agent在cscw中工作流系统的应用

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1、中国宇航学会计算机应用专业委员会2 0 0 4 年学术交流会论文集 A g e n t 在C S C W 中工作流系统的应用 王春燕1 ，姚卫东1 ，曹慕昆2 ( 北京信息控制研究所。北京1 0 0 0 3 7 , 2 哈尔滨工业大学管理学院，黑龙江哈尔滨1 5 0 0 0 1 ) 摘要计算机支持的协同工作C S C W 中一类典型的协同应用系统一一工作流系统利 用先进的计算机技术使工作的各个步骤在一定程度上自动执行，提高了效率，改变了 传统的工作方式然而，它还存在模式僵化和功能健壮性问题通过介绍和分析人工 智能领域的a g e n t 技术的特点和优势，并把它应用到工作流系统中，提出了基于a

2、 g e n t 的工作流模型，实现了工作流管理系统在模式灵活性等方面的更强的性能 关键字计算机支持的协同工作( C S C W ) ，工作流，工作流管理系统( W f M S ) ，工 作流管理联盟( W f M C ) ，a g e n t ，移动a g e n t I 前言 1 1 计算机支持的协同工作( C S C W ) 计算机技术的发展把人类社会带入了信息化时代，随着信息化进程的深入，通信技术与计算 机及其网络技术相融合，产生了一个新的研究领域一计算机支持的协同工作C S C W ( C o m p u t e r S u p p o r t e dC o o p e r a t

3、i v eW o r k ) 。一开始对于C S C W 的含义，研究的范围和焦点并不是很清楚的。 先后有过不同的定义，在这里我们引用文献l 的说法把计算机支持的协同工作定位为： 地域分散 的一个群体借助计算机及其网络技术，共同协调与协作来完成一项任务。它包括协同工作系统的 建设、群体工作方式研究和支持群体工作的相关技术研究、应用系统的开发等部分。通过建立协 同工作的环境，改善人们进行信息交流的方式，消除或减少人们在时间和空间上的相互分隔的障 碍，节省工作人员的时间和精力，提高群体工作质量和效率，从而提高企业、机关、团体、乃至 整个社会的整体效益和人类的生活质量。 根据不同的标准可以对c s

4、c w 进行多种分类，在这里，按使用的基本工具和工作环境：在C S C W 系统中所使用的基本支撑环境和工具有：信报系统( M e s s a g eS y s t e m s ) ，即电子邮件系统。电 子布告栏，会议系统，协同写作和讨论( 编著) 系统，工作流系统，群件等。 随着应用实践的逐步深入，计算机协同工作技术将带来人们协作方式的变革，提高人们协同 工作的整体效率。计算机协同工作应用系统的发展和推广会改善人们交流信息进行协作的方式， 而计算机技术的发展也必然走向计算机协同工作的方向。 1 2c s 删中的工作流系统 工作流管理系统( W o r k f l o wM a n a g e

5、 m e n tS y s t e m ，W f M S ) ，一类典型的协同应用系统，支持 多个人进行异地、异步协作的系统，它是协同应用系统从支持同步、非结构化协作向着支持异步、 结构化的进一步发展。 在计算机大量使用之前，所有的工作，如文档的撰写、传送、批示、审阅、汇总等都可能 需要用手工的方式来完成。在单机的情况下，某些工作，如文档的传递等仍然需要手工完成。 只有在计算机网络环境下才有可能构造一种计算机管理系统，使得类似上面过程中的各个步 骤能够在在一定程度上自动地进行。这种类型的计算机管理系统，我们就称之为工作流管理系 统。 中国宇航学会计算机应用专业委员会2 0 0 4 年学术交流会

6、论文集 更具体鲍，工作流是指在多人参与的办公事务中所使用的一系列操作或步骤，这些步骤的发 生可以是顺序的或并行的。工作流管理系统对工作流的管理提供辅助支持，自动完成有关信息交 换，从而加速与事务有关的电子文档的处理速度，提高工作效率。如I B MF l o w M a r k 及其基于 M Q S e r i e s 的后续版本M Q S e r i e sW o r k f l o w 就是典型的工作流管理系统。 2 工作流系统 2 1 相关概念 工作流 一般意义上，工作流是指将一组任务组织起来完成某个经营过程。在工作流中定义了任务的 触发顺序和触发条件。每个任务可以由一个或多个软件系统完成

