第5卷第4期 长沙理工大学学报(自然科学版) VoI.5 NO.4 2008年12月 Journal of Changsha University of Science and Technology{Natural Science} Dec.2008 文章编号:l672—9331(2008)04一OO72一O5 基于操作角色的工作流任务分派模型 李春芳,乐晓波,龙鹏飞,胡立辉 (长沙理工大学计算机与通信工程学院,湖南长沙410004) 摘要:在分析与定义任务分派策略阶段性结果——操作角色的基础上定义了工作流任务分派模型,并定义 了一个与之相适应的动态组织机构模型,目的是真正支持用户关于合理的动态的任务分派需求. 关键词:任务分派策略;操作角色;工作流任务分派模型;动态组织机构模型 中图分类号:TP319 文献标识码:A Workflow task assignment model based on the operating actor LI Chun-fang,YUE Xiao-bo,LONG Peng—fei,HU Li-hui (School of Computer and Communication Engineering,Changsha University of Science and Technology,Changsha 410004,China) Abstract:On the basis of analyzing and defining the staggered result of executing the task assignment policy—operating actor,the task assignment model of the workflow management system is constructed,and an adaptable dynamic organization model is built to really support the users’task assignment requirements in rationality and dynamism. Key words:task assign policy;operating actor;workflow task assign model;dynamic or— ganization model 随着人们对工作流技术应用的深入,工作流 而不能主动选择待执行的任务.随着企业管理水 任务分派日益成为工作流技术的研究热点[1].目 平的提高,企业员工的意愿与兴趣也得到了越来 前人们已经在任务分派策略方面有了长足的发 越多的认可[7 ;③一旦分派结果确定,则必须由相 展[2。],但遗憾的是没有建立与之适应的任务分派 应员工完成相应任务处理,而很少能支持在特定 模型.许多工作流任务分派系统仍然在基于角色、 条件(如:员工出差、人为干预)所需的任务委托以 基于任务的访问控制模型[4 ]基础进行开发.这些 及任务重分派. 访问控制模型没有很好地反映人们在任务分派策 因此,有必要重新定义工作流任务分派模型, 略的最新研究成果,有以下几点明显不足:①它们 以开发出真正支持动态任务分派的工作流系统. 仅能支持有限的任务分派策略(如:职责分离、排 他型或肯定型),这主要是由于它们关注的是任务 1操作角色的定义 分派的安全性和时效性,而没有很好地考虑任务 分派的合理性;②访问控制模型仍然是被动式任 任务分派策略的内容是多样繁杂的,但是任 务分派,工作人员在任务分派过程中是被动选择, 务分派策略的执行结果是阶段性的,也就是说,一 收稿日期:2o08一O7—17 基金项目:湖南省自然科学基金资助项目(08JJ3124) 作者简介:李春芳(1975一),女,湖南祁阳人,长沙理工大学讲师,硕士,主要从事工作流任务分派方面的研究. 第5卷第4期 李春芳,等:基于操作角色的工作流任务分派模型 73 组任务分派策略的执行往往是为完成任务分派特 定阶段的分派结果.基于此,本文定义了操作角色 的概念.所谓操作角色,是指在任务分派过程中,与 特定任务对应的特定员工的操作权限内容集合. 与以往的角色定义不同,操作角色是有时限 性和针对性的,并且是一个动态性描述内容.