BPMN als neuer Modellierungsstandard?

Im Business Process Management (BPM) spielen Geschäftsprozessmodelle eine zentrale Rolle. Geschäftsprozessmodelle bilden die Grundlage für viele Unternehmen, um ihre Prozesse zu erfassen, zu analysieren und zu bewerten. Bezüglich der Anforderungen und Zielsetzungen gibt es unterschiedliche Modellierungsmethoden. Während in der Vergangenheit überwiegend die Methode der Ereignisgesteuerten Prozesskette (EPK) angewendet wurde, tritt heute zunehmend die Business Process Modeling and Notation (BPMN) in den Vordergrund. Im Folgenden werden beide Methoden kurz beschrieben, mögliche Transformationen dargestellt und gezeigt, welche Chancen BPMN in Zukunft hat, als Standard im Bereich der Modellierung von Geschäftsprozessen akzeptiert zu werden

Eine musterbasierte Methode zur Automatisierung des Anwendungsmanagements

Das Management laufender Geschäftsanwendungen gehört zu den kritischen Vorgängen des IT-Betriebs, da Unachtsamkeiten zu fehlerhaften Anwendungszuständen und zum Ausfall ganzer Anwendungslandschaften führen können. Speziell die manuelle Managementdurchführung birgt aufgrund zunehmend unüberschaubarer Anwendungsstrukturen, unbekannter Abhängigkeiten zwischen Komponenten, unzureichender Dokumentation sowie komplexer Managementwerkzeuge ein stetig größer werdendes wirtschaftliches Risiko. Aus diesem Grund wurden in den vergangenen Jahren neue Paradigmen und eine große Anzahl an Technologien zur Automatisierung des Anwendungsmanagements entwickelt. Die zunehmende Komplexität von Architekturen durch verteilte Systeme, Virtualisierung von Komponenten, Cloud Computing und dem aufkommenden Internet der Dinge erfordert jedoch immer häufiger die Kombination mehrerer dieser Managementtechnologien, um übergeordnete Managementziele bezüglich eines komplexen IT-Systems umzusetzen. Dabei treten sowohl (i) konzeptionelle als auch (ii) technische Fragestellungen auf, die von unterschiedlichen Expertengruppen in Kollaboration analysiert und gelöst werden müssen. Die Integration dieser beiden Abstraktionsebenen stellt dabei eine grundlegende Herausforderung dar, die im gegenwärtigen Anwendungsmanagement aufgrund fehlender durchgängiger Automatisierungsmöglichkeiten zumeist unter hohem Aufwand individuell angenommen werden muss. Um diese Automatisierungslücke zwischen den beiden Abstraktionsebenen zu schließen, stellt diese Arbeit eine hybride, musterbasierte Managementmethode namens PALMA vor. Die Methode kombiniert das deklarative mit dem imperativen Managementparadigma und ermöglicht dadurch die automatisierte Anwendung generischer Managementmuster. Häufig auftretende Managementprobleme, wie beispielsweise die Migration einer Anwendungskomponente in eine Cloud-Umgebung unter Wahrung deren Verfügbarkeit, können mittels automatisierten Managementmustern effizient für individuelle Anwendungen gelöst und die zugehörigen Prozesse automatisiert ausgeführt werden. Die Methode unterstützt die Kollaboration von Experten und kann manuell, semi-automatisiert sowie vollständig automatisiert angewendet werden. Zur Umsetzung der Methode wird eine deklarative Sprache namens DMMN vorgestellt, welche die Modellierung von Managementaufgaben auf hoher deklarativer Abstraktionsebene unter Ausblendung technischer Ausführungsdetails ermöglicht. Bei der automatisierten Ausführung von Managementmustern werden deklarative Managementmodelle in dieser Sprache generiert, welche die jeweilige Musterlösung für die betroffene Anwendung in Form der auszuführenden Managementaufgaben abstrakt spezifizieren. Zu deren Ausführung wird ein Transformationsverfahren vorgestellt, das deklarative Managementmodelle in ausführbare, imperative Prozessmodelle übersetzt. Die Generierung dieser Prozessmodelle basiert dabei auf der Orchestrierung wiederverwendbarer Managementbausteine, die in Form von Subprozessen modelliert sind und als Management-Planlets bezeichnet werden. Durch diese Transformation werden die Stärken beider Paradigmen vereint und umfangreiches Management komplexer IT-Systeme ermöglicht. Zudem wird ein musterbasiertes Verfahren vorgestellt, mithilfe dessen Managementaufgaben in deklarativen Managementmodellen automatisch auf Probleme analysiert und diesbezüglich korrigiert werden können. Dadurch wird die Korrektheit der Durchführung gewährleistet und der Systemadministrator bei der Modellierung der Modelle unterstützt. Die in dieser Arbeit vorgestellten Konzepte werden im Rahmen des sogenannten PALMA-Frameworks prototypisch implementiert, um die praktische Umsetzbarkeit der theoretischen Konzepte und Ansätze zu validieren

Serviceorientierte Architekturen : Gestaltung, Konfiguration und Ausführungvon Geschäftsprozessen

