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web service工作流的体系架构的研究,web service工作流的体系架构的研究本文共计68页，42308字；摘要企业计算机应用发展经历了5个阶段：单个功能应用、部门级的集成应用、企业范围内集成应用、集成客户与供应商、跨企业集成与动态电子商务。前三个企业计算机应用阶段主要是企业内部信息集成，从供应链管理技术的应用开始，企业的计算机应用已经进入跨企业（或者...
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Web Service工作流的体系架构的研究
本文共计68页，42308字；
摘 要
企业计算机应用发展经历了5个阶段：单个功能应用、部门级的集成应用、企业范围内集成应用、集成客户与供应商、跨企业集成与动态电子商务。前三个企业计算机应用阶段主要是企业内部信息集成，从供应链管理技术的应用开始，企业的计算机应用已经进入跨企业（或者称为企业间）的信息集成。跨企业的分布式工作流管理作为一种群体协同技术，在当今企业计算机应用中有着重要的地位。
本文主要针对当前工作流系统在实际应用中集成能力差、柔性差、互操作性不高、模型缺乏对分布环境的支持等等缺点，在当前飞速发展的Web Service架构之上，提出了基于Web Service的工作流系统。它具有松散耦合、低进入屏障、行业支持、高度可集成能力等等优势。本文主要讨论Web Service工作流的体系架构，工作流元模型(meta-model)和工作流执行过程中任务的动态分配等问题。
首先，对工作流管理的研究现状进行了综述，进而提出了本文的研究目标。
其次，介绍了两种具体的工作流系统的体系结构，分析了它们的缺点和优点。然后，分析了当前主流分布式技术（CORBA、DCOM、Java RMI等）各自的缺点，提出了符合当前计算机应用水平的分布式技术的特点。接着，全面介绍了当前最先进的分布式架构—Web Service。Web Service的目的是使应用程序能够在网络上进行无缝集成，而不必考虑它的编程语言和运行环境。Web Service是跨越各种平台边界的桥梁，因此 基于Web Service的工作流能够跨越技术和企业的边界来对商业流程进行建模，而这恰恰是绝大多数的工作流系统的局限之处。
接着，提出了基于Web Service的工作流WSFlow系统的元模型，它由时间模型、资源模型、组织模型和过程模型五个子模型组成。其中关键的过程模型，我们使用IBM提出的基于XML的Web Service流语言（WSFL），它试图用一个有向图模型来定义和执行商业流程； 它定义了一个公共接口，该接口允许商业流程把自己宣传成为Web Service。我们以WSFL为标准开发了编译制导的图形化流程建模工具。
最后，我们将Web Service工作流执行过程中对Web Service的选择（定位）问题抽象为一个数学模型，这是一个NP完全问题。我们根据这个模型提出了一个基于多启发式的任务分配算法。
关键词 工作流管理，分布式技术，Web Service，NP完全问题
Abstract
The development of enterprise computer applications goes through five phases: single function applications, department integrated applications, enterprise integrated applications, customer and supplying manufacturer integrated applications, inter-enterprise integration and dynamic e-business applications. The first three phases focus on the enterprise information integration, and in the last two phases enterprise computer application is inter-enterprise information integration. Inter-enterprise distributed workflow management is of great importance in the current enterprise computer applications.
On the basic of Web Service architectures, we propose Web Service based workflow management, which is advanced in loose-couple, low cost, high integration ability, etc. The main topic of this paper is about the architecture of the Web Service based workflow, workflow meta-model and the runtime scheduling of the activities.
At first, a systematic survey of Workflow Management research is given, and then the study objectives of this thesis are presented.
