工作流

定义

工作流是对工作流程及其各操作步骤之间业务规则的抽象、概括描述,即在计算机环境中把一项业务所包含的活动、顺序与判断条件表达为可执行的模型^[2]。工作流管理联盟(Workflow Management Coalition,WfMC)给出的定义是:一类能够全部或部分自动执行的经营过程,文档、信息或任务依照一系列过程规则在不同执行者之间传递与执行^[1]。

一个完整的流程描述通常包含活动集合及其相互顺序、活动与过程的启动和终止条件,以及每项活动的执行者、所用应用程序、输入与输出数据等要素^[3]。在学科归属上,工作流被视为计算机支持的协同工作的组成部分,后者研究群体如何借助计算机实现协同^[2]。

原理

工作流的运行依赖流程定义与流程实例的分离。流程定义描述活动的类型、先后次序、分支与合并条件;每次具体业务触发时,系统据此生成一个流程实例,并跟踪其状态。工作流管理联盟的表述强调,这类系统按工作流逻辑的计算机表示来驱动执行顺序^[4]。

流程模型一般由两部分构成:一是过程模型,规定活动及其顺序和起止条件;二是组织模型,描述参与者、组织角色与部门单位。针对某个具体案例执行的任务称为工作项,由参与者完成^[4]。荷兰学者威尔·范德阿尔斯特(Wil van der Aalst)把工作流管理概括为连接案例、任务与组织三者的黏合剂^[4]。

在形式化建模方面,早期系统多采用Petri网的变体描述流程,SCOOP与OfficeTalk两个原型即属此类^[2]。此后又出现工作流网、YAWL等模型,用以刻画并行分支、取消区域与多实例处理等控制结构^[5]。部分模型以时间顺序串联组件,另一些以数据流驱动,不同方案对循环与并行的表达能力存在差异^[6]。

发展历程

利用信息技术实现工作流程自动化的设想,在1968年已由弗里茨·诺西克(Fritz Nordsieck)提出^[2]。20世纪70年代中期,办公自动化领域开始出现相关研究,宾夕法尼亚大学沃顿学院的迈克尔·D·吉斯曼(Michael D. Zisman)开发了原型系统SCOOP,施乐帕洛阿尔托研究中心的研究者开发了OfficeTalk系列试验系统^[2]。这一时期的探索受个人计算机与网络普及程度限制,未能取得预期效果,研究者还注意到流程一旦被固定下来,组织反而难以灵活调整^[2]。

1983年至1985年,带有工作流特征的商用系统开始出现,主要来自图像处理与电子邮件两个领域;图像流转与跟踪的需求,以及把点对点邮件改为按流程传递的做法,都推动了这一进程^[2]。更早的雏形则是20世纪80年代初的表单传递应用系统,这类系统多运行在大型机或小型机上,把日常纸质表单电子化^[7]。

进入20世纪90年代,个人计算机与网络技术的普及使工作流的研究和产品开发形成新一轮热潮,据调查,截至1995年已有200多种软件声称支持工作流管理或具备工作流特征^[2]。1993年8月,工作流管理联盟成立,成为推动工作流标准化的工业组织;1994年该联盟发布工作流参考模型,用于解决不同工作流管理系统之间的互操作问题,并陆续制定了一系列工业标准^[2]。这一阶段被视为工作流技术走向相对成熟的标志^[1]。

此后,工作流逐步被纳入范围更广的业务流程管理(BPM)框架。有研究把BPM的发展分为表单流转、工作流管理、业务流程管理三个阶段,第三阶段强调覆盖建模、自动化、监控与优化的全生命周期管理^[8]。也有学者指出,工作流管理不包含BPM 生命周期中的诊断环节,是BPM 的一个子集^[9]。

应用

工作流技术最早服务于办公与行政事务,典型场景是公文、报告等文档在多个岗位之间按规则流转,取代手工传递^[10]。这一路径延伸到采购申请、订单报价、员工绩效考核、人事变动、贷款审批与索赔处理等业务^[11]。

按用途划分,工作流可分为行政管理工作流、特别工作流、合作工作流与生产工作流四类;按底层实现技术,又可分为邮件型、文档型与过程型^[3]。生产工作流面向关键业务流程,通常处在规模较大、异构的执行环境中,涉及多种任务、人员与组织^[3]。

20世纪90年代以后,其应用范围扩展到电信、软件工程、制造、金融、银行、科学试验、卫生保健与航运等行业^[2]。在科学研究中,还发展出用于组合和调度计算任务与数据的科学工作流系统^[6]。在医疗场景中,对临床工作流的分析被用于评估技术引入是否与既有操作习惯相容^[12]。

局限

工作流擅长处理规则明确、可重复的流程,对于需要临时判断或频繁变更的情形则不够灵活。20世纪70年代的实践已经显示,组织在必要时会打破标准流程,而被固化的流程反而可能降低效率并引起使用者抵触^[2]。合作型工作流尤其难以建模,因为其后续步骤无法预先定义^[3]。

在建模能力上,工作流网等模型对资源信息支持不足,组织结构与角色分配往往需要另外的模型加以补充^[5]。YAWL 等语言虽增强了多实例与取消处理,但仍未能完整支持某些连接语义,并且当取消区域与或连接同时出现时,某些性质的验证会变得不可判定^[5]。

从系统成熟度看,已有工作流管理系统在功能、可靠性与健壮性上仍难与数据库管理系统相比,理论基础的积累也被认为不够充分^[2]。此外,长周期活动在事务处理中长时间占用资源锁,会降低整体吞吐量,需要通过补偿机制等方式处理失败情形^[13]。

参见

• 业务流程管理 —— 覆盖流程建模、自动化、监控与优化全生命周期的管理方法,工作流通常被视为其组成部分。

• 办公自动化 —— 工作流概念最早的应用领域,文档与表单流转是其典型形态。

• Petri网 —— 早期工作流系统常用来描述流程结构与并发行为的建模工具。

• 计算机支持的协同工作 —— 研究工作群体借助计算机协同的学科,工作流被归入其中。

• 企业资源计划 —— 企业管理信息系统中大量嵌入工作流引擎以驱动审批与业务流转。