基于OSWorkflow的信息設(shè)備管理系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

林鈺杰， 陳衍鵬

(廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司 佛山供電局， 佛山 528000)

基于OSWorkflow的信息設(shè)備管理系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

林鈺杰， 陳衍鵬

(廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司 佛山供電局， 佛山 528000)

隨著電網(wǎng)企業(yè)信息化的不斷發(fā)展，企業(yè)內(nèi)部的信息設(shè)備種類越來越多，數(shù)量越來越大，傳統(tǒng)的設(shè)備管理模式已顯得捉襟見肘。針對這個問題，設(shè)計并實現(xiàn)了基于OSWorkflow工作流引擎的信息設(shè)備管理系統(tǒng)。介紹了工作流相關(guān)技術(shù)，對比分析了業(yè)界主流的4種工作流引擎并說明了適合OSWorkflow的基本原理，對信息設(shè)備管理系統(tǒng)進行功能和性能需求分析，以S2SH搭建系統(tǒng)的總體框架，并詳細(xì)描述了OSWorkflow的集成和實現(xiàn)方法。實際應(yīng)用表明，基于OSWorkflow的信息設(shè)備管理系統(tǒng)為企業(yè)提供了高效的設(shè)備管理、設(shè)備采購、統(tǒng)計報表等功能，達(dá)到了預(yù)期開發(fā)目標(biāo)。

OSWorkflow； 信息設(shè)備管理； 電網(wǎng)企業(yè)； S2SH

0 引言

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和信息技術(shù)的普及，電網(wǎng)企業(yè)現(xiàn)已具備了一定規(guī)模的信息系統(tǒng)以管理關(guān)乎國計民生的電力設(shè)備，確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定地運行。但對于企業(yè)內(nèi)的信息設(shè)備，如電腦、平板、PDA等，卻缺乏有效的信息化管理手段，仍然采用傳統(tǒng)的管理方式，大部分過程資料采用紙張?zhí)顚憽⑹止鬟f或使用Email、Office辦公軟件來完成，這些方式主要存在以下缺點：

1)無法對設(shè)備的去向和狀態(tài)進行有效跟蹤和了解；

2)無法避免人為原因造成的筆誤或延時處理而影響效率。

與電力設(shè)備管理類似，有效的信息設(shè)備管理可以提高資產(chǎn)利用率，節(jié)約企業(yè)運營成本。因此，為了克服上述困難，最直接的方式就是實現(xiàn)“流程化，信息化”。目前，以流程為中心的管理模式已經(jīng)滲入到各行各業(yè)，企業(yè)以流程整合各種獨立的生產(chǎn)活動，輔以各項管理手段使其落實執(zhí)行。工作流技術(shù)的核心便是流程，引入工作流技術(shù)可以有效監(jiān)督和評價管理方法、效果和收益[1]。一方面，信息設(shè)備管理中涉及許多申請和審批流程，而工作流技術(shù)可按照約定規(guī)則使數(shù)據(jù)和任務(wù)在節(jié)點之間傳遞和被執(zhí)行。另一方面，工作流技術(shù)可對現(xiàn)實中的規(guī)程、業(yè)務(wù)的變化做出快速反應(yīng)，幫助企業(yè)實現(xiàn)管理目標(biāo)。針對信息設(shè)備管理中存在許多工作流技術(shù)適用的場景，本文將OSWorkflow引入信息設(shè)備管理系統(tǒng)中，并完成相應(yīng)模塊的設(shè)計和實現(xiàn)。

1 工作流技術(shù)

1.1 技術(shù)對比與選型

目前，業(yè)界主流的工作流引擎主要有4種：Enhydra公司旗下的Shark、JBoss組織發(fā)布的jBPM、Alfresco公司的開源項目Activiti和OpenSymphony開發(fā)的OSWorkflow。