目 录
摘 要 1
Abstract 2
目 录 3
第一章 绪论 5
1.1 引言 5
1.2 工作流管理的研究综述 5
1.2.1 工作流管理的起源和发展 5
1.2.2 工作流和工作流管理系统的定义 7
1.2.3 先进制造战略下当前工作流技术的不足 8
1.2.4 新兴技术对工作流系统的影响 10
1.3 本文的研究内容 11
1.4 本章小结 12
第二章 基于Web Service的工作流架构 13
2.1 概述 13
2.2 典型WFMS体系结构介绍和分析 14
2.2.1 METEOR：基于CORBA分布式体系结构 14
2.2.2 METUFlow：基于组件的WFMS 15
2.3 现存分布式技术的缺陷 16
2.4 Web Service架构、技术和标准介绍 17
2.4.1 什么是Web Service 17
2.4.2 Web Service的协议结构 20
2.4.3 相关技术和标准 21
2.4.3.1 SOAP 21
2.4.3.2 WSDL 22
2.4.3.3 UDDI 24
2.4.4 Web Service构建平台与服务组件 26
2.5 基于Web Service的工作流 27
2.5.1 任务执行者--Web Service 27
2.5.1.1 Web Service的角色 28
2.5.1.2 Web Service的操作 28
2.5.1.3 Web Service的产品 28
2.5.2 任务的执行方式—Web Service的调用和交互 29
2.5.3 基于Web Service的流程 30
2.6 本章小结 32
第三章 Web Service工作流模型 34
3.1 概论 34
3.2现有工作流模型存在问题 34
3.3 WSFlow工作流模型 35
3.3.1 设计原则 35
3.3.2工作流元模型 36
3.4时间模型 36
3.4.1时间定义 37
3.4.2日历定义 39
3.4.3系统变量 40
3.5资源模型 40
3.6组织模型 41
3.6.1组织元模型 41
3.6.2用户 43
3.6.3组织 44
3.6.4职位和关联器 45
3.7过程模型 45
3.7.1 WSFL基本概念 45
3.7.2 递归组合 47
3.7.3 服务提供者 48
3.7.4 流程建模工具 51
3.8 本章小结 54
第四章 Web Service工作流中任务的分配 56
4.1 概述 56
4.2 问题描述 56
4.3 算法模型 57
4.3.1 Web Service对象 58
4.3.2 资源对象 58
4.3.3 调度对象 59
4.4 本章小结 61
第五章 总结与展望 63
5.1 论文主要工作概述 63
5.2 未来工作展望 64
参考文献 66
致 谢 68
部分参考文献
[1] F. Yushun. Workflow Management Fundamentals—The Key Technology of BPR, Process Management and Process Automation. Beijing: Tsinghua University Press, 2001(范玉顺. 工作流管理技术基础---实现企业业务过程重组、过程管理与过程自动化的核心技术. 北京：清华大学出版社，2001)
[2] Upendra Belhe and Andrew Kusiak. Dynamic Scheduling of Design Activities with Resource Constraints, In 1997 IEEE Transactions on Systems , Man ,and Cybernetics.
[3] G. Alonso, D. Agrawal, A.EL Abbadi, C.Mohan. Functionality and limitations of current
[4] G. Alonso, D. Agrawal, A.EL Abbadi, C.Mohan. Functionality and limitations of current workflow management systems. 1997. http:www.almaden.ibm.com/cs/exotica/wfmsys.ps
[5] K. Hergula,T. Harder. Specification of Constraints in Business Flow. Proceedings of the First International Conference on Web Information Systems Engineering, 2000 , 1: 26 ~33
本文共计68页，42308字；
摘 要
企业计算机应用发展经历了5个阶段：单个功能应用、部门级的集成应用、企业范围内集成应用、集成客户与供应商、跨企业集成与动态电子商务。前三个企业计算机应用阶段主要是企业内部信息集成，从供应链管理技术的应用开始，企业的计算机应用已经进入跨企业（或者称为企业间）的信息集成。跨企业的分布式工作流管理作为一种群体协同技术，在当今企业计算机应用中有着重要的地位。
本文主要针对当前工作流系统在实际应用中集成能力差、柔性差、互操作性不高、模型缺乏对分布环境的支持等等缺点，在当前飞速发展的Web Service架构之上，提出了基于Web Service的工作流系统。它具有松散耦合、低进入屏障、行业支持、高度可集成能力等等优势。本文主要讨论Web Service工作流的体系架构，工作流元模型(meta-model)和工作流执行过程中任务的动态分配等问题。
首先，对工作流管理的研究现状进行了综述，进而提出了本文的研究目标。
其次，介绍了两种具体的工作流系统的体系结构，分析了它们的缺点和优点。然后，分析了当前主流分布式技术（CORBA、DCOM、Java RMI等）各自的缺点，提出了符合当前计算机应用水平的分布式技术的特点。接着，全面介绍了当前最先进的分布式架构—Web Service。Web Service的目的是使应用程序能够在网络上进行无缝集成，而不必考虑它的编程语言和运行环境。Web Service是跨越各种平台边界的桥梁，因此 基于Web Service的工作流能够跨越技术和企业的边界来对商业流程进行建模，而这恰恰是绝大多数的工作流系统的局限之处。
接着，提出了基于Web Service的工作流WSFlow系统的元模型，它由时间模型、资源模型、组织模型和过程模型五个子模型组成。其中关键的过程模型，我们使用IBM提出的基于XML的Web Service流语言（WSFL），它试图用一个有向图模型来定义和执行商业流程； 它定义了一个公共接口，该接口允许商业流程把自己宣传成为Web Service。我们以WSFL为标准开发了编译制导的图形化流程建模工具。
最后，我们将Web Service工作流执行过程中对Web Service的选择（定位）问题抽象为一个数学模型，这是一个NP完全问题。我们根据这个模型提出了一个基于多启发式的任务分配算法。
关键词 工作流管理，分布式技术，Web Service，NP完全问题
Abstract
The development of enterprise computer applications goes through five phases: single function applications, department integrated applications, enterprise integrated applications, customer and supplying manufacturer integrated applications, inter-enterprise integration and dynamic e-business applications. The first three phases focus on the enterprise information integration, and in the last two phases enterprise computer application is inter-enterprise information integration. Inter-enterprise distributed workflow management is of great importance in the current enterprise computer applications.
