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刘艳丽，祁玫丹，张 威，陈振宇，高 民
（1.广州开放大学，广东广州 510091；
2.香港科技大学霍英东研究院，广东广州 511458；
3.广东省科学学与科技管理研究会，广东广州 510013）
为推进科技创新，我国不断加大对科学研究的重视程度与支持力度。国务院印发的《关于优化科研管理提升科研绩效等若干措施的通知》赋予了科研人员更大的经费管理自主权，这就要求有更完善的管理来提高资金使用效率。由于科技项目管理涉及到大量繁琐、杂乱的数据，传统的项目数据统计和管理方法不再适用［1］；
同时科研经费的来源与支出越发呈现多元化、复杂化的趋势，项目管理的难度也在不断提高。目前，科研协同管理机制创新的研究越来越关注信息通信技术对科研协同的影响［2］。虽然随着信息化进程的推进，国内各大科研院所积极将互联网与科研管理深度融合［3］，逐渐使用信息化管理系统来提高工作效率［4］，但不同管理系统之间相互独立，在尚未建立统一的信息管理制度和规范的情况下数据不能相互传递，且系统之间协调性较差，无法起到良好的整体管理作用；
此外，科研经费使用的合理性直接影响科研活动的质量和水平，对科研经费的管理应贯穿科研项目管理的全过程。因此，如何优化科研经费管理方案，通过科研经费管理提高科研项目管理的效率是近年来许多学者的研究方向。
王倩倩［5］以中科院近代物理研究所为研究对象，揭示信息化管理制度体系不健全是研究所科研经费管理机制中存在的主要问题之一，提出需要不断完善科研经费管理信息平台以实现科研项目的全过程管理。陈建凯［6］认为在庞大的科研经费体量、多元的经费来源和落后的经费管理模式之间的矛盾日益凸显的情况下，融合科研项目与财务项目对接流程有利于实现科研经费精细化管理，从而提高项目管理效率。康学斌［7］以科研项目经费管理实施优化设计为研究对象，明确提出需要通过对经费使用的数据库实时更新来达到信息共享的目的，但未结合项目管理与经费管理提出解决办法。除了在管理制度方面的探讨，也有学者通过技术手段来解决当前管理效率的问题，如魏青宝［8］以某研究院部门分类管理为基础设计出一个科研管理系统；
张海涛等［9］依据面向对象编程和分层架构的设计方法进行科研管理系统设计；
易中文等［10］提出用中台架构的模式进行企业信息系统集成；
郭先超等［11］通过创建数据交换平台集成科研项目管理系统与财务管理系统；
Schäffer 等［12］提出一种参考BPMN 标准和流程引擎体系结构的PDA 工程平台敏捷开发方法；
Zhao 等［13］从企业项目管理的角度提出了一种项目管理系统设计。另外，也有专家学者从工作流引擎的角度进行系统设计，如Van der Aalst 等［14］描述了一些工作流模式可以识别全面的工作流功能，这些模式为许多商业可用的工作流管理系统提供了基础；
Zolfaghari等［15］构建了按需和现场实例的工作流集成管理系统，提出了一个有效的工作流接受和实例配置过程，以便根据就绪任务的数量及其截止日期启动和终止实例；
Ji 等［16］提出一个基于关系结构的工作流引擎，包括工作流引擎类、功能组件、接口和数据库的设计，实现具有可定制业务流程的柔性办公自动化系统；
Liu 等［17］提出一种基于产品结构的工作流引擎设计，可以根据当前信息配置产品结构、工作流和审批流程，遵循用户的默认条件来推进相关进程、满足客户的需求；
Kaplar 等［18］提出一种可扩展的工作流引擎，使用户能够创建动态自适应的过程模型，方便业务逻辑的灵活适配；
Erdmann 等［19］提出一种新的工作流管理分析方法，以便快速提高执行效率；
