以数据流视角打造工作流
文/王冠西 赵春 张瑾 龚磊 沈富可
工作流与数据流
目前，关于工作流（Workflow）的定义，并没有一个统一的标准。1993年成立的工作流技术的标准化组织——工作流管理联盟（WFMC : Workflow Management Coalition ），标志着工作流技术在计算机应用领域中有了自己一席之地。WFMC给出的工作流定义是：工作流是一类能够完全或者部分自动执行的经营过程，根据一系列过程规则，文档、信息或任务能够在不同的执行者之间传递、执行。
控制流和数据流是工作流管理系统中存在的两种流程。控制流（即工作流），是调度和控制业务活动的自动化执行；数据流则是为底层业务活动提供数据服务，保证控制流的畅通。数据流是随着控制流的推进而产生的，工作流是数据流产生的根源，而数据流是工作流正确执行的保证。一般工作流管理系统应具备以下三个主要功能:工作流定义功能，运行控制功能，运行交互接口。工作流定义功能实现业务处理过程的计算机语言定义，提供分析、建模、系统定义的技术，将现实世界中的业务处理过程转换成计算机可处理的定义。最终的定义可以表现为文本、图形或者自然语言符号。工作流管理系统的一般结构图如图所示。
图 工作流管理系统一般结构本文从高校信息系统建设角度入手，将工作流引入高校信息系统建设中。通过重新梳理设计多个业务部门的业务流程，利用流程优化中的工作流技术，使高校各部门间的信息系统实现无缝集成。加强部门间信息系统的数据共享，提高高校各部门的业务执行效率。以华东师范大学研究生出国（境）申请系统为例，剖析基于工作流的高校信息系统建设过程中技术实现思路，以及实施过程中遇到的问题和对策。
高校信息化建设的新动向：数据流与工作流
1.高校信息化的困境
当前，大多数高校信息化建设缺乏统一论证及规划。各管理部门为提高工作效率，实现无纸化办公，建立了相对独立的信息管理系统。但这些部门在建设自己的信息管理系统时，往往没有经过学校的统筹规划，所采用的软件系统、数据标准都不统一。在全校范围内人为地形成了一个个信息孤岛。这些孤立的信息系统所产生的数据只能提供给管理部门内部使用，无法实现数据流的共享。比如，财务系统和教务系统中的教师个人信息都应该由人事系统中提供，而人事系统中教师工资信息又应该由财务系统来提供。因此，打通管理部门间信息系统的壁垒，让数据流在各个管理部门间畅通流转是实现更高层次的高校信息化的重要步骤。
随着高校办学规模的逐步扩大，高校的管理部门日渐增多。针对学生、老师日常管理的业务往往并不能在同一个部门内就能完成，一件事可能需要跑几个业务部门才能办下来。传统的以业务部门为主导的信息系统管理此类业务显得不够灵活，同时给前来办理业务的学生、老师带来诸多不便，需要登录多个不同系统登记信息、等待审批等等。
传统的高校信息系统，在运维升级时，也面临着诸多问题。业务部门的相关业务随着时间推移，会渐渐增多，老的业务办理流程也可能会发生变化。旧系统若不及时升级，必然影响新的业务办理效率。但若一次性上线新的系统，老系统中仍然活动的，尚未处理完的业务将会遇到问题。许多时候，不得不采取折中措施，新老系统同时运行。但这对业务部门中的系统用户以及信息化部门的运维人员都增加了许多工作量。
为了跳出前述的数据困境与流程困境，有必要在高校信息化建设中引入数据流与工作流的理念，打造基于数据流的工作流信息系统开发模式，从而推动高校信息化建设步入新的阶段。
2.已有研究述评
目前，大多数高校的信息化工作都已经完成硬件建设，实现无纸化办公。条件较好的高校，信息化工作走在前列，进行了一系列探索。在数据整理、系统整合、工作流的引入等方面做了许多工作，取得一定成果。
