某局工作流引擎方案

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作者：毫末科技

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1 功能架构

本工作流引擎采用微服务架构，兼容主流的BPMN2.0工作流规范，提供基于事件驱动的流程流转，打通系统、人、数据等要素的自动/人工相结合的任务管理体系。为给使用者提供便利、简介的操作过程，本工作流引擎提供了可视化的服务流程编辑器，以及可视化的决策规则编辑器。工作流引擎作为整套系统流程流转的核心部分，制定了统一服务总线规范，可以方便的集成其他应用模块，并提供了丰富的开放式接口供其他模块调用。系统整体采用插拔式微应用架构，可以基于低代码平台，方便的扩展基于工作流引擎的新功能模块。

工作流引擎的功能架构图如下：

1.1 工作流引擎作用说明

工作流引擎在整套系统中起到重要的作用。它既可以起到人工业务流转的作用，又可以将各个功能模块的功能与工作流模块打通，实现模块和模块间、模块和人工操作间、人和人间的操作互通。如下图可以表示工作流引擎的各个部分与各模块之间的关系：

对上图的说明如下：

• 模块A和模块B，指的是整个系统中的各个功能模块，例如视频模块、地图服务模块等；
• 每个模块都可能包含界面部分和服务API接口两个部分；
• 工作流引擎的工作，是打通各个模块的界面交互和服务API接口之间的交互；
• 模块间交互的形式四大类：
  • 应用界面与应用界面的交互：可以通过流程引擎的配置，在流程流转的环节中，不同的人执行不同的表单任务（界面）来完成交互；
  • 应用界面触发API的交互：可以通过界面直接调用API的方式完成，也可以通过触发工作流、再由工作流调用API的方式完成；
  • API触发应用界面的交互：可以通过流程引擎完成。例如API触发启动流程，流程中存在人工操作的表单界面。
  • API与API间的直接交互：可以通过API服务编排模块完成，实现API与API之间的直接打通；

1.2 工作流引擎与警务中台对接

警务中台作为一个集成的大模块，里面有很多细分的小模块。从技术层面来说，警务中台的界面组件跟工作流引擎部分不存在互通，主要是API接口层面进行打通。具体来说，涉及到的警务中台API包括：

• 图表API
• 计算API
• 应用服务API
• 其他API应用市场内的API

警务中台的API，与工作流引擎的打通，有两种形式：

• 通过流程引擎中配置API服务任务的方式，作为流程节点互通；
• 通过API服务编排引擎，实现API与API之间、API与流程之间的互通；

2 功能特色

2.1 可视化服务流程编排

本工作流引擎提供了丰富的可视化流程编排功能，具体来说包括三部分：

• 可视化API服务编排：打通中台的相关接口，并与工作流的接口产生接口层面的互动，并产生相关的任务指令下发等功能。包含以下子概念：
  • 接口端子：每个接口端子配置一个单独的API连接参数；
  • 数据流图：接口端子及接口端子之间的连线，组成一张数据流图；
• 可视化工作流编排：实现工作流程编辑的功能，是该工作流引擎的核心部分。
• 可视化表单编辑器；实现与人交互的表单的配置。

2.2 事件驱动流转

本工作流提供了基于事件驱动的流程流转触发机制，可以由中台的机器学习生成事件、流程事件、人工触发的事件等触发流程的启动与流转。

2.3 统一服务总线规范

为方便与业务中台、应用、其他模块进行互动操作，本工作流引擎提供统一服务的总线规范，在此规范基础上，可以在可视化编辑器中进行服务编排与调度配置。

2.4 开放式API

本平台提供了丰富的开放式API功能，涵盖流程的配置、流程的启动与管理、任务的配置、任务的启动与管理、流程监控、流程日志监控等功能。

2.5 插拔式微应用配置

本工作流引擎提供了丰富的开放式API接口及前端界面组件，依托于低代码平台，可以配置出丰富的微应用，涵盖PC、小程序、Android、H5等各端；

3 功能详述

工作流引擎在整套系统中起到重要的作用，下连警务中台、上接低代码平台，承载关键业务的流转功能。整个系统的功能框图如下图所示：

工作流引擎主要包括两大功能：

• 流程引擎：指的是传统意义上的BPM流程引擎相关的内容。
• API服务编排引擎：指的是模块API与模块API之间的服务编排的引擎。

基于工作流引擎提供的能力，系统将提供强大的开发层能力支持：

• 无代码开发：主要是面向民警端的微应用开发。系统将内置丰富的业务组件，每个业务组件将配置好便捷的属性，方便民警进行无代码拖拽开发和配置，便可以配置出丰富的基于工作流引擎的临时应用模块；
• 低代码开发：主要是面向开发人员的微应用开发。低代码平台提供了大量组件，开发人员可以基于已有的组件，编写复杂的业务逻辑代码，实现更加丰富的功能。
• 服务编排开发：主要是面向开发人员的服务API之间的交互开发。服务编排引擎将基于统一的服务规范，连接中台、工作流引擎、低代码平台和其他系统模块，打通API与API之间的数据交互；

