（計算機應用技術專業(yè)論文）基于工作流技術的電子政務系統(tǒng)的研究.pdf

摘要 隨著經濟和科技的飛速發(fā)展，企業(yè)對信息管理提出了更高的要求，以滿足 企業(yè)之間競爭的需要。作為計算機支持的協同工作( c s c w ，c o m p u t e rs 刪e d c o o p e r a t i v ew b r k ) 研究的一個重要方向，工作流技術是實現企業(yè)業(yè)務過程建模， 業(yè)務過程仿真，業(yè)務過程優(yōu)化，業(yè)務過程管理與集成，從而最終實現業(yè)務過程 的自動化的核心技術。隨著軟硬件技術的發(fā)展，特別是網絡技術的迅速普及， 工作流技術已經從傳統(tǒng)部門辦公環(huán)境，擴展到多個部門之間協作的辦公環(huán)境中， 為業(yè)務活動的運行和部門應用的集成提供支持，如辦公自動化系統(tǒng)、電子政務 系統(tǒng)等，從而實現企業(yè)的經營過程重組，政府的政務公開。電子政務建設的一 個突出點就是不但要實現信息共享，更強調各方面的協作，這種協作可以通過 工作流技術來實現。 論文首先對電子政務和c s c w 以及工作流技術的研究現狀和發(fā)展趨勢進行 了深入分析，研究了工作流的基本理論和相關技術：工作流的概念、工作流的 體系結構、工作流參考模型等；然后論文詳細研究了一種建立工作流模型的方 法，即基于p e t r i 網的工作流系統(tǒng)模型設計，并對其基本的模型進行了性能等價 分析。根據工作流參考模型，結合實際的科研項目，提煉出了一種關鍵業(yè)務流 程基于p e t r i 網的分布式工作流模型，從而把基于p e t r i 網的工作流模型設計和分 布式工作流技術結合起來。最后把這一研究結果應用在了一個具體的項目中， 證明其完全可以滿足電子政務系統(tǒng)在信息處理方面的要求。 論文以荊州市解放房管所公房管理系統(tǒng)為對象，在微軟n e t 平臺上，采用 了工作流技術設計了此應用程序。工作流技術使原來分布在不同地域的不同系 統(tǒng)中的信息處理很好的集成起來，滿足了業(yè)務需要和發(fā)展要求。系統(tǒng)還使用 a d o n e t 技術實現程序與數據庫之間的連接，可以大大提高工作流引擎的互操 作性，可伸縮性和可維護性。 關鍵詞：電子政務，c s c w ，工作流，p 喇網 a b s t r a c t w i t ht h er a p i dd e v e l o p m e n to fe c o n o m ya n dt e c h n o l o g y ，h i g h e rr e q u i r e m e n t so f e n t e r p r i s e so fi n f o r m a t i o nm a n a g e m e n tc o m eu p ，i no r d e rt oc o p ew i t ht h ei n t e n s i v e c o m p e t i t i o n a sa ni m p o r t a n td i r e c t i o no ft h er e s e a r c ho fc o m p u t e rs u p p o r t e d c o o p e r a t i v ew o r k ( c s c w ) ，w o r k f l o wi s ac o r et e c h n o l o g yw h i c hi m p l e m e n t s e n t e r p r i s eb u s i n e s sp r o c e s sm o d e l i n g ，s i m u l a t i o n ，o p t i m i z a t i o n ，m a n a g e m e n t , i n t e g r a t i o n ，a n dc o n s e q u e n ta u t o m a t i o n w o r k f l o wt e c h n o l o g y ，w i t ht h ed e v e l o p m e n t o fs o f t w a r ea n dh a r d w a r ee s p e c i a l l yt h es p r e a do fn e t w o r kt e c h n o l o g y ，e x p a n d sf r o m t r a d i t i o n a lo f f i c ew o r kt om u l t i - d e p a r t m e n tc o o p e r a t i o nw o r k i n g ，a n dp r o v i d e s s u p p o r t i n go f b u s i n e s sr u n n i n ga n dd e p a r t m e n ta p p l i c a t i o ni n t e g r a t i o n , s u c h 嬲o f f i c e a u t o m a t i o ne - g o v e r n m e n ta f f a i r ss y s t e m , a n ds oo n w o r k f l o wc a ni m p r o v et h e e f f i c i e n c yo fg o v e r n m e n tw o r k a n dr e a l i z eb u s i n e s s p r o c e s sr e e n g i n e e r