摘要：工作流管理系統(tǒng)是現(xiàn)代企業(yè)流程管理的重要軟件系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)柔性的工作流管理，需要工作流引擎具有適應(yīng)需求變更，動(dòng)態(tài)調(diào)整業(yè)務(wù)流程的功能。文章分析了規(guī)則表示、規(guī)則引擎的組成構(gòu)件，功能與特點(diǎn)，并設(shè)計(jì)了規(guī)則引擎。規(guī)則引擎作為工作流引擎的核心，提供規(guī)則抽取、表示、判定以及活動(dòng)響應(yīng)的服務(wù)集，為路由控制（活動(dòng)調(diào)度）、規(guī)則判定、活動(dòng)轉(zhuǎn)移，狀態(tài)監(jiān)控提供關(guān)鍵支持，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)流程調(diào)整，滿足柔性的工作流管理需要。

關(guān)鍵詞：工作流；業(yè)務(wù)過程；業(yè)務(wù)規(guī)則；規(guī)則引擎；工作流引擎

中圖分類號(hào)：TP311文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-2374（2009）07-0011-02

工作流技術(shù)正成為21世紀(jì)新的熱點(diǎn)。工作流管理系統(tǒng)在工作流管理聯(lián)盟（Workflow Management Coalition，WFMC）制定的一系列標(biāo)準(zhǔn)下得到了迅猛發(fā)展和廣泛應(yīng)用。現(xiàn)代化企業(yè)的生產(chǎn)與經(jīng)營方式面臨著業(yè)務(wù)重組，流程再造，以適應(yīng)不斷變化的市場(chǎng)需要，客觀上對(duì)工作流管理系統(tǒng)提出了適應(yīng)變化、適時(shí)更新的高要求，也就是要建立具有自適應(yīng)能力，靈活定制業(yè)務(wù)流程的柔性工作流管理系統(tǒng)。工作流是業(yè)務(wù)流程的抽象，大多以靜態(tài)、固化的形式表現(xiàn)，一般的工作流管理系統(tǒng)在業(yè)務(wù)流程建模、定制開發(fā)、表達(dá)能力與系統(tǒng)靈活性方面還不能做到動(dòng)態(tài)、適時(shí)地調(diào)整，不能做到根據(jù)變更需求，靈活地調(diào)整工作流程。

工作流引擎是工作流管理系統(tǒng)的核心，本文對(duì)工作流引擎的核心構(gòu)件——規(guī)則引擎進(jìn)行分析、設(shè)計(jì)，把靜態(tài)的工作流進(jìn)一步抽象，剝離出業(yè)務(wù)邏輯與業(yè)務(wù)規(guī)則，對(duì)其變更規(guī)則進(jìn)行規(guī)范，由條件、事實(shí)及規(guī)則（依賴與轉(zhuǎn)換規(guī)則）組成規(guī)則引擎，實(shí)現(xiàn)工作流管理系統(tǒng)的靈活性、自適應(yīng)性。

一、相關(guān)概念

（一）規(guī)則

規(guī)則是知識(shí)表達(dá)最常用的形式，規(guī)則是業(yè)務(wù)過程的一種抽象，用來描述如何解決問題，基本上由條件與相應(yīng)操作兩部分組成，在工作流引擎中可以定義成IF-THEN結(jié)構(gòu)，IF部分是給定的條件，THEN部分為相對(duì)應(yīng)的操作（動(dòng)作），規(guī)則可以有多個(gè)條件，用AND/OR連接。規(guī)則的條件由（對(duì)象，連接算子與取值）三元組組成，連接算子一般是is、is not、are、are not等邏輯運(yùn)算子進(jìn)行邏輯判斷，其值為一個(gè)布爾值；操作部分為條件成立時(shí)相應(yīng)的操作或事實(shí)。

