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1南京师范大学中北学院信息技术与科学系2011/10/18工作流管理系统中存在的主要问题研究作者(南京师范大学信息技术与科学系江苏省南京市210046)Theresearchofthemainproblemsinworkflowmanagementsystem(DepartmentofInformationTechnologyandScience,NanjingNormalUniversity)+Correspondingauthor:Phn,E-mail:Abstract:Withthedevelopmentofworkflowmanagementsystem,solvestheproblemofthesystembecomesmoreandmoreimportant.Theseissuesincludethedefinitionoftheworkflowmanagementsystemisnotclear,thelackofaunifiedconceptualmodelandsystematicstructureofdefects,andofcoursetheworkflowmanagementsystemalsohassomesecurityvulnerabilities.Thisthesisisdevotedtostudyhowtosolvetheseproblems.Keywords:workflowworkflowmanagementsystemsystemarchitecturesafetyproblems摘要:随着工作流管理系统的发展,解决系统中存在的问题显得愈发的重要。这些问题包括工作流管理系统定义的不明确、缺乏统一的概念模型和系统结构存在缺陷,当然工作流管理系统也存在着一些安全漏洞。本篇论文致力于研究如何解决这些问题。关键词:工作流工作流管理系统系统结构安全问题中图法分类号:TP303TP315文献标识码:A1工作流管理系统1.1工作流定义工作流(workflow)是指业务过程的部分或整体在计算机应用环境下的自动化。工作流是工作流程的计算模型,即将一个工作流程中的业务或数据按照一定的逻辑和规则前后组织在一起,并在计算中以恰当的模型进行表示并对其实施计算或处理。1.2工作流管理系统的定义工作流管理系统就是通过管理一序列的工作活动以及相关人员、资源、信息技术资料来提供业务处理程序上的自动控制。工作流管理系统通过计算机软件来定义、管理和执行工作流程。在工作流管理系统中计算机运用程序的执行顺序是由工作流逻辑的计算机描述来驱动的。她的主要目标是对业务过程中各步骤(或称活动、环节)发生的先后次序,以及同各个步骤相关的人力、资源、信息资料的调用等进行管理,从而实现业务过程的自动化。当然这种管理可能会在不同的信息及通信环境下实现,所涉及的范围可以小至一个只有几人的工作组,也可以大到政府、企业组织各个机构之间。工作流管理系统将人员、组织结构、设备资源、信息源(如数据库、文件系统、电子邮件、计算机辅助设计工具等)整和成一个整体。这样,工作流管理系统就成为了一个理想的用来收容业务逻辑的业务知识仓库,并给予业务逻辑一个易操作易控制的界面。2南京师范大学中北学院1.3工作流管理系统的组成部分(1)流程定义工程,也就是通常的流程设计器。用来创建计算机可处理的业务流程描述。这些描述可以是形式化的过程定义语言或对象关系模型,也可以是简单地规定用户间信息传输的一组路由命令。(2)工作流执行子系统和工作流引擎,工作流执行子系统也称为“工作流运行环境”,也包括一个或多个工作流引擎。工作流引擎室工作流系统的核心软件组元,不同工作流引擎通过协作共同执行工作流。[1]1.4工作流管理系统的三个主要功能(1)构建阶段的功能;对工作流过程以及组成它的活动进行定义和建模.(2)运行阶段的控制功能:对工作流运行进行管理,及对每个工作流过程中的活动进行排序.(3)运行阶段与用户和IT应用工具之间的交互作用.