采用自定义工作流技术的高校设备管理系统的设计与实现

吴雅双,张淳,董湛

（福建幼儿师范高等专科学校现代教育技术中心,福建福州 350007）

引入工作流技术[1]可以满足高校设备管理相关要求.高校教学设备资源是保障教学工作正常运作的关键基础设施,设备资源整合的合理与否、管理水平的高低都关系到整个高职院校教学工作的效率[2].如何最大限度发挥教学设备资源的作用,减轻教学设备管理人员的工作量,提升信息化教学办公的能力,这是许多高职院校设备管理信息化建设中遇到的问题.同时,高校设备管理还是一个流程复杂的管理体系 ,大量业务或管理流程穿插于各部门.传统的信息管理系统解决了信息处理的自动化, 却不能有效管理和执行业务流程.而工作流技术作为流程管理的核心技术,可以方便实现业务流程的自动流动和控制,增强业务流程的灵活性.目前,工作流技术已越来越成熟,其应用也越来越普及.在国内,大多数政府机关与企事业单位利用工作流技术来实现规范化管理,在此基础上衍生出一系列的基于工作流的管理系统,大大提高了工作效率.在国外,许多著名的公司也大力发展基于工作流的产品,如IBM、微软、ORACLE等.因此,引入工作流技术可以很好地解决高校设备管理遇到的问题,有效提高设备管理效率.本文在对高职院校教学设备管理业务流程和传统教学设备管理系统的研究基础上,对教学设备管理系统进行需求分析,然后使用php语言实现自定义工作流的设计,并通过自定义工作流以及三层应用架构完成了设备管理系统的设计和实现.

本文研究包括两个部分：第一部分是分析教学设备管理系统的需求和功能模块,第二部分是介绍系统的具体实现,包括系统应用架构、数据库设计以及自定义工作流在系统中的设计与应用.

1 系统设计

1.1 需求分析

需求分析是软件工程的第一步.本系统的设计是为了实现高校电教设备的借用及归还流程、报修流程、统计等功能,使得需要人力完成的设备借用登记、审批、归还、设备报修等工作都可以信息化地集成在系统中,简化设备管理人员的日常管理[3].同时系统应具有良好的可扩展性,当高校设备管理业务流程有变动或者有新增的需求,可以支持对工作流进行修改,以及新增相应的工作流程.还可以实现设备的集成管理,包括设备的添加、删除、修改和查询,并可以有效地跟进设备的进出过程.同时,可以以学年、学期、月、周为单位对所有设备的借用情况进行分类统计,并生成统计表格和借用次数柱状图,有利于支持决策和教学评估.

1.2 系统功能模块介绍

从系统功能模块角度可以将系统划分为三个部分,包括用户功能模块、工作人员功能模块、管理员功能模块,如图1所示.

用户功能模块：用户在使用自己的账号登录系统后,可以在工作流程菜单下发起设备借用、设备报修等工作流程,还可以查询自己的待办、已发申请,并进行相应处理.可以查看通知公告菜单中发布的公告.在个人中心中查阅提醒信息、内部通讯录等.

工作人员功能模块：这里的工作人员是学校信息中心的设备管理员.他们登录系统后,主要对设备借用归还、设备报修等各工作流程进行审批处理以及流程的跟踪处理.同时,根据办公需求进行流程管理,实现新增及修改工作流.它还可以管理采购设备的出入库,并可以根据系统生成的设备使用报告分析设备的使用情况,作为设备管理决策的依据.

图1 系统功能模块图

管理员功能模块：包括组织架构管理、用户管理和权限管理.组织管理主要是建立学校的组织架构.用户管理主要分配用户、菜单权限等.同时可灵活地进行人员-菜单权限设置管理,人员权限查看等.

2 系统设计与实现

2.1 系统架构设计

系统架构是系统设计的关键 , 对系统运行的整体稳定性有很大影响.系统设计基于B/S模式,其架构主要由浏览器、WEB服务器和数据库服务器组成.用户可以通过浏览器访问和操作系统.同时,系统应用架构采用经典的三层架构,分为视图层 、业务逻辑层和数据访问层[4].视图层主要为用户提供与系统交互的访问界面,该系统使用Bootstrap前端框架.业务逻辑层是系统的核心和关键点,主要关注自定义工作流的实现,以及通过自定义工作流实现具体的业务流程.数据访问层主要接收来自业务逻辑层的请求 , 持久化数据,并将获得的查询结果返回给业务逻辑层[5].