（二）規(guī)則引擎

規(guī)則引擎是工作流引擎的核心組成部件，對(duì)規(guī)則的抽取、判定、管理，為工作流引擎這一工作流管理系統(tǒng)核心功能提供前置（依賴性規(guī)則）條件與后置（轉(zhuǎn)換性規(guī)則）提供規(guī)則調(diào)度與策略管理。它對(duì)頻繁變化的業(yè)務(wù)流程進(jìn)行規(guī)則抽象，剝離出來放入規(guī)則庫中管理和修改，其基本過程是將提交給它的事實(shí)數(shù)據(jù)對(duì)象與加載在引擎中的業(yè)務(wù)規(guī)則進(jìn)行測(cè)試和對(duì)比，判定是否激活相應(yīng)的業(yè)務(wù)規(guī)則，觸發(fā)對(duì)應(yīng)的操作，完成對(duì)工作流引擎的路由控制（調(diào)度）及狀態(tài)變更，達(dá)到系統(tǒng)動(dòng)態(tài)調(diào)整目的。規(guī)則引擎一般由事實(shí)庫、規(guī)則庫、推理三部分構(gòu)成。其運(yùn)行機(jī)制是通過在事實(shí)庫、規(guī)則庫中快速檢索對(duì)象及加載的各項(xiàng)規(guī)則進(jìn)行匹配，激活符合條件的規(guī)則，形成優(yōu)先級(jí)排序，解決沖突，決定規(guī)則的響應(yīng)與觸發(fā)。

（三）工作流、工作流管理系統(tǒng)、工作流引擎

工作流是業(yè)務(wù)過程的計(jì)算模型，是對(duì)業(yè)務(wù)邏輯和業(yè)務(wù)規(guī)則在計(jì)算機(jī)的數(shù)值模型表示，并實(shí)施計(jì)算。業(yè)務(wù)過程是業(yè)務(wù)活動(dòng)的集合，通過業(yè)務(wù)規(guī)則進(jìn)行前后鏈接，相互協(xié)作，形成一個(gè)有機(jī)整體，達(dá)到一個(gè)共同的業(yè)務(wù)過程控制管理的目標(biāo)。

工作流管理系統(tǒng)是符合WFMC標(biāo)準(zhǔn)的軟件系統(tǒng)，完成工作流的定義、建模、調(diào)度，并對(duì)活動(dòng)、節(jié)點(diǎn)以及狀態(tài)進(jìn)行管理，使業(yè)務(wù)過程按照預(yù)先定義好的工作流邏輯推進(jìn)工作流實(shí)例的執(zhí)行。

工作流引擎是工作流管理系統(tǒng)的核心，為工作流管理系統(tǒng)提供一組運(yùn)行時(shí)解釋或者執(zhí)行的一組服務(wù)的數(shù)據(jù)模型和軟件體，其核心功能包括路由選擇（調(diào)度）、數(shù)據(jù)交換、過程流轉(zhuǎn)與狀態(tài)變換等，其核心就是要決定任務(wù)表中各個(gè)任務(wù)運(yùn)行實(shí)例后的后續(xù)處理節(jié)點(diǎn)，使活動(dòng)的執(zhí)行按照預(yù)定義的路線（規(guī)則）流動(dòng)。

二、規(guī)則引擎實(shí)現(xiàn)柔性的工作流管理

規(guī)則引擎是工作流引擎的核心構(gòu)件，流程引擎的路由調(diào)度、過程流轉(zhuǎn)與狀態(tài)變遷是基于業(yè)務(wù)規(guī)則來實(shí)現(xiàn)的。規(guī)則引擎主要實(shí)現(xiàn)的功能是存儲(chǔ)、分類和管理規(guī)則，驗(yàn)證規(guī)則的一致性，通過規(guī)則推斷其他規(guī)則、聯(lián)系規(guī)則和執(zhí)行這些規(guī)則的應(yīng)用程序。其主要思想是從具體的業(yè)務(wù)邏輯中分離出業(yè)務(wù)規(guī)則，以實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)變更的靈活性。

傳統(tǒng)的開發(fā)模式，業(yè)務(wù)邏輯往往是被直接用程序代碼固定，系統(tǒng)維護(hù)代價(jià)高，業(yè)務(wù)規(guī)則的微小變化往往導(dǎo)致系統(tǒng)的變更，數(shù)值模型與業(yè)務(wù)流程的全面修改。

