基于B P MS的食品检测实验室管理系统构建研究

郭曙超，于仕超，昃丹琦，龚方

（1.山东出入境检验检疫局，山东青岛266001；2.青岛出入境检验检疫局，山东青岛266001；3.青岛经济技术开发区产品质量监督检验所，山东青岛266500）

近年来，食品检测实验室相继实施LIMS（实验室信息管理系统），检测业务流程得到有效管理，实现了“无纸化”检测流程流转，工作效率成倍提高。然而在实验室的体系管理和日常管理中，还存在其他大量的流程性工作，比如实验室管理体系中的文件发布控制、合同评审、分包管理，日常管理中的试剂耗材申请，报销审批、休假审批等各类申请表单，这些申请表单的审批依然以纸质载体在实验室各部门进行传递。纸质载体在信息的处理、存储、传递、检索方面的低效率，使得管理者必须花费很大的精力在部门协调及资料的管理和检索上，迫切希望用信息化的手段解决这些问题，然而现实却是现有的LIMS系统重点关注检测业务本身，以求最大限度满足复杂的实验室检测业务流程，对相对简单却纷繁多变的实验室内部流程审批管理再也力不从心，只能以固化的不可扩展的软件模块应对，最终被束之高阁，实验室内部流程审批管理反而成为信息化的盲点。在此背景下，从实验室工作实际出发，构建以“工作流”为基础[1]，建立统一界面访问实验室资源，达到实验室资源整合与协同办公的最终目标，在“安全、可控、流程自动化”的实验室综合管理平台上运行各类工作流程，进而从整体上保障管理体系正常运行和持续改进，就具有非常重要的现实意义。

总体上，食品检测实验室对实验室内部流程管理系统的需求，已不仅限于简单的“录入、保存、修改、打印”，可以概括成以下几个方面：设置统一的实验室资源访问接口、构建高效的协同办公环境、进行安全、有效的知识资产管理、实现管理与业务流程的有效整合。BPMS具备的投入低廉、部署简便、维护专业性弱等特点，正迎合了多数检测实验室改善内部协同能力的迫切需求，可以帮助实验室快速实施内部流程管理系统的设计与构建。

1 BPMS的定义与演变

BPMS是Business Process Management System的缩写，即业务流程管理系统。BPM（业务流程管理）提出以流程管理作为组织的核心，让组织根据自己的业务需求量身定做自己的流程，并可以对流程进行方便的管理和控制[2]。BPMS即实现业务流程管理的一系列平台和技术，能为管理者提供定义、实施、变更业务流程的方法，并保证灵活性和一致性，而不必考虑过多细节问题，BPMS消除了组织内各部门间的隔阂，对跨部门的业务流程的设计、执行、控制、分析和优化等诸多环节进行全面的支持和管理[3-4]。

总的来看，以流程为中心的管理经历了三个阶段[2]：

1）第一代流程管理思想，由管理学家Taylor首次提出，提倡以科学明确的管理规程替代过去的经验管理，把操作流程明确定义在规章手册中，依据一定规则实现文件、信息以及人员的自动流转。该思想极大的提高了组织内部的工作效率，但对于部门之间以及组织之间合作没有成熟且可行的实施技术。

2）BPR的概念，20世纪90年代提出，力求“All in one place”，期望通过一次彻底的业务流程重组，以一个功能齐全、高度集成的业务系统解决组织的所有业务需求。业务流程重组的结果是ERP的实施，但ERP一旦实施后就难以改变，要求组织的实际业务流程按照ERP系统自身定义的业务规则进行，可行性和适应性过差，因而实施成功率很低。

3）最新的发展阶段是专业流程管理平台，即BPMS，将流程从各种应用系统中独立出来，如同管理数据一样管理流程：基于可视化流程引擎的图形化开发实现了流程设计智能化，基于业务流程调度引擎的流程自动调度分配实现了流程处理智能化，由此可以不受部门边界和业务类型的限制，充分实现部门间协同工作，也使得组织可以简便的为特定工作设计特定的流程，满足组织快速演化、变革的需要。

