用于一个无态环境的工作流机构的制作方法

专利名称：用于一个无态环境的工作流机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一个工作流解决器，更具体说，本发明涉及一个无态(stateless)或无连接环境例如因特网或者一个内部网的工作流机构。
商务过程通常以工作流事项分析。这些工作流事项可以是过程或者文件。在现有技术中，有许多工作流管理系统，根据特定商务规则和在处理期间雇员所起的作用自动安排工作流事项。
已知的工作流管理系统包括电子采购服务或称EPS。EPS给政府、公司和消费者对于常规采购过程提供简化的、流线式方法。EPS通常给买主和供应商使用客户机/服务器技术。买主可以在其组织内分散配置EPS客户应用程序，从而可以直接对采购代理的台式机连机采购。
采购代理、或者其它授权使用EPS的雇员，通过从电子目录中选择构造采购定单。EPS从该点向前管理采购过程，从批准程序到履行任务的适合的供应商为这些采购定单电子选择路由。采购代理从供应商接收更新和确认信息，一直到发货时为止。
电子采购系统已特别在大的政府和公司组织内被接受，因为它使采购过程自动化并得以增强，不需过分雇用采购代理和支持人员。通过把劳动密集型的任务自动化，例如申请和批准采购定单，电子采购系统提高了服务水平，同时减少了成本和誊抄工作中的错误。
已知的电子采购系统是在一个局域网亦即LAN上作为客户机-服务器应用实现的。一个著名的EPS是IBM公司的世界采购专务系统(World Purchasing ProfessionalTM)或称WPP系统。WPP系统包括一个客户机-服务器应用程序，它能使公司或政府中的采购部门电子连接内部部门和外部代理以及供应商。
根据现有技术的常规工作流管理系统1的结构示于

图1。该工作流管理系统1包括一个工作流服务器2和多个工作流客户机3，分别表示为3a、3b、…、3n。工作流服务器2和客户机3通过一个局域网(LAN)4或一个广域网(WAN)连接。每一工作流事项3包括两个基本部件用W数据表示的数据元件和用W语义表示的商务规则或语义元件。服务器2包括一个工作流引擎(workflowengine)5，它根据该语义(W语义)为工作流事项处理工作流数据(W数据)。在图1所示的常规工作流管理系统中，工作流服务器2的作用是作为一个中央服务器，它包含为该系统1的所有商务规则(亦即W语义)，工作流客户机3通过用实线表示的LAN4持续连接到服务器2。因为客户机3持续连接到服务器2，因此工作流引擎5需要维护每一客户机3的描述表(context)。这种需求通常使工作流引擎5十分复杂。
近几年来，因特网作为主导通信网络出现，它提供电子商务的巨大前景。因特网包括一个连接的计算机网络系统，例如LAN和WAN，它是世界范围的一个网络，在无缝连接的网络上提供数据通信。这样，因特网不是如通常认为的一个计算机网络，而是一个无态环境，它提供连接现存计算机网络的一种机构。
在一个无态或无连接环境例如因特网中，计算机之间的连接不是长期的。这些连接只是为传输数据而短时实现。数据一旦传输完毕，计算机之间的连接就中断，这些计算机可以根据需要自由处理数据。工作一旦结束，这些计算机再次建立连接。因为在整个商务处理期间不保持持续连接，因此保存一个处理的描述表十分困难。在如图1所示的常规网络环境中，服务器3和客户机3之间的永久连接允许服务器2保存商务处理的描述表。
对在一个无连接网络例如因特网内的一个工作流管理系统产生的一个关键问题是支持在该无连接网络中的自动路由选择和n级批准。这一问题是因为商务处理的描述表在一个无连接网络中不能保存而产生的。不存在一个单一源，亦即服务器，能够保存工作流事项的全部语义。客户机和服务器之间的连接是不断建立又不断中断，其结果是丢失描述表信息。由定义可知，一个工作流服务器必须访问所有工作流事项，以便管理该工作流。
在一个常规工作流系统中，在工作流服务器2中保存控制商务逻辑的规则(图1)，关于工作流事项的描述表信息总由该服务器保存。在一个无连接环境中，这一信息需要由工作流事项保存。