7、也可以由一个或一组人完成， 还可以由一个或多个人与软件系统协作完成。任务的触发顺序和触发条件用来定义并实现任务的 触发、任务的同步和信息流( 技术流) 的传递。 在这里所讲的工作流是指一种反映业务流程的计算机化的模型，是为了在先进的计算机环境 支持下实现业务过程集成与业务过程自动化而建立的可由工作流管理系统执行的业务模型。 夺工作流管理系统 工作流管理系统是运行在一个或者多个称为工作流机的软件上的用于定义、实现和管理工作 流运行的一套软件系统，它和工作流执行者( 人，应用) 进行交互，推动工作流实例的执行。并 监控工作流的运行状态。需要注意的是，工作流管理系统并不是企业的业务系统，而是为企业业

8、 务系统的运行提供软件支撑环境。 一般而言，所有的工作流管理系统都提供了三种功能： 建立阶段功能：主要考虑工作流过程和相关活动的定义和建模功能。 运行阶段的控制功能：在一定的运行环境下执行工作流过程，并完成每个过程中活动 的排序和调度功能。 运行阶段的人机交互功能：实现各种活动执行过程中用户与计算机应用工具之间的交互。 图2 一l 工作流管理系统参考模型 由于工作流管理技术与产品缺乏统一的标准，不同的工作流产品存在较大的差异，所以这些 产品之间、产品与其它应用之间的集成非常困难。为了更好地满足实际应用地需要，实现不同 工作流产品之间的互操作，便于与其它应用系统的集成。在这种背景下，W f M

9、C 关于W f M S 的参考模型就应运而生了。W f M C 的全称是w o r k n a wM a n a g e m e n t C o a l i t i o n ( 工作流管理联盟) ， 1 7 4 中国宇航学会计算机应用专业委员会2 0 0 4 年学术交流会论文集 其主要职责就是负责W t M S 的标准化工作。它详细描述了工作流系统的有关概念，井在此基础上 给出了W f l v l S 的各主要组成部分、各部分的功能及相互之间的接口。 鲡图2 2 所示： ( 1 ) 接口一：工作流服务和工作流建模工具 ( 2 ) 接E I - - i 工作流服务和客户应用之问的接口，这是最主要

10、的接口规范，它约定所有客户 方应用和工作流服务之间的功能访问方式： ( 3 ) 接口三：工作流机和直接调用的应用程序之间的接口： ( 4 ) 接口四：工作流管理系统之间的互操作接口： ( 5 ) 接口五：工作流服务和工作流管理工具之问的接口。 其中，接口一为在不同物理或电子介质之间传递过程定义的信息提供了交互的形式和A P I 调 用：接V I 二定义了通信建立、工作流定义操作等功能；接口三激活应用程序的A P I 函数应覆盖的 几个方面的功能：接口四完成工作流执行服务之间需要提供大量的W A P I 来实现互操作，无论是 在两个工作流执行服务之间的直接调用还是通过网关函数；接口五主要实现对工

11、作流的管理和监 视。 2 2 现状分析 图2 2W _ f M C 工作流管理系统参考模型。 同其他标准一样，W f , t C 参考模型给出的只是W f M S 的各个功能部分，而没有给出任何实 现的细节。实际构造一个W f I s 时有许多具体的技术细节需要仔细加以考虑，以便满足U f M S 向 大规模方向发展所需的高度的灵活性、可用性、可伸缩性、可靠性、以及互操作性等方面的要 求。 然而，现有的工作流模型在支持非确定型业务和意外情况上存在着不同程度的局限性，即 所谓的“僵化”问题，这在很大程度上限制了其广泛应用。传统的工作流系统在定义流程时隐含 假设了所有的任务的实现和它们之间的协作均

