基于工作流的科研管理系统设计

邓 敏,徐 方

(1.孝感学院科技与研究生工作处,湖北孝感432000;2.孝感学院现代教育技术中心,湖北孝感432000)

目前,世界正处于信息迅速增长和更新的时代,这一客观事实对科研机构和高等院校的科研管理提出了全新的要求。一套较完整的科研管理系统应以项目管理为中心,涵盖成果、专利、文章、人员等方面,整个系统庞大而复杂[1]。

目前,越来越多的企业使用工作流管理系统来对企业的经营业务进行管理,工作流管理系统可以用来分析企业的业务流程,找出业务流程中存在的不合理之处,通过企业业务流程重构技术对企业的经营和管理流程进行重新的设计,从而提高企业的业务管理水平[2]。在科研管理系统中引入工作流技术,可以找出科研管理中存在的不足之处,促使企业管理者创新工作思维,改进工作流程,进一步提高企业的管理水平。

1 工作流技术

在办公自动化和企业的生产管理中,首先用到了工作流程的概念,进而引入了工作流技术。工作流就是将一些事务性的工作进行分解,分离出任务、角色和运行的规则,工作流还对任务的流转进行监控,得以顺利地完成工作。伴随着互联网的发展、数据库技术和分布式处理的日趋成熟,越来越多的企业采用工作流的理念来管理和经营企业的业务,通过设计基于工作流技术的管理系统来提高企业的管理水平,使用企业在市场经济的大潮中具有很大的竞争力。

1.1 工作流基本概念

工作流这个词是从英文单词“WorkFlow”中翻译而来。Work表示的是工作或者任务;而Flow则是反映一个变化和变化的过程,这个解释比较抽象。工作流的概念的提出是为了提高工作效率,它是一种通过先进的电子、通信和网络技术,使得企业中并行任务的执行过程现形化的企业管理技术和方法[3]。从用户的角度来看,工作流就相当于将特定的任务送到用户面前,用户可以使用一些应用工具来存取和处理数据,并按要求执行任务,最后执行结果传递给下一个用户;这样一步一步下去,就形成了相应的工作流程,简称为“工作流”。

1.2 工作流管理系统

参照工作流管理联盟(WfMC)的标准设计,工作流管理系统以业务管理为核心,以工作流平台技术为依托,帮助企业快速构建高效、柔性、可扩展的业务流程管理系统。此系统不但要涵盖流程开发、发布、管理配置、运行、监控的整个过程,还提供流程管理接口,方便对流程关键要素指标(时间、质量、数量、风险、事件)及其他指标的采集,为业务流程的管理、监督、考核和优化提供依据。通过现代化的工作流软件技术手段,将这些管理线路规范化、标准化和流程自动化,从而有效地提高业务运作效率,降低成本,为实现企业的战略目标提供保障。

2 系统的分析

高校科研管理系统所涉及的科研事务相当繁杂,因此,对设计人员来说要想很好的实现系统的功能,非常有必要先做好系统的分析与设计。使用统一建模语言设计和分析科研管理系统,描述科研管理系统的功能,介绍了系统的可行性分析、需求分析、系统功能模块分析,为系统的具体实现奠定了良好的基础。

2.1 可行性分析

经过对高等学校科研管理现状的细致调研,发现开发科研管理系统具有良好的可行性、很高的实用价值。高等学校科技管理在业务上具有相对独立性,业务领域数据相对完整具有条理性,这些都为设计和实施管理信息系统提供了便利条件。新系统实现后可以有效地提高科技处的工作效率,使信息能做到一次录入,处处共享,减轻工作人员的负担。同时,使用科研管理系统可以实现科研管理工作的公平、公正性。

高校领导对科研管理信息化、科研管理系统都非常重视并给予充分的支持。科研管理部门的领导要参与调研讨论,从管理者的角度提出了许多建设性的意见。目前完善的网络环境,为科研管理系统的开发提供了一定的硬件保证,为网上数据交换提供了现成的信息通道。

