基于信牌驱动模型的工作流管理系统SynchroFLOW

工作流技术是实现企业业务过程建模、业务过程仿真分析、业务过程优化、业务过程管理与集成，从而最终实现业务过程的自动化的核心技术。工作流管理系统，也称为过程管理系统，被认为是继数据库管理系统和人机界面管理系统之后第三次从应用中分离出来的子系统，已成为一个应用系统不可或缺的子系统。工作流管理系统有着广泛的应用前景，特别是在Internet/Intranet环境下它将成为必备的软件开发平台。近年来，工作流管理成为最具吸引力的研究领域之一，各种研究机构、专家学者和软件开发公司都致力于这一领域的研究，开发出了各具特色的工作流产品和研究原型。

工作流技术的发展现状

工作流（Workflow）是计算机支持的业务流程的全部或部分自动化。在此流程中，文档、信息或任务按照预定的规则，以网络为载体流转，实现组织成员间的协调工作以达到业务的整体目标，或是促使此目标的实现。工作流管理系统（WfMS）则是一种能定义、创建和管理工作流执行的软件系统，就是将现实世界中的业务过程转化成某种计算机所能识别的形式表示，并在此形式表示的驱动下完成工作流的执行和管理。使用WfMS可以充分利用企业资源、有效地跟踪工作过程，提高工作过程定制的速度与质量。

工作流管理的概念早在1980年代初就已经提出，但是由于当时计算机技术的限制，一直未能得到充分发展。进入1990年代后，一方面网络技术和计算机技术的迅猛发展，特别是Internet和Intranet应用的普及，为工作流技术的快速发展奠定了坚实的技术基础。另一方面，现代企业的需求为工作流技术的应用提供了广阔的市场前景。随着现代企业的经营规模和生产规模日益扩大，它所包含的信息资源迅速增长，相应的业务过程也越来越复杂：业务过程不但经常涉及许多不同地域的资源（包括人员、信息、计算机和各种应用软件）之间的协作，而且还经常需要进行变革与调整以适应市场需求的不断变化。显然传统的企业组织机构和运作方式已经不能够满足现代企业信息化的需要，而工作流技术恰恰为解决复杂的业务过程提出了一个有效的技术方案。

正因如此，近年来工作流技术引起了国内外学术界和产业界的广泛关注，掀起了工作流研究的一个热潮。国内外许多大学和研究机构开展了大量工作流的研究项目，并取得了众多研究成果，对工作流技术的发展做出了积极的贡献。

目前市场上工作流产品十分活跃，它们在功能、规模和应用范围上各具特色。从不同的角度、根据不同的标准，可以将众多的工作流管理系统及其产品分为各种类型。从所实现的业务过程，工作流管理系统可以分为管理型工作流、设定型工作流、协作型工作流和生产型工作流；从底层实现技术，可以将工作流产品分为以通信为中心、以文档为中心和以过程为中心三类；根据工作流系统采用的任务项传递机制，工作流产品又可以分为基于文件的、基于消息的和基于Web的工作流系统以及群件与套件系统。

基于Petri网的信牌驱动工作流模型研究

工作流管理系统中首先需要解决的问题就是工作流定义模型，即通过一个什么样的模型对现实世界中的业务流程建模。一个业务流程必须被描述成计算机可识别的形式，才能由工作流运行服务代替人来解释和驱动执行，所以工作流的自动化执行依赖于业务过程的形式化描述，从而保证流程参与者之间的协同工作以及数据的一致性和过程的可靠性。

西北大学软件工程研究所在工作流方面进行了十余年的研究和探索，并提出了基于Petri网的信牌驱动工作流计算模型。

“信牌”制是中国古代官府的一种行政事务处理制度，始于宋代。“信牌”是我国古代官府执行任务的凭证，官员只有接到信牌才能执行相应的任务。借用这一概念，并在采用Petri网对控制转移结构描述的基础上，将Petri网中托肯（Token）、位子（Place）和转移 (Transition) 等术语用容易理解和接受的信牌、信牌箱和活动等来描述，同时引入了相关数据、环境数据、转移条件等元素，建立了信牌驱动的工作流模型。

在实际应用过程中，为了满足实用性以及与WfMC的标准工作流过程定义语言WPDL接轨，又在原模型的基础上进行了扩展，引入了活动的SPLIT类型和JOIN类型。为了解决WPDL中JOIN语义的问题，又形式地定义了AND-JOIN的同步语义，提出了同步区与非同步区的概念，以及在同步区使用真假信牌规则，在非同步区使用真信牌规则的分区解决方案。

通俗地讲，信牌驱动模型是由活动、信牌箱和转移构成的一张网状控制结构加上相关数据和环境数据构成的计算模型。活动是一项具体的、可独立完成的任务，也可以抽象地看作是对相关数据与环境数据的操作；信牌箱是活动之间传递控制命令（信牌）的中转站，活动只有在其前信牌箱中取到信牌后才可能执行；描述信牌箱与活动之间关系的转移限定了可向信牌箱放信牌的活动和可从信牌箱中取信牌的活动的静态结构；动态执行时活动完成后判断转移条件决定实际可以放信牌的信牌箱。整个过程分为同步区和非同步区。

利用工作流模式进行分析的结果证明，信牌驱动工作流模型支持顺序、并行分支、同步、互斥选择、多选、合并等基本控制流模式，还支持循环模式和基于状态的延迟选择、交叉并行和里程碑等高级模式。与很多模型相比，信牌驱动模型是一种表达能力很强的工作流计算模型，能够适应广泛的业务需求。

信牌驱动工作流模型已成功地应用于西安协同软件公司的工作流产品SynchroFlow中。

SynchroFLOW

SynchroFLOW工作流管理系统的开发始于2000年，至今已经发展成为一个中间件产品系列。SynchroFLOW产品体系架构由群集层、传输层、流程层、应用层、工具层、集成层构成，同时还包含有管理控制台和组织结构建模工具，如下图所示。目前已拥有的成熟的产品有SynchroFLOW、SynchroMQ、SynchroIQ、SynchroOCX。

可以看到，SynchroFLOW提供了过程建模工具、辅助开发工具、客户端管理工具、企业应用开发框架、企业消息平台和迁移工具，为企业工作流自动化和企业流程再造提供了一个基础平台，为开发者提供了全新的开发模式。

如今，工作流技术与信息技术以及企业管理紧密结合,已经悄悄渗入MIS系统、ERP系统和CRM系统等企业级关键系统中,并迅速成为这些系统的核心。随着企业外部环境的发展，业务过程管理的需求也在变化，跨多个组织的分布工作流、公共电子商务过程管理成为了众多公司和机构关注的研究问题。Web服务技术和面向服务的体系结构（SOA）为跨组织的复杂业务过程管理提供了可能的解决方案，并将把工作流技术带入一个高级发展阶段。