目前国内市场占有率较高的主流商用BPMS厂商包括广州天翎（myApps快速开发平台）、方正飞鸿（FIX BPMES）、上海普元（EOS 6.X）、北京起步（X5快速开发平台）、西安协同（SynchroFlow）等。

为更好地适应激烈的检测市场竞争，食品检测实验室应从实际出发，优先考虑选择利用成本较低、维护容易、扩展性佳的管理平台，快速推进实验室内部资源整合和业务应用集成。基于J2EE架构和关系型数据库的OBPM开发平台具备的开源、低投入、易部署、易维护等特点成为信息化资金有限、信息化人才匮乏的检测实验室的可靠选择。

2 基于OBPM平台的实验室内部流程管理系统

OBPM在世界著名的开源网站SourceForge.Net发布，基于J2EE和eclipse进行开发，是一个开源、轻量级的BPM（业务流程管理）系统。OBPM从诞生到发展壮大，其研发过程充分利用了来自开源社区的草根力量，最终目标是让开发人员、系统管理员以及非IT专业人士都可以轻松构建IT业务处理流程，让产品的最终用户也能够快速搭建适合组织实际的应用系统[5]。

2.1 OBPM的特点

根据OPBM的设计思想，应用软件的功能以数据及文档处理为中心，可以分为数据采集、数据处理、数据展示三个部分。OBPM抽象出对应的三大通用元素，即：动态表单、工作流引擎、自定义报表，其中，数据采集问题由动态表单承担，数据处理由工作流引擎解决，数据展示由自定义报表呈现。最新版本OBPM已经较为完善，变身一个集成化的软件快速开发平台，其主要特点是：

1）平台内建工作流引擎（即 Workflow Engine），表单构建器，报表设计器，并且提供ERP接口，客户端支持多种浏览器，还提供了强大的图形界面；

2）平台提供纯WEB页面的配置、开发、调试环境（符合非专业人士的使用习惯，但是部分IT专业人士认为在WEB界面进行开发效率低，复杂业务逻辑的设计和支持能力较弱）；

3）图形化的工作流设计定义简单实用，符合中国人的操作习惯；

4）自定义表单灵活、易用，控件体系架构清晰；

5）平台搭建调试简单、方便二次开发；

6）为开发人员提供了宏语言iScript。开发人员通过iScript宏语言可直接访问OBPM提供的操作对象，从而方便对动态表单和工作流进行操作。

2.2 OBPM的体系架构

OBPM平台布署在JDK 1.6，Tomcat 6.0以上环境中运行，作为一个开放的系统，OBPM本身也包含了众多成熟的开源项目，其中包括：Webwork2、OScache、Xstream、Hibernate3、CGLib、poi、JMail等，其系统框架结构示意图如图1[5]。

图1 OBPM系统框架Fig.1 OBPM Framework

OBPM采用5层体系架构：

第一层：WEB层（表示层），通过HTML或Ajax展现用户界面，完成数据的采集以及信息的回显；

第二层：Action Form层，负责数据的采集，将Web层收集回来的数据，通过Struts2传递给ValueObject对象，并为进一步处理做好准备；

第三层：Process层，此层实现主要的业务逻辑，可以采用EJB或简单Bean方式。通过采用EJB方式的无状态Session Bean，可以实现分布式的应用，实现实效转移和负载平衡；

第四层：DAO代理层，这一层的设置使系统具备支持不同类型数据库的能力，OBPM同时支持MySQL、SQL Server、Oracle、DB2 等不同类型数据库；

第五层：DAO实现层，实现具体的DAO接口，例如通过Hibernate实现DAO功能，也可通过JDO实现数据访问功能，以兼容不同类型的数据库。

2.3 实验室内部流程管理系统开发实例

以基于OBPM平台和MySQL延伸开发食品安全检测中心体系运行管理系统的合同评审模块为例，开发构建的通常步骤如下[6]：

第一步，初始化系统环境：安装JDK6、Tomcat 6、MySQL 5，配置JDK、Tomcat环境变量，初始化MySQL数据库系统；

第二步，配置企业域：以管理员身份登录OBPM后台管理系统，对实验室域的基本信息进行配置，包括：设置实验室名称、部门维护、用户（员工）信息维护等，除了基本信息还可以进行日历维护、网盘空间设置、操作日志设置等进阶设置；