i n go f e n t e r p r i s e s t h em a i np o i n to fb u i l d i n gt h ee - g o v e r n m e n ta f f a i r ss y s t e mi sn o to n l y f o c u s i n go nt h es h a r eo f i n f o r m a t i o n ，b u ta l s oe m p h a s i z i n gt h ec o l l a b o r a t i o n so fe a c h o t h e r ；, w h i l et h ei m p l e m e n t a t i o no ft h ee o l l a b i o r a t i o n si sd e p e n d e do nt h ew o r k f l o w t e c h n o l o g y f i r s t l y ，t h et h e s i sd e e p l ya n a l y z e st h ec u r r e n ts t u d ya c t u a l i t ya n dd e v e l o p m e n t d i r e c t i o no fe - g o v e r n m e n ta f f a i r ss y s t e m ，w o r k f l o wt e c h n o l o g ya n dc s c w , a n d r e s e a r c h e st h eb a s i ct h e o r ya n dc o r r e l a t i v et e c h n o l o g y ，w h i c hi n c l u d e st h ec o n c e p t i o n o fw o r k f l o w , w o r k f l o wi n f r a s t r u c t u r e ， w o r k f l o wr e f e r e n c em o d e l ，a n ds oo i l s e c o n d l y , t h et h e s i sp a r t i c u l a rr e s e a r c h e sa s o l u t i o nt h ed e s i g n i n go fw o r k f l o wm o d e l ， w h i c hi st h ed e s i g n i n go f w o r k f l o wm a n a g e m e n ts y s t e mm o d e lb a s e d0 1 1p e t r in e t s ， a n da n a l y z e st h ep e r f o r m a n c ea n ds c a l a b i l i t yo ft h eb a s i cm o d e l t h et h e s i sp r e s e n t sa d i s t r i b u t e dw o r k f l o wm o d e l w h i c hi st ot h er e f e r e n c em o d e la n dp r a c t i c a lr e s e a r c h p r o j e c t ，a n dt h ek e yo p e r a t i o nf l o wb a s e do np e t r in e t s s o ，i tc o m b i n e st h ew o r k f l o w m o d e ld e s i g n i n gb a s i co np e t r in e t sa n dd i s t r i b u t e dw o r k f l o wt e c h n o l o g y a tl a s t , t h e r e s u l ti sa p p l i e dt oat y p i c a lp r o j e c ta n di sp r o v e dt h a ti t 啪m e e tt h en e e d so f e - g o v e r n m e n ta f f a i r ss y s t e mi ni n f o r m a t i o np r o c e s s i n g 1 1 t h ep r o j e c te x a m p l ei n t h i st h e s i si st h em a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e mo f j i n g z h o uj i e f a n gh o u s i n go f f i c e i t sd e v e l o p i n gp l a t f o r mi sm i c r o s o f t s n e ta n d d e s i g n i n gw i t hw o r k f l o wt e c h n o l o g y t h es y s t e mb a s e do nw o r k f l o wt e c h n o l o g y c a l li n t e g r a t ei n f o r m a t i o np r o c e s s i n go ft h ed i f f e r e n tr e g i o na n dd i f f e r e n ts y s t e ms