Die serviceorientierte Architektur (SOA) ist ein in Wissenschaft und Unternehmenspraxis viel diskutiertes Management- und Systemarchitekturkonzept. Dieser Beitrag erklärt die Bedeutung des Geschäftsprozessmanagements für die Serviceorientierung und zeigt auf, wie Prozessmodelle zum Entwurf und zur Realisierung serviceorientierter Architekturen eingesetzt werden können. Hierfür wird ein mehrstufiges Konzept vorgestellt, das eine Gestaltungs-, eine Konfigurations- und eine Ausführungsebene umfasst. Der präsentierte Ansatz, der am Beispiel der Ereignisgesteuerten Prozesskette (EPK), der Business Process Modeling Notation (BPMN), der Business Process Execution Language (BPEL) und der Web Services Description Language (WSDL) illustriert wird, schließt die im Forschungsstand bestehende Lücke zwischen der konzeptionellen Modellierung und der serviceorientierten IT-Unterstützung. Als Anwendungsfall dient die Anforderungsanalyse eines Online-Versandhändlers aus dem Bereich der Unterhaltungselektronik. Im Ergebnis wird deutlich, dass in der SOA-Diskussion bislang betriebswirtschaftlich-organisatorischen Aspekten zu wenig Bedeutung beigemessen wurde

Automatische Vervollständigung von Topologien für TOSCA-basierte Cloud-Anwendungen

Seit einigen Jahren sind Cloud Computing-Technologien weit verbreitet. Statt Anwendungen, Rechenprozesse, Datenspeicherung oder ähnliche IT-Dienste auf lokalen Rechnern oder Servern auszuführen, werden diese sowohl von Firmen als auch von Privatpersonen vermehrt in Clouds ausgelagert. Dies bietet viele Vorteile wie Skalierbarkeit, Kostenreduzierung und eine hohe Verfügbarkeit von Anwendungen. Um eine Anwendung automatisiert in die Cloud auszulagern, werden häufig Topologien erstellt, die alle Komponenten und Relationen beschreiben, die für eine Provisionierung notwendig sind. Diese können mit Hilfe des OASIS-Standards TOSCA (Topology and Orchestration Specification for Cloud Applications) [1] modelliert werden. Um vollständige TOSCA-Topologien für eine Provisionierung zu erstellen, müssen jedoch sehr viele Details (Anbieter, Web Server-Versionen etc.) beschrieben werden. Haben Entwickler von Cloud-Anwendungen keine konkreten Anforderungen an Providerwahl, Infrastruktur oder Plattformen, sollten ihnen derartige Detail-Entscheidungen abgenommen werden. Im Rahmen dieser Diplomarbeit wird ein Konzept entwickelt und implementiert, welches es dem Anwendungsentwickler ermöglicht, unvollständige Topologien zu modellieren, die lediglich anwendungsspezifische Komponenten und Relationen enthalten. Diese werden anschließend automatisch durch das Hinzufügen von Infrastruktur- und Plattform-Komponenten, mit der im Rahmen dieser Arbeit entwickelten Lösung, zu einer provisionierbaren Topologie vervollständigt. Zusätzlich wird die Möglichkeit geschaffen eine assistierte Modellierung durchzuführen. Bei dieser werden dem Modellierer in jedem Schritt der Modellierung - zur Topologie passende - Komponenten und Relationen vorgeschlagen, aus denen er auswählen kann. Die ausgewählten Komponenten und Relationen werden anschließend der Topologie hinzugefügt. Dies hilft insbesondere ungeübten Modellierern eine TOSCA-Topologie korrekt zu vervollständigen. Um die entworfenen Konzepte in der Praxis anwendbar zu machen, werden diese in das grafische TOSCA-Modellierungstool Winery [2] integriert

Benutzerinteraktion in dienstorientierten Architekturen

Ziel der Arbeit ist es, im Rahmen bestehender Entwicklungsvorgehen zur dienstorientierten Unterstützung von Geschäftsprozessen die Anforderungen des Menschen als Benutzer der IT von der Analyse bis zur Implementierung integriert berücksichtigen zu können. Hierbei kommen die Prinzipien der modellgetriebenen Softwareentwicklung zum Einsatz, um (1) eine plattformunabhängige Spezifikation dieser Anforderungen und (2) eine automatisierte Erzeugung der entsprechenden Softwareartefakte zu ermöglichen

Entwicklung und Gegenüberstellung von Methoden zur automatisierten Verifikation von ausführbaren Systemspezifikationen