On the basic of Web Service architectures, we propose Web Service based workflow management, which is advanced in loose-couple, low cost, high integration ability, etc. The main topic of this paper is about the architecture of the Web Service based workflow, workflow meta-model and the runtime scheduling of the activities.
At first, a systematic survey of Workflow Management research is given, and then the study objectives of this thesis are presented.
目 录
摘 要 1
Abstract 2
目 录 3
第一章 绪论 5
1.1 引言 5
1.2 工作流管理的研究综述 5
1.2.1 工作流管理的起源和发展 5
1.2.2 工作流和工作流管理系统的定义 7
1.2.3 先进制造战略下当前工作流技术的不足 8
1.2.4 新兴技术对工作流系统的影响 10
1.3 本文的研究内容 11
1.4 本章小结 12
第二章 基于Web Service的工作流架构 13
2.1 概述 13
2.2 典型WFMS体系结构介绍和分析 14
2.2.1 METEOR：基于CORBA分布式体系结构 14
2.2.2 METUFlow：基于组件的WFMS 15
2.3 现存分布式技术的缺陷 16
2.4 Web Service架构、技术和标准介绍 17
2.4.1 什么是Web Service 17
2.4.2 Web Service的协议结构 20
2.4.3 相关技术和标准 21
2.4.3.1 SOAP 21
2.4.3.2 WSDL 22
2.4.3.3 UDDI 24
2.4.4 Web Service构建平台与服务组件 26
2.5 基于Web Service的工作流 27
2.5.1 任务执行者--Web Service 27
2.5.1.1 Web Service的角色 28
2.5.1.2 Web Service的操作 28
2.5.1.3 Web Service的产品 28
2.5.2 任务的执行方式—Web Service的调用和交互 29
2.5.3 基于Web Service的流程 30
2.6 本章小结 32
第三章 Web Service工作流模型 34
3.1 概论 34
3.2现有工作流模型存在问题 34
3.3 WSFlow工作流模型 35
3.3.1 设计原则 35
3.3.2工作流元模型 36
3.4时间模型 36
3.4.1时间定义 37
3.4.2日历定义 39
3.4.3系统变量 40
3.5资源模型 40
3.6组织模型 41
3.6.1组织元模型 41
3.6.2用户 43
3.6.3组织 44
3.6.4职位和关联器 45
3.7过程模型 45
3.7.1 WSFL基本概念 45
3.7.2 递归组合 47
3.7.3 服务提供者 48
3.7.4 流程建模工具 51
3.8 本章小结 54
第四章 Web Service工作流中任务的分配 56
4.1 概述 56
4.2 问题描述 56
4.3 算法模型 57
4.3.1 Web Service对象 58
4.3.2 资源对象 58
4.3.3 调度对象 59
4.4 本章小结 61
第五章 总结与展望 63
5.1 论文主要工作概述 63
5.2 未来工作展望 64
参考文献 66
致 谢 68
部分参考文献
[1] F. Yushun. Workflow Management Fundamentals—The Key Technology of BPR, Process Management and Process Automation. Beijing: Tsinghua University Press, 2001(范玉顺. 工作流管理技术基础---实现企业业务过程重组、过程管理与过程自动化的核心技术. 北京：清华大学出版社，2001)
[2] Upendra Belhe and Andrew Kusiak. Dynamic Scheduling of Design Activities with Resource Constraints, In 1997 IEEE Transactions on Systems , Man ,and Cybernetics.
[3] G. Alonso, D. Agrawal, A.EL Abbadi, C.Mohan. Functionality and limitations of current
[4] G. Alonso, D. Agrawal, A.EL Abbadi, C.Mohan. Functionality and limitations of current workflow management systems. 1997. http:www.almaden.ibm.com/cs/exotica/wfmsys.ps
[5] K. Hergula,T. Harder. Specification of Constraints in Business Flow. Proceedings of the First International Conference on Web Information Systems Engineering, 2000 , 1: 26 ~33