oa s t om e e tt h en e e d so fs p e c i a lw o r ka n dd e v e l o p i n g a d o n e ti su s e di nt h es y s t e mt o r e a l i z et h ec o n n e c t i o nb e t w e e np r o g r a m sa n dd a t a b a s e , w h i c hc a l li m p r o v et h e c o o p e r a t i v e ，f l e x i b i l i t ya n dm a i n t e n a n c eo ft h ew o r k f l o we n g i n e k e y w o r d s ：e g o v e r n m e n t a f f a i r ss y s t e m , c s c w , w o r k f l o w , p e t r in e t s i i l 獨創(chuàng)性聲明 本人聲明，所呈交的論文是我個人在導師指導下進行的研究工作及取得的研 究成果。據我所知，除了文中特別加以標注和致謝的地方外，論文中不包含其他 人已經發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得武漢理工大學或其它教育機構 的學位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均 已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。 研究生簽名：丕塞蘊茹日期2 盆：支! 研究生簽名：在珥蘊輻日期2 磁：芏! 關于論文使用授權的說明 本人完全了解武漢理工大學有關保留、使用學位論文的規(guī)定，即：學校有權 保留送交論文的復印件，允許論文被查閱和借閱；學?？梢怨颊撐牡娜績热荩?可以采用影印、縮印或其他復制手段保存論文。 ( 保密的論文在解密后應遵守此規(guī)定) 研究生簽名：盈遺至蹯導師簽名：釜坦路期五出，! ，。 今o 武漢理工大學碩士學位論文 第1 章緒論 電子政務是信息技術領域的一個重要方面，發(fā)展以政府為主導的電子政務 將給政府管理方式帶來深刻變革，同時帶動和促進中國信息技術及相關產業(yè)的 發(fā)展。電子政務的目的正是以網絡技術為基本手段，面向政府機構的業(yè)務模式、 管理模式和服務方式的優(yōu)化和擴展，將信息技術在政府機構的應用從簡單的取代 手工勞動提高到工作方式優(yōu)化的新層次。它在將政府管理和服務職能轉移到網 絡上的同時，實現了政府組織結構和工作流程的重組和優(yōu)化，使政府機構可以 超越時間、空間和部門分隔的制約，向全社會提供高效優(yōu)質、規(guī)范透明和全方 位的管理與服務。 工作流技術起源于2 0 世紀7 0 年代中期辦公自動化領域的研究，由于當時 計算機尚未普及，網絡技術水平還很低，這項新技術并未取得很大的發(fā)展和實 際的應用。進入九十年代以后，隨著個人計算機的普及和計算機網絡技術的發(fā) 展，特別是隨著業(yè)務流程重組對組織機構和運行機制重組的需要，工作流技術 迅速發(fā)展起來并廣泛運用于過程建模、模型分析和過程管理等領域。工作流就 是工作任務在多個人或者多個單位之間的流轉。它所要解決的主要問題是使在 多個參與者之間按照某種預定義的規(guī)則傳遞文檔、信息或任務的過程自動進行， 從而實現某個預期的業(yè)務目標，或者是促進此目標的實現。工作流管理系統(tǒng)是 計算機支持的協同工作( c o m p u t e rs u p p o r t e dc o o p e r a t i v ew o r k ，c s c w ) 中的一 類典型的協同應用系統(tǒng)，按照傳統(tǒng)的時空分類法，工作流管理系統(tǒng)屬于支持多 個人進行異地、異步協作的系統(tǒng)，它是協同應用系統(tǒng)從支持同步、非結構化協 作向著支持異步、結構化的進一步發(fā)展。 隨著社會的發(fā)展，政府在社會公共管理上所面臨的事務越來越多、越來越 繁瑣，各級政府內部都存在著復雜的工作流程，比如公文的處理，各種文件的 匯報、請示、審批等，但是這些基本都是流程化的工作。根據工作流所要解決 的問題，如果在政府部門的電子政務中采用工作流技術，實現工作流程的自動 化，將大大提高政府協同辦公的效率。所以，構建基于工作流技術的電子政務 系統(tǒng)具有很強的實際應用價值。 武漢理工大學碩士學位論文 1 1 課題研究的背景 1 1 1 工作流技術的起源與發(fā)展 工作流的概念起源于2 0 世紀7 0 年代的生產組織和辦公自動化領域。早期 的“無紙化辦公”的努力已經蘊含著工作流管理的思想。只不過受當時客觀條件 ( 如計算機應用的廣泛程度、應用系統(tǒng)的豐富程度、計算機網絡的普及程度等) 的限制，工作流技術并未得到長足的發(fā)展。 8 0 年代初期，計算機尚未作為信息處理的工具，計算機軟件不能提供主業(yè) 務支持，紙張是各行各業(yè)中進行日常業(yè)務活動所不可代替的載體。各類與企業(yè) 密切相關的文檔，比如：信函、文件、傳真等等都是以紙張的形式在各業(yè)務部 門、業(yè)務人員之間傳遞。而這種古老的載體在信息的處理、組織、存儲及查詢 檢索上效率很低，同時這種方式也降低了對客求的響應速度，給企業(yè)的生產經 營帶來不利的影響，因此人們希望出現一種無紙化辦公的計算機工作環(huán)境。