基于B P MS的食品檢測實驗室管理系統構建研究

郭曙超，于仕超，昃丹琦，龔方

（1.山東出入境檢驗檢疫局，山東青島266001；2.青島出入境檢驗檢疫局，山東青島266001；3.青島經濟技術開發區產品質量監督檢驗所，山東青島266500）

近年來，食品檢測實驗室相繼實施LIMS（實驗室信息管理系統），檢測業務流程得到有效管理，實現了“無紙化”檢測流程流轉，工作效率成倍提高。然而在實驗室的體系管理和日常管理中，還存在其他大量的流程性工作，比如實驗室管理體系中的文件發布控制、合同評審、分包管理，日常管理中的試劑耗材申請，報銷審批、休假審批等各類申請表單，這些申請表單的審批依然以紙質載體在實驗室各部門進行傳遞。紙質載體在信息的處理、存儲、傳遞、檢索方面的低效率，使得管理者必須花費很大的精力在部門協調及資料的管理和檢索上，迫切希望用信息化的手段解決這些問題，然而現實卻是現有的LIMS系統重點關注檢測業務本身，以求最大限度滿足復雜的實驗室檢測業務流程，對相對簡單卻紛繁多變的實驗室內部流程審批管理再也力不從心，只能以固化的不可擴展的軟件模塊應對，最終被束之高閣，實驗室內部流程審批管理反而成為信息化的盲點。在此背景下，從實驗室工作實際出發，構建以“工作流”為基礎[1]，建立統一界面訪問實驗室資源，達到實驗室資源整合與協同辦公的最終目標，在“安全、可控、流程自動化”的實驗室綜合管理平臺上運行各類工作流程，進而從整體上保障管理體系正常運行和持續改進，就具有非常重要的現實意義。

總體上，食品檢測實驗室對實驗室內部流程管理系統的需求，已不僅限于簡單的“錄入、保存、修改、打印”，可以概括成以下幾個方面：設置統一的實驗室資源訪問接口、構建高效的協同辦公環境、進行安全、有效的知識資產管理、實現管理與業務流程的有效整合。BPMS具備的投入低廉、部署簡便、維護專業性弱等特點，正迎合了多數檢測實驗室改善內部協同能力的迫切需求，可以幫助實驗室快速實施內部流程管理系統的設計與構建。

1 BPMS的定義與演變

BPMS是Business Process Management System的縮寫，即業務流程管理系統。BPM（業務流程管理）提出以流程管理作為組織的核心，讓組織根據自己的業務需求量身定做自己的流程，并可以對流程進行方便的管理和控制[2]。BPMS即實現業務流程管理的一系列平臺和技術，能為管理者提供定義、實施、變更業務流程的方法，并保證靈活性和一致性，而不必考慮過多細節問題，BPMS消除了組織內各部門間的隔閡，對跨部門的業務流程的設計、執行、控制、分析和優化等諸多環節進行全面的支持和管理[3-4]。

總的來看，以流程為中心的管理經歷了三個階段[2]：

1）第一代流程管理思想，由管理學家Taylor首次提出，提倡以科學明確的管理規程替代過去的經驗管理，把操作流程明確定義在規章手冊中，依據一定規則實現文件、信息以及人員的自動流轉。該思想極大的提高了組織內部的工作效率，但對于部門之間以及組織之間合作沒有成熟且可行的實施技術。

2）BPR的概念，20世紀90年代提出，力求“All in one place”，期望通過一次徹底的業務流程重組，以一個功能齊全、高度集成的業務系統解決組織的所有業務需求。業務流程重組的結果是ERP的實施，但ERP一旦實施后就難以改變，要求組織的實際業務流程按照ERP系統自身定義的業務規則進行，可行性和適應性過差，因而實施成功率很低。

3）最新的發展階段是專業流程管理平臺，即BPMS，將流程從各種應用系統中獨立出來，如同管理數據一樣管理流程：基于可視化流程引擎的圖形化開發實現了流程設計智能化，基于業務流程調度引擎的流程自動調度分配實現了流程處理智能化，由此可以不受部門邊界和業務類型的限制，充分實現部門間協同工作，也使得組織可以簡便的為特定工作設計特定的流程，滿足組織快速演化、變革的需要。

