（中國(guó)石油大港油田公司信息中心，天津 300280）

1 智能工作流產(chǎn)生的背景

目前，相關(guān)工作流技術(shù)的研究在不斷增加，且其中的研究重點(diǎn)為工作流的動(dòng)態(tài)性和自適應(yīng)性。近年來(lái)，在迅速發(fā)展的電子商務(wù)的帶動(dòng)下，業(yè)務(wù)過(guò)程也出現(xiàn)明顯的變化，開(kāi)始發(fā)展到不同企業(yè)間的交互以及企業(yè)聯(lián)盟階段，這也顯著增加了業(yè)務(wù)過(guò)程的復(fù)雜性。根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)可知，現(xiàn)有的工作流產(chǎn)品在解決企業(yè)運(yùn)維異常相關(guān)問(wèn)題時(shí)，對(duì)應(yīng)的應(yīng)用價(jià)值很有限，因而還很有必要進(jìn)行改進(jìn)，與此相關(guān)的異常問(wèn)題還有錯(cuò)誤執(zhí)行、模型脫節(jié)和環(huán)境因素突變等。為滿足長(zhǎng)期的管理要求，一些學(xué)者提出了自適應(yīng)功能的智能工作流技術(shù)。這種技術(shù)的優(yōu)勢(shì)之一表現(xiàn)為工作流的動(dòng)態(tài)修改上，而對(duì)應(yīng)的修改情形很復(fù)雜，如重新設(shè)計(jì)、異常流程的處理，這樣在應(yīng)用過(guò)程中可以高效地發(fā)現(xiàn)異常，且可及時(shí)地應(yīng)對(duì)處理，從而顯著提高工作流系統(tǒng)的適應(yīng)性，為提高企業(yè)管理效率提供支持。由此可看出，研究工作流系統(tǒng)有重要的意義，可為工作流管理目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)起到促進(jìn)作用。

2 智能工作流產(chǎn)生動(dòng)態(tài)性需求的原因

2.1 有些流程無(wú)法預(yù)定義

一些特殊條件下，無(wú)法對(duì)工作流的過(guò)程邏輯進(jìn)行完整清晰的預(yù)定義，比如，流程中的任務(wù)種類、任務(wù)的處理順序和需要用到的資源等。產(chǎn)品設(shè)計(jì)項(xiàng)目就是這種類型，該類型活動(dòng)的定義只能精確到項(xiàng)目的大致階段，而無(wú)法得知每個(gè)階段的活動(dòng)具體有哪些、活動(dòng)之間的路由關(guān)系如何。因?yàn)檫@些關(guān)系都是來(lái)源于產(chǎn)品的特點(diǎn)與屬性，如物料清單（Bill of Material，BOM）結(jié)構(gòu)、電氣特性、機(jī)械原理等，所以產(chǎn)品設(shè)計(jì)的項(xiàng)目基本上很少有重復(fù)的。隨著產(chǎn)品的進(jìn)行，新的活動(dòng)不斷發(fā)生，活動(dòng)之間的路由關(guān)系才漸漸清晰。

2.2 企業(yè)方針政策及流程環(huán)境的改變

企業(yè)的業(yè)務(wù)活動(dòng)及其所處的環(huán)境都存在復(fù)雜的變化，這樣就應(yīng)該根據(jù)這些變化情況而對(duì)業(yè)務(wù)處理模式進(jìn)行優(yōu)化，更好地滿足結(jié)果要求。這種情況在現(xiàn)代企業(yè)發(fā)展以利潤(rùn)驅(qū)動(dòng)的情況下，發(fā)生的概率極大。企業(yè)技術(shù)改進(jìn)也會(huì)經(jīng)常使得流程環(huán)境發(fā)生較大的改變。在技術(shù)改進(jìn)情況下需要進(jìn)行軟件的升級(jí)優(yōu)化，一些情況下還需要重新配置，這樣就應(yīng)該優(yōu)化工業(yè)務(wù)處理模式，此類改變情形如軟件中引入新的組件、對(duì)組件接口進(jìn)行調(diào)整等。這些情況出現(xiàn)后，有必要?jiǎng)討B(tài)修改工作流，且可對(duì)其進(jìn)行動(dòng)態(tài)的調(diào)節(jié)與修正。尤其是在工作流系統(tǒng)大量與應(yīng)用程序進(jìn)行交互的情況下，這樣的動(dòng)態(tài)性要求就更高了。