特定 任务分派时刻与特定任务关联的特定操作角色内 容有多个,特定任务分派阶段产生特定操作角色 集合内容,下一个操作角色集合的产生往往与上 一个操作角色集合产生密切关联.操作角色成为 了任务分派阶段性成果记录,由此可以很好地支 持人工参与选择以及任务重分派等内容的实施. 不同操作角色对特定任务有不同的操作权限.因 此,通过操作角色的定义,既可以严格地保障任务 信息的安全,又可以最大限度地支持了动态任务 分派. 根据大量的分析与研究,可将工作流任务分 派中的操作角色划分为以下几种: 1)任务参与者.根据特定策略定义的可能参 与任务处理的人员对象,从而可以缩小分派范围, 提高任务分派效率.特别适合于面向项目团队的 任务分派. 2)任务候选者.有资格完成相应任务处理的 人员对象.任务候选者的决策除了与需求策略、资 格策略、职责分离策略关联外,还在很大程度上依 赖于任务分派模式策略的定义.在推模式的任务分 派过程中,系统自动根据相应策略选出任务候选者 内容,并通知任务候选者;而在拉模式的任务分派 过程中,系统在选出一批候选者对象之后,还需要 根据候选者本人的主观意愿最终决定任务候选者 内容.也就是说,基于拉模式的任务分派候选者的 确定是有员工参与的,因此需要更多的人机交互. 3)任务执行者.当任务候选者人数多于实际 任务所需人数时,系统根据预先定义的优选策略 从任务候选者中选出最适合相应任务处理的人员 对象. 4)任务分派监控人员.当任务候选者人数少 于实际任务所需人数时,系统会自动通知任务分 派监控人员进行人工参与.任务分派监控人员根 据预先定义的策略决定是否进行任务指派或邀 请,或者建议任务分派策略执行人员重新定义相 应分派策略. 除了以上几个重要操作角色之外,还有如任 务分派策略制定者、任务分派被邀请者、任务分派 被指派者等内容,他们分别对于相应任务具有不 同的操作权限内容,如:只有任务候选者才能查看 任务概要信息,只有任务执行者才能查看任务详细 信息,只有特定任务分派监控人员才能当任务分派 出现异常时进行人工参与,等等.特定员工在任务 分派的不同阶段可能具有不同的操作角色内容. 2动态组织机构模型 除了任务分派策略阶段性成果记录对灵活动 态的任务分派提供有效的支持之外,动态的企业 组织机构模型也是支持灵活动态任务分派必不可 少的条件.以往的企业组织机构模型L8 大多仍然 是静态的,可扩展性和动态性不强.由于任务委 托、员工合理性选择内容的加入,特定员工对于特 定任务的信息内容就是动态的,并且结构也往往 在发生变化,因此需要定义与之适应的动态组织 机构模型.本文提出的动态组织机构参考模型如 图1所示. 图1动态组织结构参考模型 Fig.1 Reference moldel of dynamic organization 与以往组织机构模型最大的不同在于,本组 织机构模型采用了子模型的方式,支持企业对组 织机构模型的动态扩充和删减,以满足企业实际 的任务分派需求.本组织机构参考模型由六个子 模型组成: 1)员工基本属性子模型.该子模型用于定义 员工基本信息有关标识、地位以及权力的内容,可 包括如员工号、姓名、工作年限、职称、级别、角色、 岗位、所属机构等信息. 2)组织单元结构子模型.该子模型用于定义 企业中组织实体基本信息以及组织实体之间关联 关系信息. 74 长沙理工大学学报(自然科学版) 2008年12月 3)能力素质评价子模型。该子模型用于定义 i=1,2,…, ),其中,T 是特定任务实例. 任务候选者或任务执行者选择时分派策略所需内 容.因此该内容因具体企业实际情况而可能存在 很大的差异.该子模型的结构由企业方自行定义. 对于特定任务实例来说,任务分派策略的应 用结果完全反映在该任务实例包括的操作角色集 对象中,另外,各操作角色的有效时间以及任务执 行的起始时间有严格定义.Ti一{丁N,Ff,丁 , 如:某软件开发公司在分派人员参与项目开发时 考核员工能力素质的内容,包括英文阅读、编程、 沟通、协作、表达等能力内容. 丁F,…,Tl ,T2 ,,r3 ),其中,T 代表任务模板信 息;Ff代表该任务实例所属业务流程实例信息; 4)兴趣度子模型.该子模型用于定义基于员 工兴趣度的员工优选策略所需内容,它往往被用 于企业人性化管理水平很高的业务流程中,而在 其他企业业务流程中可被忽略不定义. 5)社会关系子模型.