其中,构建阶段的功能主要体现在过程的计算机定义。在这个阶段要通过使用分析、建模和系统定义将一个现实世界的业务过程转换成可用计算机处理的形式化定义,这个形式化定义有时被称为过程模型、过程模板、过程中间数据或过程定义。定义中的信息通常包括一些分散的活动步骤;相关的计算机操作和人的操作,以及通过不同的活动步骤来进行过程处理的管理规则,过程定义的表达形式可以是文字形式,图形形式或一种形式化的语言符号。有些工作流管理系统还允许过程定义部分和工作流运行环境的动态改变。[3]2工作流管理系统产生的历史必然性工作流技术的历史可以追溯到70年代末的办公自动化和任务批处理。第一次使用工作流术语可追溯到80年代初,但是那个时候还没有真正的工作流管理系统出现。在以前,网络互联的应用不十分普及,并且功能相对较弱,各种软件系统被设计成用于处理单个任务随着计算机网络技术的发展,计算机的处理模式从集中式处理向分布协作式处理发展在这种新的处理模式中,人们可以更加精确地对高层的系统行为进行建模,开发的系统能够更快地对应用需求的变化作出反应。因此应用系统不仅仅要处理单个任务,还要能够管理组织机构内部的工作流,这种应用需求推动了工作流管理的迅速发展。为了更加深刻地认识工作流管理对未来的影响,有必要回顾一下过去40年应用软件系统的演化历程,从历史的观点来认识工作流。工作流管理系统成为应用软件系统的一个组成部分的历史发展过程。在60年代,应用系统是一个个独立的程序,每个应用程序都有着自己特有的用户界面和专门的数据存取系统,各个应用程序之间互不相干。在70年代,把数据管理部分分离出来,于是产生了数据库管理系统(DBMS),应用系统大大地简化了数据管理工作。到了80年代,同样地又把用户界面部分分离出来,于是产生了用户界面管理系统(uIMs)通过使用UIMS,应用程序不再过多地管理和用户的交互功能,并且使应用程序有相似的用户界面,方便了用户使用。直到90年代,工作流管理系统作为一个通用的应用功能开始出现,用于支持业务处理,使应用开发人员可以把业务流程从应用中提取出来。进入90年代,越来越多烦人组织机构开始认识到需要有支持设计和执行业务流程的高级工具。业务流程问题成为目前系统开发中的突出问题,要求信息系统包含工作流管理系统以支持各种业务流程,其理由主要有4个:(1)新的管理哲学激发了组织机构对业务流程的兴趣,如业务流程再造(BRP)和持续过程改进(CPI);7南京师范大学中北学院(2)组织机构内部的业务过程数量比以前大大增加,如今的组织机构比以前提供更多的产品和服务,并且产品和服务的生命周期也比以前大大缩短了,从而业务过程的数量也急剧增加;(3)为了适应激烈的竞争,组织机构需要经常改变业务流程;(4)业务历程变得更加复杂。从工作流管理的发展历程可以看出,工作流管理的概念早在80年代初就已提出,但是由于当时计算机技术发展的限制,一直未能得到充分发展。直到最近几年,随着计算机技术和网络技术的迅猛发展.以及伴随着市场竞争的加剧,企业对提高生产质量、缩短生产周期等的要求强烈,使得工作流管理成为企业界和研究领域的热门话题。种种迹象表明工作流管理将会对下一代的信息系统产生重大影响。3现行工作流管理系统中存在的主要问题工作流管理作为一个新兴的研究领域,自然还存在许多问题有待于进一步研究解决。我们以荷兰海关(DutchCus—tomsDepartment)Sagitta-200O项目中工作流管理系统的选型为背景,来说明当前工作流管理系统的不足Sagitta2000项目是开发一千全国范围的信息系统用于处理各种海关申报处理海关申报是一项非常复杂的工作。并且处理方式经常改变固此t在satta一2000项目中信息后勤(informationlogistics)被分离出来。需要工作流管理系统来支持信息后勤在工作流管理系统选型时,从技术需求和功能需求两千方面来考虑在筛选过程中,当前一些主流工作流管理系所暴露出来的问题主要有:(])虽然WIMC制定了一系列标准,但是在系统实现上太多不遵守WfMC的标准.