已有文献大多从实践出发，梳理了高校内部管理部门的日常业务流程，将工作流模型引入信息系统建设中。体现出工作流的主要特点，涉及到申请、审核、审批等环节。但在应对一些涉及跨部门间协同完成的业务流程显得力不从心。少有文献对数据流进行规范，创建一个数据标准。让这些标准数据伴随工作流的各环节流转而传递，这样所有业务部门使用到的数据都是符合一定标准的数据。本文针对校内各类数据进行梳理，制定一系列数据标准，提出一个基于WebService的数据交换框架，解决跨平台间的数据交互。并对业务部门的业务流程进行再造，提出以工作流为核心来构建信息系统，真正将工作流引入高校信息化建设当中。
3.基于数据流的工作流信息系统概念模型
高校信息化建设的核心应该是在信息化条件下，塑造不同类型人员之间基于事务的互动服务。互动的内容则是一个个的数据标准，互动的媒介则是一支支流程。以流程的方式，将高校中不同类型人员的数据标准进行流转。如图1所示，这个模型的特质有：
（1）高校信息系统建设是服务所有用户，破除唯管理者中心
从用户参与的角度，信息系统更应该注重普通用户的使用体验。信息系统的建设要以用户使用体验为参考点。为用户划分角色，不同角色进入系统内显示相应的操作权限。这样，可以打造一个公共平台，让所有用户从同一个入口进入系统完成自己所希望完成的业务。但通过不同角色，显示相应角色能够办理的业务功能。
（2）高校信息建设是基于事务的，破除以单一职能部门为界限
信息系统建设要围绕事务，而不是围绕管理部门的职能设置要求。高校内的信息系统建设不再是仅仅为了提高管理部门工作效率，实现无纸化办公的手段。更多地强调不同类型人员间的互动，提高各类用户之间标准数据的交换。提高跨职能部门之间的工作效率。
（3）事务过程中数据流动
这里的事务就是指流程，每一支流程都包含多个环节，不同环节之间数据基于标准而流动。这些基于一定标准的数据在流程不同环节间的流动，让各职能部门能够共享数据，破除部门之间数据壁垒，避免信息孤岛的出现。
图1 基于数据流的工作流信息系统概念模型
基于数据流的工作流信息系统建设方案
数据标准与数据交换
1.核心数据集
高校信息系统的数据主要体现在对人、财、物上的管理，绝大多数的信息管理系统也都是针对这些数据进行维护和管理。对这些核心数据集的收集和整理，结合各职能部门的业务流程梳理。为业务流程提供标准的数据，使得各职能部门间能够更方便地共享数据。针对我校信息化系统数据进行整理，对主要数据的结构、内容和关系进行分析，整理了如表1的核心数据集。
2.数据交换框架模型
有了标准数据集，各职能部门的业务流程就能够使用这些标准数据集了。通过流程引擎，将这些标准数据在流程的不同环节上进行传递。但这些标准数据集所在的信息库通常是由某一职能部门掌握，其他业务系统想使用这些数据则需要一定的技术手段进行获取。
WebService是一个平台独立的，低耦合的基于Web的应用程序，使用开放的XML（标准通用标记语言）标准来描述、发布、发现、协调和配置这些应用程序。使用WebService技术，可以使得运行在不同机器上的不同应用无需借助附加的、专门的第三方软件或硬件，就可以互相交换数据，无论它们所使用的语言、平台或内部协议。图2是针对核心数据集设计的数据交换框架，通过该框架实现信息系统之间的数据交互。
业务梳理与业务再造
以职能部门为核心来建设信息化系统，将导致信息系统形成一个个信息孤岛。通过对职能部门的业务梳理，制定标准的办事流程。以流程为核心去打造适应职能部门的信息系统，业务流程产生的数据流随着流程实例的流转而流转。无论该流程是只涉及单一职能部门，或是涉及多个职能部门协同处理，数据流都随着工作流而流转。避免应用系统之间数据无法共享，各职能部门的应用系统形成信息孤岛。