于 是一些公司建立了自己專用的或者可商品化的表單傳遞應用系統(tǒng)，通常運行在 大型機或小型機上，用于日常表單的自動化處理，這種系統(tǒng)可以看成是現代工 作流管理系統(tǒng)的一個雛形。 8 0 年代中期，f i l c n e t 和v i e w s t a r 等公司率先開拓了工作流產品市場，成為 最早的一批工作流產品供應商。他們把圖像掃描、復合文檔、實例跟蹤、關鍵 字索引、結構化路出( s t r u c t u r e dr o u t i n g ) 以及光盤存儲等功能結合在一起，形 成了一種全面支持某些業(yè)務流程的集成化的軟件包，這便是早起的工作流管理 系統(tǒng)。這期間，比較典型的產品有f i l e n e t 于1 9 8 4 年推出的w o r k f l o w 商用系統(tǒng)； v i e w s t a r 于1 9 8 8 年推出的v i e w s t a r ；m m 于1 9 8 8 年推出的i m a g e p l u s 。它們的 出現使很多企業(yè)很快認識到只要把可能出現在流程起始處的紙張掃描成電子文 檔，則以后的信息處理過程都將實現電子化，整個流程處理中傳遞的都是存儲 在計算機中的數據。很顯然這種增值性質的集成化軟件為企業(yè)簡化與重組自己 的關鍵業(yè)務流程提供了一種非?？茖W合理的方案。所以我們可以看出工作流從 誕生之日起，就是作為一種面向過程的系統(tǒng)集成技術而出現的，只不過受限于 當時的計算機發(fā)展水平，其集成的功能有限而已。 進入9 0 年代以后隨著計算機的普及和網絡技術的迅速發(fā)展，尤其是i n t e r n e t 的日益普及的情況下，現代企業(yè)的信息系統(tǒng)的分布性、異構性和自治性的特征 2 武漢理工大學碩士學位論文 越來越顯著，相應的企業(yè)信息資源也分部在異構的計算機環(huán)境中，信息源之問 的連接表現出松散耦合的特點，這樣的信息系統(tǒng)環(huán)境簡稱h a d ( 異構、自治、 分布) 環(huán)境。企業(yè)物理位置的分散性和決策制定的過程的分散性特征日益明顯， 對日常業(yè)務活動詳細信息的需求日益提高，c l i e n t s e r v e r 體系結構和分布式處理 技術( c o r b a 、w w w 、o l e 、j a v a ) 的日益成熟和廣泛應用都說明了這樣一 個事實：集中式信息處理的時代已經過去，實現大規(guī)模的異構分布式執(zhí)行環(huán)境 使得相互關聯的任務高效運轉并接受密切監(jiān)督已經成為一種發(fā)展趨勢。在這種 不可抗拒的技術背景下工作流管理技術也由當初的無紙化辦公環(huán)境轉而成為同 化企業(yè)復雜信息環(huán)境、實現業(yè)務流程自動執(zhí)行的必要工具。這樣的一個轉變把 工作流技術帶入了一個嶄新的發(fā)展階段。 為了更好的規(guī)范和促進工作流技術的研究和發(fā)展，1 9 9 3 年工作流技術的標 準化組織一工作流管理聯盟( w o r k f l o wm a n a g e m e n tc o a l i t i o n ，w f m c ) 成立， 這是一個由研究機構和企業(yè)界共同組織的開放式、非盈利性組織，其目標是通 過開發(fā)公共技術和標準來促進工作流技術的發(fā)展和應用，使工作流產品的提供 商和用戶都受益。w i m c 的成立標志著工作流技術成為了計算機技術研究領域 中的一個獨立分支，它的研制標準、規(guī)范、概念和術語等也得到了普遍承認【l 】【2 】。 縱觀工作流管理系統(tǒng)的研究和軟件產品，由8 0 年代的萌芽到9 0 年代的繁 榮，我們可以把它總結為3 個階段：第l 階段主要為運用于某些特定領域的相 對獨立的應用系統(tǒng)，比如圖像文檔管理系統(tǒng)；第2 階段主要表現為具有底層的 通信基礎結構能夠實現任務協作的應用系統(tǒng)，比如具有消息傳遞功能的工作流 管理系統(tǒng)；第3 階段主要為具有圖形用戶界面的過程定義工具的，用戶定義與 任務執(zhí)行完全分離的工作流管理系統(tǒng)，其體系結構基本上符合工作流管理聯盟 所提出的標準結構。經歷了這3 個階段的發(fā)展，工作流技術已成為了計算機技 術研究領域中的一個重要分支，工作流產品也基本上確定了它在計算機應用軟 件市場上的獨立位置。 1 1 2c s c w 的起源與發(fā)展 早在2 0 世紀6 0 年代，美國的d 英格巴特發(fā)表了一篇題為ac o n c e p t u a l f r a m e w o r kf o rt h ea u g m e n t a t i o no fm a n si n t e l l e c t ”的文章，不僅對于超文本的研 究起了重要作用，而且對于c s c w 的研究開發(fā)也起了開創(chuàng)性的作用。到2 0 世紀 7 0 年代，德國斯圖加特大學物理學家赫爾曼哈肯( h e n n a n nh a k e n ) 教授就提 3 武漢理工大學碩士學位論文 出了“協同學”研究的概念；1 9 8 4 年m i t 的艾琳格雷夫( k e n eg r i e f ) 和d e c 的 保羅卡什曼( p a u lc a s h m a n ) 兩位研究員正式提出了c s c w 的概念。這是他們 為正在組織安排有關如何用計算機支持交叉學科的人們共同工作的課題時提出 來的。 此后隨著互聯網技術的迅猛發(fā)展和廣泛普及，特別是以萬維網w w w 為代 表的信息發(fā)布和資源訪問方式的廣泛流行，為信息資源的發(fā)布和訪問提供了前 所未有的方便手段，人們之間通信的距離漸漸被拉近，因此也使基于互聯網在 全球范圍內開展各種類型的協同工作成為可能。