基于工作流的項(xiàng)目流程化信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、基于工作流的項(xiàng)目流程化信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)吳迪 賈卓生 吳迪 碩士研究生，研究方向：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)庫； 賈卓生，高級(jí)工程師，信息中心主任，研究方向：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（北京交通大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)學(xué)院，北京100044）摘 要 工作流是使業(yè)務(wù)過程的部分或全部自動(dòng)執(zhí)行的技術(shù)。如果用于構(gòu)建項(xiàng)目管理系統(tǒng)，可提高企業(yè)和政府部門的辦事效率，并能有效地重用項(xiàng)目成果和實(shí)施變更控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)項(xiàng)目的流程化管理。本文以濱海新區(qū)項(xiàng)目流程化信息管理系統(tǒng)為例，介紹了基于工作流的項(xiàng)目流程化信息管理系統(tǒng)的主要功能設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)。該系統(tǒng)的主要特色是采用了自行開發(fā)的適合濱海新區(qū)項(xiàng)目流程化建設(shè)的工作流系統(tǒng)，具有很好的靈活性和擴(kuò)展性，且采用B

2、rowser/Server方式，用戶界面簡(jiǎn)單易用，并在.NET框架下實(shí)現(xiàn)了整個(gè)項(xiàng)目流程的圖形化管理。關(guān)鍵詞 工作流、工作流引擎、項(xiàng)目管理、信息管理系統(tǒng)Design of the project processes and information management system based on workflow WU Di JIA Zhuo-Sheng (Institute of Computer Science and Engineering, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044)Abstract Workflow is a techn

3、ique which makes part or all of business processes carried out automatically. If it is used to construct project management system, it will be able to enhance the efficiency of business in enterprises and government departments. It also can reuse project results and implement change control efficien

4、tly. Thereby it will manage the project processes successfully. This paper introduces the major functional design and implementation of project processes and information management system based on workflow, which is developed for Binhai new area. This project is characterized by using a self-develop

5、ed workflow system. It has good flexibility and expandability. It also achieves graphic management of the overall project processes using .NET framework. The user interface of Browser/Server style is Simple and user-friendly.Key words Workflow; Workflow engine; Project management; Information manage

6、ment system1 引言隨著信息網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，各個(gè)地區(qū)都在進(jìn)行數(shù)字化城市的建設(shè)。在數(shù)字化城市的建設(shè)中如何提高政府和企業(yè)的辦事效率和辦事透明度，成為重中之重的任務(wù)。我國(guó)大多數(shù)企業(yè)和政府部門在自身的發(fā)展壯大中，都有一套符合建設(shè)工程項(xiàng)目、市政工程項(xiàng)目、重點(diǎn)工程項(xiàng)目的管理方法。但是，其項(xiàng)目大部分都是通過紙質(zhì)文檔來進(jìn)行管理，不便于查找和了解項(xiàng)目的進(jìn)展情況，也不便于對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和變更控制。采用工作流技術(shù)，可以把業(yè)務(wù)過程邏輯從具體的業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)中分離出來，可以實(shí)現(xiàn)高效的線性工作流程，可以將項(xiàng)目進(jìn)行過程中的各種文檔、信息和任務(wù)等在參與項(xiàng)目的各種角色之間進(jìn)行共享和傳遞，并能有效的重用項(xiàng)目成果和實(shí)施變更控制

7、，以實(shí)現(xiàn)對(duì)項(xiàng)目的流程化管理1。項(xiàng)目流程化信息管理系統(tǒng)就是采用工作流技術(shù)，針對(duì)各個(gè)企業(yè)或政府部門對(duì)計(jì)劃和項(xiàng)目管理過程中，從申報(bào)、會(huì)簽、審批、執(zhí)行等各個(gè)流程進(jìn)行管理和跟蹤，提高項(xiàng)目執(zhí)行過程的辦事效率，使申報(bào)人、審批人、領(lǐng)導(dǎo)和執(zhí)行者都能夠隨時(shí)查看各個(gè)項(xiàng)目的流程進(jìn)展情況，分清責(zé)任，提高辦事透明度，加快辦事進(jìn)程。本文以濱海新區(qū)項(xiàng)目流程化信息管理系統(tǒng)為例，介紹該系統(tǒng)的主要功能及實(shí)現(xiàn)。2系統(tǒng)架構(gòu)及相關(guān)技術(shù)2.1 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)濱海新區(qū)項(xiàng)目流程化信息管理系統(tǒng)采用基于B/S模式的三層體系結(jié)構(gòu)：表示層、業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)訪問層2，如圖1所示。這種設(shè)計(jì)充分體現(xiàn)了基于Web的管理模式(Web-Based Manageme