Shark是一個可擴展的工作流引擎框架，兼容WfMC(Workflow Management Coalition)的XPDL和OMG(Object Management Group)的BPMN流程定義語言，通過可自定義的持久層API來實現(xiàn)流程的存儲和實例化，并且提供了特有的ORM工具DODS(Database Object Design Studio)來完成數(shù)據(jù)持久化[2]。

jBPM(Java Business Process Management)基于輕量級開源框架J2EE開發(fā)，是JBoss企業(yè)中間件平臺的一個組成部分。jBPM以Petri網(wǎng)的token機制為參考并引入PVM(Process Virtual Machine)的設(shè)計理念，采用UML活動圖模型和無限狀態(tài)機模型來管理流程[3]。

Activiti是一個輕量級、可嵌入的業(yè)務(wù)流程管理引擎，遵循Apache開源許可，基于BPMN2.0標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)，實現(xiàn)了該標(biāo)準(zhǔn)大部分的執(zhí)行語義和圖元定義。Activiti還定義了多個擴展元素和屬性，支持與BPMN2.0規(guī)范結(jié)合使用，便于業(yè)務(wù)功能開發(fā)[4]。

OSWorkflow基于Petri網(wǎng)和有限狀態(tài)機的原理進行設(shè)計，采用Java開發(fā)，具有極強的靈活性，開發(fā)人員可根據(jù)用戶需求設(shè)計符合規(guī)則的業(yè)務(wù)流程，也可將其與現(xiàn)有系統(tǒng)集成[5]。

Shark的體積結(jié)構(gòu)比較大，對系統(tǒng)復(fù)雜度和運行速度產(chǎn)生了一些負(fù)面影響。雖然Shark對傳統(tǒng)中間件EJB、CORBA等提供了較好的支持，但對本文使用的S2SH框架的支持較弱。jBPM現(xiàn)已非常完善，通過它建立流程管理系統(tǒng)也比較容易，但其對復(fù)雜、特殊流程的支持相對較弱，實際使用時需開發(fā)人員進行較多的修改和擴展。另外，JBoss組織的產(chǎn)品較多，旗下的jBPM與JBoss服務(wù)器、JBoss Hibernate結(jié)合緊密，使得jBPM存在一定局限性。Activiti作為新興的工作流引擎，其相關(guān)文檔和社區(qū)還不夠健全，開發(fā)過程中遇到困難時難免會影響項目進度和質(zhì)量。OSWorkflow輕便靈活、低耦合、易與現(xiàn)有系統(tǒng)集成和業(yè)務(wù)擴展，適合作為本文的信息設(shè)備管理系統(tǒng)的工作流引擎[6]。

1.2 OSWorkflow基本原理

在OSWorkflow中，有限狀態(tài)機的State由Step和Status組成，State間的流轉(zhuǎn)依賴于Action的發(fā)生，在整個工作流生命周期內(nèi)有至少一個或多個活動的State，涉及的基本概念包括：

1)Step：一個工作流可以有多個Step，每個Step可通過Status進一步細(xì)分，工作流可在Step間流轉(zhuǎn)，也可以在Step內(nèi)流轉(zhuǎn)；

2)Status：用于描述Step在流程中的狀態(tài)，包括進行中(Underway)、等候中(Queued)、已完成(Finished)三種；

3)Action：用于觸發(fā)Step的流轉(zhuǎn)，通常由執(zhí)行此Action的條件和執(zhí)行此Action后的結(jié)果這兩部分組成。Action可以是自動執(zhí)行的動作，也可以是按業(yè)務(wù)需要制定的動作；

4)Condition：表示工作流中執(zhí)行動作的邏輯判斷條件，支持“and”和“or”兩種基本邏輯，復(fù)雜邏輯可結(jié)合Split和Join實現(xiàn)；

5)Split和Join：Split描述的是工作流程中產(chǎn)生的分支，可以產(chǎn)生多個結(jié)果；Join用于根據(jù)當(dāng)前Step的狀態(tài)合并出一個結(jié)果；