c s c w 系統(tǒng)主要有工作流管理 系統(tǒng)、多媒體計算機會議系統(tǒng)和計算機協同編著和協同寫作系統(tǒng)等，它們利用 互聯網方便的人機界面以實現系統(tǒng)方便性、靈活性和更強的包容性。 進入2 1 世紀，c s c w 將構成我們人類工作和生活的一種基本環(huán)境和方式。 今天業(yè)已流行的互聯網i n t e r n e t 技術及其發(fā)生著的事件，也日益顯示出這種強勁 趨勢。i n t e r n e t 技術的采用不僅大大加強了人們的通信協作能力，而且將對人類 社會產生深刻的影響，而c s c w 在i n t e m e t 環(huán)境下將發(fā)揮更有效的作用【3 】。 1 1 3 電子政務概念 電子政務( e g o v e r n m e n ta f f m r s ) 就是政府部門辦公事務的網絡化和電子化， 是構建在“三網一庫”( 機關局域網、機關縱向網、機關互聯網及共享信息資源數 據庫) 上的應用系統(tǒng)。 在電子政務發(fā)展的過程中，很多政府首先提出了“電子政府”的理念。所謂“電 子政府”，就是政府職能上網，即政府為了在工作和管理方式上適應網絡信息時 代，在對政府傳統(tǒng)的組織結構進行重組和流程再造的基礎上，利用現代計算機 和通信網絡技術，將政府部門內、外部的管理和服務的職能放到網絡上去完成。 而所謂“電子政務”是電子信息技術與政務活動相結合的產物。政府機構應用現代 信息和通信技術，將管理和服務通過網絡技術進行集成，在互聯網上實現政府 組織結構和工作流程的優(yōu)化重組，超越時間和空間及部門之間的分隔限制，向 社會提供優(yōu)質和全方位的、規(guī)范而透明的、符合國際水準的管理和服務。 因此，電子政務是一個綜合的信息系統(tǒng)，它不是簡單地等同于政府上網， 以為把政府一些政策、法規(guī)、條例搬上網絡就萬事大吉。電子政務系統(tǒng)需要首 先實現機關內部辦公自動化，能夠按照一定的業(yè)務流程處理機關內部的工作流 程；并在此基礎上將服務的對象從機關內部擴展到其他機關和社會公眾。 4 武漢理工大學碩士學位論文 1 2 國內外研究概況 1 2 1 工作流技術的研究現狀 目前工作流系統(tǒng)的推出得到了越來越廣泛的應用，并取得了相當的成果。 同時，工作流系統(tǒng)不斷地采用越來越多的新技術，使得工作流系統(tǒng)更加的穩(wěn)定、 強大和更好的適用于復雜的商業(yè)邏輯。國內、外的軟件開發(fā)商紛紛推出了自己 的工作流產品，例如，金蝶、用友、北京點擊科技、i b m 、m i e r o s o n 和b e a 等。 這些軟件都很好的完成了工作流管理聯盟( w f m c ) 提出的工作流規(guī)范，其中有很 多產品都已經被應用和實施到了企業(yè)的信息化系統(tǒng)當中。隨著工作流技術日益 得到重視，工作流技術的研究正在向更深的層次進行。 當前國內外的研究熱點主要表現在： ( 1 ) 工作流技術的過程建模理論與建模方法：研究如何清晰、準確地表示 實際應用中的過程，特別是研究如何以形式化的方法表示過程模型。 ( 2 ) i 作流模型驗證和模型仿真方法：研究從理論上如何驗證所建立的過 程模型不存在死鎖問題，研究如何評價所建立的模型的性能和優(yōu)化模型的方法。 ( 3 ) 分布式環(huán)境下的資源協調和任務優(yōu)化調度策略：研究大范圍的分布式 環(huán)境下，在資源和任務完成時間約束情況下，如何優(yōu)化系統(tǒng)中任務執(zhí)行的順序 和資源的分配方法。 ( 4 ) 過程模型和其它模型的集成方法：在辦公自動化核心研究領域中，主 要是對工作流過程進行模型研究，僅有過程模型是不夠的，還需要有功能模型、 信息模型、資源模型、組織模型甚至是經濟模型和決策模型的配合。它們的集 成是對辦公自動化的一個應用領域的全面描述，但是如何集成這些模型還沒有 良好的解決方法。 可見工作流技術作為一個新興的研究領域，廣泛應用于電子政務、辦公自 動化、生產制造、并行工程等領域，是實現業(yè)務過程建模、優(yōu)化、過程管理與 集成，最終實現業(yè)務過程的自動化的核心技術。其對于推動技術進步和信息產 業(yè)的發(fā)展起到舉足輕重的作用。 另一方面，隨著i n t e m e t 和w e b 技術的發(fā)展與普及，i n t e m e t 逐漸和工作流 技術結合起來，使傳統(tǒng)工作流系統(tǒng)的面貌煥然一新。如何在更先進的技術平臺 下完善工作流的建模理論和建模方法，如何科學完善各種過程模型的集成，已 5 武漢理工大學碩士學位論文 經成為今天工作流產品的發(fā)展方向。 1 2 2 國內外電子政務的發(fā)展現狀 縱觀我國各級政府電子政務建設的現狀，不難發(fā)現電子政務建設的內容非 常廣泛，從簡單的o a 到大型業(yè)務應用的“十二金工程”；從簡單的政務發(fā)布網站 到綜合服務性的大型政府門戶。從服務對象來看，與電子政務相關的行為主體 主要有三大類別：政府部門及其工作人員、企事業(yè)單位、其他社會組織與社會 公眾。因此，電子政務建設也應該圍繞這三大行為主體展開，即包括政府與政 府之間的互動；政府與企事業(yè)單位及其他社會組織、尤其是與企業(yè)的互動；以 及政府與社會公眾的互動。這樣就在電子政務建設中就形成了兩類電子政務應 用模式：面向企事業(yè)單位、公眾用戶服務類的互聯網式的應用和政府內部及部 門間協作的內網業(yè)務應用系統(tǒng)。 此外，世界各國政府和區(qū)域組織都正在積極地進行電子政務的推廣，并提 出了相應的建設目標和計劃。