余軍

（中國商用飛機(jī)有限公司上海航空工業(yè)（集團(tuán)）有限公司，上海201210）

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基于JBPM4的飛機(jī)EO落實跟蹤系統(tǒng)應(yīng)用實踐

余軍

（中國商用飛機(jī)有限公司上海航空工業(yè)（集團(tuán)）有限公司，上海201210）

摘要：通過對工作流及工作流引擎JBPM4的介紹，對JBPM4的主要特點、流程定義與部署等進(jìn)行研究，并在其基礎(chǔ)上建立一套適用于ARJ21-700型號飛機(jī)工程指令更改落實跟蹤系統(tǒng)，以達(dá)到更好地實現(xiàn)流程管理，簡化系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)的目的，并且降低了程序代碼直接耦合度，提高了軟件開發(fā)的效率，提高了系統(tǒng)的擴(kuò)展性和可維護(hù)性。

關(guān)鍵詞：工作流；JBPM4；飛機(jī)工程指令；更改落實

工程更改指在構(gòu)型項的研制、生產(chǎn)過程中，對已批準(zhǔn)的現(xiàn)行構(gòu)型文件（基線范圍內(nèi)）所做的更改。在飛機(jī)的生命周期內(nèi)，特別是在研制階段，由于采用新技術(shù)、彌補(bǔ)產(chǎn)品的缺陷、增加客戶所希望的新功能等原因都會引起工程更改［1］。

ARJ21-700飛機(jī)是我國首個按照國際適航標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的完全擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的新型噴氣式支線飛機(jī)，目前還處在研制階段，工程更改不可避免。ARJ項目中工程更改不僅涉及到飛機(jī)產(chǎn)品設(shè)計，而且涉及到生產(chǎn)制造和采購、維修、質(zhì)檢、客服、培訓(xùn)手冊等，需要跨部門、跨區(qū)域、跨專業(yè)合作完成。工程更改從提出到實施周期長、涉及人數(shù)廣、工作難度大。

工程更改的有效管理與控制一定程度上是通過建立嚴(yán)格的更改業(yè)務(wù)流程，在計算機(jī)工具支持下，使得更改活動始終處于嚴(yán)格的可控狀態(tài)，并記錄涉及到的所有對象的變化，對下游工程指令（Engineering Order，簡稱EO）落實更改的全程跟蹤，既保證了ARJ21項目構(gòu)型控制的完整性和符合性，也有利于后期對工程變更影響的分析與研究。良好的更改落實跟蹤管理能夠有效降低成本、提高工作效率、縮短生產(chǎn)周期、保證產(chǎn)品質(zhì)量、響應(yīng)市場需求，從而提升企業(yè)競爭實力。

本文通過對JBPM4的深入研究，在分析新支線ARJ21在客戶服務(wù)方面工程落實更改流程的基礎(chǔ)上，提出了基于JBPM4的工程指令更改落實跟蹤系統(tǒng)的核心工作流程設(shè)計方法，建立有效的工程指令更改落實跟蹤系統(tǒng)。

1　工作流技術(shù)概述

1.1工作流簡介

工作流的定義［2］：工作流是一種經(jīng)營過程，它可以按照一定的規(guī)則完全或者部分自動化執(zhí)行。在工作流中定義了許多任務(wù)的觸發(fā)順序以及觸發(fā)的條件。每個任務(wù)可以是由一個或者多個軟件系統(tǒng)來完成，也可以是由一個或者一組人來完成，還可以是由一個或者多個人與軟件系統(tǒng)協(xié)作來完成。任務(wù)的觸發(fā)順序和觸發(fā)的條件用來定義并實現(xiàn)任務(wù)的觸發(fā)、任務(wù)的同步以及信息流（數(shù)據(jù)流）的傳遞。

簡單地說，工作流就是用一個個有序的任務(wù)點（活動點）來抽象表示業(yè)務(wù)流的處理過程。工作流管理系統(tǒng)是一個軟件系統(tǒng)，它完成工作流的定義和管理，并按照在計算機(jī)中預(yù)先定義好的工作流邏輯推進(jìn)工作流實例的執(zhí)行。目前工作流管理系統(tǒng)開源框架中以JBPM為主流。

