[摘要] 目前大多數(shù)工作流管理系統(tǒng)都是獨(dú)立地管理單個(gè)工作流，而忽視了工作流之間的資源約束關(guān)系，基于Agent的工作流管理系統(tǒng)能夠有效地解決這個(gè)問題。本文討論了基于Agent的工作流管理系統(tǒng)，包括Agent技術(shù)、工作流參考模型、基于Agent技術(shù)工作流管理系統(tǒng)模型以及系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案的設(shè)計(jì)思想。

[關(guān)鍵詞] Agent 工作流管理系統(tǒng) 參考模型

工作流管理系統(tǒng)是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)作支持，使企業(yè)等組織機(jī)構(gòu)的業(yè)務(wù)流程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。當(dāng)前，大多數(shù)工作流管理系統(tǒng)都是獨(dú)立地管理單個(gè)工作流，忽視了工作流之間的資源約束關(guān)系，而基于Agent的工作流管理系統(tǒng)能夠有效地解決這個(gè)問題。

Agent具有某種程度的類人性，其本意就是要代替人(或協(xié)助人)完成某些工作。工作流管理系統(tǒng)作為一種群件系統(tǒng)與Agent系統(tǒng)有著某種相似的特點(diǎn)，都滿足分布式的協(xié)同工作系統(tǒng)，因此Agent系統(tǒng)非常適合應(yīng)用于工作流管理系統(tǒng)，尤其是設(shè)計(jì)分布式工作流控制結(jié)構(gòu)。

一、Agent技術(shù)

關(guān)于Agent目前還沒有統(tǒng)一的明確定義，一般來說，Agent是指可以代替用戶完成簡(jiǎn)單、重復(fù)的操作，具有一定代理性的智能化軟件?；贏gent的工作流管理系統(tǒng)，組織機(jī)構(gòu)內(nèi)的每個(gè)資源(包括人員、設(shè)備和數(shù)據(jù)庫等)都有一個(gè)Agent與之相關(guān)聯(lián)。按其實(shí)現(xiàn)的功能不同，Agent可以分為以下3類：

1.接口Agent：其主要功能是管理人員資源，在其他Agent看來，它是代表用戶參與活動(dòng)的主體。

2.任務(wù)Agent：其主要功能是解釋過程定義、控制過程實(shí)例的執(zhí)行(包括創(chuàng)建、激活、暫停和終止等)、活動(dòng)的調(diào)度、工作流控制數(shù)據(jù)的維護(hù)，以及與執(zhí)行中的管理和監(jiān)控等等。當(dāng)啟動(dòng)一個(gè)工作流時(shí)，與之相對(duì)應(yīng)就創(chuàng)建一個(gè)任務(wù)Agent。

3.資源Agent：與除人員資源以外的其他資源相關(guān)聯(lián)，如打印機(jī)、數(shù)據(jù)庫。當(dāng)接口Agent或任務(wù)Agent要訪問數(shù)據(jù)資源或使用某個(gè)設(shè)備時(shí)，它就向與之相關(guān)的資源Agent發(fā)送請(qǐng)求，資源Agent負(fù)責(zé)管理該項(xiàng)資源，它執(zhí)行請(qǐng)求并將操作結(jié)果返回給請(qǐng)求者。

利用Agent可以有效地解決工作流系統(tǒng)中的資源沖突、執(zhí)行中的模式僵化，以及用戶被動(dòng)地處理工作項(xiàng)問題

二、工作流管理系統(tǒng)模型

一個(gè)工作流管理系統(tǒng)主要有兩個(gè)組成模塊：業(yè)務(wù)流程建模模塊和工作流執(zhí)行控制模塊。在業(yè)務(wù)流程建模階段，工作流管理人員使用過程建模工具對(duì)實(shí)際業(yè)務(wù)流程進(jìn)行分析、建模，將業(yè)務(wù)流程表示為計(jì)算機(jī)可處理的形式化表示。