美國制定了政府紙張消除法案，計劃于2 0 0 6 年1 0 月之前實現政府辦公的無紙化作業(yè)，使美國公民與政府之間的互動關系電 子化；日本政府于2 0 0 0 年3 月向國會提出了電子簽名與認證法案，提出在 2 0 0 6 年實現電子政務，完全采用電子化手段處理各種行政事務，日本將信息化 的成敗、r r 產業(yè)的興衰與經濟競爭力的強弱緊密聯系，訂下了信息化立國的目 標，力爭在五年內發(fā)展成為世界上最先進的r r 國家；東盟提出了“電子東盟”計 劃，其四大目標是：強化東盟地區(qū)1 1 r 領域的競爭能力，縮小東盟各國與先進國 家在r r 技術方面的差距，政府和企業(yè)合作，推動 電子東盟”事業(yè)，促進1 1 r 設備 貿易、服務和投資的自由化；歐盟委員會早在1 9 9 9 年制訂 電子歐洲 計劃時指 出：歐盟亟待解決的問題很多，最主要的是要使教育適應數字時代的要求，降 低上網費用，建立電子政務規(guī)范，提供高速網絡服務。 縱觀世界上電子政務的發(fā)展，盡管我國電子政務建設取得了很大的成績， 但從整體上看還處于起步階段，與世界發(fā)達國家還存在著一定的差距；保障電 子政務發(fā)展的法律、法規(guī)還不完善；電子政務的發(fā)展缺乏統(tǒng)一規(guī)劃，領導機構 不健全，缺乏統(tǒng)一的建設依據和安全標準，難以統(tǒng)一規(guī)劃，使網絡的互連互通 困難。 6 武漢理工大學碩士學位論文 1 3 項目背景 電子政務的發(fā)展需要工作流技術的更深入的研究和應用。本文是以湖北省 荊州市解放房管所公房管理系統(tǒng)為對象進行了具體的應用，荊州市解放房管所 隸屬于荊州市房產管理局，是具有獨立法人資格的事業(yè)單位，代表政府管理轄 區(qū)( 沙市區(qū)新沙路及其延長線以西) 內的國有直管公房，負責國有直管公房的產權 產籍管理、租賃經營、維修養(yǎng)護及安全管理，參與舊城區(qū)的危房改造。它的辦 公自動化進程起步較晚，一方面目前的辦公還停留在計算器和m so f f i c e 系統(tǒng)應 用軟件來提高個人辦公效率上，沒有從根本上改變以前復雜、低效的辦公方式； 另一方面，由于荊州市解放房管所是一個歷史悠久的管理機構，管理政策在這 個時期經過了很長時期的變動，而且居民收入水平的限制，很多出租戶有不同 情況的轉租過戶和歷史欠租等遺留問題，所以辦公方式遠沒有實現規(guī)范化和制 度化。因此，本文在結合實際的基礎上研究和開發(fā)了房管所的電子政務系統(tǒng)， 其目的就是要使辦公方式規(guī)范化和制度化。即機構辦公基于工作流，完全采用 計算機技術處理辦公業(yè)務，使房管所內部人員能夠方便快捷地共享、交流信息， 高效地協同工作，既兼顧個人辦公效率的提高，又可以實現群體協同工作；同 時又能實現迅速、全方位的信息采集、信息處理，為房管所的管理和政策執(zhí)行 提供有效的保障；從而提高效率，增強機構的執(zhí)行力，使房管所的業(yè)務能夠圓 滿順利的完成。 1 4 論文的組織結構和內容安排 本文深入地分析和研究了c s c w 及其一個重要的應用一一工作流技術，介 紹了c s c w 的定義、發(fā)展歷史、特點和關鍵技術等，在此基礎上重點研究了工 作流技術，提出了基于p e t d 網的工作流模型，并且對這個模型進行了數學量化 的性能分析，最后提煉了一個結合p e t r i 網和分布式工作流的系統(tǒng)模型。本文的房 產管理系統(tǒng)是荊州市房產局電子政務系統(tǒng)的重要組成部分，是基于c s c w 和工 作流技術下的一個聯系實際的具體項目，是建立在基于p e t r i 網的分布式工作流 模型上的具體應用。 全文共分六章，安排如下： 第1 章緒論。從整體上論述了課題的來源、背景，并介紹了與課題相關的 7 武漢理工大學碩士學位論文 技術的發(fā)展狀況以及本課題所要做的工作。 第2 章計算機支持的協同工作。介紹了計算機支持的協同工作即c s c w 的 概念、基本特征、系統(tǒng)模型、體系結構、c s c w 的分類、特點及其關鍵技術等。 第3 章工作流技術概述。介紹了工作流技術中的概念和術語，展示了通用 的工作流管理系統(tǒng)及其參考模型，論述了工作流管理系統(tǒng)和c s c w 之間的關系。 第4 章基于p e t r i 網的工作流模型建模。介紹了p e t d 網的相關技術以及工 作流原語向p e t r i 網的轉換，結合具體的項目要求提出了基于p e t d 網的業(yè)務流程 模型并且對模型進行了數學量化的性能等價分析，然后分析了目前系統(tǒng)工作流 建模的主流技術和分布式工作流技術的優(yōu)點以及存在的問題，最后提出了一個 基于p e i a i 網的分布式工作流模型。 第5 章基于工作流技術的房管管理系統(tǒng)的實現。本章是在前面四章的基礎 上的一個具體應用，對具體的項目進行了基于軟件工程的項目需求分析，總體 設計包括系統(tǒng)模型結構設計、功能模塊設計和數據庫設計，最后實現了本系統(tǒng) 的各項功能需求。 第6 章結束語。本章是對全文的總結和相關技術的展望。 8 武漢理工大學碩士學位論文 第2 章計算機支持的協同工作 隨著信息化過程的深入，通信技術與計算機及其網絡技術相互融合，產生 了一個新的研究領域一計算機支持的協同工作( c o m p u t e rs u p p o r t e dc o o p e r a t i v e w o r k ，c s c w ) ；簡稱計算機協同工作。工作流管理系統(tǒng)是c s c w 的一個典型應 用，具體來說它是c s c w 中的異地的，分布式的協作系統(tǒng)。 