jBPM工作流在实验教学管理系统中的应用
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）34-0150-03
Abstract：With the development of information management， the demand for experimental education via information management in the colleges and universities has been raised in response to the proper time and conditions. It is especially important to understand how to reduce the risk of development， speed up the development of projects and apply the workflow to the development of management system. jBPM is an excellent workflow engine. Experimental education management system will be Based on three frame exploitation of Struts2， Spring and Hibernate. Combined with jBPM workflow engine and illustrated by the example of the application for experiment and audit process， experimental education management system will take the application of workflow into practice and eventually reach the ends for the improvement of system property and achieve the better service management.
Key words： experimental education； workflow； jBPM； S2SH framework
1 概述
??下，高等教育事业在我国飞速发展，同时伴随着信息化时代的推进，信息化管理在校园工作的嵌入变成了时代需求。其中计算机实验室的建设与管理工作是新时代高等院校工作的重要组成部分，是学校教学、科研和社会服务工作的支撑基础。使用信息技术来进行实验室的数字化管理已成为实验室管理的必然趋势，同时对减轻实验室管理人员的工作负担，提高工作效率和服务水平有着重要意义。
目前，南京工程学院的实验管理系统虽然引入网络管理系统，但是只能算是半信息化管理。如实验安排，依然采用教师填写表格申请，导入实验系统，然后实验员安排协调的模式。这种情况下，实验信息管理明显需要补充完善。
基于jBPM的实验管理系统采用了jBPM工作流优化实验管理流程，增加教师在线实验申请和管理员审核功能，将工作流引入到实验申请与审核流程中，不仅有利于提高实验管理工作的管理水平和工作效率，使实验管理更加科学、规范、有序、高效，而且能辅助教师和管理员更高效的完成实验安排工作，对管理和教学有着双方面的实用价值。
2 工作流技术概述
2.1 工作流简介
工作流的概念其实早在20世纪60年代就被提出了，那个时候碍于的各方面的局限性，很长时间没有被实现，直到八九十年代，工作流才被成功实现，并走上发展高峰期。为什么几十年一直有人在坚持研究工作流呢，正是因为它能简化复杂业务流程，让工作变得更高效。
WfMC（Workflow Management Coalition）工作流管理联盟对工作流的定义是这样的：工作流是指一类能够完全自动执行的经营过程，根据一系列过程规则，将文档、信息或任务在不同的执行者之间进行传递与执行[1]。简单地说，工作流就是封装好的框架，能让多个不同职能的人共同协作完成某项工作。
在当今时代，工作流已经被广泛运用在各类管理系统，而jBPM便是其中的佼佼者之一。
2.2jBPM简介
jBPM，全称是Java Business Process Management（业务流程管理），是JBoss公司一个工作流中间件产品，它是覆盖了业务流程管理、工作流、服务协作等领域的一个开源的、灵活的、易扩展的可执行流程语言框架。
jBPM最大的特色就是它的业务逻辑采用自己定义的JBoss jBPM Process definition language （jPdl）。jPdl详细定义了一个商务流程的每个部分，如起始、结束状态，状态之间的转换，过图型化的流程定义，直观地描述业务流程。它的另一个特色就是使用Hibernate管理数据库，而Hibernate是目前Java领域最好的数据持久层解决方案之一。通过Hibernate，jBPM将数据的管理职能分离出去，自己只专注于处理业务逻辑[1]。
