工作流管理系统是继数据库管理系统和人机界面管理系统从信息系统中分离出来之后,应用软件的第三次分离。工作流管理系统不是企业的业务应用系统,而是为业务应用系统提供一个软件支撑环境,实现过程集成的企业业务操作系统。工作流模型是建设工作流管理系统的关键和基础,是对业务流程的抽象表示。工作流元模型是描述工作流模型的模型,它描述了工作流内部的各个元素、元素之间关系及其属性。工作流模型一般包括过程模型、组织模型、资源模型、信息模型等,其中工作流过程模型是工作流模型的核心。工作流过程模型可分为逻辑层和语义层,工作流模式是对工作流过程模型逻辑层中反复出现的连接关系的一种总结和概括。本文在考察和比较了国内外各种关于工作流建模理论研究的基础上,针对实现工作流管理系统这一目标所涉及的工作流元模型、工作流过程模型等几个核心问题,在前人研究成果的基础上,对工作流元模型的可扩展性、工作流过程模型(包括工作流模式)建模中存在的问题以及工作流管理系统的实现等方面开展了深入的研究工作。针对工作流元模型,使用本体建模的方法,提出了一个基于本体的工作流元模型及其工作流元模型本体概念框架,定义了工作流元模型的本体概念,分析了元模型本体概念之间的关系,并定义了其本体中主要概念的属性。采用本体建模的方法构建了工作流本体知识库(包括元模型本体概念、本体概念之间的关系、本体概念的属性等),该元模型采用本体概念之间的继承关系作为扩展机制,可针对不同的应用领域进行扩展,并具有动态适应能力。将工作流元模型分为核心层、初始扩展层、应用扩展层,核心层以工作流过程模型为主,定义了工作流的过程模型和工作流参与对象。初始扩展层和应用扩展层通过工作流参与对象扩展,初始扩展层是对工作流过程模型的扩展,涉及工作流组织模型、工作流信息模型等。应用扩展层是与企业应用紧密相关的,涉及工作流资源模型、企业功能模型等。在工作流过程模型的研究过程中,首先对采用基本Petri网和基于同步器的分层建模理论两种方法建模的模型复杂度进行分析,验证了基于Petri网同步论的工作流分层建模理论不仅解决了基本Petri网建模时模型库所、变迁等元素爆炸增长的问题,同时其逻辑层能较好地将工作流过程模型的主干清晰地抽象出来,将涉及具体案例的显性内容放到语义层中描述,使得整个工作流过程模型变得直观和清晰。其次针对分层工作流过程模型的逻辑层形式化研究中存在的问题,提出了Petri网扩展同步器理论,对现有的Petri网同步器在工作流过程模型逻辑层的建模中存在部分工作流模式(如鉴别器和多合并)无法直接建模的问题,通过扩展原同步器的参数和类型,可对所有工作流模式进行直接建模,较之扩展前的同步器,增强了建模鉴别器(竞争同步)和多合并(非同步)的能力,同时给出了该扩展同步器的具体实现算法,并采用实例证明了扩展同步器的建模能力,增强了同步器对工作流过程模型逻辑层的建模能力。最后针对分层工作流过程模型在增加了语义网后,当流程中活动的输入输出参数增多时,会导致模型的爆炸,模型的易构性和可视性不好等问题,定义了基于CPN(着色Petri网)和扩展同步器的工作流过程网WFC-net来建模分层工作流过程模型,提出了工作流过程网WFC-net语义层畅通性的验证方法,并结合实例进行了分析。在上述理论研究的基础上,从广电业务运营支撑系统建设的关键——业务需求入手,设计了广电业务运营支撑系统的工作流元模型,对广电业务运营支撑系统工作流元模型核心层、初始扩展层的过程模型、组织模型、信息模型进行了设计。并采用工作流过程定义和工作流模式的实现算法研制了广电业务运营支撑系统的核心——工作流引擎,实现了广电业务运营支撑系统中的工作流管理系统。基于UML方法从应用扩展层面设计了广电业务运营支撑系统的功能模型、资源模型、价值链模型、组织模型,研制了广电业务运营支撑系统应用系统的总体设计方法,并最终实现了一个完整的广电业务运营支撑系统应用系统,填补了工作流技术在广电领域应用发展的空白。该系统已在广州市广播电视网络公司全公司近三十个营业厅,500多台营业终端上成功运行,并已获国家广电总局科技创新奖(编号:No.05B18)。