Ezekiel 等［20］提出基于事件驱动的业务工作流开发模型，为实时调整策略提供了灵活性，提高了整体控制的安全性，从而提高了自动化的整体质量。
可以看出，大部分已有研究使用系统集成的方法将多个系统的数据进行统一管理，虽然解决了“信息孤岛”的问题，实现了信息共享，但并未从项目管理的整体性出发解决多系统的业务流程问题，尚未创建一个将经费管理和项目管理完美融合、同时兼顾整个业务流程切合制度的管理系统。中台的技术方式虽然解决了数据和业务集成共享的问题，但仍存在项目预算反应不及时、未有统一的流程引擎与操作方式以及使用不便等问题；
同时，市场上也出现通过审批流程来解决经费管理与项目管理之间融合问题的各种流程引擎，但这些引擎通常只提供基本的行政表单审批和流程流转功能，数据处理能力较弱，存在数据查询处理不方便、配置有局限、流程固化、不可中途变更的弱点，灵活性较差。在实际应用中，从预算申请、招标、付款、入库完整的采购过程持续时间比较长，期间存在人员角色变更的情况，采用这种流程引擎，当流程需要较大的变动时，常常要整个流程撤回、重新提交，不能很好地体现管理制度，对提升管理效率的能力也有限［21］。因此，本研究从经费管理入手，研发出一套科研经费管理与项目管理相融合的经费管理系统，同时设计出一种有较大自由度的可自定义的工作流引擎，以数据为中心，以状态来控制流程，以期提高科研院所的科研项目管理效率。
2.1 系统设计目标
基于自定义工作流引擎的科研经费管理系统（以下简称“系统”）的设计目标是在管理扁平化的基础上，从经费管理的角度出发，贯穿从项目申报到结题验收的全过程项目管理，将活动与流程相结合，“一站式”地解决业务流程管理和审批需求，同时在一套独立的经费项目管理系统上可对其他系统进行兼容，希望能给科研院所带来可见、立竿见影的效益，极大提升办公效率和项目管理效率。
2.2 工作流引擎设计
工作流引擎的目标是方便简单使用、可以将制度和规范即时反馈和通过应用业务逻辑来实现［22］。通常工作流引擎实现方式有多种，基于活动间的前后关系有两种描述方式，一种是状态驱动，另一种是事件驱动。系统管理员预先定义好组织、角色等数据，同时设计好工作流引擎的模型，然后交给流程引擎去执行一系列的流程服务，中间的流程数据将会存储到对应的流程数据库，执行完的流程实例会通过任务表管理器的解析展示到用户界面，以供用户处理当前流转的流程。本研究所设计的工作流引擎主要采用状态控制方式，以状态体现目前表单所处的步骤，以状态生成当前节点，以状态作为主要流转条件，并将状态作为数据编辑删除的控制条，状态的变更随着流程的处理而改变。基于状态的工作流在变更上会更灵活，因为无须在发起的时候就固化整个流程，而是随着条件和定义的改变而改变。工作流程的配置需要明确6 个概念：业务、状态、条件、执行、节点、扩展动作。一个业务有多个类别或是多种状态，每个状态可以是一个节点。系统功能具体表现如下：
（1）根据业务数据模型建立审批模型。系统将多种业务类型称为“业务模块”，根据不同的业务模块确定不同的业务流程大类，也就是说，一个流程的设置必须属于某种业务模块，再根据业务模块的相关属性设置为业务流程的走向条件；
同时，每种业务模块有自身的扩展动作（条件与处理），只有确定了业务模块才能设置响应的扩展动作。
（2）流程条件。以预算申请单（BR）审批为例，通常一个BR 的属性包括BR 类别（报销、预支、调账、收款、采购等）、金额、所属部门、预算项目种类、是否危化品等，都可以作为流程条件，通过流程条件与单据的匹配，就能串起该单据的整个流程周期。在流程执行条件判断时，采用职责链方式，使得每个条件的判断方法都各司其职，又不会出现缺位等情况。
（3）流程扩展。流程扩展分为条件扩展与动作扩展，扩展条件与流程的走向无关，但会影响当前节点的执行，阻止未达成条件的业务过早流转到下一状态。流程扩展动作指的是在当前流程处理之外有额外需要执行的一些处理任务，例如作废BR 扩展将会清除BR 的支出信息，释放预算占用；