工作流管理系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)可以是集中式，也可以是分布式。

集中式工作流控制結(jié)構(gòu)主要由一個(gè)工作流引擎和多個(gè)客戶應(yīng)用組成，另外還有其它部件如建模工具、管理和監(jiān)控工具等，這種控制結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，適用于小規(guī)模的群體協(xié)作活動(dòng)。

分布式工作流控制結(jié)構(gòu)是由分布在不同站點(diǎn)的多個(gè)工作流引擎組成，多個(gè)工作流引擎共同解釋執(zhí)行一個(gè)過程定義，這種控制結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，工作流引擎之間在執(zhí)行過程中要交換應(yīng)用數(shù)據(jù)和控制信息，當(dāng)數(shù)據(jù)分布存儲(chǔ)于不同地點(diǎn)時(shí)涉及到數(shù)據(jù)表示和數(shù)據(jù)一致性維護(hù)問題。

盡管如此，現(xiàn)有的工作流系統(tǒng)仍然存在著適用范圍窄、靈活性差、擴(kuò)展能力不足，以及對(duì)意外的情況不能及時(shí)處理等問題，因此，具有自組織、自學(xué)習(xí)和協(xié)同工作能力的智能工作流系統(tǒng)是工作流的一個(gè)發(fā)展方向。由于Agent具有自主性、交互性、主動(dòng)性等智能特點(diǎn)。因此將Agent技術(shù)結(jié)合到工作流管理中將解決工作流的上述不足，非常適合構(gòu)造結(jié)構(gòu)復(fù)雜、靈活、智能的工作流管理系統(tǒng)。

三、基于Agent的工作流管理系統(tǒng)

1.在工作流管理系統(tǒng)中引入Agent

工作流系統(tǒng)的開發(fā)中可在兩方面引入Agent技術(shù)：

(1)利用Agent技術(shù)開發(fā)工作流的管理者。工作流管理者要能夠向每個(gè)工作站下達(dá)工作流程和進(jìn)度計(jì)劃，主動(dòng)引導(dǎo)各個(gè)工作站按照工作流程和進(jìn)度計(jì)劃推動(dòng)工作，并受理和評(píng)價(jià)個(gè)工作站進(jìn)展情況的報(bào)告，以及集中管理各類數(shù)據(jù)。

(2)利用Agent開發(fā)工作流行為的執(zhí)行者。工作流中，人和Agent共同完成一個(gè)行為的情況是較多的，人是在Agent輔助下完成工作，給人提供相關(guān)的重要信息。即開發(fā)一種能給各環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)人員提供指導(dǎo)和幫助功能的軟件Agent。

2.基于Agent的工作流管理系統(tǒng)模型

基于Agent 的工作流管理系統(tǒng)模型主要由四部分組成：工作流服務(wù)器，Agent服務(wù)器，工作表服務(wù)器和多個(gè)具體的Agent組成的Agent族。其結(jié)構(gòu)如圖所示。

四、系統(tǒng)模型實(shí)現(xiàn)方案的設(shè)計(jì)思想

1.Agent的表示

基于Agent 的工作流管理系統(tǒng)模型中，Agent可以表示為一個(gè)五元組描述的實(shí)體，即Agent=。其中：

N為Agent的名稱，具有惟一性，并可描述Agent的類型。

I為Agent的界面定義，描述呈現(xiàn)在用戶面前的人機(jī)界面和通信接口(包括通信協(xié)議和I/O接口)，一般應(yīng)遵循界面與Agent功能相分離的原則。

S為Agent的狀態(tài)集，是描述Agent內(nèi)部狀態(tài)的集合，Agent的行為實(shí)際上是由一狀態(tài)轉(zhuǎn)移到另一狀態(tài)的過程。

T為Agent的事務(wù)集，定義Agent的行為，體現(xiàn)Agent的職能，并包含推理機(jī)制。

K為Agent的知識(shí)源，描述Agent行為所需要的知識(shí)、數(shù)據(jù)、推理規(guī)則以及有關(guān)資源，體現(xiàn)為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫和知識(shí)庫等。