2.3 不可預(yù)見(jiàn)事件

當(dāng)工作流執(zhí)行期間出現(xiàn)異常情況如超時(shí)、外部刺激、用戶提出新的需求等，要進(jìn)行適用性調(diào)節(jié)，這也是工作流動(dòng)態(tài)性能控制方面的重點(diǎn)。

3 智能工作流動(dòng)態(tài)建模常用方法

由于現(xiàn)實(shí)的業(yè)務(wù)過(guò)程是復(fù)雜和動(dòng)態(tài)變化的，動(dòng)態(tài)（柔性）工作流建模成為工作流技術(shù)領(lǐng)域的一個(gè)重要研究方向也就成為必然。關(guān)于工作流動(dòng)態(tài)建模技術(shù)主要有以下幾個(gè)方向。

3.1 多過(guò)程建模的工作流動(dòng)態(tài)建模方法

多過(guò)程建模的工作流動(dòng)態(tài)建模方法采用多個(gè)（物理上獨(dú)立）子過(guò)程來(lái)描述過(guò)程中的不確定過(guò)程，并建立這些子過(guò)程之間的邏輯/時(shí)序關(guān)系，從而描述整個(gè)業(yè)務(wù)過(guò)程。但該方法并沒(méi)有解決單個(gè)不確定子過(guò)程的建模問(wèn)題，而只是解決了現(xiàn)有多個(gè)模型之間的銜接與集成。因此，這種動(dòng)態(tài)建模只是淺層次的，并非真正實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)性。

3.2 基于柔性角色控制的建模方法

面向角色與團(tuán)隊(duì)的混合任務(wù)分配方式的動(dòng)態(tài)建模策略，這種方法一般是提出參與者模型，使工作流中過(guò)程的定義獨(dú)立于參與者狀態(tài)，并在工作流執(zhí)行過(guò)程中，過(guò)程實(shí)例能夠根據(jù)參與者模型及其具體情況動(dòng)態(tài)選擇實(shí)際參與者。顯而易見(jiàn)，這種動(dòng)態(tài)建模方法主要針對(duì)動(dòng)態(tài)模型中的活動(dòng)角色進(jìn)行動(dòng)態(tài)定義，即人員與資源視圖的動(dòng)態(tài)性定義，并不能完全滿足工作流模型動(dòng)態(tài)路由要求。

3.3 基于黑盒（或口袋）的動(dòng)態(tài)建模方法

基于黑盒（或口袋）的動(dòng)態(tài)建模方法主要采用黑盒來(lái)表示動(dòng)態(tài)過(guò)程中的不確定過(guò)程片段（子過(guò)程），而這些子過(guò)程在建模初期不確定，但可以采用一個(gè)示意性的子過(guò)程模型（Schema）來(lái)描述，隨著模型的運(yùn)行對(duì)這些不確定的子過(guò)程模型進(jìn)行動(dòng)態(tài)修改。黑盒動(dòng)態(tài)建模方法雖然達(dá)到精簡(jiǎn)模型結(jié)構(gòu)的目的，但是并沒(méi)有提出在將“黑盒”展開(kāi)過(guò)程中該如何選取活動(dòng)、如何組合的規(guī)則，并不是活動(dòng)的任意組合都是合理的。