报销通知将通知用户BR 已经到达财务审批节点，以及需要提交执照材料和注意事项等。扩展条件与具体业务类型有关，例如BR 的扩展条件有选择已收货、已付款、有财务凭证等，所以在配置流程时，只能配置该流程所属业务模块能使用的扩展。
（4）流程复用。在同一种业务模块下的流程可以匹配多种条件，如预支、报销、采购等这些类型的BR 在部门初审的时候，执行人都是部门主管，那么在提交初审、部门进行初审的流程时，可以同时匹配多种BR 类型条件，使得流程统一，达到复用的效果。
（5）流程执行。流程可以设置执行人，执行人可以是创建者、部门主管、项目主管、具体角色、具体人或者业务相关人员，如签署人、当前采购员等。当业务执行到相应状态时，会生成新的节点与前一个节点相关联，形成节点链，通过节点链可以进行回退撤销处理。流程执行可以通过以上第（3）点所述的扩展实现更复杂的条件控制以及进行附加处理，同时，不同的业务模块可以在不同的流程节点设定当前执行需要补充哪些相应的字段信息。例如，在科研项目申报管理业务中，在项目立项时需要填写立项的金额，在采购单审核时需要选择签署人等。流程执行分为会签、独占，可以加签、知会、撤销等动作提高流程处理的灵活度。流程处理后，业务将改变到另一状态，但也可能不更改状态，例如需要上级部门审批的，可以循环几级，到可以确认的部门主管审批为止才流转到下一状态。
（6）流程通知。流程配置时可以指定通知人，如是否通知执行人，是否通知创建者或通知某个角色或用户组；
若采购的是危化品，将通知安全小组。流程执行后，将调用统一的通知模块提醒业务人员。不同的业务有具体的消息扩展来生成不同的消息内容，可以分别通过系统内部通知，如邮件通知、钉钉、微信平台等来实现。其中，邮件通知自动生成链接码并设置过期控制，用户在过期前点击链接码、输入密码后便能自动打开相应业务办理界面，提高处理效率。
（7）移动审批。系统基于H5 开发，也支持IOS 系统、安卓系统下的钉钉、企业微信进行审批，只需界面样式适应手机即可在移动端进行系统操作，其他诸如流程发起、流程审批等的接口调用和电脑端无异。
（8）代理功能。系统还设有代理功能，由用户个人设置代理，当流程到某个审批人时会通知代理人。例如，当用户A 设置了代理B，那么对于本该用户A 审批的流程，系统会自动通知代理B 进行审批，由此提高了审批的灵活理性以及审批效率。
在上述功能的基础上，系统流程审批的需求也愈发个性化。在进行多流程自定义配置的基础上，本系统设计了在运行时管理员可以任意干预流程走向的功能，可以直接退回流程并继续执行，而不需要作废或重新发起流程，从而满足了系统审批流程中临时更换审核人等要求。
2.3 系统架构设计
基于自定义工作流引擎的科研经费管理系统架构设计如图1 所示。
图1 基于自定义工作流引擎的科研经费管理系统架构设计
系统提供多个业务模块，如项目管理模块、资金管理模块、采购管理模块等，这些模块都以预算管理为目标。工作流引擎作为整体系统的一部分，每个业务都可以关联到工作流引擎，业务活动与流程控制一起产生，通过配置各种业务流程定义实现由不同的角色共同完成的一系列符合审理制度的活动。活动之间不仅有严格的先后顺序限定，而且内容、方式、责任等也有明确的安排和界定，可以使不同活动在不同岗位角色之间转接而完成整个审批流程；
同时，系统留有对外接口，可以将相关的业务系统进行集成、数据共享且统一处理。同时，系统还设置了其他通用模块，如统一查询模块用来查询整体的流程进度以及过往经费支出记录；
在活动产生对应的结果时，用消息通知管理模块来通知流程中的工作人员；
移动审批模块可以让用户在移动端进行业务操作。此外，系统还可以在通用模块的基础上设计与添加自定义模块，以满足用户的个性需求。