8、nt, WBM)的優(yōu)勢(shì)友好易用的圖形界面風(fēng)格，跨越地理上的局限性和系統(tǒng)平臺(tái)的獨(dú)立性。（1）表示層：是系統(tǒng)的用戶接口（UI），負(fù)責(zé)使用者與整個(gè)系統(tǒng)的交互。（2）業(yè)務(wù)邏輯層：是整個(gè)系統(tǒng)的核心。用來處理表示層提出的請(qǐng)求，然后對(duì)請(qǐng)求具體分析；如果涉及到數(shù)據(jù)庫的訪問，則調(diào)用數(shù)據(jù)訪問層獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)并返回給表示層。（3）數(shù)據(jù)訪問層：其功能主要是負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫的訪問。此層封裝了所有對(duì)數(shù)據(jù)庫的操作。圖1 .Net中標(biāo)準(zhǔn)的分層式結(jié)構(gòu)2.2 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境及工具系統(tǒng)采用Visual studio.NET集成開發(fā)環(huán)境。它支持多種開發(fā)語言，可以大幅度地提高開發(fā)人員的工作效率。C#語言是面向?qū)ο?、類型安全、平臺(tái)獨(dú)立的一門新型

9、組件編程語言。其語法風(fēng)格源自C/C+家族，融合了Visual Basic的高效和C/C+的強(qiáng)大功能，是Microsoft.Net平臺(tái)的主流語言3。因此本系統(tǒng)采用的開發(fā)語言為C#，后臺(tái)數(shù)據(jù)庫選用了Microsoft SQL Server 2005。2.3 工作流技術(shù)簡(jiǎn)介工作流（Workflow）就是“業(yè)務(wù)過程的部分或整體在計(jì)算機(jī)應(yīng)用環(huán)境下的自動(dòng)化”。簡(jiǎn)單地說，工作流就是一系列相互銜接、自動(dòng)進(jìn)行的業(yè)務(wù)活動(dòng)或任務(wù)。它要解決的主要問題是使多個(gè)參與者之間按照某種預(yù)定義的規(guī)則傳遞文件、信息或任務(wù)來完成業(yè)務(wù)目標(biāo)的過程自動(dòng)進(jìn)行4。工作流主要包括以下幾個(gè)要素： （1）實(shí)體（Entity）：是工作流的主體，是需要

10、隨著工作流一起流動(dòng)的物件（Object）。（2）參與者（Participant）：是各個(gè)處理步驟中的責(zé)任人，可能是人，也可能是某個(gè)職能部門，還可能是某個(gè)自動(dòng)化的設(shè)備； （3）流程定義（Flow Definition）：是預(yù)定義的工作步驟，它規(guī)定了實(shí)體流動(dòng)的路線。 （4）工作流引擎（Engine）：是驅(qū)動(dòng)實(shí)體按流程定義從一個(gè)參與者流向下一個(gè)參與者的機(jī)制，是工作流管理系統(tǒng)的核心。它的設(shè)計(jì)關(guān)系到系統(tǒng)的可交互性、可擴(kuò)展性和穩(wěn)定性等諸多方面。工作流需要依靠工作流管理系統(tǒng)（Workflow Management System, WFMS）來實(shí)現(xiàn)，工作流管理系統(tǒng)是支持企業(yè)或政府部門實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)過程管理和自動(dòng)化的

11、強(qiáng)有力的軟件工具。它能完成工作流的定義和管理，并按照在計(jì)算機(jī)中預(yù)先定義好的工作流邏輯推進(jìn)工作流實(shí)例的執(zhí)行，并協(xié)調(diào)工作流執(zhí)行過程中任務(wù)之間以及群體成員之間的信息交互5?，F(xiàn)在有很多成熟的工作流和群件產(chǎn)品，而本系統(tǒng)采用了自行開發(fā)的適合濱海新區(qū)項(xiàng)目流程化建設(shè)的工作流系統(tǒng)，且采用Browser/Server方式，用戶界面簡(jiǎn)單易用，這也是當(dāng)前工作流產(chǎn)品的發(fā)展方向。3系統(tǒng)主要功能設(shè)計(jì)本系統(tǒng)涉及工程項(xiàng)目建設(shè)的全過程管理以及相應(yīng)的文檔管理，主要?jiǎng)澐譃橄到y(tǒng)管理和項(xiàng)目管理兩大功能模塊，內(nèi)容包括工程建設(shè)流程、進(jìn)度管理，建設(shè)費(fèi)用、文檔管理，以及合同管理等，可處理工程項(xiàng)目建設(shè)中立項(xiàng)、初設(shè)、施工圖設(shè)計(jì)、招投標(biāo)管理、合同變更