2.2 需求分析

科研工作是高校的一项重要工作,学校现有的科研管理模式是大部分是手工操作,小部分利用到计算机进行处理,信息化的程度并不高。这样就造成了科研管理效率的低下,不能及时准确的掌握学校的科研状况和科研信息。而目前的科研项目的审批还是用原始的手工方式,操作过程非常繁琐,所以迫切的需要一个科研管理系统,可以根据科研工作的流程来定制系统的工作顺序,而工作流技术正好满足了要求。设计的系统应该具有如下功能:

1)规划设计的系统应该是一个全校范围内的综合科研管理平台。

2)该科研管理系统应该是一个科研项目的申报平台。

3)该科研管理系统应该是一个校内专家进行项目评审的系统。

4)该科研管理系统应该是一个对项目实验过程进行管理的平台。

5)该科研管理系统应该是一个信息发布和共享平台。

2.3 系统功能模块分析

通过以上对高校科研工作的需求和具体应用的分析,按照软件设计的方法,本文将科研管理系统的功能模块划分如下图1所示。

图1 科研管理系统功能模块

1)人员管理模块。该模块用来采集、管理学术单位和科研人员等信息,这些信息由学校教务处提供。

2)成果管理模块。该模块用来管理科研人员的科研成果,其中涉及的作者和单位由人员管理模块来提供。

3)项目管理模块。该模块主要是对科研项目的研究过程进行管理,对项目各个阶段的文档、成果进行管理,跟踪项目的研究过程。

4)获奖管理模块。该模块主要负责管理全校科研人员的论文、项目、作品等获奖信息。

5)期刊管理模块。该模块管理各类正式出版的学术期刊,并对论文的级别进行认定。

6)统计报表模块。该模块是所有模块中最重要的,其主要工作是进行科研项目统计和报表生成、科研人员统计、相关成果统计等。

7)公告信息模块。该模块用于信息查询、发布信息学术活动预告等。为学校各类研究和管理人员提供查询服务,还可及时发布学校的学术交流信息,建立一个学校的学术活动的交流平台。

8)系统管理模块。该模块所有功能由系统管理员来使用,使用系统中各类用户的权限,维护系统的安全,对系统中的数据进行备份。

3 系统的开发环境与关键技术设计

科研管理系统的基本设计目标是:开发基于工作流技术、采用基于Web网络管理模式的科研管理系统,能够在统一的平台上通过浏览器方式集中管理学校的科学研究信息。科研人员能够通过本系统进行各项科研管理的操作,管理人员则可以方便对科研单位、科研人员、科研项目、科研经费、科研成果的管理和科研信息的统计。并对学校科研数据进行深层次分析,以便于学校领导更好地进行科研决策的制定。

3.1 系统的开发运行环境

在开发平台和开发工具的选择中,尽量选择比较常用的开发平台。目前作为开放式企业应用集成的规范和平台主流技术有两种:一种是微软公司的 COM+规范和.NET开发平台,用于Windows操作系统;另一种是SUM公司的 EJB规范和J2EE平台。鉴于以前的系统都是基于前者,且用户大多使用 Windows操作系统,所以开发平台和开发工具选择了COM+规范和.NET开发平台。

本系统的硬件是使用IBM公司的3650型机架式服务器作为WEB服务器,操作系统为Windows 2003 Server。数据库使用HP的2U机架式服务器,安装有微软公司出品的 SQL Server 2005,作为后台的数据库服务器。系统的开发工具是VS.NET2005,它不但非常适合各Web应用程序的开发,而且支持多种语言,提供了非常丰富的数据库接口。这些软件都是基于Windows平台,提供了图形化的用户界面,易于安装和学习。

3.2 C/S和B/S相结合的构建模式

考虑到C/S和B/S具有不同的优点,最终选择了一种折中的模式,将这两种模式结合起来,让一般用户使用B/S模式,特殊的用户采用C/S模式,这样就吸取了这两种模式的优点,提高了系统的灵活性[4]。C/S与B/S混合结构模式见图2。