6)Result：用于描述執(zhí)行Action后的結(jié)果，該結(jié)果可能指向新的Step和Step對應(yīng)的Status，也可能進入Split和Join的邏輯處理。

2 需求分析

在軟件工程領(lǐng)域，完善的需求分析對軟件開發(fā)的成功起到至關(guān)重要的作用。下面分別對信息設(shè)備管理系統(tǒng)的功能需求和性能需求進行詳細(xì)分析。

2.1 功能需求分析

信息設(shè)備具有使用周期長、使用地點分散、管理難度大等特點，信息設(shè)備管理系統(tǒng)應(yīng)能提供設(shè)備增加、減少、轉(zhuǎn)移、停用、閑置、報廢等管理功能，并能提供按業(yè)務(wù)要求定制的報表、統(tǒng)計和査詢功能。系統(tǒng)主要功能需求如下：

1)設(shè)備管理功能：設(shè)備信息的增加、修改、查看和刪除；如果設(shè)備在庫可執(zhí)行借出操作，如果設(shè)備己被借出可執(zhí)行歸還操作；如果設(shè)備發(fā)生損壞且在保修期內(nèi)可執(zhí)行維修操作，如果設(shè)備損壞且不能使用可執(zhí)行報廢操作；如果設(shè)備不使用且需移出庫，則要執(zhí)行注銷操作；

2)報表統(tǒng)計功能：主要包括現(xiàn)有設(shè)備統(tǒng)計、設(shè)備使用統(tǒng)計、設(shè)備維修統(tǒng)計、設(shè)備領(lǐng)用次數(shù)統(tǒng)計、設(shè)備報廢統(tǒng)計等，各種統(tǒng)計均能以圖形和報表形式展現(xiàn)；

3)設(shè)備采購管理：從設(shè)備采購申請、采購資料管理、采購訂單跟蹤到供應(yīng)商評價的全部過程，均有專門人員對其施加影響，確保整個采購過程符合企業(yè)制度，維護企業(yè)利益；

4)用戶管理：包括用戶的新增、刪除，以及用戶各項屬性的維護，比如個人基本信息、所屬部門、權(quán)限職責(zé)等。由于用戶管理功能關(guān)系到整個系統(tǒng)的安全，故只有管理員有權(quán)限操作；

5)字典管理：主要是對資產(chǎn)類型、組織機構(gòu)等枚舉值進行管理，例如，當(dāng)有新類型設(shè)備入庫，或有新的部門成立時，管理員可以新增相應(yīng)的設(shè)備類型和組織機構(gòu)；當(dāng)有組織機構(gòu)更名或撤銷時，管理員需修改或刪除相應(yīng)的信息；

6)日志管理：日志可以記錄系統(tǒng)產(chǎn)生的所有行為，并按照既定的規(guī)范進行表達(dá)。日志所記錄的信息可以輔助維護人員排錯并優(yōu)化系統(tǒng)性能，或者根據(jù)這些信息調(diào)整系統(tǒng)的行為。

2.2 性能需求分析

開發(fā)信息設(shè)備管理系統(tǒng)的目的是充分利用設(shè)備數(shù)據(jù)以提高信息設(shè)備管理的效率與質(zhì)量，為此，系統(tǒng)必須能夠滿足以下性能要求：

1)可靠性，即系統(tǒng)在運行中不發(fā)生或極少發(fā)生故障。在停電、宕機、網(wǎng)絡(luò)故障等問題出現(xiàn)時，或者用戶操作失誤時，系統(tǒng)應(yīng)具有較強的自恢復(fù)能力，并且在問題消除后，用戶可繼續(xù)之前的工作而不是重頭開始。因此，系統(tǒng)應(yīng)在運行過程中及時記錄用戶的關(guān)鍵操作，以免在出現(xiàn)故障時丟失數(shù)據(jù)；

