diǎn)，例如，電力行業(yè)的資產(chǎn)絕大部分是固定專用設(shè)備，只有更新，幾乎不能變遷或者挪作他用。發(fā)電企業(yè)的生產(chǎn)還具有如下一些典型特征：

a.生產(chǎn)工藝過(guò)程復(fù)雜；

b.產(chǎn)、供、用同步完成，沒(méi)有產(chǎn)品庫(kù)存；

c.設(shè)備安全性、可靠性要求高［7］；

d.資產(chǎn)密集、多專業(yè)的集成；

e.火力發(fā)電廠對(duì)燃煤消耗量大、煤質(zhì)要求嚴(yán)格；

f.水力發(fā)電廠的發(fā)電負(fù)荷受季節(jié)、氣候的影響較大；

g.體制正逐步從“計(jì)劃型”向“市場(chǎng)型”轉(zhuǎn)變。

2.2 發(fā)電企業(yè)工作流引擎應(yīng)具有的特征

發(fā)電企業(yè)生產(chǎn)的典型特征決定了發(fā)電企業(yè)的工作流引擎無(wú)論在功能模塊的選取上，還是具體實(shí)施安排上都有其特殊性。根據(jù)發(fā)電企業(yè)生產(chǎn)的典型特征，發(fā)電企業(yè)工作流引擎至少應(yīng)滿足下述4個(gè)方面的特征。

a.決策優(yōu)化。該電企應(yīng)有一個(gè)專用工作流平臺(tái)將電企內(nèi)外的所有信息進(jìn)行綜合優(yōu)化，為運(yùn)行和管理提供決策支持，為提高電企整體效益服務(wù)。

b.高效共享。該電企內(nèi)所有管理和生產(chǎn)系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)橫向聯(lián)合、縱向貫通，消除生產(chǎn)和管理過(guò)程中的信息孤島，生產(chǎn)及管理信息按需共享，做到管控一體化。

c.分工明晰。各管理系統(tǒng)和生產(chǎn)系統(tǒng)的責(zé)任明晰、功能不重復(fù)，能有效和不受干擾地完成各自的任務(wù)。

d.足夠的集成性與柔性。系統(tǒng)的集成性，是指在子系統(tǒng)間資源與數(shù)據(jù)的共享，以及業(yè)務(wù)間的協(xié)同性能。只有在進(jìn)行流程的集成后，才能更好地協(xié)調(diào)企業(yè)的各項(xiàng)功能，把企業(yè)的各種資源和應(yīng)用有機(jī)集成在一起。系統(tǒng)的柔性，是指系統(tǒng)本身具有的適應(yīng)企業(yè)BPR（業(yè)務(wù)流程重組）與BPI（業(yè)務(wù)流程改進(jìn)）的能力、系統(tǒng)本身具有適應(yīng)企業(yè)業(yè)務(wù)功能變化的能力、系統(tǒng)適應(yīng)信息技術(shù)平臺(tái)變化的能力。系統(tǒng)應(yīng)具備足夠的集成性與柔性，以適應(yīng)電企管理理念和管理模式的改進(jìn)。

3 用于發(fā)電企業(yè)的專用工作流引擎SA＿WF構(gòu)建方案

3.1 SA＿WF工作流模型

SA＿WF工作流模型構(gòu)建方案主要是在工作流管理聯(lián)盟（WfMC）給出的工作流參考模型的基礎(chǔ)上，結(jié)合典型火電企業(yè)的行業(yè)應(yīng)用背景，參考目前國(guó)內(nèi)主要工作流產(chǎn)品和相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)而成，目前已成功應(yīng)用于某大型電力集團(tuán)所屬發(fā)電企業(yè)PMS（電力管理系統(tǒng)）。實(shí)踐證明，SA＿WF構(gòu)建方案在發(fā)電企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制和管理創(chuàng)新方面發(fā)揮了關(guān)鍵性作用，有效解決了一直困擾發(fā)電企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制易出錯(cuò)、效率不高和管理創(chuàng)新缺乏抓手的難題，取得了顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

SA＿WF工作流模型構(gòu)建方案主要包括建模工具、SA＿WF工作流引擎、工作流交互及監(jiān)控組件、接口等4個(gè)部分，主要原理結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。

圖1 SA＿WF工作流模型結(jié)構(gòu)圖

工作流系統(tǒng)通過(guò)建模工具提供可視化的過(guò)程定義，定義過(guò)程中會(huì)引用組織機(jī)構(gòu)模型和系統(tǒng)字典、數(shù)據(jù)字典，形成工作流模型。