3.1 问题描述
以F研究院（以下简称“研究院”）为例，其以科技创新为核心驱动，致力于粤港合作下的科技研发与成果转化，是国家自然科学基金依托单位。自创院以来，超过90 余位香港知名教授在研究院担任研发中心负责人或承担各类科技项目并开展产学研合作，累计承担各级各类科研项目800 余项，项目合同经费总额约为8 亿余元。研究院在未开发出自定义工作流引擎的科研经费管理系统之前所面临的主要问题如下：（1）多个系统之间相互独立，数据标准不统一。例如用友财务系统、用友人事系统、本部项目管理系统等，多个系统自成一套业务流程，跨系统间的业务流程无法衔接，系统间的业务流程断点给管理带来盲区，造成管理内耗、降低管理水平。（2）业务流程缺乏数字化及流程化，线上线下分裂严重。有的业务甚至还停留在线下管理、纸质记录的模式，线上业务流程割裂，“数据孤岛”严重。（3）项目和资金管理纠结，开销管理不清晰。项目和资金缺乏关联性，项目不能和多个资金源关联。（4）多数据重复录入，项目报表汇总困难。无法快速统计和整合项目经费使用等情况严重影响科研项目的研发进度，且多次繁琐的数据统计也造成了人力资源的浪费。（5）多系统以及功能单一的系统化管理造成数据重复、业务繁琐、审批流程慢，不利于管理制度的落地与实施。因此，研究院急需一套系统将项目管理和资金管理连接起来，同时需要进行管理业务流程优化，并在项目管理过程中满足其他管理需求，以此来提高工作效率、降低运作成本。
3.2 相关名词定义
本研究所设计的科研经费管理系统是以预算管理和使用为基础，在设计系统时需要明确以下的名词定义及解释。
（1）科目。指系统中最底层最细的费用类别，在项目初始设定时确立，是整个系统进行数据统计与划分的基础。目前系统中有包括专用设备购置、试制费、设备租赁、燃料费、电费、水费、办公易耗品等在内的48 个科目，涵盖所有实际花费且数量固定，报销时按照实际使用情况进行选择，然后由系统进行匹配。
（2）分类。指各级科技项目中的费用类别，由各科技项目限定。每个分类都可对应为若干科目的集合，由系统自定义限定、预设。
（3）预算结构。指各科技项目经费预算书（任务书、计划书）中经费的结构样式，由各科技项目类型决定。在本系统中，每一笔资金都与某一预算结构唯一对应，预算结构由分类组成，分类则由科目组成，对应关系见图2。
图2 案例研究院科研经费管理系统的预算结构对应关系
（4）BR 与事项。BR 是研究院用于预支、报销、银行扣款的预算申请和付款申请清单，而事项即为BR 内的申请报销条目，也是生成资金报表的条目。BR 与项目、资金源紧密相关：BR 的产生推动流程的审计，最终生成报销；
报销使用的经费最终录入财务系统，生成记账凭证号（见图3）。
图3 案例研究院科研经费管理系统中BR 与事项的关系
（5）项目与资金。项目在系统中指政府项目、商业项目等各种资金来源名称，每个项目下都有至少一笔资金存在，例如在国家科技重大专项项目中，可能包括工信部资助经费、省级配套经费、市级配套经费、区级配套经费、单位自筹经费等多笔资金，可通过不同的编码对应不同层次的项目预算结构。预算结构a、b、c之间可以互不相同，也可以都相同（见图4）。
图4 案例研究院科研经费管理系统中项目资金与预算结构的对应关系
3.3 使用示例
F研究院根据多年来的项目管理经验，进一步研发出基于自定义工作流引擎的科研经费管理系统，旨在加强研究院项目资金管理与BR 报销流程管理。通过该系统，可以统筹管理不同形式的经费，加强项目经费监控、结题控制，实现跨部门项目的账面整合，流程化快速建立、审核、报销BR，并跟踪BR 报销状态；