2)安全性，首先，系統(tǒng)要預(yù)防信息泄漏、假冒身份和惡意攻擊等安全問題，主要預(yù)防措施包括對系統(tǒng)進行安全配置、設(shè)置防火墻等；其次，系統(tǒng)需加入權(quán)限管理功能，任何用戶都必須使用用戶名和密碼登錄系統(tǒng)，以確定用戶的操作權(quán)限；再者，當(dāng)用戶進行了不當(dāng)操作時，系統(tǒng)能進行相應(yīng)的錯誤處理并給予提示或警示，不影響正常運行；

3)易用性，一方面，系統(tǒng)的部署、配置、維護簡單方便，具有良好的人機交互界面，能夠方便地進行跨平臺移植；另一方面，用戶只需掌握基本的計算機操作，便可在系統(tǒng)中進行日常管理工作。

3 系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

3.1 總體框架

系統(tǒng)總體框架采用輕量級J2EE體系中的S2SH(Struts2、Spring、Hibernate)框架技術(shù)進行搭建，如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)總體框架

其中，Spring是搭建整個框架的基礎(chǔ)，負(fù)責(zé)整合Struts2和Hibernate。表示層和控制層負(fù)責(zé)與用戶交互，包括接收用戶請求并將處理結(jié)果返回給用戶，這些可以采用Struts2框架處理。業(yè)務(wù)邏輯層負(fù)責(zé)實現(xiàn)具體的業(yè)務(wù)處理，可以通過Spring框架的IoC和AOP技術(shù)將各個功能模塊耦合相連。數(shù)據(jù)持久層基于Hibernate框架實現(xiàn)實體類與數(shù)據(jù)庫表間的映射，減輕了開發(fā)人員創(chuàng)建和維護數(shù)據(jù)的工作。

3.2 Spring集成OSWorkflow

OSWorkflow在Spring容器中可方便得到依賴解析和組件裝配，同時也得到了全生命周期的支持，整合過程需要配置以下4個組件：

1)SpringHibernateWorkflowStore：WorkflowStore表示對工作流數(shù)據(jù)的訪問支持，除了Hibernate方式，OSWorkflow還提供了其他配置，例如，JDBCWorkflowStore(JDBC方式管理數(shù)據(jù))、JDBCTemplateWorkflowStore(JDBCTemplate方式管理數(shù)據(jù))、MemoryWorkflowStore(內(nèi)存方式管理數(shù)據(jù))，等等。Hibernate方式的配置代碼如下：

WorkflowStore的屬性propertySetDelegate引用的是對Hibernate提供支持的代理類：

2)SpringWorkflowFactory：此組件確保了Spring容器可以注入工作流配置對象WorkflowConfiguration，而無需從其他XML配置文件中讀取；

3)SpringConfiguration：一個WorkflowConfiguration接口的實現(xiàn)類，包含了指向Factory和Store的引用，可在Spring容器中注入或連接；

4)SpringTypeResolver：此組件可使OSWorkflow從Spring的配置ApplicationContext中解析獲得OSWorkflow的業(yè)務(wù)邏輯組件，如FunctionProvider、Validator、Condition等。

3.3 工作流引擎類實現(xiàn)

信息設(shè)備管理系統(tǒng)的核心組件是工作流引擎，相關(guān)的類實現(xiàn)主要是擴展AbstractWorkflow接口中的方法，這里以本文的實現(xiàn)類ProcessManagementWorkflow的核心方法doAction為例來說明，該方法的功能是完成流程步驟，推動流程運轉(zhuǎn)，主要實現(xiàn)代碼如下：

List functions;

WorkflowStore store=getPersistence();

WorkflowStore entry=store.findEntry(id);

if(entry.getState()!=WorkflowEntry.ACTIVATED){

return;

}

//取得當(dāng)前所有步驟

List currentSteps=store.findCurrentSteps(id);

//遍歷每個步驟

for(Iterator it=currentSteps.iterator();!validAction && it.hasNext();){

Step step=(Step)it.next;