图2 C/S与B/S混合结构模式图

如图2所示,特殊用户通过C/S模式直接访问数据库服务器,这里提供了一种高效的管理功能,很多大规模的计算和处理都可以在客户端来完成,服务器只要从客户端获取处理结果,从而大大的减轻了服务器端的负担。特殊用户一般是指科技处管理人员、系统管理人员。他们一般使用固定的计算机,安装设计好的客户端程序,就可以很方便的实现上述功能。普通用户则适用于使用浏览器来访问Web服务器,Web服务器再将请求发送给数据库服务器,数据库服务器再从数据库中取得相应的数据发送到 Web服务器,最后由Web服务器传送到用户的浏览器上。B/S模式主要提供信息查询等简单的数据操作,对数据库的访问量小,对响应速度要求不太高。

3.3 工作流引擎的设计

3.3.1 工作流引擎的运行过程

工作流引擎是工作流管理系统中最核心的内容,好的工作流引擎设计方案能够大大提高工作流管理系统的性能,有利于业务流程设计的灵活性和可靠性。图3给出了工作流的运行过程。

图3 科研管理系统中工作流运行过程

工作流引擎通过信息机制来传递信息,信息机制的功能是事件的触发和工作流状态信息的处理。上面的各个模块之间通过消息机制来进行信息的交换,其具体过程可以描述如下。

第一步是系统中的用户通过图形用户界面登录到系统,登录时系统会对用户的身份进行合法性的检查,要求用户输入用户名和密码。如果用户名或者密码错误,则用户无法进入系统,如果用户名和密码都正确,则系统根据用户的类型赋予相应的权限。

第二步用户进入系统以后,就可以根据系统分配的权限来进行相应的操作,一般用户都可以创建工作流,需要填入工作流名称,系统会自动生成该工作流的 ID,以作为该工作流的唯一标识。通过事件的触发,用户会检查工作流的状态。

第三步发现用户创建的工作流处理正常状态后,工作流开始进入执行的步骤,该步骤是按创建时设定的路径一步步往下流转。

第四步经过若干次流转后,工作流完成预定过程并现实相应功能,通过邮件通知工作流客户。

第五步用户终止工作流。

3.3.2 工作流引擎的实现结构

传统的工作流是利用COM组件实现工作流引擎,然后事务支持和事件机制必须通过自行编程实现。目前使用比较多是的基于COM+的.NET开发平台,该平台具有很好的扩展性和易用性,广泛地用于应用软件的开发[5]。图4给出了基于.Net的COM+实现结构。

图4 COM+实现结构图

该结构中,以数据库为基础的数据层作为结构的最底层,主要提供数据的增加、修改、删除和查询等功能。逻辑层包含多个基于COM+的事务支持Object,主要进行事务的处理,数据库接口和相关应用逻辑。而应用层则是客户通过浏览器进行的相关操作。

4 结论

工作流是一种广泛应用于企业中并行任务的执行过程现形化的企业管理技术和方法,科研管理系统则是具有问题领域庞大、复杂、易变、系统部件之间的交互关系复杂且变化较大等特点,所以将工作流技术应用于科研管理系统中,极大的提高了系统的可用性和灵活性,有效地提高了学校科研管理的效率。

[1] 王洪,严南南,吴爱华.基于.NET技术的高校科研信息管理与服务平台 [J].计算机辅助工程,2005(3):36-38.

[2] 范玉顺.工作流管理技术基础——实现企业经营过程重组与经营过程自动花的核心技术[M].北京:清华大学出版社,2001.

[3] 林彤,李红臣,张载鸿.一个面向工作流的过程建模平台的实现[J].计算机工程,2003(1):23-24.

[4] 徐晓霞,贝雨馨.B/S模式与C/S模式之比较[J].延边大学学报:自然科学版,2002(2):126-129.

[5] 曾月,范玉顺.基于COM和ASP技术的工作流管理系统的设计与实现[J].计算机工程与应用,2002(1):241-244.