现有工作流管理系统的另一缺点是对于粒度(granularity)的限制。在一个实际系统中，这意味着分析商务工作流要么根据处理，要么根据文件。然而应该理解，实际世界的商务包括的是处理和文件的结合。
因此，需要对无态环境例如因特网或一个内部网有一个文件管理系统或者工作流系统。这样的系统最好提供一种紧凑的设计，其可以为不同的应用配置，支持n级粒度(其中文件状态由定货级(linelevel)批准以及其它商务准则确定)。
本发明为一个无连接或无态环境例如因特网或者一个内部网提供一个工作流机构。根据本发明，该机构包括在工作流事项自身内保存商务逻辑和有关工作流描述表信息的设备。
该机构包括一个工作流结构体系，它包括一个用于工作流事项或称对象的数据部件、一个语义部件和一个推理引擎部件。根据本发明，所有这三个部件都封装在工作流事项或对象中。
该工作流机构的一个特征是，工作流对象附加在文件上，并随该文件传输。这允许文件(或处理)由一个客户机管理，而无需该客户机保持与任何服务器连接。因此，该工作流机构不需在常规工作流管理系统中的工作流服务器。
本发明还提供一个推理引擎(inference engine)以解决在一个无连接环境中的工作流。该推理引擎包括为保存在工作流管理系统中的工作流事项的描述表的设备和为实现作为该引擎的第一级约束的任意商务规则和组织结构的设备。该引擎包括一个基于证明(justification)的事实保持系统(Justification-based TruthMaintenance System)。本发明的引擎产生一种紧凑的设计，使其适合集成在工作流事项中。
该引擎的一个特征是，根据需要引入证明，在大多数场合可以在运行期引入证明。证明作为命题逻辑表达式编码，这些表达式作为该推理引擎的约束条件。因此，可以增加影响工作流的任意商务规则。这样，使用根据本发明的机构的工作流系统可以用于管理处理和文件两者，提供n级粒度。
本发明为一个无态环境例如因特网或者一个内部网提供一个工作流机构。该工作流机构包括下述特征(a)支持复杂商务规则的一个或一组文件的完整工作流；(b)支持n级批准和用户可配置性；(c)支持授权委派和为文件重新选择路由；(d)支持具有多角色的多用户和对多文件的多特权；(e)支持任意商务逻辑。该工作流机构还包括保存和控制为n级批准者的定货级以及文件级批准状态的能力。
本发明的第一方面提供为处理一个无态环境例如因特网的工作流事项的一个机构，该机构包括用于与该工作流事项关联的数据元件的数据模块；用于与该工作流事项关联的规则的语义模块；把所述规则应用于数据元件的一个引擎；其中数据模块、语义模块和引擎包含在该工作流事项内，并当该工作流事项在该无态环境中移动时随该工作流事项传输。
本发明的第二方面提供一种方法，它用于处理在包含客户机和服务器的一个无态环境中的一个工作流事项，该方法包括步骤存储与该工作流事项关联的数据元素到一个数据模块中；存储与该工作流事项关联的规则到一个语义模块中；用该工作流事项加载数据模块和语义模块；连同数据模块和语义模块一起加载该工作流事项中的引擎；给该工作流事项连同加载的数据和语义模块以及引擎选择路由到该无态环境中的一个或者多个客户机；使用引擎把语义模块中的规则应用到数据模块中的数据元素，以处理独立于服务器的相关客户机上的工作流事项。
现在参考所附附图，它们作为一个例子表示本发明的一个优选实施例，其中图1表示根据现有技术的一个常规工作流管理系统；图2表示根据本发明的一个工作流管理系统的方框图；图3表示用于图2的工作流管理系统的一个工作流机构。
本发明提供一个用于工作流管理系统的工作流机构。在下面的说明中，该工作流机构的细节在一个工作流管理系统的上下文中叙述。然而，该工作流管理系统中不是本发明的构成部分，例如工作流事项的交付、跟踪、监视、安全的机构不是本公开的部分。