该子模型用于定义基于 员工社会关系的员工优选策略所需内容,以支持 面向团队的任务分配.该子模型在很多业务流程 中被忽略不定义. 6)委托子模型.该子模型用于定义允许委托 时的委托条件和委托内容.同样,该子模型在一些 业务流程中可不定义. 从以上模型定义与分析中可以看出,本模型 为前面所给出的新任务分派策略定义与执行提供 了良好完备的支撑,并允许企业在实际的业务流 程中根据实际需要调整与补充该模型的结构内 容,从而具有更广泛的适应性. 、 任务实例信息;TS 代表与该任务实例关联的参 3 基于操作角色的工作流任务分派元模型 由于在任务与用户之间插入任务分派策略以 及动态组织机构的内容,因此实现了任务与用户 之间的灵活动态关联,从而有效地支持了高效合 理的任务分派.基于操作角色的工作流任务分派 模型如图2所示. — >一 、\//----.''-_一一一 ~…一图2基于任务分派策略的工作流任务分派模型 Fig.2 The task assignment policy based workflow task 基于任务分派策略的工作流任务分派模型形 式化定义如下: 定义1:令企业工作流系统由多个业务流程以 及多个业务流程实例组成,F一{ I i—l,2,…, k},其中,F 是特定业务流程实例. 定义2:令企业中的任务实例集合为T一{ l TT 是一个复杂的时间集合,T =(L,L。, L:,L。,L ,L , ,T ,…),L代表该任务 实例分派的起始时间, 代表任务候选者选择开 始时间, 。代表任务候选者选择约定结束时间, 。代表任务执行者选择结束时间, 代表任务 重分派开始时间,L。代表任务重分派结束时间, 代表任务委托开始时间,L 代表任务委托应 结束时间;省略号代表其他一些与任务执行相关 的时间内容,如:任务必须开始与结束时间以及任 务实际开始与结束时间等;T 代表任务参与者集 合内容;Tz 代表任务候选者集合;T3i代表任务执 行者内容. 定义3:令企业的任务分派策略集合为TS= {TSf l 一1,2,…,U),其中,TS 一{ ,TSi1,TSi2, TS TS TS TS TS …),其中,T 为特定 与者选择策略集合;TS 。代表与该任务实例关联 的候选者选择策略集合;TS 代表与该任务实例 关联的任务执行者选择策略集合;TS 代表任务 委托策略集合;TS 代表任务指派策略;TS 代表 任务邀请策略;TS 代表任务重分派策略;省略号 代表其他需要补充的任务分派策略. 定义4:令企业中的组织机构信息集合为O一 {0E,OEE,OC,oJ,0D,0尺,…},其中,0E是员 工基本信息集合;0EE是组织机构实体信息集合; OC是能力评价结构信息;OI是员工兴趣度信息 集合;OD是员工委托信息集合;OR是员工社会关 系集合.省略号代表的是可扩充的内容, 推导1:任务参与者集合T ∈L ×TS × OE.任务参与者集合是在参与者选择策略在任务 候选者选择开始时间根据员工基本信息选出. 推导2:任务候选者集合 ∈Lz×TS 。× 0.任务候选者是在任务候选者约定结束时间之 前,根据候选者选择策略,基于企业组织机构模型 选出. 第5卷第4期 李春芳,等:基于操作角色的工作流任务分派模型 75 推导3:任务执行者集合 ∈( 。U[L , 15篇;④审稿人不得挑选稿件,而完全由系统完成 新闻稿件分配.审稿人的执行者策略内容可为: ①系统应尽量考虑负载平衡,以便每个人的工作 量大致均匀;②如果候选者对象在工作量上平衡, 则优先考虑新闻反馈及效率高的工作人员.除此 之外,审稿任务允许任务委托,任务委托策略为 “委托人员具有副主任职称以上”;如果无人可委 L ]U[ , ])×{TS U TSi4 U TS 。U TS U TS )X(OcUOIU0DUOR}.任务执行者是在任 务执行者选择或任务重分派、委托时限结束之前, 根据多个策略以及相关组织机构信息选出. 4 实 例 托,则可要求系统重新分派;如果系统无人可 分 以某企业自动化系统新闻审批流程为例进行 派,则可由系统分派策略监控人员指定或邀请人 说明.该流程如图3所示. 员完成稿件审批;如果经常出现需要邀请人员进 行审批,则相应职位需要增加工作人员.其他工作 环节的分派策略可依此进行定义. 