12、能被事先准确、完善的定义，事实上并不如此，大 量业务流程对环境变化很敏感。同时，由于许多工作流运行周期长，在运行过程中难免发生变化， 因此工作流管理系统必须考虑异常情况和例外的处理。 另外。商业社会的激烈竞争要求企业具有良好的反应能力。移动办公正是为满足此种要求 而出现的一种新的工作方式，它使得员工能够随时随地处理他们的业务。移动计算设备( 如笔 记本及手持设备) 的普及为这种办公方式的实现提供了良好的硬件条件，而W f M S 则为之提供 了一种理想的软件环境。但早期的W f M S 系统一般都是基于L A N 环境而构造起来的它一般要 求用户一直保持同w 埘S 的连接。所以，研究W f M

13、 S 对移动用户的支持的必要性日益凸显。 中国宇航学会计算机应用专业委员会2 0 0 4 年学术交流会论文集 2 3 性能改进研究：a g e n t 技术的应用 针对现有W f M S 存在的缺陷，研究其他可行的方法来改进其性能显得很有必要。 最近几年，研究人员将a g e n t 技术应用于许多领域，如C I M S 、电子商务、信息处理系统 等。工作流管理系统作为一种群件系统与多a g e n t 系统有着某种相似的特点，它们都是分布式 的协同工作系统，因此，多a g e n t 系统非常适合应用于工作流管理系统尤其是设计分布式工 作流结构。这种技术的应用可以解决刚才提到的模式僵化和对移

14、动用户支持的问题。另外，因 为a g e n t 技术本身的特点，在W f M S 引入这种技术还可以提高系统多方面的性能，增强系统的健 壮性和可应用性。 3 a g e n t 技术 3 1a g e n t 技术的基本概念 a g e n t ，又称为智能体或代理，它的产生和发展是人工智能技术( A I ) 和网络技术发展的必 然结果。A g e n t 技术是为解决复杂，动态、分布式智能应用而提供的一种新的计算手段。 a g e n t 是指模拟人类行为与关系、具有一定智能并能够自主运行和提供相应服务的程 序。随着网络技术的发展，可以让a g e n t 在网络中移动并执行，完成某些功能

15、，这就是移 动a g e n t ( M o b i l ea g e n t ) 的思想。概括的说，移动a g e n t 是一段可以在自身的控制下由 异构网络系统中的一台机器迁移到另外一台机器上运行的程序，也就是说，移动a g e n t 能 够在执行到某一点时挂起自身程序，将代码传递到另外的网络节点上去继续运行。 移动a g e n t 的工作机制为：移动a g e n t 在被派遣以前驻扎在被派遣端，并通过与本 地的信息源链接，来获取本地的相关信息：当A g e n t 被派遣时，会将本地的相关信息和操 作发送到目的主机，在日的主机上执行相关操作，并与目的主机的信息源链接以获取相关信

16、息：当操作完成以后，其返回操作结果，并终止目的主机上被派遣移动A g e n t 的运行。 3 2 移动a g e n t 的优点 根据理论研究和实践总结，移动a g e n t 具有很多优点： 减少网络流量：由于a g e n t 能够移动到网络上用户所需数据源的所在地，省去了因 数据传输所造成地多余网络流量，因而能够在一定程度上避免网络拥挤。 适合于移动用户：a g e n t 的可移动能力使其特别适合于不具备可靠与持久网络连接 的节点，如笔记本、膝上电脑等，既使最初生成移动a g e n t 的主机处于非连入状态，a g e n t 依旧能够自主地在网络上的不同机器间移动、执行。 特别适合工作流管理的构建：企业的每一个经营过程的实例可以由一个移动a g e n t 来处理，a g e n t 在预先定义好的步骤下在分布的网络节点上执行。当a g e n t 移动时，它携 带着过程所需的执行代码与数据，无需每一步都通过中央的数据库服务器来交换数据。 有利于数据集成：由于移动a g e n t 是在数据的所在地来访问