D0I:10.13374/i.issn1001-053x.2001.06.021 第23卷第6期 北京科技大学学报 Vol.23 No.6 2001年12月 Journal of University of Science and Technology Beijing Dec.2001 基于工作流和面向对象的 矿山物资管理信息系统 侯运炳王炳文任勇 中国矿业大学北京校区)，北京100083 摘要建立工作流模型描述系统框架，在工作流系统框架的基础上，采用面向对象分析方 法，提取并建立实体、动态控制和事务3种类型的对象模型，作为系统的组成部件.工作流和面 向对象技术的应用能够提高系统的柔性和应变能力. 关键词矿山信息系统：工作流；面向对象技术 分类号TP3I1 矿山管理信息系统的开发和应用中存在的 各种媒体信息或任务，工作流技术为任务的协 一个很大问题是应用系统的软件复用程度很 同处理提供了支持.工作流管理系统是用于定 低，难以适应企业的发展和变化.企业环境或业义工作流模型、建立工作流实例和管理工作流 务的较小改变可能会引起原有系统的很大修 执行情况的系统.工作流管理系统的实际应用 改，甚至需要全部重新设计和开发.为了解决这 可以提高系统的柔性和软件复用性 一问题，在开发石圪节煤矿物资管理信息系统 1.2石疙节矿物资管理工作流 时，采用工作流分析方法和面向对象分析方法， 石圪节煤矿共有11个物资仓库，存储了上 分析系统的物资信息流动和管理过程，提取并 万种物资.石圪节煤矿物资管理信息系统包含 建立可复用对象模型，从而使开发的系统具有 了全矿物资管理和流动的整个过程，涉及到全 良好的可扩展性和柔性， 矿的各个生产段队和职能部]，内容复杂.物资 管理有着十分严格的作业流程，对材料的出人 1基于工作流模式的系统结构 库、调拨、出售等都有严格的审批过程 11工作流技术 根据工作流原理，建立材料验收过程工作 工作流技术是指基于企业的业务流程，将 流模型如图1所示 业务分解为状态传递（任务状态）集合的软件分 材料验收入库一验收人员录入材料基本信息签字 析技术-川.工作流包括路由、规则，任务3个要 素.路由是指工作流所经历的任务状态传递，规 科长审查确认 确认无误 则决定传递方向，任务是企业业务的表现.可通 确认尤误 过部门、任务、外部库关系表描述不同部门工作 确认无误厂 保管验收入作 时对外部数据库的访问，用部门、任务关系图即 确认尤误 工作流图表现部门之间任务的相互作用与合 入库 作，由任务分配规则说明工作流程的内部任务 图1材料验收入库工作流模型 分配.工作流主要涉及的内容是工作任务的整 Fig.1 Workflow model of material management 体处理过程、工作组成员间依据一组已定义的 规则及已指定的共同目标所交换的文本文件、 其他相应的管理业务也存在着清晰的数据 流向，这样多条管理流程构成了石圪节煤矿的 收稿日期200104-04候运炳男，39岁，教授 整个物资管理信息系统的运作过程 ★国家自然科学基金资助项月(No.50074031)
第 卷 第 期 年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 ’ 盯 加 匕 基于工作流和面 向对象的 矿 山物资管理信息系统 侯运炳 王 炳 文 任 勇 中国矿业大学 北京校区 ， 北京 摘 要 建 立工 作流模型描述 系统框架 在工作流 系统框架 的基础 匕 采用 面 向对象分析 方 法 ， 提取并建立实体 、 动态控制和事务 种类 型 的对 象模型 ， 作为系统的组成部件 工作流 和面 向对 象技术 的应用 能够提 高系统 的柔性 和应变 能力 关 健词 矿 山 信息 系统 工 作 流 面 向对象技术 分 类号 矿 山 管理信息 系统 的开发 和 应用 中存在 的 一 个 很 大 问题是 应 用 系 统 的 软件 复用 程 度 很 低 ， 难以适应企业 的发展 和变化 企业环境或业 务 的较 小改变 可 能会 引起 原有 系统 的很 大修 改 ， 甚至需要 全部重新设计和 开 发 为了解 决这 一 问题 ， 在 开 发 石 屹 节 煤矿物 资管理信息 系统 时 ， 采用 工作流分析方法和面 向对象分析方法 ， 分析 系统 的物资信息流 动 和 管理过 程 ， 提取并 