4 支持產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程的工作流動(dòng)態(tài)建模

4.1 產(chǎn)品設(shè)計(jì)系統(tǒng)方案思想

首先，系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)需要確定系統(tǒng)的類型。工作流管理系統(tǒng)可以按任務(wù)的結(jié)構(gòu)化程度分為完全結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化3 類。①完全結(jié)構(gòu)化：業(yè)務(wù)過(guò)程的執(zhí)行邏輯可以完全在事先確定，即可以對(duì)執(zhí)行模型進(jìn)行事前的嚴(yán)格定義。②半結(jié)構(gòu)化：業(yè)務(wù)過(guò)程邏輯中的一部分可以事先確定，而另一部分卻無(wú)法事先確定，需要根據(jù)實(shí)際執(zhí)行的情況進(jìn)行確定；另外，還有一種業(yè)務(wù)過(guò)程也屬于這一類，即整體框架可以完全確定，但整體框架下的具體任務(wù)邏輯只能在執(zhí)行過(guò)程中確定。③非結(jié)構(gòu)化：這種經(jīng)營(yíng)活動(dòng)的活動(dòng)順序在事前完全不能確定，只能在過(guò)程進(jìn)行中逐漸確定，如新產(chǎn)品類型設(shè)計(jì)、產(chǎn)品生產(chǎn)銷售趨勢(shì)分析等。

4.2 產(chǎn)品設(shè)計(jì)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

4.2.1 項(xiàng)目管理模塊

其支持分階段過(guò)程建模，將整個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程劃分成幾個(gè)步驟或階段，建立各種不同的項(xiàng)目管理模板，任何一個(gè)新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程在項(xiàng)目開(kāi)始時(shí)都需要項(xiàng)目負(fù)責(zé)人來(lái)確定其所要遵循的項(xiàng)目管理模板，以便將其劃分成相應(yīng)的階段，并在該模板規(guī)定的相應(yīng)階段啟動(dòng)相應(yīng)的設(shè)計(jì)活動(dòng)，并配合工作流動(dòng)態(tài)建模思想，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)的動(dòng)態(tài)調(diào)配和控制。

4.2.2 BOM 管理模塊

其根據(jù)BOM 的樹(shù)狀層次特點(diǎn)進(jìn)行任務(wù)的層級(jí)分解，并用來(lái)導(dǎo)航工作流過(guò)程實(shí)例模型的啟動(dòng)時(shí)機(jī)和執(zhí)行路由。一個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)任務(wù)對(duì)應(yīng)一個(gè)BOM 節(jié)點(diǎn)集合，而B(niǎo)OM 管理器負(fù)責(zé)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中BOM 樹(shù)的創(chuàng)建、修改和顯示以及相關(guān)文檔的上傳和下載。

4.2.3 工作流模型管理模塊

其主要完成工作流模版的創(chuàng)建和實(shí)例化、設(shè)計(jì)活動(dòng)的執(zhí)行與監(jiān)控。本模塊通過(guò)參數(shù)化工作流動(dòng)態(tài)建模的方法，為整個(gè)設(shè)計(jì)階段建立工作流過(guò)程管理元模型，在模型執(zhí)行過(guò)程中再將其實(shí)例化，以便進(jìn)行不同的設(shè)計(jì)活動(dòng)。這種模型支持對(duì)任務(wù)的動(dòng)態(tài)分配和修改，可以很好地適應(yīng)現(xiàn)代企業(yè)多變的業(yè)務(wù)流程。

4.2.4 權(quán)限控制模塊

設(shè)計(jì)任務(wù)類型的不同以及同一設(shè)計(jì)任務(wù)所處的狀態(tài)的不同都會(huì)影響到用戶的權(quán)限，因此需要進(jìn)行權(quán)限的控制與區(qū)分。本系統(tǒng)中涉及的主要的權(quán)限有BOM 操作權(quán)限、任務(wù)分配權(quán)限、執(zhí)行者角色等。本模塊是系統(tǒng)安全性的重要保障。