参考图2，图中表示用标号100总体表示的一个工作流管理系统。工作流管理系统100计划运行在一个无连接或无态环境例如因特网或者一个内部网中。工作流管理系统100包括一个或多个服务器101和一系列客户机102以及工作流事项或对象103。在图2中，服务器分别用101a、101b、…、101m表示，客户机分别用102a、102b、…、102n表示。客户机102包括例如在公司应用中设在总部办公室或分支机构办公室的计算机或工作站，或者拨号接入的远程计算机。图2中用虚线示出的连线表示临时连接，因此，在一个无连接网络中，客户机和服务器的角色不是很清楚定义的。
图2中分别用103a、103b、103c、…、103n表示工作流事项103。根据本发明，工作流事项103包括3个部件数据部件W数据、语义或商务规则部件W语义、推理引擎部件W引擎。在图2中，数据部件用104表示，语义部件用105表示，而推理引擎部件用106表示。根据本发明的这一方面，当把一个工作流事项103下载到一个客户机时，数据部件W数据(图2中的104)和规则部件W语义(图2中的105)连同工作流引擎W引擎(图2中的106)一起下载。工作流引擎106根据在语义部件105(W语义)中包含的商务规则处理数据104(W数据)。为提供下载能力，工作流引擎106采用轻型紧凑设计，同时具有处理由规则部件W语义或105定义的商务规则的处理能力。
图3更详细地示出根据本发明这一方面的工作流引擎106。工作流引擎106包括一个推理引擎111和一个事实保持系统(TMS)112。事实保持系统112包括一个使用证明的约束网络。在本发明的说明文字中，证明包括简单的第一阶命题子句。其优点是由包含简单命题子句的证明组成的约束网络评估极快。已经发现，文件(或商务处理)的当前状态可以由当前成立的证明推断。如图3所示，事实保持系统112记录证明(连线113)，而推理引擎111从在TMS112中记录的证明提取推论(连线114)。
参考图3，推理引擎111以证明亦即命题子句(连线113)的形式将对一个文件的约束通知给事实保持系统112。一个证明包括3部分(1)推理引擎中被推理的事实中的结论；(2)用于推理规则的作为事实的前提；(3)推理引擎为更详细解释推理而提供的信息提供者。
在本发明的上下文中，每一证明被解释为包含前提An和结论Cm的一个简单命题限定子句或Horn(荷恩)子句。例如，子句A1、A2、A3…An=＞Cm指的是，如果前提A1、A2、A3…An在当前的上下文中成立，则它意味着结论Cm成立。已经发现，在一个电子采购系统(EPS)中控制工作流需要的大多数约束或者证明可以在事实保持系统112的命题运算之内表述。前提(An)和结论(Cm)在该事实保持系统112中的约束网络之内以“节点”形式表示。由推理引擎111提交给事实保持系统112的最一般的询问是一个节点(亦即结论Cm)逻辑上是否从该文件或者处理的当前状态(亦即存储在W数据部件104中的前提An)中得出。
这样，事实保持系统112的说明由两组数据定义，它们存储在工作流事项103的W数据部件105中。这两组数据包括(1)一组前提(亦即A1、A2、…An),(2)一组结论(亦即C1、C2、…Cm)。这两组数据随着各种工作流过程的发展而发展。其结果，在提出询问时事实保持系统112可以正确地回答对这两组数据的内容的询问。事实保持系统112的一个基本任务是回答关于对于给定的一组当前允许的证明节点保存着什么(亦即什么成立)的询问。根据本发明的事实保持系统的一般实现方面属于熟悉本技术领域的人的知识范围，并进一步在Kenneth D.Forbus和Johan de Kleer所著“解决器的构造问题”中叙述，该书由马萨诸塞州剑桥市MIT出版社出版。
根据另一方面，工作流事项103的自动路由选择是通过将路由信息进行编码作为多个证明-亦即多组命题约束-而提供的，这些证明存储在工作流103的W数据部件104中。命题约束提供路由信息，而引擎使用这些路由信息为工作流事项103选择路由，不需另外与工作流服务器101(图2)通信。
