一种高效的适用于发电企业的工作流引擎研究

张 莹，吴小兵

（1.南京国电南自新能源科技有限公司，江苏 南京 210032；2.上海思源弘瑞自动化有限公司，上海 201108）

一种高效的适用于发电企业的工作流引擎研究

张 莹1，吴小兵2

（1.南京国电南自新能源科技有限公司，江苏 南京 210032；2.上海思源弘瑞自动化有限公司，上海 201108）

工作流引擎在提高发电企业生产过程控制和管理方面发挥着重要作用。但目前多数发电企业工作流产品缺乏对动态变化所需的柔性支持；且工作流本身受多种因素影响，经常发生变化。为此，研究了发电企业专用工作流引擎实现机理，设计和实现了领先于传统发电企业过程控制和管理系统的专用工作流引擎SA＿WF。实践证明，SA＿WF专用工作流引擎可靠且高效。

工作流；工作流引擎；发电企业；过程控制

1 面向发电企业的专用工作流引擎概述

随着电力企业信息化程度的提高［1］和工作流技术的发展，出现了多种基于工作流技术的信息管理系统产品。这些产品在提高发电企业生产过程控制和管理方面发挥了重要的作用，但发电企业的工作流受多种因素影响，经常发生变化，如时间或流程等，而且目前的电力企业工作流产品缺乏对动态变化所需的柔性支持［2］。工作流系统中Petri网建模方法虽然得到了部分研究人员的认可，但是其图形复杂和节点多，普通用户难以掌握［3］。因此，适用于发电企业的工作流引擎研究成为现阶段发电企业智能自动化管理研究的难点。

面向电力行业的专用工作流引擎研究得到广泛关注。文献［4］设计提出了基于工作流引擎实现业务同城化办理，面向电力客户提供跨渠道同质化体验，具备良好的可靠性和实用性。文献［5］针对电力标准体系管理平台对流程集中管理、灵活定制的需求，设计了一种基于Web的工作流管理系统，实现了电力标准制修订等业务流程的动态配置和流程多样化。文献［6］采用工作流引擎等技术对各级调度的运行方式数据和流程进行整合，构建电网运行方式分析、计算与编制的一体化技术平台。这些研究极大提高了电力企业智能自动化管理的水平，但由于发电企业的典型特征决定了工作流引擎的特殊性，导致针对发电企业的专用工作流引擎研究尚不多见。鉴于工作流引擎在提高发电企业生产过程控制和管理方面发挥着重要作用，对适用于发电企业的工作流引擎进行研究十分必要。

本文针对面向发电企业的专用工作流引擎应具有的共性特征，总结了发电企业管控一体化系统中用到的工作流技术规范及实现接口，提出了适应发电企业业务需求的工作流模型，研究了发电企业专用工作流引擎实现机理，设计和实现了领先于传统发电企业过程控制和管理系统的专用工作流引擎SA＿WF。实践证明，SA＿WF专用工作流引擎可靠且高效。

2 用于发电企业的工作流引擎特征

2.1 发电企业生产的典型特征

电力体制的改革，行业竞争的加剧，使企业管理层对于生产、成本、市场等信息的获取和处理的要求更加快速、完整、精确。外部环境的压力和内部管理水平的不断提高也使得企业的管理流程和管理理念不断改进。同时，电力企业与一般制造企业相比有其自身的特点，例如，电力行业的资产绝大部分是固定专用设备，只有更新，几乎不能变迁或者挪作他用。发电企业的生产还具有如下一些典型特征：

a.生产工艺过程复杂；

b.产、供、用同步完成，没有产品库存；

c.设备安全性、可靠性要求高［7］；

d.资产密集、多专业的集成；

e.火力发电厂对燃煤消耗量大、煤质要求严格；

f.水力发电厂的发电负荷受季节、气候的影响较大；

g.体制正逐步从“计划型”向“市场型”转变。

2.2 发电企业工作流引擎应具有的特征

发电企业生产的典型特征决定了发电企业的工作流引擎无论在功能模块的选取上，还是具体实施安排上都有其特殊性。根据发电企业生产的典型特征，发电企业工作流引擎至少应满足下述4个方面的特征。