StepDescriptor sd=wf.getStep(step.getStepId());

for(Iterator it2=sd.getActins().iterator();!validAction && it2.hasNext();){

ActionDescriptor ad=(ActionDescriptor)it2.next();

//遍歷當(dāng)前動作描述的所有動作

for(Iterator it3=ad.iterator; it3.hasNext();){

Action action=(Action)it3.next();

//添加當(dāng)前動作的所有方法

functions.add(action.getFunctions());

}

}

}

//遍歷方法列表，執(zhí)行業(yè)務(wù)流程

for(Iterator it=functions.iterator(); it.hasNext();){

Function f=Class.forName(((Function)it.Next()).getName());

f.execute(),

}

首先，根據(jù)工作流實例id，調(diào)用WorkflowStore類對象的findEntry方法得到該實例的實體類對象entry，在獲取該實例對應(yīng)的所有步驟前，還需判斷其是否處于激活狀態(tài)，若是便進行后續(xù)的處理，否則返回。然后，遍歷取得的所有步驟Step，得到每個步驟的步驟描述符StepDescriptor；通過描述符可以得到每個步驟中包含的所有動作描述符ActionDescriptor；通過第三層嵌套循環(huán)得到所有動作Action，把每個動作中包含的業(yè)務(wù)邏輯方法Function添加到列表中。最后，遍歷列表，執(zhí)行方法，完成流程實例。

4 總結(jié)

本文著眼于電網(wǎng)企業(yè)的信息設(shè)備管理現(xiàn)狀，在分析傳統(tǒng)管理模式的基礎(chǔ)上，以進一步提高信息設(shè)備管理工作效率為目標(biāo)，研究了基于工作流技術(shù)的信息設(shè)備管理模式，設(shè)計并實現(xiàn)了一個基于B/S分層架構(gòu)，使用S2SH框架搭建并集成OSWorkflow工作流引擎的信息設(shè)備管理系統(tǒng)。自系統(tǒng)正式上線運行后，整個信息設(shè)備管理流程愈加公開和透明，管理者對業(yè)務(wù)流程狀態(tài)、設(shè)備庫存狀況等了如指掌，在進行決策管理時也可以使用更多的科學(xué)依據(jù)，從而證明了本系統(tǒng)的實用性；由于系統(tǒng)總體框架使用輕量級、低耦合的技術(shù)搭建，對于需求的變化和擴展均能比較容易地進行相應(yīng)修改，減輕了開發(fā)人員的工作量，也較好體現(xiàn)了本系統(tǒng)的靈活性。

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Design and Implementation of the Information Equipment Management System Based on OSWorkflow

Lin Yujie，Chen Yanpeng

(Foshan Power Supply Bureau,Guangdong Power Grid Limited Corporation,Foshan 528000,China)

With the continuous development of information technology in power grid enterprises, the numbers of type and amount of internal information equipment are growing increasingly, and result in a stretched situation of the traditional equipment management mode. Aiming at this problem, an information equipment management system based on OSWorkflow workflow engine is designed and implemented in this paper. Firstly, the related technology of workflow is introduced and four mainstream workflow engines are compared. After that, the basic principle of OSWorkflow which is suitable for this paper is explained. Secondly, the analysis of the function and performance requirements of the system is performed. Finally, the integration and implementation of OSWorkflow are described based on the overall framework built with S2SH. In practice, the system achieves the expected development goals by providing enterprises with efficient equipment management, procurement, statistical report and other functions.

OSWorkflow; Information equipment management; Power grid enterprise; S2SH

林鈺杰(1987-)，男，通信作者，碩士研究生，研究方向：信息系統(tǒng)開發(fā)和管理、營配信息集成 陳衍鵬(1990-)，男，本科生，研究方向：信息系統(tǒng)開發(fā)和管理、數(shù)據(jù)庫

1007-757X(2017)03-0067-04

TP311

A

2016.04.20)