4.2.5 規(guī)則控制模塊

該模塊是作為一種后臺(tái)服務(wù)的形式運(yùn)行，與用戶之間沒(méi)有直接的交互，它主要控制時(shí)間約束、業(yè)務(wù)操作手段、業(yè)務(wù)定義等相關(guān)的規(guī)則。這個(gè)模板的運(yùn)行可以為項(xiàng)目的正常進(jìn)行提供保障。

4.3 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)說(shuō)明

以上各個(gè)功能模塊均是通過(guò)面向項(xiàng)目管理的工作流動(dòng)態(tài)建模技術(shù)和BOM 管理技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，另外項(xiàng)目中還使用了自動(dòng)文件傳輸技術(shù)作為底層技術(shù)支持。下文對(duì)這3 類關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。

4.3.1 面向項(xiàng)目管理的工作流動(dòng)態(tài)建模技術(shù)

該產(chǎn)品設(shè)計(jì)管理系統(tǒng)采用了的面向項(xiàng)目管理的工作流動(dòng)態(tài)建模方法。這種動(dòng)態(tài)建模方法是由參數(shù)化工作流模型和工作流模型實(shí)例之間導(dǎo)航控制策略組成的，其基本思想是：按照項(xiàng)目管理的核心思想把一個(gè)復(fù)雜的業(yè)務(wù)過(guò)程分解成幾個(gè)階段，在每個(gè)階段中又繼續(xù)分解成多個(gè)子業(yè)務(wù)過(guò)程，每個(gè)子過(guò)程代表一類相對(duì)穩(wěn)定的過(guò)程，并通過(guò)一定的機(jī)制來(lái)控制它們的執(zhí)行路由和運(yùn)行順序，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)復(fù)雜業(yè)務(wù)過(guò)程的靈活運(yùn)行。

4.3.2 BOM 管理技術(shù)

在整個(gè)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生不同的BOM 視圖，其中，設(shè)計(jì)BOM 是設(shè)計(jì)過(guò)程中的主要數(shù)據(jù)視圖，它反映了由產(chǎn)品、部件、組件、零件的相互依賴關(guān)系組成的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹(shù)，是進(jìn)行設(shè)計(jì)任務(wù)動(dòng)態(tài)分配以及導(dǎo)航工作流過(guò)程實(shí)例模型執(zhí)行過(guò)程的主要依據(jù)?？紤]到BOM 的這種樹(shù)狀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，要將這樣的層次關(guān)系作為各設(shè)計(jì)活動(dòng)的執(zhí)行路由和運(yùn)行順序的導(dǎo)航策略，以此來(lái)推進(jìn)設(shè)計(jì)活動(dòng)沿著B(niǎo)OM 樹(shù)一層一層地向下進(jìn)行。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，工作流技術(shù)也面臨更多的挑戰(zhàn)，尤其是在分布式、異構(gòu)環(huán)境下的工流系統(tǒng)，其實(shí)現(xiàn)技術(shù)難度都非常高。再加上激烈的商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)產(chǎn)品個(gè)性化的需求增加，工作流管理系統(tǒng)要能隨時(shí)適應(yīng)市場(chǎng)和企業(yè)內(nèi)部的變化，動(dòng)態(tài)性需求會(huì)更加強(qiáng)烈?，F(xiàn)有的工作流動(dòng)態(tài)技術(shù)主要針對(duì)一些可以預(yù)測(cè)的動(dòng)態(tài)變化實(shí)施相應(yīng)的方案，然而對(duì)于無(wú)法預(yù)測(cè)的動(dòng)態(tài)變化基本沒(méi)有太多的處理方法。本文討論了智能工作流的建模技術(shù)，對(duì)無(wú)法在項(xiàng)目開(kāi)始前建立詳細(xì)路由模型的其他業(yè)務(wù)流程有一定的借鑒作用。