a.决策优化。该电企应有一个专用工作流平台将电企内外的所有信息进行综合优化，为运行和管理提供决策支持，为提高电企整体效益服务。

b.高效共享。该电企内所有管理和生产系统之间实现横向联合、纵向贯通，消除生产和管理过程中的信息孤岛，生产及管理信息按需共享，做到管控一体化。

c.分工明晰。各管理系统和生产系统的责任明晰、功能不重复，能有效和不受干扰地完成各自的任务。

d.足够的集成性与柔性。系统的集成性，是指在子系统间资源与数据的共享，以及业务间的协同性能。只有在进行流程的集成后，才能更好地协调企业的各项功能，把企业的各种资源和应用有机集成在一起。系统的柔性，是指系统本身具有的适应企业BPR（业务流程重组）与BPI（业务流程改进）的能力、系统本身具有适应企业业务功能变化的能力、系统适应信息技术平台变化的能力。系统应具备足够的集成性与柔性，以适应电企管理理念和管理模式的改进。

3 用于发电企业的专用工作流引擎SA＿WF构建方案

3.1 SA＿WF工作流模型

SA＿WF工作流模型构建方案主要是在工作流管理联盟（WfMC）给出的工作流参考模型的基础上，结合典型火电企业的行业应用背景，参考目前国内主要工作流产品和相关文献的基础上设计开发而成，目前已成功应用于某大型电力集团所属发电企业PMS（电力管理系统）。实践证明，SA＿WF构建方案在发电企业生产过程控制和管理创新方面发挥了关键性作用，有效解决了一直困扰发电企业生产过程控制易出错、效率不高和管理创新缺乏抓手的难题，取得了显著的社会效益和经济效益。

SA＿WF工作流模型构建方案主要包括建模工具、SA＿WF工作流引擎、工作流交互及监控组件、接口等4个部分，主要原理结构见图1。

图1 SA＿WF工作流模型结构图

工作流系统通过建模工具提供可视化的过程定义，定义过程中会引用组织机构模型和系统字典、数据字典，形成工作流模型。

在程序中通过事件或定时触发工作流引擎，然后通过引擎调用对应的工作流模型，和运行期的一些其它信息，解释形成工作流实例执行，以交互的方式显示给用户。

3.2 SA＿WF工作流引擎的结构及特点

SA＿WF系统工作流引擎见图2。其主要组成包括：接口、调度中心、管理中心和资源。

图2 SA＿WF系统引擎结构图

SA＿WF专用工作流引擎具有如下特点：a.流程定义图形化；b.支持WFMC规范；

c.支持复杂流程条件：包括顺序、同步、异步、派生、支持协作、公式等流程条件；

d.支持工作流程嵌套；

e.支持多种角色定义，包括静态、动态和系统组织的角色定义；

f.支持多方式的工作流信息驱动策略；

g.支持流程数据导入导出；

h.支持审核金额匹配，满足金额审核条件才能通过审核；

i.自动生成开发说明和程序框架；

j.既能与LiEMS业务系统紧密结合，又能独立运用；

k.整合使用了Ms Agent、电子邮件、手机、SMS等技术，实现了业务“推”式服务。

3.3 工作流节点处理的接口

节点处理模块接受到数据后，写数据到运行库，修改相应的状态，然后转发后继处理，处理得到后继用户后，生成To＿Do List给后继用户。节点处理的一般过程见图3。

图3 SA＿WF系统工作流节点处理的一般过程

3.3.1 流程状态

对于审核和事务处理节点状态变化，处理步骤详见图4。

图4 审核和事务处理节点状态流

3.3.2 活动的转发

活动的后转发规则指的是当前活动所对应的任务结束后该启动哪些后继活动，后转发规则包含顺序、或分支和与分支3种规则，当前节点任务完成以后，后继任务有8种形式，见表1。