3.1 流程引擎

流程引擎包括的功能如下：

• 流程设计：指的是传统意义上的支持BPMN2.0规范的流程引擎。包含以下子功能：
  • 提供了可视化流程建模界面。建模界面包括流程节点、流程图编辑、节点或连线属性设置等功能；
  • 支持与常见的Java后端框架的集成；
  • 提供Rest API接口与第三方应用集成；
  • 支持外部表单设计器，从而可以集成丰富的表单设计组件；
  • 提供了丰富的工作流元素，如任务、事件、网关等，具体如下：
    • 事件：支持定时器事件、启动事件、结束事件、消息事件、信号事件、边界事件等丰富类型。
    • 网关：网关支持下列类型：
      • 排他网关：也叫异或网关，或者基于数据的排他网关，用于对流程中的决策建模。
      • 并行网关：并行网关不计算条件，如果连接到并行网关的顺序流上定义了条件，会直接忽略该条件。并行网关可以将执行分支为多条路径，也可以合并多条入口路径的执行，并行网关的功能取决于其入口与出口顺序流。
      • 包容网关：可看做排他网关与并行网关的组合。与排他网关一样，可以在包容网关的出口顺序流上定义条件，包容网关会计算条件。然而主要的区别是，包容网关与并行网关一样，可以同时选择多于一条出口顺序流。
    • 任务：工作流引擎支持的任务类型超过十五种。
      • 用户任务：用于对需要人工执行的任务进行建模。当流程执行到达用户任务时，会为指派至该任务的用户或组的任务列表创建一个新任务。用户任务允许标识到期日期以及直接指派给用户。
      • 邮件任务：工作流引擎引擎可以向一个或多个收信人发送邮件，使用支持 SMTP 的外部邮件服务器发送邮件。
      • 其他的任务类型还有脚本任务、服务任务等。
• 表单设计：用来配置流程与人员互动的相关表单内容。表单配置模块主要由表单设计器完成。包括以下几个部分：
  • 表单组件库：提供了大量常用的表单组件
    • 布局组件：栅格布局组件、分割线组件等；
    • 基础组件：单行文本输入框、多行文本输入框、下拉选择器、单选框、复选框、日期选择器、文件上传组件、计数器、按钮等；
    • 复杂组件：富文本编辑器、表格、日历组件等；
    • 业务组件：部门组件、人员组件等；
  • 表单设计器：可以从表单组件库中拖拽到表单设计器中，可以在表单设计器中拖拽表单字段的位置；
  • 表单和字段属性配置：可以设置表单的属性和单个字段的属性；
• 流程执行：流程执行产生了每个流程执行过程的相关数据。包括以下内容：
  • 执行中任务数据：查看正在执行的任务
  • 执行中流程实例：查看正在执行的流程实例
• 流程管理：流程建模产生的数字化内容就是流程模型；流程模型是业务开展的重要指导原则；流程模型的数字化资产是业务的重要资产。流程模型的数字化资产内容包括：
  • 流程模型：每个流程模型由多个流程节点和节点间的连线组成；
  • 流程节点：每个流程节点，可以是事件、任务、网关等多种类型；每个节点都有丰富的属性配置功能。
  • 流程管理门户，可以方便用户清晰的看到整个工作流引擎的工作状况，实现以下内容：
    • 模型报表：统计每天、每周的模型创建数量、每个模型的实例创建数量；
    • 流程报表：统计当前所有流程各种状态任务数量、统计各类流程数量占比等；
    • 任务办理统计：统计任务的处理量、处理耗时、办事达人统计、任务办理排行等；
  • 流程分析：对每个流程的流转数据进行详细细致的分析，主要从几个层面进行数据分析：
    • 数量统计分析：如流程模型数量、流程实例数量、各种任务实例数量等；
    • 耗时统计分析：如流程实例平均耗时、任务实例平均耗时、任务实例耗时直方图等；
  • 流程运维：工作流引擎在运行过程中，将产生大量历史数据，主要包括：
    • 历史流程实例；
    • 历史任务实例；
• 流程监控：提供对流程的全方位监控，包括：
  • 引擎服务资源监控：如CPU、内存的消耗情况，JVM的运行时长等监控；
  • 流程实例监控：监控所有运行中的流程实例；
  • 流程任务监控：监控所有运行中的流程任务；
  • 流程日志监控：生成流程流转产生的日志，并存储到日志系统中，允许用户对流程的流转过程进行日志层面的监控和分析；
• 流程优化：基于以上对流程的全方位监控、分析、管理功能，本引擎为流程优化的工作提供了详实的数据支撑。流程优化是一件长期、持续的工作，目的是未来加速组织内部的协作流程，方便工作人员快速完成相关工作。流程的优化主要可以从以下几个方面入手：
  • 优化慢流程的流转配置：支持基于流程效率的监控和分析，完成对流程流转配置的优化；
  • 简化人工任务处理：支持对任务节点处理效率的监控和分析，为优化任务节点提供数据分析支撑；
• 决策引擎：由决策和其他东西组成，决策由表达式描述。提供了基于决策表类型的表达式，为输入表达式与输出表达式两个主要区域。在决策表编辑界面，可以选择命中策略。决策配置可以被流程引擎中定义的流程调用：在流程中引入一个决策任务，并选中引用决策表，来使用新创建的选择表。共有两大类（单命中、多命中）七种命中策略可选：
  • （1）单命中、第一命中：多个规则允许交叉，执行从上到下的第一条命中项。
  • （2）单命中、唯一命中：多个规则不允许交叉，执行从上到下的第一条唯一命中项。
  • （3）单命中、任一命中：规则允许交叉，但是所有输出的优先级相同，随机执行一条命中项。
  • （4）单命中、优先级：多个命中规则的优先级不同，执行优先级最高的那条。
  • （5）多命中、输出优先级排序：按照输出优先级递减的顺序返回所有命中。
  • （6）多命中、规则顺序排序：按照规则顺序返回所有命中。
  • （7）多命中、聚合：按照随机顺序返回所有命中。
• 流程开放API：包括以下API
  • 服务编排相关API
    • 服务接口端子配置API，如增删改查服务接口端子等；
    • 数据流图配置API，如数据流图新增接口端子、新增处理节点、新增连线等；
    • 数据流流转管理API，如数据流触发、停止等；
  • 工作流相关API
    • 流程配置定义相关API，如增删改查流程定义；
    • 流程实例管理API，如启动流程、结束流程等；
    • 任务定义相关API，如人工任务定义、服务编排任务定义、API调用任务定义等；
    • 任务实例管理API，如任务提交、任务撤回等；
    • 表单定义相关API，如增删改查表单、增删改查表单字段等；
    • 表单实例相关API，如表单内容提交等；
• 流程低代码平台界面组件：用户可以结合低代码平台、流程相关的API及流程相关的界面组件，组装丰富的流程微应用。提供PC Web端、小程序端、移动端、大屏可视化端的各类相关组件，包括以下组件：
  • 流程配置定义相关组件。如：流程定义、流程节点配置、流程流转配置等界面组件；
  • 流程实例管理相关组件。如：进行中流程、已结束流程等；
  • 任务。如：代办列表、已办列表、办结列表等；