在程序中通過(guò)事件或定時(shí)觸發(fā)工作流引擎，然后通過(guò)引擎調(diào)用對(duì)應(yīng)的工作流模型，和運(yùn)行期的一些其它信息，解釋形成工作流實(shí)例執(zhí)行，以交互的方式顯示給用戶。

3.2 SA＿WF工作流引擎的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)

SA＿WF系統(tǒng)工作流引擎見(jiàn)圖2。其主要組成包括：接口、調(diào)度中心、管理中心和資源。

圖2 SA＿WF系統(tǒng)引擎結(jié)構(gòu)圖

SA＿WF專用工作流引擎具有如下特點(diǎn)：a.流程定義圖形化；b.支持WFMC規(guī)范；

c.支持復(fù)雜流程條件：包括順序、同步、異步、派生、支持協(xié)作、公式等流程條件；

d.支持工作流程嵌套；

e.支持多種角色定義，包括靜態(tài)、動(dòng)態(tài)和系統(tǒng)組織的角色定義；

f.支持多方式的工作流信息驅(qū)動(dòng)策略；

g.支持流程數(shù)據(jù)導(dǎo)入導(dǎo)出；

h.支持審核金額匹配，滿足金額審核條件才能通過(guò)審核；

i.自動(dòng)生成開(kāi)發(fā)說(shuō)明和程序框架；

j.既能與LiEMS業(yè)務(wù)系統(tǒng)緊密結(jié)合，又能獨(dú)立運(yùn)用；

k.整合使用了Ms Agent、電子郵件、手機(jī)、SMS等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)“推”式服務(wù)。

3.3 工作流節(jié)點(diǎn)處理的接口

節(jié)點(diǎn)處理模塊接受到數(shù)據(jù)后，寫(xiě)數(shù)據(jù)到運(yùn)行庫(kù)，修改相應(yīng)的狀態(tài)，然后轉(zhuǎn)發(fā)后繼處理，處理得到后繼用戶后，生成To＿Do List給后繼用戶。節(jié)點(diǎn)處理的一般過(guò)程見(jiàn)圖3。

圖3 SA＿WF系統(tǒng)工作流節(jié)點(diǎn)處理的一般過(guò)程

3.3.1 流程狀態(tài)

對(duì)于審核和事務(wù)處理節(jié)點(diǎn)狀態(tài)變化，處理步驟詳見(jiàn)圖4。

圖4 審核和事務(wù)處理節(jié)點(diǎn)狀態(tài)流

3.3.2 活動(dòng)的轉(zhuǎn)發(fā)

活動(dòng)的后轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則指的是當(dāng)前活動(dòng)所對(duì)應(yīng)的任務(wù)結(jié)束后該啟動(dòng)哪些后繼活動(dòng)，后轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則包含順序、或分支和與分支3種規(guī)則，當(dāng)前節(jié)點(diǎn)任務(wù)完成以后，后繼任務(wù)有8種形式，見(jiàn)表1。

表1 后繼類型

3.4 工作流交互及監(jiān)控組件接口

工作流交互及監(jiān)控組件主要包括工作流的流程可視化監(jiān)控、工作流系統(tǒng)的強(qiáng)制干預(yù)、工作流系統(tǒng)的評(píng)價(jià)。

3.4.1 顯示接口

在本系統(tǒng)中使用Applet技術(shù)，動(dòng)態(tài)顯示工作流的運(yùn)行狀態(tài)，見(jiàn)表2。

表2 圖元顯示

掃描工作流庫(kù)，找出最左、最上、最下和最右節(jié)點(diǎn)，并將其作為偏移量來(lái)計(jì)算其它節(jié)點(diǎn)的相對(duì)位置，得到Applet的大小。

Applet必須通過(guò)Servlet訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。

對(duì)于業(yè)務(wù)處理節(jié)點(diǎn)和簡(jiǎn)單審核操作，當(dāng)鼠標(biāo)移動(dòng)到節(jié)點(diǎn)時(shí)，能顯示Hint，Hint中顯示其人工操作或簡(jiǎn)單審核方式。

3.4.2 流程監(jiān)控頁(yè)面

流程監(jiān)控頁(yè)面包括2個(gè)部分，上半部分是Applet，下半部分是業(yè)務(wù)流程處理記錄，業(yè)務(wù)流程處理記錄記錄處理人、處理時(shí)間、處理意見(jiàn)。詳見(jiàn)圖5。