通過規(guī)則引擎提供一種機(jī)制，將業(yè)務(wù)處理邏輯和業(yè)務(wù)規(guī)則分離，業(yè)務(wù)邏輯是變化頻度最高的，通過專門的業(yè)務(wù)模型工具可以讓用戶動(dòng)態(tài)地、適時(shí)地進(jìn)行修改，而業(yè)務(wù)規(guī)則的變動(dòng)只是涉及規(guī)則庫，策略的調(diào)整，不改變整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的變更，滿足柔性工作流管理系統(tǒng)建設(shè)的需要。

規(guī)則引擎有兩個(gè)重要任務(wù)：分離業(yè)務(wù)邏輯和業(yè)務(wù)規(guī)則；規(guī)則的形式化描述。

將業(yè)務(wù)流程中的業(yè)務(wù)邏輯和業(yè)務(wù)規(guī)則分離本質(zhì)是一個(gè)抽象過程，將關(guān)鍵的業(yè)務(wù)判斷條件與響應(yīng)操作提取出來，即規(guī)則提取，形式化描述業(yè)務(wù)規(guī)則就是對(duì)業(yè)務(wù)規(guī)則的數(shù)值表述，形成規(guī)則庫，與事實(shí)庫一起被規(guī)則引擎調(diào)用，達(dá)到業(yè)務(wù)流程的可運(yùn)算化。同時(shí)必須考慮規(guī)則間的沖突并提供沖突解決機(jī)制，所謂規(guī)則沖突是指規(guī)則在相同條件下的值域交叉引起的判定歧義。一般可根據(jù)設(shè)定規(guī)則的優(yōu)先級(jí)順序，在規(guī)則發(fā)生沖突時(shí)采納較高優(yōu)先級(jí)規(guī)則的判定反饋，或者采用隊(duì)列模式，依據(jù)先進(jìn)先出原則進(jìn)行判定，或者考慮業(yè)務(wù)中規(guī)則使用頻率，低頻率較高或較低的規(guī)則反饋。

規(guī)則的形式化描述是為了使業(yè)務(wù)規(guī)則的代碼化，能被規(guī)則引擎識(shí)別，并參與判定、運(yùn)算。根據(jù)Rete算法（網(wǎng)絡(luò)算法）思想，將規(guī)則分割為LHS（Left Hand Side）和RHS（Right Hand Side），LHS由規(guī)則的條件部分組成，RHS由規(guī)則的判定部分組成。

三、規(guī)則引擎設(shè)計(jì)

規(guī)則引擎這一軟件構(gòu)架可以結(jié)合復(fù)雜的業(yè)務(wù)流程對(duì)業(yè)務(wù)策略和邏輯進(jìn)行更改，業(yè)務(wù)流程中指定的規(guī)則會(huì)隨時(shí)間而改變，一般而言，業(yè)務(wù)流程中業(yè)務(wù)規(guī)則（決策或策略）最容易變化，因此，業(yè)務(wù)規(guī)則引擎的設(shè)計(jì)能夠直接創(chuàng)建和修改業(yè)務(wù)規(guī)則集，而業(yè)務(wù)規(guī)則通過規(guī)則編輯器進(jìn)行創(chuàng)建，生成規(guī)則庫（策略庫），由業(yè)務(wù)規(guī)則引擎直接執(zhí)行它們。

（一）規(guī)則引擎組件圖

一個(gè)規(guī)則引擎主要由規(guī)則引擎服務(wù)、事實(shí)庫、業(yè)務(wù)規(guī)則編輯器以及規(guī)則庫四個(gè)部分組成，其中：（1）規(guī)則引擎服務(wù)：解析和執(zhí)行業(yè)務(wù)規(guī)則，其為系統(tǒng)級(jí)服務(wù)；（2）事實(shí)庫：操作數(shù)據(jù)的API函數(shù)集合，包含運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)、常數(shù)以及流程變量三種類型；（3）業(yè)務(wù)規(guī)則：一個(gè)業(yè)務(wù)規(guī)則包含一組條件和在此條件下執(zhí)行的操作（動(dòng)作），它們表示業(yè)務(wù)規(guī)則應(yīng)用程序的一段業(yè)務(wù)邏輯；（4）業(yè)務(wù)規(guī)則庫：許多業(yè)務(wù)規(guī)則的集合，每條業(yè)務(wù)規(guī)則都包含一個(gè)條件過濾器和多個(gè)動(dòng)作。條件過濾器是多個(gè)布爾表達(dá)式的組合，其結(jié)果仍然是一個(gè)布爾表達(dá)式；在程序運(yùn)行時(shí)，動(dòng)作將會(huì)在條件過濾器返回結(jié)果為真的時(shí)候執(zhí)行；（5）業(yè)務(wù)規(guī)則編輯器：是生成業(yè)務(wù)規(guī)則的圖形化編輯工具。