建立 可 复用 对象模型 ， 从 而使开 发 的 系统具有 良好 的可 扩展性 和柔 性 基于工作流模式的系统结构 工作流技术 工 作流技术是 指基 于 企业 的业务流程 ， 将 业 务分解 为状态传递 任务状态 集合 的软件分 析技 术 ’一” 工 作 流包括路 由 、 规 则 、 任务 个要 素 路由是指工作流所经历 的任务状态传递 规 则 决定传递方 向 任务是企业 业 务的表现 可 通 过部门 、 任务 、 外部库关系表描述不 同部门工作 时对外部数据库的访 问 ， 用部门 、 任务关系 图 即 工 作 流 图 表 现 部 门之 间 任 务的 相互 作用 与合 作 ， 由任 务分 配 规则说 明工作流 程 的 内部任务 分配 工 作流 主要 涉 及 的 内容是 工作任务 的整 体处 理过程 、 工 作组 成 员 间依据一 组 已 定 义 的 规则及 已指定 的共 同 目标所交换 的 文 本 文 件 、 收稿 日期 刁 刁 侯运 炳 男 岁 ， 教 授 国家 自然科学 基金资助项 目 各 种 媒体信息 或任 务 工 作 流 技 术 为任 务 的协 同处理提供 了 支持 工作流 管理 系统 是 用 于 定 义 工 作流模 型 、 建立 工作 流实例和管理工 作流 执行情况 的系统 工作流管理 系统 的实际应用 可 以 提高 系统 的 柔性 和 软件复用 性 石疙节矿物资管理工作流 石 屹节煤矿 共有 个物 资仓库 ， 存储 了 上 万种物资 石 屹 节 煤矿 物资管理信息 系统包含 了全矿物资管理和流动 的整个过 程 ， 涉 及到全 矿 的各个生 产段 队和 职能部 门 ， 内容复杂 物资 管理有着十分严格 的作业 流程 ， 对材料 的 出人 库 、 调 拨 、 出售等都有 严格 的审批 过 程 根据工作 流 原理 ， 建 立 材料 验 收 过 程 工作 流模 型 如 图 所示 材料验收入库 保管验收入库 圈 材料脸收入 库工 作流模型 运 口 其他相 应 的管理业 务也存在着清晰的数据 流 向 ， 这样多条管理流程构成 了石 屹节煤矿 的 整 个 物资管理信息 系统 的运 作过程 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．2001．06．021
Vol.23 孙广义停：基于：作流和面向对象的矿山物资管理信息系统 555 13通过对用户权限的设定来管理工作流 据流的结构，描述了动态模型中状态的改变及 网络化的管理信息系统是多用户的系统， 经受操作的对象.以操作人员和材料为主要对 所有数据都存储在中央服务器的数据库上.石 象，建立实体对象模型，如图2所示 圪节煤矿的物资管理信息系统以工作流为基 础，对数据操作的顺序性要求很高.在该系统 操作人员 代码 中，将用户的身份同职能相结合，严格限制用户 身份 的存取权限，确保数据流向，实现系统功能 姓名 首先每一个加入到本系统的用户都要在系 统内注册，并由系统管理员赋予用户一定的权 段队人员 供应科人员 其他人员 限.详细的注册内容包括：操作员代码、操作员 代码 代码 代码 身份 身份 身份 姓名、操作员身份、操作员口令，单位代码、单位 姓名 姓名 姓名 名称，操作员签名（真实姓名）.对操作员的权限 设置内容如表1所示 科长 科长 保管 制单 囊1用户权限内容 代码 代码 代码 代码 Table I User authorization in the database system 姓名 姓名 姓名 姓名 日常业务 查询 报表输出 验收人车当前咋存情况47种材料消耗报表 I常业务 调拨 验收人库情况坑木收消存报表 材料 领退料 出库情况 火药收消仔报表 编码 出售 超储短缺情况雷管收消存报表 名称 段队材料消耗各段队逐日（月）材料分析表 图2实体对象模型 情况 原材料能源消费与库存总结 Fig.2 Solid object models 对于每一个进人系统的用户，系统根据用 2.2动态控制模型 户登录的姓名及口令确定用户的身份和权限， 动态控制模型表示瞬时的、行为化的系统 在权限范围内允许用户操作 的“控制”性质，它规定了对象模型中的对象的 仍以验收人库为例，验收人员进人本系统 合法变化序列，动态模型描述了功能模型中执 后，由于赋予了他可以参与日常业务中的验收 行处理的次序，描述了对象的状态及当对象接 入库部分，并能够填写新的验收证，所以他可以 受事件和改变状态时所执行的操作，以验收入 填写验收证，签字后，将该单送人中央数据库， 库为例，所建立的动态模型如图3所示 对于科长，系统赋予了他可以审查日常业务验 验收人贝 收入库中验收人员已签字的新验收证，所以他 验收材料入库 能够审查验收证并签字.