目前國內市場占有率較高的主流商用BPMS廠商包括廣州天翎（myApps快速開發平臺）、方正飛鴻（FIX BPMES）、上海普元（EOS 6.X）、北京起步（X5快速開發平臺）、西安協同（SynchroFlow）等。

為更好地適應激烈的檢測市場競爭，食品檢測實驗室應從實際出發，優先考慮選擇利用成本較低、維護容易、擴展性佳的管理平臺，快速推進實驗室內部資源整合和業務應用集成。基于J2EE架構和關系型數據庫的OBPM開發平臺具備的開源、低投入、易部署、易維護等特點成為信息化資金有限、信息化人才匱乏的檢測實驗室的可靠選擇。

2 基于OBPM平臺的實驗室內部流程管理系統

OBPM在世界著名的開源網站SourceForge.Net發布，基于J2EE和eclipse進行開發，是一個開源、輕量級的BPM（業務流程管理）系統。OBPM從誕生到發展壯大，其研發過程充分利用了來自開源社區的草根力量，最終目標是讓開發人員、系統管理員以及非IT專業人士都可以輕松構建IT業務處理流程，讓產品的最終用戶也能夠快速搭建適合組織實際的應用系統[5]。

2.1 OBPM的特點

根據OPBM的設計思想，應用軟件的功能以數據及文檔處理為中心，可以分為數據采集、數據處理、數據展示三個部分。OBPM抽象出對應的三大通用元素，即：動態表單、工作流引擎、自定義報表，其中，數據采集問題由動態表單承擔，數據處理由工作流引擎解決，數據展示由自定義報表呈現。最新版本OBPM已經較為完善，變身一個集成化的軟件快速開發平臺，其主要特點是：

1）平臺內建工作流引擎（即 Workflow Engine），表單構建器，報表設計器，并且提供ERP接口，客戶端支持多種瀏覽器，還提供了強大的圖形界面；

2）平臺提供純WEB頁面的配置、開發、調試環境（符合非專業人士的使用習慣，但是部分IT專業人士認為在WEB界面進行開發效率低，復雜業務邏輯的設計和支持能力較弱）；

3）圖形化的工作流設計定義簡單實用，符合中國人的操作習慣；

4）自定義表單靈活、易用，控件體系架構清晰；

5）平臺搭建調試簡單、方便二次開發；

6）為開發人員提供了宏語言iScript。開發人員通過iScript宏語言可直接訪問OBPM提供的操作對象，從而方便對動態表單和工作流進行操作。

2.2 OBPM的體系架構

OBPM平臺布署在JDK 1.6，Tomcat 6.0以上環境中運行，作為一個開放的系統，OBPM本身也包含了眾多成熟的開源項目，其中包括：Webwork2、OScache、Xstream、Hibernate3、CGLib、poi、JMail等，其系統框架結構示意圖如圖1[5]。

圖1 OBPM系統框架Fig.1 OBPM Framework

OBPM采用5層體系架構：

第一層：WEB層（表示層），通過HTML或Ajax展現用戶界面，完成數據的采集以及信息的回顯；

第二層：Action Form層，負責數據的采集，將Web層收集回來的數據，通過Struts2傳遞給ValueObject對象，并為進一步處理做好準備；

第三層：Process層，此層實現主要的業務邏輯，可以采用EJB或簡單Bean方式。通過采用EJB方式的無狀態Session Bean，可以實現分布式的應用，實現實效轉移和負載平衡；

第四層：DAO代理層，這一層的設置使系統具備支持不同類型數據庫的能力，OBPM同時支持MySQL、SQL Server、Oracle、DB2 等不同類型數據庫；

第五層：DAO實現層，實現具體的DAO接口，例如通過Hibernate實現DAO功能，也可通過JDO實現數據訪問功能，以兼容不同類型的數據庫。

2.3 實驗室內部流程管理系統開發實例

以基于OBPM平臺和MySQL延伸開發食品安全檢測中心體系運行管理系統的合同評審模塊為例，開發構建的通常步驟如下[6]：

第一步，初始化系統環境：安裝JDK6、Tomcat 6、MySQL 5，配置JDK、Tomcat環境變量，初始化MySQL數據庫系統；

第二步，配置企業域：以管理員身份登錄OBPM后臺管理系統，對實驗室域的基本信息進行配置，包括：設置實驗室名稱、部門維護、用戶（員工）信息維護等，除了基本信息還可以進行日歷維護、網盤空間設置、操作日志設置等進階設置；