(2)大多数系统的过程表达不友好.不是一种自然的方式(3)在流程建模中,对并行、选择结构的嵌套和混音使用有所限制.(4)太多数工作流管理系统是基于事件的,不支持对状态的显式建模,因而不能很好地支持触发器和外部选择(即由外部环境影响工作流的执行).(5)太多数系统不支持异构系统平台.在这些系统中,只有基于Petri网的COSA系统(SoftwareLey)基本上满足技术需求和功能需求,被选择用于本地的平台,但是对于工作流引擎,则没有合适的候选系统,这是因为它们都是基于Client/Server技术的基于以上考虑,我们总结出了目前工作流管理的两个主要的不足:(1)工作流管理系统的定义不明确以及缺乏统一的概念模型;(2)工作流管理系统的系统结构和能力上的不足.[2]3.1工作流管理的定义不明确以及缺乏统一的概念模型目前工作流管理发展的状况非常类似于70年代初关系数据模型和E—R模型出现以前数据库管理系统的发展状况,大家各持己见,没有一个统一的标准,所开发的产品大部分相互之间不兼容,使得很多用户不愿意使用商品化的工作流管理产品。虽然WfMC(工作流管理联盟)在工作流概念和接口标准化方面作出了很多努力,但是这些标准仅仅是停留在技术层次上,而且重点放在语法上而不是语义上。在概念层次上至今仍没有统一的意见。例如,在WfMC参考模型接口的规范中,就没有关于状态及基本构造块的形式化描述。总的来说,工作流的描述应当基于具有丰富语义表达功能的建模方法。这个方法应当具有清晰性、一致性、易表达性和可扩充性,应当能足以表达步骤、循环、分枝、条件、路径选择、任务分配、时间、调度和约束条件。其语义应当能够定义控制流、数据流、资源流.并且能够定义策略来处理这些流的中断。3.2工作流管理系统的系统结构和能力上的不足商品化的工作流产品提供的功能决定了当前工作流管理的技术水平,通过分析这些工作流系统可以发现其中还有很多不足,这些不足之处不仅是我们研究工作流管理技术的重点和难点,也是目前许多企业不敢把工作流产品用于关键业务流程的主要原因。这些不足主要是:4南京师范大学中北学院(1)目前的工作流产品不适用于企业级的工作流管理。目前的商品化工作流系统起源于办公自动化系统,因此工作流系统一开始只是作为一个协同工具,是为小群体而设计的,要解决的主要问题是关于共享和协作。而当人们发现了工作流的应用潜力,想将其运用到大型环境中时,其本身的一些弊病就暴露出来了,如单数据库、通信支持的不足不支持异构和分布的环境等,至于可测量性、可靠性等,则基本上未考虑。因此,目前的工作流产品不适用于企业级的工作流管理。(2)目前的工作流系统缺乏健壮性和可用性,没有备份机制和有效的恢复手段,容错问题基本上没有考虑,系统对于出错的恢复弹性是极小的。一个大型的企业级工作流管理系统可能包括有几千个用户和几十万个并行运行的过程,并且分布在一个大型网络的几千个位置,其持续可用性就非常关键。(3)目前工作流普遍使用的是c/s系统,其结构有一定的脆弱性,服务器的错误将导致整个工作流系统的失败。另外,集中式服务容易形成瓶颈,并因此很难对系统性能进行测量。(4)不同的工作流产品之间缺乏互操作性。(5)大多数工作流产品的可视化建模方法都缺乏形式化语义。[3]3.3工作流系统的安全漏洞工作流里的安全问题可分为公共安全问题和工作流特有的安全问题两大类;(1)公共安全问题这方面的问题可用其它领域已经成熟的安全技术来解决。(2)工作流特有的安全问题研究的重点和核心则集中在授权、访问控制和约束等几个方面。基于角色的访问控制(RBAC)对用户赋予角色,再根据角色的不同分配相应的权限,大大简化了授权控制和安全控制。基于任务的授权控制(TBAC)则是以任务为中心,并采用动态授权的主动安全模型。然后描述了一个工作流授权模型,并结合职责分离原则(SoD),提出了具有动态SoD限制的授权模型。[5]新模型考虑到了工作流任务实例执行的历史,
本文标题:工作流管理系统中存在的主要问题研究
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