計算機支持的協同工作的研究目標是利用計算機克服小組工作的時間和空 間的限制，以取得更高的工作效率。它研究的內容包括兩個方面：一方面是協 同工作的本質，主要涉及到群體中人們的工作習慣，這是人的因素；另一方面 是支持協同工作的信息技術，這是技術的因素。其中從第二方面的技術因素來 看，計算機支持的協同工作是在分布計算機環(huán)境中，支持群體成員在各種條件 下，包括時間上的異步、空間上的分布等條件下以協作的方式完成任務的信息 技術。 2 1c s c w 的基本概念和基本特征 2 1 1c s c w 的基本概念 c s c w 這一概念最早是由美國m r r 的艾琳格雷夫( i r e n eg r i e f ) 和d e c 的 保羅卡什曼( p a u lc a s h m a n ) 兩位研究員在1 9 8 4 年正式提出的，它主要用于如 何用計算機支持交叉學科的人們共同工作的課題。 而對于c s c w 的定義、研究范圍等議題先后有過不同的觀點。g r c i f 曾經在 介紹c s c w 的一個重要文集中把c s c w 定義為“一個關于計算機的群體工作 ( g r o u pw o r k ) 中的角色的獨特的研究領域”，很明顯他把“群體”作為分析和研 究c s c w 的核心。而b a n n o n 和s c h n i d t 在1 9 8 9 年提出 c s c w 應致力于研究協 同工作的本質和特征，并以此為基礎來設計出具有足夠的計算機技術支持的協 同工作的信息系統(tǒng)”。我國c s c w 領域的著名專家史美林教授在綜合了國內外專 家學者研究成果的基礎上，定義了計算機支持的協同工作為：地域分散的一個 群體借助計算機及其網絡技術，共同協調與協作來完成一項任務。它包括協同 9 武漢理工人學碩士學位論文 工作系統(tǒng)的建設、群體工作方式研究、支持群體工作的相關技術研究和應用系 統(tǒng)的開發(fā)等部分【4 j 。 綜合以上各種看法，我們可以從c s 和c w 兩個方面來認識c s c w 這個概 念：在計算機支持的環(huán)境下( 即c s ) ，特別是在計算機網絡和多媒體環(huán)境下，一 個群體協同工作完成一項共同的任務( 即c w ) ，它的目標是要設計支持各種各 樣的協同工作的應用系統(tǒng)。通過建立協同工作的環(huán)境，改善人們進行信息交流 的方式，消除或減少人們在時間和空間上的相互分隔的障礙，節(jié)省工作人員的 時間和精力，提高群體工作質量和效率。 2 1 2c s c w 的基本特征 c s c w 的目的就是在計算機環(huán)境下提供對人們群體工作的支持，因此c s c w 的三個重要任務就是信息共享、用戶之間通信和群體活動。 信息共享：這是協同工作的基本任務，只有提供方便可靠的信息存取、訪 問、刪除和修改機制，才能使各成員之間的協同工作成為可能。 用戶之間通信：c s c w 系統(tǒng)要求運行環(huán)境為不同的工作模式提供相應類型 的通信服務；支持多媒體通信，允許進行視頻、音頻、圖像和文字等數據的傳 送；支持不同媒體信息之間的轉換。 群體活動：c s c w 系統(tǒng)的目的是支持多個用戶參與同一工作，所以必須提 供相應的機制支持群體活動，包括：可以安排群體活動的時刻表，群體活動中 各成員間任務和責任的劃分，協作控制機制等。 為實現c s c w 的三大任務，通信、合作和協同就成為c s c w 的三要素，它 們是實現三大任務的關鍵【3 】【5 】。 c s c w 的基礎是通信，自然的組通信發(fā)生在地理上是分布的用戶之間( 本地 通信可以認為可是分布系統(tǒng)的特例) ，因此網絡通信是至關重要的，并且在合作 環(huán)境中處理多媒體文件傳輸和數據控制是很復雜的。而基于計算機的或者以計 算機為媒體的通信，并沒有完全和其他的通信形式相結合。異步的基于文本的 電子郵件和公告板與同步的電話和面對面的交談是不同的：人們不能在任意的 兩個電話號碼之間傳送文件。把計算機處理技術和通信技術結合起來可以幫助 解決這個問題。 c s c w 的形式是合作，與通信相似，合作是小組活動的重要內容。在群體 活動中，任意一項活動都必須是多人合作完成。有效的合作要求人們必須共享 l o 武漢理工大學碩士學位論文 信息。但是當前的信息系統(tǒng)尤其是數據庫系統(tǒng)在很多情況下把人們互相隔離開。 比如，當兩個設計人員使用同一個c a d 數據庫進行操作時，他們不可能同時修 改同一個設計物體的不同部分并且知道他的合作者所做的修改；他們必須通過 互相檢查才能知道對方所做的工作。許多任務都需要良好的共享環(huán)境，可以在 適當的時候友好的通知群組的活動信息以及各個用戶的活動。 c s c w 的關鍵是協調。如果一個組的活動是協調的，那么它的通信和合作 將會大大得到加強。一個不能很好的進行協調的工作小組，它的成員之間勢必 會經常發(fā)生沖突和重復勞動。當幾個部分共同組成一個任務時，協調本身被看 作是一個必不可少的活動。當前的數據庫應用提供了對共享對象的訪問，然而 大多數軟件工具只提供對單用戶的支持，對支持小組的協調這一重要功能所做 的卻很少【6 】。 2 2c s c w 系統(tǒng)的分類 群體協作方式的多樣性，為c s c w 的研究提供了豐富的內容。在c s c w 系 統(tǒng)中，人們圍繞共向的任務需要進行交互通信( i n t e r a c t i v e c o m m u n i c a t i o n ) 、協調 ( c o o r d i n a t i o n ) 、協作( c o l l a b o r a t i o n ) 、協同( c o o p e r a t i o n ) 等基本活動。