为了系统能够解释与执行以上分派策略,该 企业的组织信息内容必须包括以下内容:①员工 基本属性子模型中必须包含员工工龄、级别的内 图3新闻审批业务流程示意图 容;②稿件信息必须包含所涉金额的内容. Fig.3 News examine and approve 系统可根据以上各工作环节的分派策略并与 business process sketch map 员工(分派执行监控人员或允许进行任务选择人 本审批流程由拟稿、审稿、核稿、正式审批、稿 员)之间的互动完成相应任务分派.通过基于操作 件修改及发稿六个工作环节组成.相应工作环节 角色的任务分派,可以帮助业务方细致地刻画任 的执行者内容由系统遵循特定的分派策略以及与 务分派过程,并获取更合理和有效的分派结果.特 特定人员的交互确定.以往的工作流任务分派系 别是通过操作角色的引入,可以使分派过程中穿 统一旦特定任务的分配工作开始,则不能包含员 插大量的人工交互,以便为更加人性化的企业管 工对象的参与,并且员工对象仅能接受任务分派 理奠定基础.通过对操作角色工作信息的及时跟 结果,而不能选择特定任务执行,也不能支持基于 踪,可以随时掌握企业员工任务分配情况,并及时 任务委托的任务分派,而这些是现代工作生活所 反映任务过多或任务过少的现状,从而可以帮助 不可缺少的.就本例而言,应该允许特定情况下的 决策者及时调整企业组织机构或分派策略.员工 任务委托或重分派以及任务候选者可以选择擅长 操作角色信息表如表1所示. 的文件类型进行审批.本系统就完全支持了这些 表1 员工操作角色信息表 任务分派需求. Table 1 The employees’operation actors information table 企业方选择特定人员根据企业特定需要定义 各工作环节的参与者、候选者以及执行者策略. 如:拟稿人的参与者策略可定义为“企业所有工作 人员”,审稿任务的参与者策略可定义为“新闻中 心具有副主任职称以上且负责相应类型新闻审批 的工作人员”,审稿任务的候选者策略可定义为: ①审稿人不得与拟稿人相同;②审稿所涉金额不 超过3 000元,可由副主任职称进行审稿;超过 实际上,表1是个变化非常快的动态信息表, 3 000元,低于10 000元,需要由主任级别的人员 一旦特定任务分派结束,则与特定任务实例对应 进行稿件审理;超过10 000元,则必须由评审委员 的任务参与者、任务候选者信息则自动清除,以缩 会审理;③每位审稿人每天在审新闻量不得超过 小表的大小,提高表的查找与更新速度.通过表1 76 长沙理工大学学报(自然科学版) 2008年12月 中任务执行者信息的记录,可以严格完成任务候 OA—WATS虽然耗费了更多的空间资源来记 录工作流任务分派阶段性成果的记录,以反映员 工一任务一操作角色信息,但是可以增加系统功 能与性能,从而将任务分派提高到更合理的层面 上来.因此OA—WATS具有广阔的应用前景,将在 选者中的职责分离策略;通过表1中任务参与者 信息的记录,可以大大提高任务分派速度;通过表 I中任务候选者的策略,可以加入候选者与系统之 间的大量互动操作,以完成更加合理人性化的任 务分派. 实践中得到完善. 5 结 论 基于操作角色的工作流任务分派系统(Oper— ating Actor-based Workflow Task Assignment (参考文献] [1]Teng Zhang,Zejian Lin,Yiyu Tang,et a1.Research on dynamic task assignment in grid w0rkflow system [J].Journal of Parallel and Distribution Computing, 2006,45(3):235—242. System,简称OA_wTAS)实际上是一个可供二次 开发的工作流任务分派通用平台.企业可根据自 身实际需要随时调整企业任务分派参与者、候选 者、执行者及其他策略,通过对于员工操作角色信 息的及时记录以及快速获取,帮助系统完成包括 大量人工交互在内的复杂任务分派处理.该系统 的应用可带来以下几点优越性: [23陈传波,赵伟伟.一种自主工作流任务分配策略[J]. 