仓库保管则只能看到 验收和科长都签过字的验收证.这样，一张验收 填验收证，输入材料基本信息 有误 单依次走下去，顺序完成审批流程，而不会出现 任何差错 尤误 无误查看本仓库验 科 查看羚收证 中央 数据库 收正（验收科餐 长已签字) 2建立对象模型 有误 2.1实体对象模型 临时待核 实体对象模型表示静态的、结构化的系统 图3动态控制棋型 的“数据”性质.它是对模拟客观世界实体的对 Fig.3 Dynamic controlling models 象以及对象彼此之间的关系的映射，描述了系 2.3事务模型 统的静态结构，实体对象模型为建立动态模型 事务模型表示变化的系统的“功能”性质， 和功能模型提供了实质性的框架，对象模型表 它指明了系统应该“做什么”，因而更直接地反 示功能模型中动作对象的结构，数据存储和数 应了用户对目标系统的需求.事务模型描述了
孙 广 义 等 从 于 卜作流 和 而 向对 象 的矿 山物 资管理 信息 系统 通过对用户权 限的设定来管理工作流 网络化 的管理信息 系统 是 多 用 户 的 系统 ， 所有数据都存储在 中央 服务器 的数据库 匕 石 吃 节煤矿 的物 资管理 信息 系统 以 工 作 流 为基 础 ， 对数据操作 的顺 序性 要 求很 高 在该 系统 中 ， 将用 户 的身份 同职能相结合 ， 严格 限制用 户 的存取权 限 ， 确 保数据流 向 ， 实 现 系统 功 能 首先每一 个 加 人 到本 系统 的用 户 都要 在 系 统 内注册 ， 并 由 系统管 理 员 赋 予 用 户 一 定 的权 限 详细 的注 册 内容包括 操作 员代 码 、 操作员 姓名 、 操作 员 身份 、 操作 员 口 令 、 单位代码 、 单位 名称 、 操作员签名 真实姓 名 对操作员的权限 设 置 内容如 表 所 示 据流的结构 ， 描述 了动 态模 型 中状 态 的改变 及 经受操作 的对象 以操作 人 员 和材料 为主要 对 象 ， 建立 实体对象模型 ， 如 图 所示 段 队人 员 凿 代码 身份 姓 名 供应科人 员 代码 身份 姓名 其他人 员 代码 身份 姓名 衰 用户权 限 内容 几 ， 往 妞 ， ， 口 日常业务 验收人库 调拨 领退料 出售 查 询 报表输出 当前库存情况 种材料消耗报表 验收人库情况 坑木收消存报 表 出库情况 火药收消存报表 超储短缺情况 雷管收消存报表 段队材料消耗 各段 队逐 日 月 材料分析表 情况 原材料能源消费与库存总结 科 长 科 长 保管 制单 代码 代码 代码 代码 女胜名 姓 名 姓名 姓 名 常业务 材料 编码 名称 圈 实体对 象模型 对 于 每一 个进 人 系统 的用 户 ， 系统 根 据用 户登 录 的姓名 及 口 令确定用 户 的身份 和权 限 ， 在权 限范 围 内允许用 户操作 仍 以 验收 入 库 为例 ， 验收人 员进入 本 系统 后 ， 由于 赋 予 了他 可以 参与 日常业 务 中的验收 入 库部分 ， 并能够填写 新 的验 收 证 ， 所 以 他 可 以 填写验 收证 ， 签 字 后 ， 将该单送 人 中央 数据 库 对 于 科长 ， 系统赋 予 了 他 可 以 审 查 日常业 务验 收人 库 中验 收 人 员 已 签字 的新 验收 证 ， 所 以 他 能够审查验 收 证并签字 仓库保管则 只能看 到 验收 和科长都签 过 字的验 收证 这 样 ， 一 张验收 单依次走 下 去 ， 顺 序完 成审批 流 程 ， 而 不 会 出现 任何差 错 动态控制模型 动 态控制模 型 表 示 瞬时 的 、 行为化 的 系统 的 “ 控制 ” 性 质 ， 它规定 了对 象模 型 中的对象的 合 法 变 化 序 列 动 态 模 型 描 述 了功 能模 型 中执 行处 理 的次 序 ， 描述 了对 象的状态及 当对 象接 受 事件和 改 变 状态 时 所执行 的操作 以 验收 人 库为例 ， 所建立 