基于Web Service和工作流技術重構BF的DSS設計

[摘 要] 傳統的商業大賣場(Business Field，BF)管理信息系統(Management Information System，MIS)的決策支持系統(Decision Support System，DSS)開發是基于應用軟件，在BF內部能夠順利地完成決策支持;但是無法在復雜的商業環境下，尤其是異地、異構網使用已有軟件系統完成輔助決策，而且是推送式的、自主的輔助決策。本文采用Web Service技術完成應用軟件的封裝和發布，采用工作流技術完成決策的柔性化以適應復雜的決策過程;并且針對Web Service中的安全問題以及工作流的流程重組定義進行探討。

[關鍵詞] 商場;決策支持系統;Web Service;工作流

doi : 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2010 . 17. 023

[中圖分類號]F270.7;TP393 [文獻標識碼]A [文章編號]1673 - 0194(2010)17 - 0054- 04

Web 服務使用了 XML 和基于 XML 的標準，最常見的是SOAP、WSDL、和UDDI。這些技術使應用程序之間的通信能夠以一種獨立于特定編程語言、操作系統和硬件平臺的方式進行。SOAP提供了一種在應用程序和Web服務之間進行通信的機制;WSDL 提供了一種向其他程序描述 Web 服務統一的方法;而 UDDI 使創建可搜索的Web服務注冊中心成為可能。將這些技術組合在一起加以使用，開發人員便能夠將應用程序包裝成 Web 服務并在網絡上發布 [1-2]。

WFMC發布的 WFMC Glossary (WFMC2TC21011)中對工作流相關名詞的定義如下:工作流(Workflow)是指業務流程的整體或部分自動化;其中，文檔、 信息或任務根據一組業務規則在參與者之間傳遞并被處理。工作流管理系統(Workflow Management System)是指利用軟件定義工作流、 創建工作流和管理工作流執行的系統 ，運行在一個或多個工作流引擎上 ，工作流引擎能夠解釋工作流的定義、 和工作流參與者交互并能在需要時觸發 IT工具和應用系統[3-4]。工作流引擎(Workflow Engine)是指負責工作流執行服務中部分或全部運行控制。

1模型的設計

本模型中Web Service的關鍵技術描述與設計如下:

(1)模型中XML的設計:XML(可擴充的標記語言)是一個基于文本的W3C規范的標記語言，是SGML針對特定應用領域的一個子集。XML 的運用為Web服務提供了一種與平臺無關的、靈活且可擴展的標記技術;所有核心的 Web 服務標準(SOAP、WSDL和UDDI)都是基于XML的。本系統使用Web服務正是考慮到該技術的松耦合性和平臺無關性與商業環境非常契合。但是XML的安全性缺陷是制約該項技術應用的主要障礙之一，本系統的設計針對這個問題進行了一些探索。

(2)模型中SOAP的應用與設計:SOAP(簡單對象訪問協議)，是一種基于XML的表示層協議，它用來在應用程序之間以對象的形式對等地、方便地交換數據。SOAP完全獨立于任何廠商，可以相對于任何編程語言、對象模型、操作系統和平臺獨立實現。SOAP提供了一種允許不同操作系統平臺下的應用程序通過HTTP、XML 等機制交互信息的方法，其完全繼續了 XML 的開放性和描述可擴展性。商業環境是一個復雜的環境，人員流動性大，業務內容復雜，牽涉的地域廣，用戶所使用的系統和應用程序也是各自獨立的;SOAP協議正好可以彌補異構網、不同平臺的用戶與系統的通訊，解決會話平臺的統一問題。

(3)模型中WSDL的設計與應用:WSDL (Web 服務描述語言)，定義了一個基于XML的組件描述標準機制。WSDL描述的服務信息可以是發布的內容、查找的返回結果以及綁定的信息。一個WSDL文檔將Web服務定義為進行消息交換的網絡通信端點集合，或者端口的集合。在WSDL里，端點及消息的抽象定義與它們具體的網絡實現和數據格式綁定是分離的，這樣就可以重用這些抽象定義。商業信息系統已經經過了若干年的開發和應用，原有的大量的應用軟件對商場來說是寶貴的財富，再加上員工經過長時間的使用已經熟悉并習慣原系統的操作，所以新系統的推出必然要考慮到與原系統的兼容性;WSDL為遺留的應用軟件的使用提供了良好的接口。但是，因為應用的環境發生了變化，原有的應用軟件的兼容性在實際中仍然會出現這樣或那樣的問題，比較突出的是多任務的處理機制，資源的競爭等仍然是要引起關注的。