1.2JBPM4概述

JBPM（Java Business Process Management）是基于Java實現(xiàn)的流程業(yè)務(wù)處理框架 （Business Process－Management）。它是覆蓋了業(yè)務(wù)流程管理、工作流、服務(wù)協(xié)作等領(lǐng)域的一個開源的、靈活的、易擴(kuò)展的可執(zhí)行流程語言框架［3］。它支撐企業(yè)的流程性業(yè)務(wù)應(yīng)用，實現(xiàn)流程的自動化。JBPM采用了JBoss JBPM Process Definition Language（JPDL）來設(shè)計流程，JPDL結(jié)合應(yīng)用了狀態(tài)機(jī)、UML2.0活動圖、PetriNet算法三方面的知識，利用狀態(tài)機(jī)控制了工作流狀態(tài)變遷，借鑒使用了PetriNet算法，擴(kuò)充了活動圖的建模能力［4］。JBPM的另一個特色是使用Hibernate來管理數(shù)據(jù)庫。通過Hibernate，JBPM將數(shù)據(jù)的管理職能分離出去，專注于業(yè)務(wù)邏輯的處理。

JBPM4的結(jié)構(gòu)特點［5］如下：

（1）嵌入式的工作流引擎

JBPM4是完全支持嵌入式應(yīng)用的業(yè)務(wù)流程開發(fā)框架，可以在事務(wù)處理、數(shù)據(jù)持久化等各個方面與業(yè)務(wù)應(yīng)用程序進(jìn)行靈活的集成。

（2）可插拔的體系架構(gòu)

JBPM4采用了模塊化的架構(gòu)設(shè)計，采用了IOC（依賴注入）的設(shè)計理念，各模塊之間可以比較方便地解除耦合或替換不同的實現(xiàn)，例如持久化、事務(wù)處理、身份認(rèn)證、日志服務(wù)等，都由可選模塊實現(xiàn)。

（3）易擴(kuò)展到流程語言

JBPM4框架內(nèi)置的流程定義活動，包括start，task，foreach，fork，join和decision等，是構(gòu)建完整業(yè)務(wù)流程所必需的組成部分，它們提供了可以將業(yè)務(wù)邏輯Java代碼和業(yè)務(wù)流程編排無縫銜接的綁定機(jī)制。

1.3JBPM4開發(fā)工作流的一般流程

（1）環(huán)境搭建與配置

在開發(fā)項目中引入JBPM4的jar包，做好與數(shù)據(jù)庫連接的配置，JBPM4采用Hibernate框架操作數(shù)據(jù)庫，對于數(shù)據(jù)庫的初始化，JBPM4都是通過Hibernate自動創(chuàng)建相關(guān)表。

（2）流程定義

JBPM4使用的JPDL語言定義工作流，根據(jù)業(yè)務(wù)邏輯定義好工作流程，生成process.jpdl.xml文件

（3）流程的部署

RepositoryService流程部署服務(wù)，根據(jù)對應(yīng)的process.jpdl.xml文件部署到數(shù)據(jù)庫。

（4）流程實例的創(chuàng)建

由ExecutionService流程執(zhí)行服務(wù)來創(chuàng)建一個流程實例ProcessInstance，將此流程實例與業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)表關(guān)聯(lián)。

（5）流程實例的流轉(zhuǎn)與結(jié)束

業(yè)務(wù)與流程實例關(guān)聯(lián)綁定后，開始根據(jù)流程定義流轉(zhuǎn)，中間結(jié)點都會與各種業(yè)務(wù)處理關(guān)聯(lián)，但業(yè)務(wù)處理存儲與流程數(shù)據(jù)處理單獨分開，流程與業(yè)務(wù)處理同時結(jié)束。在此過程中會涉及到TaskService任務(wù)服務(wù)，HistoryService歷史服務(wù)，ManagementService流程管理服務(wù)，IdentityService身份認(rèn)證服務(wù)等多個事務(wù)處理。

2　基于JBPM4　的飛機(jī)工程更改落實跟蹤系統(tǒng)的具體實現(xiàn)

ARJ飛機(jī)工程更改落實跟蹤系統(tǒng)的目的是對整個ARJ項目中由設(shè)計部門流轉(zhuǎn)下來的工程更改數(shù)據(jù)進(jìn)行管理控制與落實，跟蹤管理每一份由其他系統(tǒng)分轉(zhuǎn)下來的工程更改指令，記錄EO的每一個落實更改項以及相關(guān)的參與管理控制人員操作信息，并進(jìn)行報表匯總導(dǎo)出等。整個系統(tǒng)是采用B/S三層結(jié)構(gòu)：數(shù)據(jù)層、業(yè)務(wù)層、表示層，MVC開發(fā)模式，在開源項目Struts2、Hibernate、JBPM4的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計與開發(fā)，使用oracle數(shù)據(jù)庫作為后臺支撐。