12、、數(shù)據(jù)匯總、審批簽字、報(bào)表打印、各項(xiàng)查詢、資料管理、預(yù)算與決算等一系列業(yè)務(wù)。如圖2所示為本系統(tǒng)的功能模塊圖。本系統(tǒng)的各大功能模塊，涵蓋項(xiàng)目建設(shè)周期的全過程，方便、高效地實(shí)現(xiàn)了項(xiàng)目管理的一體化應(yīng)用。圖2 系統(tǒng)功能模塊圖在過去，每個(gè)項(xiàng)目的業(yè)務(wù)流程都大致相同，具有穩(wěn)定性。但隨著社會(huì)的發(fā)展，項(xiàng)目的業(yè)務(wù)流程呈現(xiàn)多樣化和不確定性。這樣，每當(dāng)項(xiàng)目的業(yè)務(wù)流程發(fā)生變化的時(shí)候，為原項(xiàng)目設(shè)計(jì)的管理系統(tǒng)就得做大量的修改，給系統(tǒng)的使用造成了很大的不便。本系統(tǒng)將工作流管理系統(tǒng)分解成工作流任務(wù)管理和工作流流程管理兩大功能模塊，以適應(yīng)用戶需求變動(dòng)的需要。3.1 工作流任務(wù)管理工作流中兩個(gè)最基本的元素是活動(dòng)和活動(dòng)之間的連接關(guān)系

13、?；顒?dòng)對(duì)應(yīng)于項(xiàng)目中的任務(wù)，是工作流中的一個(gè)邏輯步驟，亦稱工作流環(huán)節(jié)，主要反映項(xiàng)目過程中的執(zhí)行動(dòng)作或操作?；顒?dòng)之間的連接關(guān)系代表了項(xiàng)目過程的規(guī)則和業(yè)務(wù)流程。本系統(tǒng)根據(jù)用戶需求將工程項(xiàng)目建設(shè)劃分為五個(gè)階段，分別是：儲(chǔ)備階段、可研階段、設(shè)計(jì)階段、施工階段和后期管理階段。每個(gè)階段都由許多任務(wù)組成。每個(gè)任務(wù)都以一個(gè)或一個(gè)以上的工作成果的完成為標(biāo)志，這種工作成果是有形的，可鑒定的。如一份可行性研究報(bào)告、一份規(guī)劃設(shè)計(jì)方案或用地預(yù)審批復(fù)、環(huán)評(píng)報(bào)告等。工作流任務(wù)管理模塊是對(duì)組成工作流的任務(wù)（活動(dòng)）的管理。由于項(xiàng)目劃分為五個(gè)階段，近百個(gè)任務(wù)步驟，所以將工作流中的各個(gè)任務(wù)（活動(dòng)）分離出來集中管理，并為其他功能模塊提

14、供相應(yīng)的接口，而每個(gè)任務(wù)之間的連接關(guān)系將在工作流流程管理模塊定義?？梢允构ぷ髁髁鞒潭x更簡(jiǎn)潔、更清晰，操作更方便。工作流任務(wù)管理模塊提供對(duì)工作流任務(wù)的新建、修改、查看、刪除及查詢功能，以及對(duì)該任務(wù)辦事指南即任務(wù)描述的編輯和所需文件、資料的分配。所需文件列表由文檔管理模塊提供接口。3.2 工作流流程管理 工作流流程管理模塊的功能主要包括：新建、修改、查看和刪除工作流，以及對(duì)工作流引擎的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。一個(gè)工作流包括一組任務(wù)（或活動(dòng)）及它們的相互順序關(guān)系，還包括流程及任務(wù)（或活動(dòng)）的啟動(dòng)和終止條件，以及對(duì)每個(gè)任務(wù)（或活動(dòng)）的描述。工作流任務(wù)管理模塊中定義了所有的任務(wù)及其相關(guān)描述、工期等，在工作流流程管

15、理模塊將定義任務(wù)與任務(wù)之間的相互順序關(guān)系及每個(gè)任務(wù)的啟動(dòng)和終止條件。任務(wù)間的連接關(guān)系類似于圖中的節(jié)點(diǎn)關(guān)系，包括前驅(qū)和后繼，是多對(duì)多的映射關(guān)系。新建一個(gè)工作流時(shí)，管理員需要從任務(wù)管理模塊提供的任務(wù)列表中選擇該工作流程所需要完成的所有任務(wù)，然后設(shè)置每個(gè)任務(wù)的前驅(qū)任務(wù)和后繼任務(wù)，保存后系統(tǒng)會(huì)根據(jù)設(shè)置的任務(wù)之間的關(guān)系以圖形方式再現(xiàn)該工作流的任務(wù)流程。如圖3所示。用戶可以自己定制工作流，選擇新建工作流，或選擇已存在的工作流作為模板，也可以在模板基礎(chǔ)上進(jìn)行修改。從而實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的靈活性和擴(kuò)充性。圖3 工作流流程圖（部分）工作流引擎作為工作流管理系統(tǒng)的核心部分，主要提供了對(duì)于工作流定義的解析以及流程流轉(zhuǎn)的支持