2.2 数据库设计

自定义工作流是该系统的核心,自定义工作流的相关数据包含工作流实例、流程各个环节的执行状态和审批信息以及流程步骤等信息.系统通过这些数据,对工作流实例进行调度和操作,实现业务流程的流转.自定义工作流相关表结构及关系如图 2 所示.

流程模块表：该表主要配置不同的流程,具体信息包括流程名称、流程类别、流程编号、对应主表、摘要条件等.

流程实例表：不同类型的流程对应于不同的流程实例表,用于记录用户启动的不同类型的工作流实例.以设备借用流程实例表为例,包括申请人、设备ID、借用日期、预计归还日期和借用说明等.

流程步骤表：该表主要配置对应流程的步骤.步骤之间的流转是单向流转,并且根据步骤对应的序列值依次完成步骤的执行.它包括步骤名称、审核人员类型、审核人员、审核条件、审核操作、审核处理表单、步骤的处理顺序等.

流程单据表：用来记录工作流各个环节的审批记录.具体包含流程单据编号、模块id、当前审核人、审核意见、当前状态等信息.

图2 自定义工作流相关表及其关系图

2.3 自定义工作流在系统中的设计与实现

工作流是一类能够完全或者部分自动执行的过程,它根据一系列过程规则,文档,信息或任务能够在不同的执行者之间进行传递与执行[6].根据此定义,自定义工作流的核心旨在满足以下功能：流程的发起,流程的流转、退回,信息的传递以及任务的分配.系统采用php语言实现自定义工作流的设计,包括流程步骤设计、流程表单设计、工作流引擎等,同时还可以灵活配置以实现不同的工作流程.本文以设备借用归还流程为例,说明自定义工作流的设计与实现.

2.3.1 流程步骤设计

流程步骤设计是自定义工作流的核心要素之一,当一个业务流程需要审核时就必须设置流程审核步骤.系统中设备借用归还从设备借用开始到设备归还结束,这整个流程就是一个过程,这个过程根据业务流程设计可以分为上级审批、校长审批、信息中心负责人审批、设备管理员确认、借用人归还等流程步骤,如图3所示.每个步骤都包含相应的审核员类型,审核条件,审核操作,审核处理表单等.系统会根据每个步骤对应的审核人员类型来选取对应的处理人员,并给其分派处理任务,如上级审批步骤的审核人员类型为上级,表示该步骤处理人员为前一环节处理人员的上级领导.每个步骤的审核动作可以自定义,如信息中心负责人审批步骤的审批动作就包括通过和不通过.流程步骤设计完成后,就会在流程步骤表生成一条对应记录,为后续该流程的流转提供依据.关键代码如图4所示.

图3 设备借用归还流程

图4 获取处理人员代码

2.3.2 工作流控制模式

工作流模式是指在工作流过程模型中重复出现的过程基本结构,是衡量工作流建模语言在控制流中的表现力和适用性的重要标准.基本控制模式[7]包含了五种模式：顺序、并行分叉、同步、排他选择和简单合并.其中顺序模式（Sequence）是指一个活动在另一个活动结束之后开始,这种模式毫无疑问是最为基本的.当多个活动之间存在依赖关系时,可以使用此模式.根据设备借用归还业务流程设计,其部分环节依赖于上一个环节,还存在某个环节结束后,在多个可能的后继环节中选择一个作为后继节点,因此可以采用顺序与排他选择相结合的模式.例如,“初始状态”节点在用户提交之后,变更为“上级审批”节点,并在设备管理员确认之后,变更为结束节点.“上级审批”节点结束后根据是否重要设备来选择是否经过“校长审批”环节.