2.1業(yè)務(wù)基本流程

在整個飛機(jī)研制生產(chǎn)的客戶服務(wù)環(huán)節(jié)的工程更改落實過程中，同一份落實更改，不同部門關(guān)注重點不一樣，流程也不一樣，業(yè)務(wù)流程非常復(fù)雜。流程有多層嵌套，有并行，有串行及并行串行交叉進(jìn)行。

以某份EO為例，工程數(shù)據(jù)部構(gòu)型管理員選擇性分發(fā)到多個業(yè)務(wù)部門構(gòu)型管理員，各業(yè)務(wù)部門構(gòu)型管理員選擇性分發(fā)到不同科室構(gòu)型管理員，科室構(gòu)型管理員分發(fā)到具體的工程師，工程師進(jìn)行更改落實，所有工程師完成后交由審核員審批，所有部門科室的任務(wù)審批完后，由工程數(shù)據(jù)部構(gòu)型管理員審核，批準(zhǔn)通過，流程結(jié)束；駁回則指派到具體部門構(gòu)型員循環(huán)走流程。

在工程師進(jìn)行落實更改，在提交給審核員審核前如果對分發(fā)給自己的任務(wù)有異議，可以選擇駁回給科室構(gòu)型管理員，讓科室構(gòu)型管理員重新分發(fā)。

在航材部門，業(yè)務(wù)邏輯與其他業(yè)務(wù)部門不同，航材部業(yè)務(wù)分發(fā)是串行與并行“穿插交替”，其他業(yè)務(wù)部門都是并行落實處理。航材部構(gòu)型管理員分發(fā)給工程室，工程室處理完后由審核員選擇是否關(guān)系到采購室和庫存室，如果是，流程分流到采購室和庫存室，庫存室落實完成后流轉(zhuǎn)到支援室，最后所有科室都完成流轉(zhuǎn)到工程數(shù)據(jù)部審核。

2.2流程分析與設(shè)計

結(jié)合jpdl流程定義規(guī)范，下面對業(yè)務(wù)流程的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行分析，確定每個結(jié)點的結(jié)點類型。

（1）分發(fā)任務(wù)：工程數(shù)據(jù)部構(gòu)型管理員、業(yè)務(wù)部門構(gòu)型管理員、科室構(gòu)型管理員接收到上一級的分發(fā)任務(wù)，由于是動態(tài)不定數(shù)地往下一級分配，采用decision與foreach和join結(jié)合的方式，當(dāng)構(gòu)型管理員判斷不需要往下流轉(zhuǎn)時decision直接到end結(jié)束，需要向下流轉(zhuǎn)時通過foreach和join繼續(xù)流轉(zhuǎn)流程。

（2）業(yè)務(wù)部門處理：當(dāng)上一級主流程流轉(zhuǎn)下來，到此結(jié)點時會自動生成子流程實例sub-process，當(dāng)子流程結(jié)束時返回到本流程。

（3）構(gòu)型審核：采用task結(jié)點結(jié)合decision結(jié)點繼續(xù)流轉(zhuǎn)。

（4）科室處理：當(dāng)上一級子流程流轉(zhuǎn)下來，到此結(jié)點時會自動生成子流程實例sub-process，當(dāng)子流程結(jié)束時返回到本流程。

（5）工程師落實：采用task結(jié)點。

2.3流程的設(shè)計

根據(jù)對整體業(yè)務(wù)流程的分析與研究，為保證系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程的可擴(kuò)展性，應(yīng)對有可能新增業(yè)務(wù)部門和人員等情況，將業(yè)務(wù)流程設(shè)計為一個兩層子流程嵌套的復(fù)雜流程。

2.3.1主流程設(shè)計

在主流程實例里，工程數(shù)據(jù)部構(gòu)型管理員進(jìn)入系統(tǒng)獲取對應(yīng)的task-“構(gòu)型指派任務(wù)”，人工處理，通過decision判斷，如果不需要落實處理，則直接關(guān)閉到end結(jié)點，整個流程結(jié)束（如圖1所示）。