3 实验教学管理系统的总体规划 3.1 系统功能设计
该实验室系统的角色由管理员、教师、学生组成。
（1） 管理员：系统基础数据的导入导出、备份数据；动态分配教师、学生的权限；审核和安排教师申请的实验室，及时与申请的实验安排有冲突的教师沟通等。
（2） 教师：快速、高效、无冲突的一次性完成实验室申请，以及对于冲突实验的修改与提示，发布实验任务内容，上传学习资料以及学生报告及时的批阅与反馈等。
（3） 学生：在线提交作业，及时收到教师的反馈，共享资料的获取。
根据角色的不同，将实验教学管理系统划分为实验管理、作业管理、系统管理三大模块。如图1所示。
系统管理主要是针对计算机实验室管理人员进行用户管理、角色管理、权限管理、部门管理、课程管理、项目管理和系统配置服务的。
实验管理主要是针对准备申请计算机实验安排的教师进行申请实验和实验通知，以及计算机实验室管理人员进行实验审核和实验管理服务的。
作业管理主要是针对已经有实验安排的教师进行发布任务、批阅报告、报告统计和报告备份以及学生提交报告服务的。
对于实验管理与作业管理模块的开发，主要针对目前南京工程学院这两项事务仍然通过手动完成的情况。教师对于课程的实验申请，首先需从教务网下载申请表格，手动填写后导入目前的实验系统，具有局限性；由于实验申请大都在学期初进行，教师不能及时了解实验室使用性质、使用情况和教师之间没有进行沟通，从而在实验申请时很大程度上就会存在冲突情况；从实验员了解到，对于实验申请的审核是个繁重而艰巨的任务，特别对于冲突实验的调配工作。另外，一门课程，教师下发报告任务，学生大部分仍然通过手写，由学习委员统一收齐交给老师，教师批阅后手动录入成绩，但是学生仍然得不到报告的批阅情况。这些工作复杂性不高，如果将工作流技术引入其中，将会缩短办事周期，提高办事效率；特别当这些需求发生变化，工作流即可很好地发挥其作用[1]。
3.2 系统开发工具及环境
实验教学管理系统采用B/S结构，后台采用Struts2、Spring、Hibernate等技术，结合前台jQuery、AJAX、JSON的使用更好地完成数据交互。服务器使用Tomcat7.0，数据库为MySQL，集成开发环境是Eclipse。工作流引擎使用jBPM4.4，开发人员可根据需求利用设计器设计流程。
4 jBPM在实验教学管理系统中的应用
4.1 jBPM工作过程
实验教学管理系统中，除了系统基础数据模块外，教师实验申请与审核、学生提交作业的批阅都涉及按一定的流程向下进行以推动事务的发展。如实验申请与审核流程，教师根据要求填写实验申请；管理员对实验申请进行审批，审批通过，通知教师，流程结束；审批不通过，则退回到相关教师，教师修改后重新提交申请，直至审核通过，流程结束。
程序设计者使用jBPM可视化的流程设计器设计流程，将业务过程定义为流程引擎能够识别的形式语言，同时结合XML配置文件自定义相关配置，对于复杂流程的处理可以在XML配置文件中指定Java动态处理业务逻辑；工作流引擎接收流程定义设计文件，解析创建过程实例；在流程定义实例执行期间，工作流根据流程定义部署信息指定任务推进的顺序，并把相关任务推送给办理人；最后， 相关办理人填写处理意见提交表单以完成任务。以此流程进行循环，知道所有既定的任务执行完成，该过程实例就结束了，转存为历史任务。工作流涉及参与者、活动和数据这三个重要组成部分，也就是说工作流就是描述了谁在什么任务里操作了什么数据，而jBPM 作为一个轻量级框架就是为了解决这样的问题而产生的[3]。
4.2 实验申请与审核流程的设计与实现
通过对教师实验申请与审核业务需求的分析，设计出符合JPDL规范和业务需求的流程定义。jBPM的流程定义分为两部分：experimet.jpdl.xml和experimet.png，经压缩为zip文件后上传到实验教学管理系统；搭建数据库环境，利用Hibernate自动建表功能生成jBPM工作所需的表；将压缩好的流程定义导入系统，流程引擎读取解析后持久化流程定义到数据库。
工作流在处理流程时，业务数据在单独的表里。在流程推进时，通过设置流程变量关联业务数据，区别开流程数据。设置流程变量后，可以在流程的任一阶段查询业务数据，辅助流程的进行。根据实验申请与审核相关需求，设计流程图、流程定义。实验申请与审核流程如图2。
5 结束语
基于工作流的实验教学管理系统是在开源框架Struts2、Spring、Hibernate以及jBPM工作流引擎的基础上进行设计与开发的，并使用MySQL 数据库作为后台支撑。本系统最大的技术特点便是引入了工作流技术，使系统实现了自动化与半自动化。比如通过任务的动态分配，使系统达到了最大的灵活性和实用性。当然因为对工作流技术尚有许多地方需要深入研究，所以一些复杂的业务流程暂时没能成功引入该项技术，因此系统中仍然存在一些需要改进的地方。工作流技术从出生到现在一直在发展，可预见在未来的不短时间内也将持续发展越发地便捷开发，高校实验教学管理也将继续发展，根据后期对工作流的进一步研究以及实验教学管理的新需求，也将对该系统进行进一步的优化与完善。