同时系统提供强大的查询功能与报表导出格式，可满足支出控制、支出统计、预算参考、项目中期检查、结题等项目经费管理相关需求。系统将项目管理和经费管理紧密相结合，从经费管理的角度出发，以项目管理、预算控制、支出应用为主要的三大业务模块，工作流引擎始终贯穿全活动过程。其总体架构如图5 所示。
图5 案例研究院科研经费管理系统整体架构
（1）业务模块。系统提供了项目申报、项目管理和预支、报销、采购等支出应用，调账、记账、冲账等财务应用，收款、拨款、内部结算、管理费提前等项目预算应用以及人员预算、租金预算等预占用处理等功能模块。其中，预算控制是科研经费管理的重要一环，是保证项目顺利运行的基础，需要财务的管理与监督并行。系统设计的预算控制模块可实现动态化的预算管理，确保科研经费能够严格按照预算有效支出，并及时将预算执行情况反馈给科研管理人员及课题负责人，加强对项目风险的控制，从而有效提高预算的执行力与控制力，保证项目顺利实施。通过预算控制方式，可在项目开支时严格按照项目资金的预算设置来运作，不超支、不超时、不超限。
（2）工作流引擎。系统提供统一的工作流引擎，每个业务都可以关联到工作流引擎、配置每种业务流程定义，提供业务审批流支持，通过配置各种业务流程定义，实现由不同角色共同完成的一系列符合审理制度的活动，可以使不同活动在不同岗位角色之间转接而完成整个审批流程。
（3）文件管理。系统提供统一的文件管理方式，每个业务调用统一的文件上传接口以及统一的文件存储、下载、预览接口；
同时，每个业务独立进行文件下载、查看权限的控制，保障文件的私密性。一个事项对应该事项的材料，经办人员进行事项查询、材料追踪时脉络清晰，极大提高工作效率。
（4）定时任务。系统有统一的定时任务接口，可以很便利地进行定时任务配置，也能快速增加新的定时任务功能。
（5）权限控制。系统有多种权限控制，预定义一些基本的系统操作权限，以角色来组织权限内容，以部门来划分权限范围，以项目来区分数据权限，以状态来细分不同阶段的权限处理方式。例如符合权限的管理人员才可以查看项目预算及收支情况，才可以列支与项目对应的报销和采购单，为该项目建立BR 和采购；
同时每一笔经费只有符合预算科目、金额大小、符合资金预算时间，且在审核通过后才可以开支。
（6）日志接口。系统自定义数据日志接口，需要记录日志的实体类。只要实现相应接口，当数据保存时便可自动实现相应的日志保存，实现具体操作的详细记录与数据变更的跟踪。系统提供统一的邮件日志与事件日志，管理员可以很方便地查看系统邮件发送情况以及系统异常信息，并反馈给开发人员。
（7）消息通知。系统提供统一的消息通知管理模块，可以提供给业务流程引擎调用，进行内部消息发送、邮件发送、钉钉推送以及企业微信推送。在邮件通知中，提供快速登录链接以及过期控制。
（8）钉钉审批。系统提供WAP 访问入口，在钉钉中设置入口，对钉钉用户与系统用户进行关联，可以快速地进行钉钉消息推送以及在钉钉中进行查询与审批。
（9）统一查询框架。系统实现统一的查询框架，各业务采用统一的接口和同样的编码规则，由此快速实现和扩展各种自定义的查询条件。用户可以自定义查询展示的数据列以及排序方式，并且导出查询结果，以及保存自定义数据列与查询条件后可以快速切换查询方式及查询展示。
（10）对外接口。系统可与研究院本部（以下简称“本部”）的科研项目关联系统进行集成，通过接口把项目申报信息推送给对方，也可与用友财务系统进行集成，把收支信息推送到用友财务系统生成相应的凭证与固定资产卡片信息，推送供应商信息到用友的客商信息；
此外，还可与用友人事系统进行集成，获取用友的部门人员信息，匹配系统的部门用户信息。
整个系统的数据流图如图6 所示。其中，虚线表示外部元素；
圆角矩形代表流程；
方形代表外部系统接口；
缺边矩形代表数据表；
箭头代表数据流。
图6 案例研究院科研经费管理系统数据流