（1） 新增流程

• 支持拖拽式生成工作流图；
• 支持多种流程节点元素，如用户人物、脚本任务、决策任务、启动事件、结束事件、定时启动事件、排他网关、并行网关等，并支持每种节点的属性配置；

（2） 新增流程表单

• 支持拖拽式生成各种复杂布局的表单页面；
• 支持多种表单组件，如单行文本输入框、多行文本输入框、下拉选择器、单选框、复选框、日期选择器、文件上传组件、计数器、按钮等；

（3） 发布流程

• 支持流程与表单绑定的操作，一个表单可以绑定到多个流程中；
• 支持流程的发布版本管理；

（4） 启动流程

• 支持应用内手动点击事件和流程接口触发启动流程流转；

（7） 流程审批

• 支持流程的人工审批操作，审批动作支持同意、拒绝等；
• 支持审批节点的意见提交、表单字段内容更改等；

（5） 结束流程

• 支持流程流转到终点后自动结束和手动强制结束流程；

（6） 归档流程

• 支持归档已经结束的历史流程，所有已归档流程不能再启动流程实例；

（7） 监控流程状态

• 支持对流程后台服务的CPU/内存等资源情况进行监控；
• 支持对各个流程的运行状态进行监控，如各种流程的流转时长、当前流程的状态、各个节点的处理时长等；

（8） 分析流程

• 支持对流程的运行状况进行统计分析，为流程优化提供详实的支持数据；
• 支持数量、耗时等维度的统计分析，如流程模型数量、流程实例数量、各种任务实例数量、流程实例平均耗时、任务实例平均耗时、任务实例耗时直方图等；