Für die Entwicklung komplexer eingebetteter Systeme werden Techniken eingesetzt, die eine frühe Validierung der zu entwickelnden Systeme in Bezug auf funktionale Aspekte ermöglichen. Diese Techniken greifen in der Regel auf ausführbare Spezifikationsmodelle zurück. Eingebettete Systeme stellen meist auch Echtzeitsysteme dar. Dabei sind funktionale Anforderungen in der Regel zeitvariant, also zustandsabhängig und besitzen zeitliche Randbedingungen, so dass zeitliche und funktionale Aspekte gemeinsam betrachtet werden müssen. Für die Modellierung solcher ausführbaren Spezifikationen ist der Discrete-Event Formalismus besonders geeignet, da er eine vergleichsweise abstrakte parametrisierbare Beschreibung, unabhängig von Implementierungsdetails, ermöglicht. Für den systematischen Einsatz solcher Discrete-Event Modelle als ausführbare Spezifikationen, werden Methoden und Techniken zur Verifikation benötigt, um eine möglichst frühe Fehlererkennung bei der Systementwicklung zu ermöglichen.Gegenstand der Arbeit ist die Entwicklung und Gegenüberstellung von Methoden, die eine automatisierte Verifikation zeitbeschränkter funktionaler Eigenschaften in ausführbaren Spezifikation ermöglichen. Solche Methoden stehen für komplexe Multi-Domänen Modelle, wie sie in der Arbeit betrachtet werden, noch nicht zur Verfügung. Bei den Betrachtungen werden insbesondere die Spezifika der zugrunde liegenden Modelle und Eigenschaften sowie die möglichst automatisierte Anwendbarkeit der Verifikationsmethoden berücksichtigt.Ausgehend von grundlegenden Erwägungen werden zwei Anwendungsszenarien entwickelt, wobei im ersten Fall die vollständige formale Verifikation im Vordergrund steht und im zweiten Fall eine dynamische Überprüfung der Eigenschaften während der szenariobasierten Simulation favorisiert wird. Für die formale Verifikation wird ein Transformation-basierter Ansatz entwickelt, der eine Transformation des Verifikationsproblems in eine mathematische Beschreibung realisiert. Für die dynamische Überprüfung der Eigenschaften wird ein Assertion-basierter Ansatz benutzt, bei dem die geforderten Eigenschaften als temporallogische Formeln notiert werden. Es werden zur Prüfung der Eigenschaften unterschiedliche Techniken zur algorithmischen Auswertung bzw. zur symbolischen Cosimulation entwickelt.Beide Ansätze sind prototypisch für die Entwicklungsumgebung MLDesigner realisiert worden. Ausgehend von den Ergebnissen der Validierung werden Abschätzungen für das weitere Potential der Ansätze abgeleitet. Abschließend werden die Ansätze vergleichend gegenübergestellt und bewertet

Wissensbasierter Aufbau konstruktions-begleitender Finite-Elemente-Analysen durch ein FEA-Assistenzsystem

Aus der Einleitung: "Aufgrund der wachsenden Produktanforderungen bei gleichzeitig immer kürzeren Entwicklungszeiten gewinnen computergestützte Simulationsverfahren, wie die Finite-Elemente-Analyse (FEA), in der Produktentwicklung zunehmend an Bedeutung [Müller 2009]. Für eine effiziente Nutzung der FEA muss diese jedoch frühzeitig in der Produktentwicklung angewendet werden. Darüber hinaus wird für einen erfolgreichen Einsatz umfangreiches Expertenwissen vorausgesetzt. Dieses Wissen konzentriert sich in den Unternehmen hauptsächlich auf erfahrene Berechnungsingenieure, die aufgrund zeitlicher Engpässe Simulationen meist nur zur Nachrechnung bereits ausdetaillierter Produktmodelle durchführen. Konstruktionsbegleitende Simulationen werden hingegen zu selten eingesetzt oder sind nicht aussagekräftig genug, wenn diese nicht von Berechnungsexperten erstellt werden. Um den steigenden Anforderungen an die Produktentwicklung gerecht zu werden, muss das erforderliche Simulationswissen daher auch weniger erfahrenen Benutzergruppen, wie Konstruktionsingenieuren, zugänglich gemacht werden. Darüber hinaus müssen wiederkehrende Arbeitsschritte für den Simulationsaufbau standardisiert und automatisiert werden, um die Qualität der Berechnungsergebnisse abzusichern und diese Prozesse zu beschleunigen. ...

Entwurf eingebetteter Systeme: Ausführbare Modelle und Fehlersuche

Graphische Modelle können mit Hilfe modellgetriebener Ansätze als Programmiersprachen für eingebettete Systeme genutzt werden. Die Arbeit schließt vorhandene Lücken und liefert einen Beitrag zur Zustandsvisualisierung während der Laufzeit zum Zweck der Fehlersuche in solchen Modellen. Dieser resultiert in der flexiblen Debugging-Architektur ModelScope. Die Leistungsfähigkeit von ModelScope wird durch Anbindung unterschiedlicher Modellierungsparadigmen und Ausführungsplattformen validiert

Modellierung von Scientific Workflows mit Choreographien

Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Konzeption eines grafischen Editors zur Modellierung von Choreographien. Das BPEL4Chor Modell dient dabei als Grundlage. Mit dem Editor soll es zudem möglich sein, ausführbare BPEL Prozesse aus der modellierten Choreographie zu generieren. Anhand der Konzeption wird die Implementierung eines Prototyps für die Eclipse Plattform vorgestellt. Dieser Prototyp wird mit dem Graphical Modeling Framework realisiert