从以职能部门为核心向以流程为核心打造高校信息化系统，要求对各业务部门的业务进行梳理。将原有的繁杂且冗余的业务办理重新梳理、再造，制定出标准的流程。
实践工作的技术方案
1.技术框架
选用商用工作流引擎产品K2 Blackpearl作为流程后台支撑，该产品是基于微软.NET技术平台研发的BPM产品，是基于微软WWF（Windows Workflow Foundation）技术构建的遵循WFMC标准的.NET平台BPM产品。基于流程引擎与.NET平台的高度集成性，业务系统采用微软ASP.NET平台开发，Web表单使用当前较为流行的ExtJs前端技术，Web服务器采用微软的IIS服务，数据库为MS SQLSERVER 2008。构建一个流程平台，将工作流应用系统中通用的“待办理事项”， “我发起的事项”，“我处理过的事项”，“发起新流程”等构建成平台菜单项。业务系统数据库和流程引擎数据库分开，保证在遇到流程引擎需要升级或业务系统需要升级时，互不影响各自的使用。业务相关的数据，通过提出的数据交换框架，以WebService的方式从其他相关数据库内获取。这样，保证获取到的数据是在标准数据集内的数据。不仅有利于流程节点间的数据传递，也能够很好地为将来系统扩展做准备，如图3所示。
2.关键技术
采用K2 Blackpearl作为流程后台，管理所有流程实例的流转。同时，利用K2与.NET技术的高度集成，应用程序不局限于K2SmartForm产品。利用ExtJs框架作为前段渲染技术，充分发挥框架对于异步交互的封装。后台采用C#编程语言，将常用的功能封装成dll。有新的应用程序需要开发时，仅需要制作相应的Web页面和ExtJs脚本，再针对页面所需要存、取的数据开发相应的后台代码。而与K2交互的相关程序均以dll封装好，以组件的模式加载进入。这样，能够大大提高开发效率，提高系统的可复用性。同时，对系统的维护工作也有很大的帮助，只关注出现问题的模块（组件）而不会影响其他模块的正常使用。
Web前端采用ExtJs框架，该框架拥有丰富的客户端组件模块，用于数据展示、文本输入、附件上传等。同时允许开发者进行再次开发。该框架同时对Ajax进行封装，开发者可以快速开发和配置前段与后台之间的数据交互。前端采用用户、角色、权限的管理技术，在系统内设置不同角色（如管理员、教师、本科生、研究生），不同角色开放的系统权限就不一样。对具体某一用户，将该用户设置成相应的角色（当角色细化后，同一个用户可以拥有多个不同角色）。对不同的角色开放相应的系统权限，通过这样的角色、权限管理，方便批量用户授权及系统的运维管理。
图2 数据交换框架
图3 系统架构
高校信息化中的相关实践
实践的背景
为提升我校职能部门整体服务质量，需要建设一种机制去协调各个职能部门的业务流程，并且引导、协助师生办事的过程。由机关党工委牵头，建设的华东师范大学办事指南平台作为这种机制。将职能部门的业务流程梳理，制作成流程图发布至平台中，引导并协助师生完成相应的业务办理。将相对成熟的业务流程进行细化，将整个办事流程由线下转到线上。让师生真正能够“足不出户”就能够将某一业务办下来，则需要打造一个网上办事平台，让这些流程图不仅仅提供指导作用，而是实实在在能够在线办理。
学生及教师的基本信息，在华东师范大学已有公共数据库系统进行统一管理。但涉及研究生培养相关的数据，则由研究生系统进行维护。在学生申请出国（境）时，同步公共数据库中的学生及教师个人基本信息，以及研究生系统中学生学籍状态和导师等信息，重新构建学生个人信息作为申请表单中的个人基本信息。再结合学生申请出国（境）所需的信息，包括出国（境）原因、资助方式、目的国家或地区、出国（境）时间、所需附件材料等，作为该工作流控制及流转过程中的数据流。