圖1　主流程圖

如果需要往下分發(fā)處理落實，則根據(jù)手動選擇流轉(zhuǎn)到foreach結(jié)點，動態(tài)并發(fā)生成多個sub-process子節(jié)點，創(chuàng)建多個子流程實例，流轉(zhuǎn)到子節(jié)點處理，join結(jié)點接收到所有子節(jié)點處理結(jié)果后，生產(chǎn)task-“構(gòu)型管理審核”，人工處理，通過decision判斷，如果審批通過則整個流程結(jié)束，如果不通過則駁回，流轉(zhuǎn)到foreach重復(fù)之前的動態(tài)產(chǎn)生多個sub-process結(jié)點，創(chuàng)建多個子流程實例。

2.3.2一級子流程設(shè)計

在一級子流程實例中，業(yè)務(wù)部門的構(gòu)型管理員接收到task，人工處理，傳遞到decision結(jié)點判斷，如果不需要落實，則直接到end結(jié)束此流程，返回到上一級流程中對應(yīng)的join結(jié)點；否則根據(jù)手動選擇通過foreach動態(tài)分派任務(wù)到多個科室，并創(chuàng)建二級子流程sub-process.如果是航材部門則需要在工程室處理完成后繼續(xù)由工程室審核員決定是否往后流轉(zhuǎn)及流程的科室，所有科室完成后返回到主流程（如圖2所示）。

圖2　一級子流程圖

2.3.3二級子流程設(shè)計

在二級子流程實例中，與一級子流程類似，只是在科室內(nèi)部流轉(zhuǎn)，完成后返回到一級子流程對應(yīng)的join結(jié)點（如圖3所示）。

圖3　二級子流程圖

2.4流程管理與實現(xiàn)

流程管理作為一個飛機(jī)工程指令落實更改系統(tǒng)的核心，全權(quán)交給JBPM4管理，啟動流程后，通過外鍵ID關(guān)聯(lián)到業(yè)務(wù)表，業(yè)務(wù)表中存儲符合業(yè)務(wù)需求的流程信息，JBPM4只需關(guān)注流程的發(fā)起、流轉(zhuǎn)、結(jié)束，其他的業(yè)務(wù)邏輯流程單獨開發(fā)管理。流程管理作為定制核心不在系統(tǒng)頁面上具體表現(xiàn)，整個系統(tǒng)的查看任務(wù)，數(shù)據(jù)查詢，報表導(dǎo)出等多個業(yè)務(wù)模塊不與流程模塊綁定。

3　結(jié)束語

本文介紹了工作流的概念，工作流程引擎JBPM4的定義及特點、開發(fā)流程等，分析了ARJ飛機(jī)工程落實更改的業(yè)務(wù)流程，并在設(shè)計開發(fā)了一套基于JBPM4工作流引擎的飛機(jī)工程落實更改管理控制系統(tǒng)，對JBPM4的業(yè)務(wù)流程功能進(jìn)行了應(yīng)用。經(jīng)實踐證明，該業(yè)務(wù)流程管理系統(tǒng)運行正常，有較高的兼容性，可擴(kuò)展性。盡管在某些細(xì)節(jié)方面仍存在不適用于業(yè)務(wù)方面，但不影響整體系統(tǒng)開發(fā)。將JBPM4作為系統(tǒng)流程管理核心，節(jié)省了開發(fā)人員對于業(yè)務(wù)流程管理時間，提高了開發(fā)效率，降低開發(fā)成本，對于一般業(yè)務(wù)流程系統(tǒng)開發(fā)是一個很好的嘗試。

參考文獻(xiàn)：

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［5］胡奇.JBPM4工作流應(yīng)用開發(fā)指南［M］.北京:電子工業(yè)出版社，2011：42-43.

The Application of Implementation Tracking System for Aircraft Engineering Order Using JBPM4

YU Jun
（Shanghai Aviation industry（Group）Co.，Ltd.Commercial Aircraft Corporation of China，Shanghai 201210，China）

Abstract：This paper illustrates workflow and JBPM4；research on JBPM4，including the characteristics of JBPM4，define and deploy the workflow.The author build a system named airplane engineering order change implement tracking system on the base of JBPM4，apply to ARJ21-700，on the purpose to manage workflow properly and simplify system design and development，improve the efficiency of software development，and the system's scalability and maintainability.

Key words：workflow；JBPM4；airplane engineering order；change implementation

中圖分類號：TP311.5

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1672-545X（2016）03-0201-03

收稿日期：2015-12-03

作者簡介：余軍（1987-），男，湖南常德人，碩士研究生，工程師，研究方向為企業(yè)信息化。