首先，项目管理员根据项目预算和任务书，在系统建立一个新的项目，并通过项目的负责人、成员、访问权限等分别设置经费审批权限、使用权限、查询权限；
接着，把不同来源的经费以资金的形式按照相应的预算结构录入到对应的项目下，并设置经费的使用期限，同时，根据不同的经费要求可设置不同的资金使用方式。项目建立后，项目负责人、部门负责人、财务以及指定项目查询权限的人随时都可以查看项目的支出情况，生成报表。支出经费时，用户会创建一个费用申请单（BR），录入支出的说明、时间、责任人、金额等信息后，系统自动显示所有匹配可用的预算供用户选择，用户确定采用某一项预算后，该预算在系统中的可用余额将相应减少。BR 单通过工作流引擎控制，经过各级审批后到达财务节点进行付款并与财务系统对接，生成财务的记账凭证。项目结题后，系统还可以进行资金结转，即把剩余的资金转到统筹项目或者新建立的一个项目中继续使用，使得结转前后的账目更加清晰。如图7 所示。
3.4 使用系统的优势
系统细化业务流程，厘清项目和资金两者关系，通过业务BR 实际串联了项目与资金源，使得BR 费用与财会科目直接产生对应关系，使财务统计不再复杂、项目管理过程不再繁琐模糊。研究院使用该管理系统后科研项目管理绩效明显提升。具体表现如下：
（1）审批流程效率大幅度提高。在使用系统之前，用户需要填写打印单据并送到本部签名，中间审核人多且审核时间不确定，有时审批耗费时间长达数周。使用系统后，审批的环节可以在线上随时完成，且系统设有个人代理功能，再繁琐的审批流程均亦可在几天内完成。
（2）数据标准统一、查询准确。在使用系统前，财务需要将用户填写的报销单据重新录入到其他系统，且难以核实项目资金额度是否充足、支出科目是否符合使用要求、经费使用是否超时等；
使用系统后，用户将相关数据录入系统时即可自动检查，且不用重复录入其他系统，还可快速查询项目资金科目及其余额，经费审核一目了然，无须担心出现错误。
（3）多部门交叉作业、实时监控项目进度。在使用系统前，财务和项目部门难以将项目间经费调拨、管理费提取、调账处理等事项同步，且项目管理人员无法使用用友等财务软件查询经费使用情况，也很难获取历史业务数据；
使用系统后，各个部门可以快速查询和统计数据，整合项目经费使用情况，共同监测每个项目的开销进度，管理流程清晰了然、数据信息统计便捷，大幅度提升人工效率的同时也降低研究院整体运作成本，显著提升了研究院的整体管理效率。
本研究所设计的系统服务于财务流程，业务电子化可随时回溯以往的BR 记录，多用户共享BR 详细信息、追踪BR 状态，BR 自动匹配，与资金、项目挂钩，项目和资金分别用数据表管理，BR 表关联支出科目，选择多资金源划拨；
同时，业务流程化可实现跨部门操作，审批制度灵活且操作简单，工作人员上手快，可批量进行业务操作和业务复制。同时，系统服务于项目管理，可统筹不同形式的项目经费，规范各类项目经费支出；
跨部门项目账目整合，管理明晰，从整体到部分建立项目和资金源账目，记录项目和资金情况；
实体信息串联，全方位地进行信息查询统计，随时监控项目状态、把握项目进度。此外，业务独立，采用数据接口而不影响其他系统。如案例研究院研发出的基于自定义工作流引擎的科研经费管理系统涵盖项目申请、预算设置、经费使用、采购审批、结题经费审计等项目管理全流程，多年来经过不断改进、完善与创新，已经较贴合项目经费管理的需求，并且通过小幅度改进即可适用于各种不同的经费管理系统。
该管理系统基于科研经费管理但又不局限于经费管理，可为其他科研院所在项目管理和经费管理方面提供借鉴和参考，促进科研经费使用科学化、规范化、绩效化，推动科研提质增效和我国科研管理总体水平提升。
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