2.3.3 流程表单设计及权限控制

在基于 Web的工作流系统中, 表单通常用于表示与工作流和外部应用均可访问的应用领域相关的数据.表单是工作流系统可以访问和控制的数据域集合,可以将其视为HTML页面. 因此, 工作流处理是在多个用户之间传输和填充数据的过程. 基于此处理, 表单可以被视为多个表单项的组合, 每个表单项是用户需要填写的内容[8].设备借用归还流程表单就包含借用日期、预计归还时间、联系电话、设备、借用数量、归还时间、说明等表单项,这些表单项包含了完成整个业务流程所需要记录的信息.同时,这个表单在流程的多个环节上流转,每个环节对应页面所显示的内容可能不一样,不同用户对页面上控件的操作权限也不一样.例如,设备借用发起人填写时,只能填写设备借用相关的信息,而没有审核动作等信息；设备管理员审批时,可以填写审批动作及审批意见,可以查看前面环节的审核信息,但不能进行修改.这样,同一表单对不同环节中的用户具有不同的权限.部分代码如图5所示.

图5 判断读取权限代码

2.3.4 工作流引擎设计

工作流引擎是自定义工作流的核心.工作流引擎[9]主要工作就是根据工作流控制模式和流程步骤的定义,对流程进行实例化,然后根据用户执行其中的任务来推动流程的进行.本系统工作流引擎主要负责流程的流转,采用的是任务驱动的方式,当用户填写对应的表单并提交后,工作流引擎按照相对应的操作、当前环节以及流程步骤表来综合判断下一个跳转的节点,然后控制流程跳转到下一个环节,并且将待办任务分配给下一环节对应的用户.同时,每一次的过程控制都会生成一个操作记录.部分关键代码如图6所示.

图6 流程处理代码

2.3.5 工作流执行过程

（1）业务最开始发生时,即借用人发起设备借用申请时,向设备借用流程实例表djsb_assetmborrow表及流程单据表djsb_flow_bill插入数据,流程单据表中allcheckid字段为其所在流程的所有处理人编号,nowcheck为流程步骤表djsb_flow_course中初始环节处理人类别关联操作员表所获取到的当前处理人的操作员编号；并更新提醒消息表djsb_todo和操作日志表djsb_flow_log；

（2）提交后,流程进入下一步骤；

（3）下一处理人（根据流程单据表nowcheck字段判断）可查看当前要处理的数据,选择进行处理,并将处理结果（0：不通过,1：通过）以及审批意见插入到流程单据表djsb_flow_bill中,若为通过则根据流程步骤表中下一步骤处理人类别关联操作员表获取到下一步骤的操作员编号来更新流程单据表的 nowcheck字段,若不通过,则更新nowcheck为发起人,并会发送提醒消息到当前处理人,同时更新操作日志表；

（4）下一处理人继续（3）和（4）的循环,直至流程的结束；

（5）流程最后一个步骤,将根据处理结果更新djsb_flow_bill表的status列,通过为1,不通过为0.

3 系统特点

3.1 使业务流程完善严谨

通过工作流方式实现的设备管理系统,将设备借用归还、设备报修等各业务流程中的环节构成完整的运作体系,使得相应的业务过程必须按照一步步的有效操作来严格进行,并且进行电子留档,方便日后审核,从而有效避免了制度外的情况发生.

3.2 提高管理效能

该系统的实现,摒弃了原来设备管理纸质化办公的方式,有效提高了工作效率.经过统计,原来设备借用归还整个业务流程的完成一般需要1个工作日,有时候在人员外出办公的情况下,甚至需要几个工作日,而通过设备管理系统工作流的方式,整个业务流程缩短至1个小时内即可全部完成,设备管理效率和利用率都明显大大提高.

3.3 易扩展性

现有的工作流管理系统大多是重量级的,相对高职院校设备管理所需要的功能显得过于庞大.而本文设计的自定义工作流是轻量级的,结构简单,易于实现.它不仅可以满足高职院校设备管理应用,而且还可以通过流程管理设计不同的业务流程,从而应用于OA办公审批等多种其他高校办公应用.同时,系统采用模块化设计,各模块独立运行,在不影响其他模块运行的情况下可以方便添加新模块.因此,该系统具有扩展性强的特点.

4 结束语

设备管理是高校资产管理的重要任务.合理使用设备,通过信息手段对设备进行管理和使用分析,对提高设备利用率具有重要意义.本文从教学设备管理人员的角度研究了设备管理系统.在需求分析的基础上,设计实现了自定义工作流,并通过自定义工作流及三层应用架构,完成整个系统的设计.系统自投放使用以来,方便了教师的设备借用归还、设备报修等,也极大地简化了设备管理人员的工作.同时,该系统还易于扩展,可以支持除设备管理外的其他多种高校办公应用.