华中科技大学学报(自然科学版),2005,33(6):20— 22. CHEN Chuan-bo,ZHA0 Wei-wei.Strategy for a task assignment of workflow system[J].Journal of Huazhong University of Science and Technology(Na’ ture Science),2005.33(6):2O一22. 1)任务分派效率与质量的大幅度提高.虽然 有大量的研究表明任务分派系统需要支持的策略 内容,但是已有工作流任务分派系统往往找不到 好的切入点来整理、描述与反映这些策略,从而只 [3] Chi-Ming Lin,Waseda,Mitsuo Gen.Multi-criteria human resourcq allocation for solving multistage combinatiorial optimization problems using multiob- jeetive hybrid generic algorithm[J].Expert Systems with Applications,2008,34(4):2480—2490. 能有限地执行少数有限的策略内容.因此0A_ wATS可以帮助用户更加广泛、细致、合理地完成 任务分派,从而大大提高任务分派效率与质量.目 前有试验表明,OA'-WATS系统在企业中应用满 意度提高6O 以上,任务分派效率提高3O 9/5以 上,任务分派合理性提高40 9/6以上. 2)对任务分派人工参与的支持.虽然目前企 业对员工工作兴趣方面的支持仍然极其有限,但 是在特定情况(如:高校导师对研究生学生等更提 [4] Yann Chevaleyre,Paul E Dunne,Utle Endriss,et a1. Multiagent resource allocation[J].The Knowledge Engineering Review,2007,20(2):143—149. [5] Guido Governatori,Antonino Rotolo,Shazia Sadiq. Model of dynamic resource allocation in workflow systems[J].International Journal of Computer Ap— plications in Technology,2007,34(2):197—206. [6]刑光林,洪帆.基于角色和任务的工作流访问控制 倡人性化选择的任务,或者有效任务执行人数少 于实际任务所需人数时)下仍然不能否定员工参 与任务分派的必要性、合理性.已有任务分派系统 往往不能及时记录任务分派的阶段性策略执行结 模型[J].计算机工程与应用,2005,9(2):210—213. XING Guang-lin,HONG Fan.A workflow access control model based on role and task[J].Computer Engineering and Application,2005,9(2):210—213. 果,因此也就无法支持人工操作的参与. OA-WATS为未来人性化的管理提供很好的物理 准备. 3)0A—WATS具有很好的适应性.通过用户 [7] ZhbPing Fan,Yong Feng,Yong-Hong Sun,et a1.A framework 0n compound knowledge push system 0。 riented tO organizational employees[A].Workshop on Internet and Network Economics[C].Berlin Hei— 2-.630. delberg:Springer-Verlag,2005.62.对于不同任务分派策略内容的具体定义以及相应 组织机构的支持,该系统可以被广泛用于交通、电 力、银行、通信等行业中完成复杂的任务分派. [8] Michale zur muehlen.Organizational management in workflow applications—issues and perspectives[J]. Kluwer Academic Publishers,2004,5( ):271—291.