第三步，創建應用：即創建基于OBPM平臺的一個相對獨立的軟件，OBPM已內置了OA管理系統、客戶關系管理系統等基礎應用軟件，現在根據業務需要來定義與原有軟件并行的“體系運行管理系統”，需要設置軟件名稱、描述、數據源（名稱、數據庫類型、鏈接字、用戶名及密碼、連接池大小等）、并且測試是否成功連接數據庫；

第四步，創建模塊：此處模塊的概念與通常意義的軟件的功能模塊類似，需要設置模塊的名稱、描述、排序號、上級模塊等基本信息。模塊根據其功能通常由表單、流程、菜單、視圖等組合而成。

1）創建表單。表單可以通俗理解為實際的業務單據，是模塊與用戶交互的界面。OBPM提供了單、復選框，單、多行文本框，下拉框，日期、部門、用戶選擇框、按鈕、選項卡等多種控件用于可視化表單創建；并通過“包含元素”控件實現主從復雜數據的展現。圖2為表單設計界面及完成后的合同評審記錄主從表單。

圖2 表單設計界面及完成后的合同評審記錄主從表單Fig.2 Form design interface and contract accreditation masterslave form completed

2）創建流程。根據“合同評審”的實際流程在OBPM平臺中進行可視化流程設計，并對流程各環節的基本信息、審批人（角色、組織或代碼）、是否抄送、審批送出到達條件、流程回退回撤開關等進行設置。可視化流程設計器提供了8種節點類型通過關聯線進行連接。圖3為可視化流程設計器及完成設計的“合同評審流程”。

圖3 可視化流程設計器及完成設計的“合同評審流程”Fig.3 Visual process designer and the design of'contract accreditation process'completed

3）創建視圖，簡單理解，視圖可以看做表單數據對應的查詢展現界面，但其實際功能非常強大：一是通過普通，日歷視圖，地圖視圖，樹形視圖和甘特視圖等不同的視圖類型實現了更為直觀化、人性化的表單數據查詢、展示；二是子報表的對應表格視圖的建立是設計主從表單的必由步驟。本例建立了用于數據查詢的“合同評審記錄”視圖以及用于主從報表設計的“合同評審記錄子表”視圖。

通過上述OBPM配置及可視化開發，利用較少的時間和人力代價即可在OBPM平臺上免編碼實現實驗室內部流程管理系統的常見功能，包括：通知公告、個人辦公（電子郵件、日程安排、工作計劃等）、資源管理（辦公用品、固定資產管理、試劑標準品管理等）、行政管理（規章制度、請假出差、報銷管理等）、合同評審管理、分包管理、會議管理等，還可通過OBPM提供的ERP接口與食品檢測實驗室已有的業務管理系統進行整合，使得實驗室可以在較短時間內搭建起統一的信息化流程管理環境。

3 結論

從簡單的實現實驗室檢測流程信息化，到通過改善實驗室內部協同以提升實驗室的管理體系運營效率，BPMS領域的蓬勃發展使眾多食品檢測實驗室可以基于較小的投資快速獲得適應實驗室發展的信息化管理環境。基于OBPM的內部流程管理系統有效解決了實施實驗室應用集成中的主要短板，即信息化建設資金投入不足、系統開發人員缺乏、管理平臺建成后無法適應實驗室管理體系頻繁變更、維護、擴展等問題，為食品檢測及其他實驗室信息化建設的科學健康、可持續發展帶來新的曙光。

[1] 毛宏毅.基于工作流的業務流程管理系統的研究與實現[J].制造業自動化,2009,31(12):44-45

[2] 王輝,邵貝恩.用SOA和BPM組合架構實時企業[J].計算機應用研究,2007,24(6):226-229

[3] 李必輝,劉曉強.基于BPM的客戶關系管理系統設計[J].計算機應用與軟件,2008,25(12):177-179

[4] 夏昊.BPMS業務流程管理套件剖析[J].電力信息化,2007(6):109-113

[5] 百度.OBPM--BPM 開源系統 [EB/OL].[2012-12-27].http://baike.baidu.com/view/5207376.htm

[6] 王少景.基于OBPM構建企業辦公管理系統原理淺析[J].電腦知識與技術,2011,20(1):63-66