表1 后继类型

3.4 工作流交互及监控组件接口

工作流交互及监控组件主要包括工作流的流程可视化监控、工作流系统的强制干预、工作流系统的评价。

3.4.1 显示接口

在本系统中使用Applet技术，动态显示工作流的运行状态，见表2。

表2 图元显示

扫描工作流库，找出最左、最上、最下和最右节点，并将其作为偏移量来计算其它节点的相对位置，得到Applet的大小。

Applet必须通过Servlet访问数据库系统。

对于业务处理节点和简单审核操作，当鼠标移动到节点时，能显示Hint，Hint中显示其人工操作或简单审核方式。

3.4.2 流程监控页面

流程监控页面包括2个部分，上半部分是Applet，下半部分是业务流程处理记录，业务流程处理记录记录处理人、处理时间、处理意见。详见图5。

3.4.3 和Applet的动态交互

Applet支持2种方式的交互，见表3。

图5 流程监控页面示意图

表3 和Applet的动态交互

3.4.4 权限控制

浏览流程监控页面时根据用户有无跟踪权限来控制是否显示Applet和业务流程处理记录。

3.5 工作流系统的外部接口

工作流系统的外部接口包括工作流系统和外部邮件系统的接口、工作流系统和FTP系统的接口、工作流系统和SMS系统的连接等。下面简单介绍工作流系统和外部邮件系统的接口设计流程。

3.5.1 JavaMail技术

在本系统中使用JavaMail技术构建邮件系统，JavaMail API是一个用于阅读、编写和发送电子消息的可选包（标准扩展），这个包用来创建邮件用户代理（Mail User Agent，MUA）类型程序。API的主要用途并不在于传输、发送和转发消息，这一功能范围属于某些应用程序，如sendmail及其它邮件传输代理（Mail Transfer Agent，MTA）类型程序。Java Mail技术能让工作流系统发出邮件，但内外部的邮件却依赖MTA处理实际发送。

3.5.2 MTA设置

系统选项号为SMTP＿HOST，设置SMTP服务器的服务器地址。

3.5.3 邮件的发送

邮件的发送流程见图6。

图6 邮件的发送

4 结束语

SA＿WF专用工作流技术研究已经进行了多年，其在适应发电企业业务需求的工作流模型以及发电企业专用工作流引擎的实现等方面是国内领先的，而且成功应用于某大型电力集团公司所属发电企业，解决了发电企业生产过程控制复杂和管理创新的难题，极大地提高了发电企业生产过程控制的智能化能力和管理创新水平。

［1］ 姜俐化，姜腾飞，祁广源，等.数据网建设及运维全过程管控［J］.东北电力技术，2014，35（6）：45-48.

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［5］ 钱光超，丁 全，邵奎先.工作流在电力标准体系管理平台中的应用研究［J］.电力信息与通信技术，2014，12（4）：25-29.

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An Efficient Workflow Engine Research Suitable for Power Plant

ZHANG Ying1，WU Xiao⁃bing2
（1.Nanjing Guodian Nanzi New Energy Science＆Technology Co.，Ltd.，Nanjing，Jiangsu 210032，China；2.Shanghai SHR Automation Co.，Ltd.，Shanghai 201108，China）

The workflow engine plays an important role in improving the power production process control and management.But the majority of power generation enterprise workflow products lack the flexibility support to adapt to dynamic change；and workflow itself of⁃ten changes influenced by many factors.This paper studies the dedicated workflow engine implementation mechanism for the generation companies，designs and implements the dedicated workflow engine SA＿WF which is ahead of the traditional power generation business process control and management systems.Ρractice has proved that the dedicated workflow engine SA＿WF is reliable and efficient.

Workflow；Workflow engine；Power plant；Process control

TP311

A

1004-7913（2015）01-0006-04

张 莹（1975—），女，学士，工程师，主要研究方向为电力自动化、计算机应用技术。

2014-10-31）