的 动态模 型 如 图 所示 人 员 验收材料入库 填 ‘， 验收证 ， 输入材料基本信息 有 误 · 保管 洲 一 查看麒 证 建立对象模型 实体对象模型 实体 对 象模 型 表示 静态 的 、 结 构 化 的 系统 的 “ 数据 ” 性 质 它 是对模拟 客 观世 界实体的对 象 以 及对 象彼此 之 间 的关 系的映 射 ， 描述 了 系 统 的静态结 构 实体对 象模 型 为建 立动 态模型 和 功 能模 型 提 供 了实质性 的 框 架 对 象模 型 表 示 功 能模 型 中动 作 对 象 的结 构 、 数据 存储 和 数 中央 数据库 看本仓库 证 验收 、 已 签 字 耐圃 误 圈 动态控制模型 · 事务模型 事务模 型 表示 变 化 的系统 的 “ 功 能 ” 性质 ， 它 指 明 了 系统应 该 “ 做什么 ” ， 因 而 更直接地 反 应 了用 户 对 目标 系统 的需 求 事 务模 型 描述 了
·556 北京科技大学学报 2001年第6期 对象模型中类上的操作及各操作的变量，它也 (2)工作流的任务完成截止时间限制了事件 由此表示了类之间的“供主一客户”关系，描述 的完成时间，大多数由对象构成的系统（非实时 了动态模型中未定义的动作及活动的定义.以 系统)的逻辑正确性依赖于事件顺序，而不是确 操作人员为核心，建立本系统的主要事务模型 切的时间，但实际上企业业务处理是不能无限 如图4所示. 延迟的.因此工作流的任务完成截止时间限制 BBS内部信息交流系统 了事件的完成时间. (3)工作流的任务分配原则和任务状态传递 超储短缺情况 材料消耗报表 决定复杂对象的操作.在MIS系统中，将业务部 当前入情况 查询 统计 段队材料分析 门作为复杂对象，工作流的任务的开始触发复 验收入库情况 材料能源消费 杂对象的开始操作，复杂对象的状态决定了后 物资基本信总 续的操作.工作流的业务流程用复杂对象状态 目常业务 材料库存总值 的变化实现.如前述的验收流程，制单人员添好 验收证后提交给科长，科长打开验收证则收到 羚收调拨 领退料 出售 该单，签字后仓库保管人员会看到制单和科长 图4事务模型 都签过字的单子，保管验收签字后，新材料入 Fig.4 Work model 库，整个操作过程完毕 3 工作流框架与对象模型的结合 4结论 图1所示的工作流模型实际上描述了系统 面向对象和工作流技术的结合实现了系统 的信息传递流程.基于“软件总线”的设计思想， 中各种信息处理的主动性和信息的惟一性，对 在进行系统设计时，以工作流模型作为系统软 数据处理做到协调一致，便于实现对系统全局、 件构架的设计参考原型，以对象模型为系统的 全过程的控制.工作流和面向对象技术的实际 组成部件（组件），以此提高系统的复用性、可扩 应用可以提高系统的柔性和软件复用性， 展性和系统柔性.为此，在建立工作流模型和对 象模型时，考虑和设计了对象模型和工作流模 参考文献 型之间的偶合关系 1胡卫军，陈传波通用工作流管理模式的分析与研究 (1)对象状态变化体现工作流的任务执行. 计算机工程与应用，1999(7)：32 动态控制对象模型描述了对象在不同时刻的状 2张德壮，李俊海，工作流管理系统综述.计算机应用， 2000.20(5):34 态，对象的操作及其发生的次序，表现了对象状 3罗海滨，范玉顺.工作流技术综述.软件学报，2000,11 态的变化.工作流任务由1组对象的操作实现， (7):899 对象的操作融发的约束条件保证操作的先后次 4邵维忠，杨芙清.面向对象的系统分析北京：清华大 序 学出版杜，2000 Information System of Mine Materials Management Based on the Workflow and Object-oriented Technology HOU Yunbing. WANG Bingwen.REN Yong China University of Mining Engineering Technology,Beijing 100083,China ABSTRACT Workflow models are built to describe the system structure.Based on the workflow architec- ture,by