（9） 流程运维-归档历史数据

• 支持对已经办结且历史久远的流程数据归档操作，所有归档的历史数据不再呈现给最终用户；

（10） 流程运维-对产生错误的流程模型、流程实例数据进行直接清除操作；

• 支持对错误的流程模型进行删除、数据清除操作；

（11） 低代码平台使用流程组件和API

• 支持在低代码平台上调用工作流相关的页面组件，例如工作流表单组件、工作流任务列表、工作流流程图、工作流任务详情等组件；
• 支持在低代码平台上直接调用工作流相关的API接口，并将启动流程等接口封装成特定的业务组件；

（12） 流程配置打通警务中台

• 支持在流程配置中，配置脚本/服务任务节点，该种类型节点可以实现直接调用警务中台API、或调用服务编排中的流图api的功能；

（13） 警务中台触发流程流转

• 流程引擎开放的API，为警务中台提供了丰富的接口进行调用；
• 警务中台在完成计算后，可以触发流程的启动、关闭等操作；

3.2 API服务编排引擎

服务编排，指的是API服务编排。一张流图指的是由端子及其连线组成的流图。

服务编排引擎，起到的作用是实现各个模块（包括流程引擎）的API之间的编排执行工作。主要包括以下三大部分：

• 服务编排编辑器：提供在Web端的可视化服务编排操作。编排编辑器包括以下内容：
  • 端子组件：例如接口端子组件、工作流端子组件、脚本端子组件等。其中接口端子指的是各种服务的API配置组件；工作流端子指的是工作流服务的API配置组件；脚本端子指的是执行计算的脚本；
  • 可视化服务数据流图编辑器：提供了可视化的端子放置和端子组件间连线功能；
  • 流图及端子组件属性配置：提供了流图和端子的属性配置功能，例如配置接口端子的URL和连接参数等；
• 服务编排代码生成器：将编排生成的编排流图，编译成可以供程序员阅读的可执行代码。
• 编排代码执行器：执行代码生成器生成的代码，真正执行编排的流程。它主要运行在服务器端。
• 服务编排流图管理：提供增删改查服务编排流图的功能；
• 服务编排流图监控：提供服务编排流图的监控功能；
• 服务编排流图分析：提供服务编排流图的数据统计分析功能；
• 服务编排流图运维：提供服务编排流图的运维操作功能；

（1） 新增流图

• 支持新增服务编排流图，新增流图中的接口端子及其之间的连线；
• 支持编辑流图中各个接口端子的配置；

（2） 保存流图

• 支持保存流图到数据库中，并支持流图的版本管理；
• 支持流图在保存之后的重新编辑操作；

（3） 生成后端代码

• 支持一键生成流图对应的后端代码，代码具有良好的可读性；
• 支持流程生成代码的手动编辑；

（4） 部署服务流图

• 支持部署流图生成的代码到服务器端；
• 支持修改流图后重新部署流图代码到服务器端；

（5） 执行服务流图

• 支持执行流图生成的代码，并查看流图成代码的结果；
• 支持服务流图代码执行过程的查看；

（6） 监控流图执行状态

• 支持查看流图代码的运行状态，且支持以可视化的方式查看流图的执行状态；
• 支持每个流图端子的执行时长、执行结果查看；

（7） 分析流图相关数据

• 支持对路途的运行状况进行统计分析，为流图优化提供详实的支持数据；
• 支持数量、耗时等维度的统计分析，如流图模型数量、流图实例数量、各种端子组件实例数量、流图实例平均耗时、端子组件实例平均耗时、端子组件耗时直方图等；

（8） 服务编排运维

• 支持对服务编排流图的强制停止操作，关闭特定执行中流图；

（9） 打通服务编排流图与特定流程

• 支持将流程引擎的API端口，以API接口端子的方式配置到编排流图中；
• 单个服务流图里的流程的数量可以是一个甚至多个；

（10） 流程触发服务编排流图执行

• 支持在流程引擎的流程中，配置与服务编排流图的打通；
• 每个流图提供了对应的API，在流程中可以配置脚本/服务任务的方式进行连接；

（11） 低代码平台使用服务编排流图组件和API

• 支持在低代码平台上调用流图相关的页面组件，例如流图模型的列表、流图的实例列表等组件；
• 支持在低代码平台上直接调用流图相关的API接口，并将启动服务编排流图流转等接口封装成特定的业务组件；