3.4.3 和Applet的動(dòng)態(tài)交互

Applet支持2種方式的交互，見(jiàn)表3。

圖5 流程監(jiān)控頁(yè)面示意圖

表3 和Applet的動(dòng)態(tài)交互

3.4.4 權(quán)限控制

瀏覽流程監(jiān)控頁(yè)面時(shí)根據(jù)用戶有無(wú)跟蹤權(quán)限來(lái)控制是否顯示Applet和業(yè)務(wù)流程處理記錄。

3.5 工作流系統(tǒng)的外部接口

工作流系統(tǒng)的外部接口包括工作流系統(tǒng)和外部郵件系統(tǒng)的接口、工作流系統(tǒng)和FTP系統(tǒng)的接口、工作流系統(tǒng)和SMS系統(tǒng)的連接等。下面簡(jiǎn)單介紹工作流系統(tǒng)和外部郵件系統(tǒng)的接口設(shè)計(jì)流程。

3.5.1 JavaMail技術(shù)

在本系統(tǒng)中使用JavaMail技術(shù)構(gòu)建郵件系統(tǒng)，JavaMail API是一個(gè)用于閱讀、編寫(xiě)和發(fā)送電子消息的可選包（標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)展），這個(gè)包用來(lái)創(chuàng)建郵件用戶代理（Mail User Agent，MUA）類型程序。API的主要用途并不在于傳輸、發(fā)送和轉(zhuǎn)發(fā)消息，這一功能范圍屬于某些應(yīng)用程序，如sendmail及其它郵件傳輸代理（Mail Transfer Agent，MTA）類型程序。Java Mail技術(shù)能讓工作流系統(tǒng)發(fā)出郵件，但內(nèi)外部的郵件卻依賴MTA處理實(shí)際發(fā)送。

3.5.2 MTA設(shè)置

系統(tǒng)選項(xiàng)號(hào)為SMTP＿HOST，設(shè)置SMTP服務(wù)器的服務(wù)器地址。

3.5.3 郵件的發(fā)送

郵件的發(fā)送流程見(jiàn)圖6。

圖6 郵件的發(fā)送

4 結(jié)束語(yǔ)

SA＿WF專用工作流技術(shù)研究已經(jīng)進(jìn)行了多年，其在適應(yīng)發(fā)電企業(yè)業(yè)務(wù)需求的工作流模型以及發(fā)電企業(yè)專用工作流引擎的實(shí)現(xiàn)等方面是國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的，而且成功應(yīng)用于某大型電力集團(tuán)公司所屬發(fā)電企業(yè)，解決了發(fā)電企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制復(fù)雜和管理創(chuàng)新的難題，極大地提高了發(fā)電企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制的智能化能力和管理創(chuàng)新水平。

［1］ 姜俐化，姜騰飛，祁廣源，等.數(shù)據(jù)網(wǎng)建設(shè)及運(yùn)維全過(guò)程管控［J］.東北電力技術(shù)，2014，35（6）：45-48.

［2］ 王成良，李 韌，王主丁.面向服務(wù)架構(gòu)的電力分布式計(jì)算系統(tǒng)模型［J］.重慶大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2011，34（2）：69-73.

［3］ 王 超，倪志偉，劉 曉，等.基于構(gòu)件式工作流框架的電力GIS系統(tǒng)集成研究［J］.計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展，2008，18（6）：206-209.

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［6］ 張敬東，翁紹輝.一體化電網(wǎng)運(yùn)行方式管理體系研究［J］.云南電力技術(shù)，2014，42（2）：25-27.

［7］ 陳 劍.發(fā)電企業(yè)信息系統(tǒng)安全管理初探［J］.東北電力技術(shù)，2011，32（11）：46-49.

An Efficient Workflow Engine Research Suitable for Power Plant

ZHANG Ying1，WU Xiao?bing2
（1.Nanjing Guodian Nanzi New Energy Science＆Technology Co.，Ltd.，Nanjing，Jiangsu 210032，China；2.Shanghai SHR Automation Co.，Ltd.，Shanghai 201108，China）

The workflow engine plays an important role in improving the power production process control and management.But the majority of power generation enterprise workflow products lack the flexibility support to adapt to dynamic change；and workflow itself of?ten changes influenced by many factors.This paper studies the dedicated workflow engine implementation mechanism for the generation companies，designs and implements the dedicated workflow engine SA＿WF which is ahead of the traditional power generation business process control and management systems.Ρractice has proved that the dedicated workflow engine SA＿WF is reliable and efficient.

Workflow；Workflow engine；Power plant；Process control

TP311

A

1004-7913（2015）01-0006-04

張 瑩（1975—），女，學(xué)士，工程師，主要研究方向?yàn)殡娏ψ詣?dòng)化、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)。

2014-10-31）