use of object-oriented technology,three type of object models of the system are abstracted and built, they are solid models,dynamic controlling models,and work models,and based on those object models the system components are developed.The application of workflow and object-oriented technology can improve the flexibility and agility of the information system. KEY WORDS mine management of information system;workflow;object-oriented technology
北 京 科 技 大 学 学 报 年 第 期 对 象模 型 中类 卜的操作 及各 操作 的 变 量 ， 它 也 由此表示 了类之 间 的 “ 供 主一客 户 ” 关 系 ， 描 述 了动态模型 中未定 义 的 动作 及 活 动 的定 义 以 操作人 员为核心 ， 建立 本 系统 的 主要 事务模型 如 图 所示 内部信息交流系统 超储短缺情沉 材料消耗报 表 操 作 人 ， 气苗「入 成 洁 夕只 户、 所 以 材料乙下析 吝 淆 心卜 铸 入 名挤十当 》 口 已‘ 目 卜 孟 、 一 己 下去 丁丁石石二工二…石 几刀 一一下一尸 画 圈 事务 巨 模 通 型 亘 回 馆 · 工作流 的任务 完成截止 时 间 限制 了事件 的完成时 间 大 多数 由对 象构 成的 系统 非实时 系统 的逻 辑正确性依赖于事件顺序 ， 而不 是确 切 的时间 ， 但实际 上企业 业 务处 理是不 能无 限 延 迟 的 因 此 工 作流 的任务完成 截 止时 间 限制 了事件的完成时间 工作流 的任务分配原则和任务状态传递 决定复杂对象的操作 在 系统 中 ， 将业 务部 门作 为复杂 对象 ， 工 作流 的任 务 的开 始触发 复 杂对象的 开 始操作 ， 复杂对象 的状态 决定 了后 续 的操作 工 作流 的业 务流程用 复杂对 象状态 的变化实现 如前述 的验收流程 ， 制单人 员添好 验 收 证后 提 交给科长 ， 科长 打开 验收 证则收 到 该单 ， 签 字后 仓库保管人 员会看到制单和科长 都签过 字 的单子 ， 保管验收签 字后 ， 新材料 入 库 ， 整 个操作过程 完 毕 工作流框架与对象模型的结合 图 所示 的工 作流模型 实际 描述 了 系统 的信息传递流程 基 于 “ 软件总线 ” 的设计思 想 ， 在进行 系统设计时 ， 以 工作流模 型 作为系统 软 件构架 的设计参考原 型 ， 以 对 象模型 为系统 的 组成部件 组件 ， 以 此提高系统 的复用性 、 可扩 展性和 系统柔性 为此 ， 在建立 工作流模型 和 对 象模 型 时 ， 考虑 和设计 了对象模 型 和 工 作流模 型 之 间 的偶合关 系 对象状态 变 化体现 工 作流 的任 务执行 动 态控 制对象模型 描述 了对象在不 同时刻的状 态 、 对象的操作及其发生 的次序 ， 表现 了对象状 态 的变化 工作流任务由 组 对 象的操作实现 ， 对 象的操作触发 的约束条件保证操作的先后 次 序 结论 面 向对象和 工作流技术的结合实现 了系统 中各种信息处 理 的主动性和信息 的惟一性 ， 对 数据处理做到协调 一致 ， 便于 实现对 系统 全局 、 全过程 的控 制 仁作流 和 面 向对象技术 的实 际 应用 可 以 提 高系统 的柔性 和 软件复用 性 参 考 文 献 胡 卫军 ， 陈传波 通用 工 作流 管理模式 的分析 与研究 计算机 工 程 与应 用 ， 张德壮 ， 李俊海 工作流管理 系统综述 计算机应 用 ， 罗 海滨 ， 范 玉顺 工作 流技 术综述 软 件学报 ， ， 邵维忠 ， 杨芙清 面 向对象的系统分析 北 京 清华大 学 出版社 ， 一 万口 功 ， 侧刀 ， 双五 ， ， ， 一 ， ， ， 勿 ， ， 一 一