第三步，创建应用：即创建基于OBPM平台的一个相对独立的软件，OBPM已内置了OA管理系统、客户关系管理系统等基础应用软件，现在根据业务需要来定义与原有软件并行的“体系运行管理系统”，需要设置软件名称、描述、数据源（名称、数据库类型、链接字、用户名及密码、连接池大小等）、并且测试是否成功连接数据库；

第四步，创建模块：此处模块的概念与通常意义的软件的功能模块类似，需要设置模块的名称、描述、排序号、上级模块等基本信息。模块根据其功能通常由表单、流程、菜单、视图等组合而成。

1）创建表单。表单可以通俗理解为实际的业务单据，是模块与用户交互的界面。OBPM提供了单、复选框，单、多行文本框，下拉框，日期、部门、用户选择框、按钮、选项卡等多种控件用于可视化表单创建；并通过“包含元素”控件实现主从复杂数据的展现。图2为表单设计界面及完成后的合同评审记录主从表单。

图2 表单设计界面及完成后的合同评审记录主从表单Fig.2 Form design interface and contract accreditation masterslave form completed

2）创建流程。根据“合同评审”的实际流程在OBPM平台中进行可视化流程设计，并对流程各环节的基本信息、审批人（角色、组织或代码）、是否抄送、审批送出到达条件、流程回退回撤开关等进行设置。可视化流程设计器提供了8种节点类型通过关联线进行连接。图3为可视化流程设计器及完成设计的“合同评审流程”。

图3 可视化流程设计器及完成设计的“合同评审流程”Fig.3 Visual process designer and the design of'contract accreditation process'completed

3）创建视图，简单理解，视图可以看做表单数据对应的查询展现界面，但其实际功能非常强大：一是通过普通，日历视图，地图视图，树形视图和甘特视图等不同的视图类型实现了更为直观化、人性化的表单数据查询、展示；二是子报表的对应表格视图的建立是设计主从表单的必由步骤。本例建立了用于数据查询的“合同评审记录”视图以及用于主从报表设计的“合同评审记录子表”视图。

通过上述OBPM配置及可视化开发，利用较少的时间和人力代价即可在OBPM平台上免编码实现实验室内部流程管理系统的常见功能，包括：通知公告、个人办公（电子邮件、日程安排、工作计划等）、资源管理（办公用品、固定资产管理、试剂标准品管理等）、行政管理（规章制度、请假出差、报销管理等）、合同评审管理、分包管理、会议管理等，还可通过OBPM提供的ERP接口与食品检测实验室已有的业务管理系统进行整合，使得实验室可以在较短时间内搭建起统一的信息化流程管理环境。

3 结论

从简单的实现实验室检测流程信息化，到通过改善实验室内部协同以提升实验室的管理体系运营效率，BPMS领域的蓬勃发展使众多食品检测实验室可以基于较小的投资快速获得适应实验室发展的信息化管理环境。基于OBPM的内部流程管理系统有效解决了实施实验室应用集成中的主要短板，即信息化建设资金投入不足、系统开发人员缺乏、管理平台建成后无法适应实验室管理体系频繁变更、维护、扩展等问题，为食品检测及其他实验室信息化建设的科学健康、可持续发展带来新的曙光。

[1] 毛宏毅.基于工作流的业务流程管理系统的研究与实现[J].制造业自动化,2009,31(12):44-45

[2] 王辉,邵贝恩.用SOA和BPM组合架构实时企业[J].计算机应用研究,2007,24(6):226-229

[3] 李必辉,刘晓强.基于BPM的客户关系管理系统设计[J].计算机应用与软件,2008,25(12):177-179

[4] 夏昊.BPMS业务流程管理套件剖析[J].电力信息化,2007(6):109-113

[5] 百度.OBPM--BPM 开源系统 [EB/OL].[2012-12-27].http://baike.baidu.com/view/5207376.htm

[6] 王少景.基于OBPM构建企业办公管理系统原理浅析[J].电脑知识与技术,2011,20(1):63-66