(4)模型中UDDI的設計與應用:UDDI (通用描述、發現和集成協議)提供了一個基于Web 的、分布式的注冊、發布和發現Web Service 的標準機制。UDDI的核心組件是UDDI商業注冊，它使用一個XML文檔來描述企業及其提供的Web Service。系統通過UDDI完成服務的封裝，并且發布在Web服務器上，用戶通過UDDI可以容易地發現系統所提供的Web服務，并且使用所提供的服務。

通過Web Service技術對原商場管理信息系統的封裝和發布，不管是本地局域網還是遠程Internet用戶都可以通過SOAP協議與系統通訊并通過UDDI發現Web服務并獲得相應的服務;Web服務在系統集成技術上已經非常成熟;但是因為Web服務是基于XML的，在安全保障方面比較弱;雖然在用戶登錄系統時可以通過合法用戶驗證來加強系統的安全性，但是對于商業機構來說，商業數據屬于商業機密，必須加強保護。在本系統設計中，我們構建如下安全機制:

首次密碼本(加密、解密的算法)的分發采用點對點的方式進行，用戶得到密碼本后需定期進行更新，對沒有能及時更新的用戶的密碼本作廢處理，重新進行點對點的分發獲得。采用這種方法的密碼管理可以最大限度地防止非法用戶的入侵。

用戶只要對后援數據庫進行讀寫操作，工作流觸發器就會自動地進行密碼本識別，合法用戶還需進行數據庫讀寫權限的識別后方可進行相應的讀寫操作，防止商業數據泄密。

在工作流軟件運行時，同樣需要進行密碼本的識別和權限的判斷;因為工作流軟件的運行可以改變商場的業務流程，如果有非法用戶侵入，后果也是非常嚴重的。

密碼本的核心程序是一組函數，當用戶申請數據庫讀寫操作或者工作流操作時，系統會隨機產生一個數據發送給用戶端，系統對用戶返回的經密碼本計算出來的值與系統的預期值進行比較來決定用戶的合法性和操作權限。當用戶提出相關操作時，工作流觸發器會自動觸發相關控制程序(工作流)完成識別工作。

工作流管理系統是一個軟件系統，它完成工作流的定義和管理，并按照在計算機中預先定義好的工作流邏輯推進工作流實例的執行。采用工作流管理系統可以在最大程度上集成企業的現有信息資源，實現資源的充分利用，提高企業管理的規范化程度，縮短業務過程的處理時間，提高業務處理的靈活性，降低管理成本，提高工作效率。

工作流設計分為模型建立階段、模型實例化階段和模型執行階段。

在模型建立階段，通過利用工作流建模工具，完成企業經營過程模型的建立，將企業的實際經營過程轉化為計算機可處理的工作流模型。模型實例化階段為每個過程設定運行所需的參數，并分配每個活動執行所需要的資源。模型執行階段完成經營過程的執行。

工作流技術的模型建立方法很多，見參考文獻[5-7]，主要缺陷是建模語言不夠規范，建模工具可讀性差，容易產生二義性;另外，路由遍歷時關系定義可能會出現錯誤的工作流組合，有一定的風險;完成測試時，完全靠人工測試技術加以檢查，當工作流關系比較復雜時，正確性難以保證。

在商業系統中，影響決策的因素很多，不同的因素對決策的影響程度也各有不同。建立工作流模型時，決策依據至關重要，在多因素的共同作用下的決策的優先次序和影響度與工作流的控制模型形成關聯，構成工作流的流程控制。工作流的任務控制主要面對的是工作流任務的并發狀態下的處理機制;異常處理針對的是工作流運行過程中的出錯處理和死鎖狀況下的處理。狀態的轉換由工作流調度中心統一調度(如圖2所示)。