因为工作流机构设计在一个无连接环境例如因特网中工作，组织结构和商务规则的变化在该工作流事项再次下载前不能被立即反应。然而，这一点可以通过在商务规则或组织结构变化时实现一个通知方案解决。例如，客户机102可以访问一个服务器101b(例如网络站点)下载该更新，或者客户机102可以由服务器101b例如用电子邮件自动通知。
现在以一个电子采购系统，例如IBM公司开发的世界采购专务(WPP)系统叙述工作流机构亦即工作流引擎106的操作。简言之，WPP系统首先在事实保持系统112中记录“证明”。随着文件的处理，WPP系统许可或者撤消事实保持系统112中的前提(亦即An)。WPP(亦即工作流管理系统)系统询问事实保持系统112该文件的当前状态。事实保持系统112使用在约束网络中记录的证明(亦即命题约束)提供该文件的当前状态。
对于工作流引擎106，一个文件的状态是当前成立的各种前提的一个结论。例如，一个文件的前提(An)可以以下述集合表示和划分(1)当前用户的角色；(2)该用户的特权；(3)该用户的行动；(4)正被处理的文件的类型；(5)该文件的初始状态；(6)部件的结果状态(亦即行级状态等)；(7)商务规则1的结果；(8)商务规则2的结果，等…随着文件的处理，WPP从每一上述前提组中选择或许可一个前提。事实保持系统112使用已经记录的证明回答哪一个结论现在成立，而推理引擎111确定该文件可能具有的新状态。考虑一个“采购申请(PR)”文件的处理，进一步叙述这一特征。该采购申请文件具有下述几组前提(1)当前用户的角色(亦即，提出官员，支持官员，批准官员)；(2)该用户的特权(亦即，可以浏览，可以批准，可以修改)；(3)该用户的行动(亦即，修改，批准，浏览)；(4)该文件的类型(亦即，PR(采购申请)，PO(采购定单)，ITT(招标)，ITQ(邀请报价))；(5)该文件的初始状态(亦即，正在处理，被批准，被拒绝，准备批准，等)；(6)各部件的结果状态(亦即，所有定货事项被批准，某些被拒绝，某些正在调查，所有都被拒绝，未采取行动，等)；(7)商务规则1(亦即，PR数值＜30000,PR数值＞30000)。
对这一例子，把下面的证明(亦即命题子句)编码在事实保持系统112中(1)集合1(提出官员)&集合2(可以批准)&集合3(正在批准)&集合4(PR)&集合5(正在处理)&集合6(不适用)&集合7(不适用)====＞正由提出官员处理。
(2)集合1(批准官员)&集合2(可以批准)&集合3(正在批准)&集合4(PR)&集合5(批准就绪)&集合6(所有定货事项都被批准)&集合7(数值＜30000)====＞PR为PO处理准备就绪。
(3)集合1(批准官员)&集合2(可以批准)&集合3(正在批准)&集合4(PR)&集合5(批准就绪)&集合6(所有定货事项都被批准)&集合7(数值＞30000)====＞PR为招标过程准备就绪。在该文件(亦即工作流事项103)的处理期间，WPP从每一集合中启动前提(例如“提出官员可以批准”)，事实保持系统112根据哪一个证明成立并因此关联的结论成立，而给WPP提供该文件的状态。
根据本发明的工作流引擎106利用下述事实，即大多数证明可以事先建立，亦即在商务处理分析阶段建立。事实保持系统112恰当地存储这些证明(亦即前提和结论)到一个关系数据库或者以为该应用正被使用的不变对象的形式存储。随着工作的继续，WPP只启动或者禁止证明，而事实保持系统112通过分解这些被启动的证明提供文件的结果状态(亦即工作流事项)。
根据本发明的工作流引擎106提供动态增加新的证明的能力。新的证明由WPP记录在事实保持系统112中。因此，通过在任何时候引入或撤消证明可以精炼工作流管理过程，不需进一步编码。通过在WPP系统中提供用户接口，使用户能在定义一个处理的前提集合中拖、放各种前提，由此由用户输入新的证明。这种用户接口的特定实现在熟悉本技术领域的人的理解范围之内。