16、。工作流流程管理模塊設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了符合工程項(xiàng)目建設(shè)流程的工作流引擎，通過解析流程定義的任務(wù)連接關(guān)系、任務(wù)狀態(tài)及相應(yīng)的調(diào)度算法設(shè)定流程的流轉(zhuǎn)，當(dāng)任務(wù)的所有前驅(qū)任務(wù)均完成，將啟動(dòng)該任務(wù)執(zhí)行，而當(dāng)該任務(wù)的所有工作成果提交，標(biāo)志該任務(wù)完成。工作流引擎還提供多種接口供其他功能模塊調(diào)用，接口方法包括：創(chuàng)建工作流實(shí)例，并為工作流相關(guān)數(shù)據(jù)賦值；啟動(dòng)工作流實(shí)例；掛起恢復(fù)工作流實(shí)例；中止工作流實(shí)例的運(yùn)行；刪除工作流實(shí)例；查詢、監(jiān)視工作流實(shí)例的運(yùn)行情況；工作流實(shí)例執(zhí)行中的異常情況處理及統(tǒng)計(jì)分析功能等。3.3 項(xiàng)目信息管理項(xiàng)目信息管理模塊的主要功能包括新建、修改、查看及刪除項(xiàng)目，是工作流實(shí)例化的過程。為了適應(yīng)用戶需求，

17、項(xiàng)目信息管理模塊還增加了項(xiàng)目描述（包括項(xiàng)目介紹、相關(guān)圖片）、問題及解決方案和工程現(xiàn)場(chǎng)視頻等的編輯功能，方便領(lǐng)導(dǎo)和項(xiàng)目經(jīng)理及時(shí)掌握項(xiàng)目進(jìn)行過程中所遇到的問題，并可查看工程施工的現(xiàn)場(chǎng)情況。新建項(xiàng)目時(shí)，需要選擇適合此工程項(xiàng)目的工作流模板，工作流模板列表由工作流流程管理模塊提供，并調(diào)用工作流引擎中的相應(yīng)方法將其實(shí)例化為本項(xiàng)目的工作流程。用戶可設(shè)定項(xiàng)目的計(jì)劃開始時(shí)間，工作流引擎將根據(jù)每個(gè)任務(wù)的工期自動(dòng)計(jì)算出所有任務(wù)的計(jì)劃起止時(shí)間。用戶也可編輯項(xiàng)目流程中每個(gè)任務(wù)的負(fù)責(zé)人或角色、資金費(fèi)用、工期、起止時(shí)間等信息。如圖4所示為工作流實(shí)例化后的項(xiàng)目流程信息。工作流引擎將解釋任務(wù)分配、角色分配及狀態(tài)定義，引導(dǎo)業(yè)務(wù)活

18、動(dòng)的順利執(zhí)行，這樣便完成了在多個(gè)參與者之間按照某種預(yù)定義的規(guī)則傳遞文件、信息或任務(wù)來完成業(yè)務(wù)目標(biāo)的過程。圖4 項(xiàng)目流程信息（部分）3.4 系統(tǒng)特色本系統(tǒng)的特色是對(duì)項(xiàng)目流程采用圖形化的管理方式。項(xiàng)目流程實(shí)例化后，將生成對(duì)應(yīng)于該項(xiàng)目的項(xiàng)目流程圖，如圖5所示。點(diǎn)擊任務(wù)名的鏈接，可執(zhí)行對(duì)此任務(wù)的相關(guān)操作，不同的角色有不同的操作權(quán)限。流程圖中還標(biāo)明了各個(gè)任務(wù)的執(zhí)行情況（狀態(tài)），有完成、正在進(jìn)行，未開始、超期未開始、超期未完成五個(gè)狀態(tài)，并分別用不同的顏色表示。在流程的執(zhí)行過程中，工作流引擎將調(diào)用相關(guān)方法對(duì)工程執(zhí)行的進(jìn)度進(jìn)行管理，并根據(jù)任務(wù)的狀態(tài)提供相應(yīng)的預(yù)警功能以及報(bào)表、統(tǒng)計(jì)分析等其他功能。圖5 項(xiàng)目流程（部分）4 結(jié)論本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)的濱海新區(qū)項(xiàng)目流程化信息管理系統(tǒng)，為濱海新區(qū)重大