我們可以根 據c s c w 系統(tǒng)中的基本活動方式，群體各成員地理分布位置，使用的基本工具 和工作環(huán)境，應用等對c s c w 系統(tǒng)進行分類。 按交互協作方式，群體成員之間的協同工作按時問劃分可有同步方式和異 步方式兩種。在同步方式時，群體各成員在同一時間進行同一任務的協作；在 異步方式時，群體各成員在不同時間進行間一任務的協作。按群體成員的地理 分布，協作又分成同地協作( c o 1 0 c a t e d ) 和異地遠程協作( r e m o t e ) 兩種。按群 體規(guī)模，分為兩人協同系統(tǒng)和多人協同系統(tǒng)。按使用的基本工具和工作環(huán)境來 分，在c s c w 系統(tǒng)中所使用的基本支撐環(huán)境和工具有信報系統(tǒng)( m e s s a g es y s t e m s ) ( 即電子郵件系統(tǒng)) 、電子布告欄、會議系統(tǒng)、協同寫作和討論( 編著) 系統(tǒng)、工作 流系統(tǒng)和群件等。按c s c w 應用系統(tǒng)來分，c s c w 有著廣闊的應用領域，我們 可按應用情況加以分類，如協同科研系統(tǒng)、協同設計系統(tǒng)、遠程醫(yī)療系統(tǒng)、遠 程教育系統(tǒng)、協同決策系統(tǒng)、軍事協同系統(tǒng)和協同辦公系統(tǒng)等等l 。 按照上述的分類觀點，我們可以把各種c s c w 系統(tǒng)構成如圖2 - 1 所示的一 種立體模型。 武漢理上大學碩士學位論文 交 互 方 式 異步 兩人多人 遠程 群組規(guī)模 圖2 - 1c s c w 系統(tǒng)的基本分類 2 3c s c w 系統(tǒng)的特點和關鍵技術 同地 c s c w 系統(tǒng)作為一種新型的計算機系統(tǒng)，根據它的工作目標，應該具有以 下的基本特點】： ( 1 ) 分布性。c s c w 系統(tǒng)支持地理位置上分散的多用戶的工作，c s c w 本 質上是一個分布式系統(tǒng)，并且支持與協同無關的透明性。分布在全球范圍內的 企業(yè)成員進行協同工作時，除了有通訊技術問題外，還存在著社會、文化與政 治背景差別的問題。為消除群體成員的分布性，分布式工作環(huán)境需要另外增加 傳輸通道來傳遞包括語言和身體動作在內的交互信息，使他們在同一虛擬空間 中工作。對分布的計算機軟、硬件系統(tǒng)，需要在異構環(huán)境下進行互連和互操作， 并在此基礎上支持用戶的協作。 ( 2 ) 高性能和可靠性。c s c w 使一項任務由多個用戶協同完成，無疑比單 用戶系統(tǒng)提高了工作的效率，但信息在網絡上的傳輸開銷可能導致性能的降低。 c s c w 系統(tǒng)應該具有很高的可靠性，能對一些故障進行恢復，用戶操作錯誤也 不會引起整個系統(tǒng)的崩潰。 ( 3 ) 信息共享。信息共享是協同工作的前提條件，在協同工作中采用不同 武漢理工大學碩士學位論文 種類的共享對促進協同工作的效率是至關重要的。然而以往大多數的c s c w 系 統(tǒng)是基于異步的消息傳遞來協調多用戶的協作的，限制了用戶對信息的共享。 協作環(huán)境中必須提供支持信息共享的服務，其包括：i 提供不同用戶在不同平 臺上運行的不同應用之間的信息訪問和交換服務；i i 維護關于用戶、資源和進 行的協作活動的知識；i i i 提供在進行協作的組織環(huán)境建模的機制，并提供合適 的訪問控制機制；i v 在共享信息空間中提供感知服務，提供給用戶協作中的信 息，使用戶及時了解當前的協作狀態(tài)。 ( 4 ) 協作控制需求。人們在合作時針對不同的問題采用不同的協作方式來 解決。協作問題的范圍可以從非結構化方式到完全預先規(guī)定方式，非結構化方 式時只需要多個用戶的創(chuàng)造性活動，他們的行為是不能事先預料和描述的，如 協同軟件設計等；完全預先規(guī)定方式反映了那些例行過程性的協同機制，用戶 的活動按照事先規(guī)定好的過程和方式進行協作。實際上大部分的協同問題是介 于這兩者之間，預先規(guī)定的任務很好地反映了對協作的細化控制，而對于非結 構化問題，則需要協同系統(tǒng)提供很大程度上的自由來解決它。c s c w 系統(tǒng)本質 上支持人與人之間豐富的協同形式，c s c w 系統(tǒng)中協調控制要求盡量反映這種 豐富性，提供用戶多種靈活的協同工作的方式，盡量使用戶的工作方式更自然、 更靈活。 ( 5 ) 系統(tǒng)的開放性。c s c w 應用提供了不同的模型和機制，或支持某一特 定的協作活動，或支持某一類的協作。每一類c s c w 應用代表了不同的協作模 型，從各個方面支持了群體間的協作，協作任務往往需要一定范圍內的c s c w 應用聯合使用。因此，c s c w 系統(tǒng)往往需要具有綜合性和通用型的協作支持環(huán) 境，以容納這些協同應用。c s c w 協作支持環(huán)境是未來大范圍的c s c w 應用獲 得成功的重要因素，它的中心任務是提供較大范圍內的c s c w 應用的互操作和 集成，從而保證不同的c s c w 應用的和諧工作，c s c w 支持環(huán)境是實現更加開 放的協作系統(tǒng)的有效途徑。 c s c w 系統(tǒng)的主要技術基礎是計算機和計算機網絡技術，它的關鍵技術包 括以下幾個方面【9 】： ( 1 ) 群體協作模式：c s c w 研究的目標是提高群體成員之間的協調配