（二）規(guī)則引擎運(yùn)行流程

從圖2可以清晰看出規(guī)則引擎在規(guī)則調(diào)用、解析、條件判定及轉(zhuǎn)移規(guī)則的完整流程。

（三）規(guī)則引擎接口

規(guī)則引擎作為工作流引擎的一個(gè)核心部件，這里給出一般需要的接口。

四、工作流引擎的動(dòng)態(tài)適應(yīng)策略

可以說規(guī)則引擎是實(shí)現(xiàn)柔性工作流管理系統(tǒng)的核心部件，一個(gè)工作流管理系統(tǒng)需要通過規(guī)則引擎進(jìn)行服務(wù)的主要是：狀態(tài)轉(zhuǎn)換規(guī)則（活動(dòng)間的連接線）；前置規(guī)則（向前依賴規(guī)則）；后置規(guī)則（向后轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則）；工具欄按鈕訪問權(quán)限/展現(xiàn)控制規(guī)則；循環(huán)審批結(jié)束規(guī)則（指派）。這些通過規(guī)則引擎可以靈活配置，滿足復(fù)雜多變的個(gè)性化需求。

柔性工作流引擎的主要任務(wù)是啟動(dòng)流程、指派任務(wù)、控制路由轉(zhuǎn)移條件，并對(duì)工作流實(shí)例進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)控，并能動(dòng)態(tài)適應(yīng)流程的變更。當(dāng)一個(gè)業(yè)務(wù)流程發(fā)生變化時(shí)，存在兩種動(dòng)態(tài)修改：一是業(yè)務(wù)邏輯的變更，另一個(gè)是業(yè)務(wù)規(guī)則的調(diào)整。這也就是兩種柔性工作流引擎的自適應(yīng)策略：（1）通過業(yè)務(wù)過程定義與管理工具動(dòng)態(tài)修改，通過相應(yīng)的管理工具（流程建模工具）對(duì)流程的路由選擇進(jìn)行修改，若是新增流程可以直接創(chuàng)建原始模型，若修改運(yùn)行中的流程實(shí)例，可以創(chuàng)建新的副本；（2）通過規(guī)則引擎的規(guī)則編輯器對(duì)系統(tǒng)屬性與相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)修改，具有相當(dāng)大的靈活性，規(guī)則與業(yè)務(wù)邏輯的分離，使得整個(gè)工作流管理系統(tǒng)具有極大的靈活性。

五、結(jié)論

本文重點(diǎn)討論了工作流引擎中規(guī)則引擎的結(jié)構(gòu)、功能，分析了工作流引擎的核心功能，將業(yè)務(wù)邏輯與業(yè)務(wù)規(guī)則進(jìn)行分離，通過規(guī)則引擎提供的服務(wù)，支持路由控制、狀態(tài)監(jiān)控，可以實(shí)現(xiàn)柔性的工作流管理系統(tǒng)，具有以下的優(yōu)點(diǎn)：規(guī)則從流程中剝離，可以實(shí)現(xiàn)規(guī)則本身的可管理性，通過規(guī)則引擎，業(yè)務(wù)邏輯不再依賴于程序及開發(fā)人員；管理隨需的流程為用戶動(dòng)態(tài)修改流程定義提供了有效的工具與方法；基于規(guī)則引擎的工作流管理系統(tǒng)，配置靈活，具有良好的穩(wěn)定性，可擴(kuò)展性及靈活的業(yè)務(wù)處理能力。

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作者簡(jiǎn)介：梅勝全（1970－），男，四川南部人，成都理工大學(xué)信息工程學(xué)院博士生，研究方向：地球探測(cè)及石油物探數(shù)據(jù)處理、靜校正與地震反演、計(jì)算機(jī)軟件與應(yīng)用。