2.工作流管理系統(tǒng)的表示

在Agent定義的基礎(chǔ)上，可以用一個(gè)四元組描述工作流管理系統(tǒng)，即WfMS =< Agents，Goals，KnowledgeBase，Relations>。其中：

Agents為Agent集合，每個(gè)Agent具有一定解決問題的能力；Goals為目標(biāo)集，描述所需要完成的共同任務(wù)；KnowledgeBase為知識(shí)庫，描述協(xié)同工作完成任務(wù)所需要的知識(shí)；Relations為關(guān)系集，描述Agent之間的協(xié)作關(guān)系及其他關(guān)系。實(shí)際上，設(shè)計(jì)一個(gè)基于Agent的工作流管理系統(tǒng)核心就是定義一組Agent，建立它們之間的聯(lián)系，確定它們的共同目標(biāo)的過程。

3.Agent的通信機(jī)制

與傳統(tǒng)的分布式計(jì)算中各計(jì)算實(shí)體間的通信不同，Agent通信是建立在知識(shí)級(jí)別的，而實(shí)現(xiàn)這種通信手段便是使用Agent通信語言，可使Agent間的通信效率大大高于傳統(tǒng)的分布式計(jì)算中的通信。KQML(Knowledge Query and Manipulation Language)是一種用于信息和知識(shí)交換的語言和協(xié)議，KQML從形式、內(nèi)容、語義、實(shí)現(xiàn)和可靠性等方面對(duì)Agent間通信給予保證，在Agent間交換含有語義的控制信息和知識(shí)，從而在基于知識(shí)的層次上描述訪問請(qǐng)求，提高了對(duì)象的定址方式和能力。目前，KQML是獲得最為廣泛應(yīng)用的Agent通信語言，被稱為事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)。因此可選用KQML作為Agent間的通信方式。

4.系統(tǒng)模型的實(shí)現(xiàn)環(huán)境

基于Agent的工作流管理系統(tǒng)模型實(shí)現(xiàn)的環(huán)境可以在基于J2EE體系下采用java技術(shù)作為主要的實(shí)現(xiàn)語言，這是因?yàn)閖ava“一次編譯，到處運(yùn)行”的平臺(tái)無關(guān)性特點(diǎn)非常適合用來進(jìn)行工作流管理系統(tǒng)的開發(fā)。還可以選擇一個(gè)支持移動(dòng)Agent的執(zhí)行環(huán)境，如選擇IBM公司的Aglet。Aglet是由IBM日本公司用純java開發(fā)的移動(dòng)Agent平臺(tái)，供人們開發(fā)或執(zhí)行移動(dòng)Agent系統(tǒng)。到目前為止，Aglet是最為成功和全面的系統(tǒng)，主要表現(xiàn)在提供了一個(gè)簡(jiǎn)單而全面的移動(dòng)Agent編程模型，并為Agent間提供了動(dòng)態(tài)和有效的通信機(jī)制，還提供了一套詳細(xì)且易用的安全機(jī)制。

五、結(jié)束語

工作流管理系統(tǒng)必須是一個(gè)開放的系統(tǒng)，具有很強(qiáng)的互操作能力。Agent技術(shù)將會(huì)成為工作流管理系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。Agent作為代理能夠協(xié)助或替代用戶或系統(tǒng)執(zhí)行某些功能。Agent技術(shù)的應(yīng)用，將會(huì)給工作流管理系統(tǒng)帶來更好的發(fā)展前景。

參考文獻(xiàn)：

[1]The Workflow Management Coalition：Workflow Standard-Interoperability Abstract Specification， DocumentNumber WFMC-TC-1012， 20 October 1996， Version 1.0

[2]范玉順:工作流管理技術(shù)基礎(chǔ)[M]．清華大學(xué)出版社，施普林格出版社，2001～4

[3]史美林等:計(jì)算機(jī)支持的協(xié)同工作理論與應(yīng)用[M]，電子工業(yè)出版社，2000～12

[4]朱云龍薛勁松李紅信等:基于Agent的工作流協(xié)調(diào)模型的研究．小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，2000，21（7）：737～739