通過接口1完成工作流的定義，包括工作流的描述、屬性、狀態等;通過接口2完成與系統原有應用程序的連結，最大限度地與原有系統兼容;接口3實現工作流的監控和管理，通過監控工作流狀態，為完成工作流的調度提供依據和執行策略;接口4實現了與其他工作流引擎的接口，拓展工作流的工作范圍和處理能力;接口5是工作流的管理工具，通過這些工具實現對工作流的管理。在本系統中工作流執行過程中產生的數據存放在工作流應用數據庫和工作流相關數據庫中，并且通過適配器與遺留應用系統通訊。

2 實例驗證

實例驗證中以兩種典型的用戶為例:一種是商品供應商(以下簡稱商戶)，一種是商場管理人員(以下簡稱商管)。驗證場所為揚州萬家福商城，假定都從遠程登錄系統。

商戶首先必須取得商場管理系統的授權，在本系統中是裝有授權軟件的U盤;因為系統是基于Web服務的，用戶可以通過任意Internet終端訪問系統;登錄系統后，如果只是瀏覽網站則無需驗證授權;如果想了解某種具體商品的銷售情況或庫存情況則必須通過系統的授權驗證;一旦商戶點擊相應操作，工作流引擎會自動觸發驗證授權的工作流軟件進行授權驗證。通過驗證的商戶取得商場數據庫的讀取授權(每次讀取操作都會被要求驗證授權)，啟動相應的應用程序(被封裝成工作流)完成相應操作;商戶的授權只能讀取相關數據庫數據，無權進入工作流管理系統對工作流進行操作。

商管也必須事先獲得商場管理系統的授權;登錄系統后，既可以完成數據庫的讀取，也可以進入工作流管理系統進行工作流的相關操作，如定義新的工作流、定義新的工作流流程和運行機制及工作流的屬性描述等，如表1所示。但無權修改已有的工作流;已有工作流及流程控制的權限屬于系統管理員。

工作流控制模型偽指令代碼如下:

GZLKZMX Main()

{

DYGZL() //調用工作流

For i=1 to n

Do case

Case TJ(i) GOTO QDGZLYQ(i)//滿足條件TJ(i)時啟動工作流引擎，執行相應的工作流。

Endcase

Skip

Endfor

｝

經過在江蘇省揚州市萬家福商場的實驗證明，該模型沒有出現明顯的資源競爭和系統瓶頸;加密的方法的安全性有待時間驗證。

3 結 語

商業環境情況比較復雜，牽涉很多的供應商、服務商、物流企業;提供一個標準化的、不受軟件系統限制的、通用的交流平臺，對商業企業尤其是大賣場(BF)是有著積極意義的;Web Service技術和工作流技術目前已日臻成熟，引入成熟技術主要考慮的是降低企業的風險。當然在技術引入時會出現很多實際問題，如本文提到的安全性問題，工作流模型描述的直觀性與簡化性的矛盾等，我們也做了一些探討和實踐，結果表明，對商場有積極作用。如能夠徹底解決這些細節問題，對于完善Web Service技術和工作流技術有著重要的意義。

主要參考文獻

[1]馬永軍，賈玲.基于工作流技術的中小型企業軟件過程管理系統[J].天津科技大學學報， 2009，24(1):66-70.

[2]席金菊.基于Web服務的B2B電子商務的集成[J].湖南城市學院學報:自然科學版，2009，18(1)，55-59.

[3]樊建輝.基于Web Service的工作流系統的研究與實現[D].哈爾濱:哈爾濱工程大學，2009.

[4]彭增喜 ，張鋼.基于 Web服務和工作流技術的應用集成研究[J].微處理機，2009(2):60-62.

[5]何象林，孔鴻濱，姚紹文.基于語義的工作流數據模式研究[C].2009國際信息技術與應用論壇論文集，2009.

[6]部昱暉，唐慧佳.柔性工作流邏輯建模及其合理性研究[J].計算機應用，2009，29(4):1155-1158.

[7]李鶴，唐達.一種工作流管理系統的模型化簡方法[J].湖北汽車工業學院學報，2009，23(1):45-49.