我校研究生系统已上线运行多年，但老的研究生系统没有学生出国（境）申请模块。随着我校研究生规模扩大及办学质量的提高，研究生出国（境）参加学术会议，或申请出国交流访学的越来越多。而办理出国（境）手续又涉及到诸多部门，学生需要在研究生院开具在学证明，保卫处开具户籍证明办理护照及签证，国际交流处需要掌握校内学生出国情况。同时又需要学籍管理部门确认是否需要修改学生学籍状态（如出国交流访学时，需要将学生学籍状态改为“出国”），部分参与国际学术会议的学生还需要财务处申请会议资助。传统的管理模式下，学生申请下来需要耗费大量时间，并在多个部门间来回奔波盖章。
实践的具体情况
学生填写申请表单时，系统会依据学生填写信息判断是否为公派出国。不同的出国方式，所需要经过的审批流程有所不同。每一个审批环节，审批人可以选择“通过”或“拒绝”，申请单被拒绝后，回到申请人申请节点，申请人可根据审批人拒绝的理由对申请单进行修改再提交，或直接将申请单进行作废处理。
应用效果分析
在我校研究生出国（境）申请项目上线前，学生办理出国（境）申请走线下流程。学生需向院系申请，由院系负责人签报至研究生院及其他相关部门（国际交流处、保卫处等）。在此过程中，学生无法实时了解申请进度，且难以掌握各部门需要提交的相关材料。办理该项业务需要前往多个部门，经过漫长等待才能完成。新系统上线后，学生在网上提交申请，及时跟踪审批进度，并提供各审批部门所需要的材料，无需再拿着纸质材料去一个个部门盖章审批。研究生院也能方便掌握各院系学生出国（境）情况。
系统上线后，所涉及的各个审批节点的工作人员回馈的结果较好。相比于原有的签报加纸质材料递交的方式，工作效率大大提高，也为学生提供了方便。当申请停留在某一节点上一段时间尚未被处理时，学生可通过系统中显示的审批节点负责人进行联系咨询。相比于原有方式，学生无法直接参与整个申请过程来说，也大大提高了效率。表2列出系统上线后，处理的申请单相关数据。
心得与体会
研究生出国（境）系统的上线，给我校在校硕、博士研究生出国（境）参加国际会议，交流访学等提供了方便的办理途径。学生仅需在网上填写申请单，相关的部门会在收到申请后进行处理，完成后进入下一审批单位。学生在此过程中可以亲身参与申请过程，了解自己的申请当前状态，同时对各业务办理部门的执行效率也是一种监督。新系统采用统一身份认证技术，与我校公共数据库对接。学生和老师不需要登录不同系统进行相关操作。后台的流程引擎能够为业务系统提供数据自动流转，同时能够保存每一步骤中产生的业务数据。开发运维人员无需过多关注后台数据的流转及存储，将更多精力放在流程优化及设计上。
将工作流引入高校信息化建设中，通过“流程再造”，重新梳理高校各管理部门间的业务流程。构建能够跨业务部门的新型高校信息管理系统，实现部门之间数据互通共享，提高各业务部门业务执行效率。利用工作流系统帮助完成业务系统数据流转，让业务系统关注业务需求，不需要再去实现业务数据从流程的一个节点流转至另一个节点。高校信息化系统引入工作流带来的优势：规范工作流程，与管理实现统一；加强流程控制力度，提高工作灵活度；提高服务质量，真正做到服务以师生为本；加强部门间协作，实现资源共享。
在系统建设初期，我们将业务数据流采用xml格式存储，去除了数据交换对平台的要求。即无论采用哪种技术方案来构建新的系统，都可以利用已有的数据。在接下来的工作中，我们将对已有数据进行一定的挖掘及处理，期望整理出一些有用信息供决策者参考。真正将工作流产生的数据流应用起来，而不仅仅作为工作流的附加产物。
（作者单位为华东师范大学信息化办公室）