总而言之，根据本发明的工作流机构包括一个事实保持系统112，其中规则可以附加在约束网络的每一节点，以便如果一个节点成立的话，则可以启动执行一个商务任务的那些规则。应该理解，推理引擎111和事实保持系统112的结果代码可以非常紧凑。这意味着推理引擎111和事实保持系统112可以作为小应用程序的一部分下载，以便跟踪在一个远程客户机102(图2)上下载的要处理的文件的状态。随着工作流事项从一个机器到另一个机器的移动，它带着随着它的描述表移动。换句话说，工作流事项不需连接到一个工作流服务器来确定它的状态。因为事实保持系统纪录所有证明，因此该事实保持系统112也可以为工作流事项的结论提供解释。这意味着一个工作流事项的状态可以在任何时间确定。这种特征在商务重组应用中特别有用。
本发明可以以其它特定形式实现，而不离开其精神和基本特征。对本发明的某些改进和修改对于熟悉本技术领域的人来说十分明显。因此，现在说明的实施例应该认为是一个示例，而不是对本发明的限制，因此，由所附权利要求而不是上面的叙述表示的本发明的范围，来自这些权利要求的等价说明的意义和范围之内的改变都包含在其中。
权利要求
1．在一个用于无态环境的工作流管理系统中，一个管理该系统中工作流事项的机构包括(a)一个用于与工作流事项关联的数据元素的数据模块；(b)一个用于与工作流事项关联的规则的语义模块；(c)一个应用所述规则到数据元素的引擎；(d)其中所述数据模块、所述语义模块和所述引擎包含在所述工作流事项中，并当所述工作流事项在该无态环境中移动时随所述工作流事项传输。
2．如权利要求1所述工作流机构，其特征在于，所述无态环境包括因特网。
3．如权利要求1所述工作流机构，其特征在于，所述引擎包括推理引擎和事实保持系统以及在所述事实保持系统中记录与所述工作流事项关联的证明的装置，所述事实保持系统包括响应来自所述推理引擎的查询提供关于工作流事项状态的推理的设备。
4．如权利要求3所述工作流机构，其特征在于，所述提供推理的设备包括一个约束网络，所述约束网络包括用于推断工作流事项状态的命题子句。
5．如权利要求4所述工作流机构，其特征在于，所述命题子句从一个或者多个前提和一个结论形成，其中，所述结论当在该工作流的当前描述表中的前提成立时得出。
6．如权利要求1所述工作流机构，其特征在于，进一步包括在所述事实保持系统中编码路由选择的证明的设备，所述事实保持系统包括响应一个查询提供与该工作流事项关联的路由选择信息的设备。
7．一种处理包括客户机和服务器的一个无态环境中的工作流事项的方法，所述方法包括步骤(a)把与该工作流事项关联的数据元素存储到一个数据模块中；(b)把与该工作流事项关联的规则存储到一个语义模块中；(c)用该工作流事项加载所述数据模块和所述语义模块；(d)连同所述数据模块和所述语义模块加载该工作流事项中的引擎；(e)为该工作流事项连同所述加载的数据和语义模块以及所述引擎选择路由到所述无态环境中的一个或者多个客户机；(f)使用所述引擎应用所述语义模块中的规则到所述数据模块中的数据元素，在关联的客户机上独立于服务器处理该工作流事项。
8．如权利要求7所述方法，其特征在于，进一步包括加载与该工作流事项关联的路由选择信息的步骤。
9．一种记录有一个工作流管理计算机程序的数据存储介质，该工作流管理计算机程序与在无态环境中的加载有操作系统和运行时库程序的一个计算机相结合，用于从该数据存储介质读取程序数据到存储器并执行，包括根据权利要求7或8的方法。
全文摘要
用于一个无态或无连接环境例如因特网或者一个内部网的工作流机构。该工作流机构包括一个推理引擎和一个基于证明的事实保持系统。该推理引擎和基于证明的事实保持系统连同数据和商务规则部件一起封装在工作流事项中,并随同该工作流事项下载到客户机。推理引擎通知事实保持系统与该工作流事项关联的证明。当要确定一个工作流事项的状态时,推理引擎询问事实保持系统,后者根据当前对该工作流事项成立的各种前提提供该工作流事项的状态。由于事实保持系统带有证明,因此不需要连续的网络连接。
文档编号G06Q10/06GK1226710SQ98125958
公开日1999年8月25日 申请日期1998年12月30日 优先权日1997年12月31日
发明者K·Y·陈, D·S·W·周, X·M·张, A·辛格 申请人:国际商业机器公司