Effiziente Verträglichkeitsprüfung und automatische Migration von Workflow-Instanzen bei der Evolution von Workflow-Schemata

Sollen Workflow-Management-Systeme (WfMS) in umfassender Weise für die rechnerbasierte Verwaltung und Steuerung von Geschäftsprozessen einsetzbar sein, müssen die von ihnen verwalteten Workflow-Schemata und -Instanzen bei Bedarf rasch anpassbar sein. Dabei müssen die auf Basis eines (alten) Workflow-Schemas erzeugten Instanzen auch nach dessen Änderung ungestört weiterlaufen können, etwa durch Bereitstellung geeigneter Versionskonzepte. Sehr viel schwieriger wird es, wenn die angewandten Schemänderungen – wo gewünscht und möglich – auch auf die bereits (vielleicht in großer Zahl) laufenden Workflow-Instanzen übertragen werden sollen. Dies bei Bedarf zu können – und zwar ohne Inkonsistenzen oder Fehler zu verursachen – ist aber ungemein wichtig, wenn ein WfMS breit und flexibel einsetzbar sein soll. In diesem Beitrag wird ein Ansatz zur effizienten Prüfung der Verträglichkeit von Workflow-Instanzen mit einem geänderten Workflow-Schema vorgestellt. Durch Einbeziehung aller Beschreibungskonstrukte (z.B. auch Schleifen und Datenflüsse) und damit zusammenhängender Fragestellungen wird darüber hinaus zum ersten Mal die Grundlage für ein umfassendes Änderungsmanagement geschaffen. Außerdem wird aufgezeigt, wie der Benutzer bei der Migration verträglicher Instanzen auf das neue Schema konkret unterstützt werden kann

Effiziente Realisierung von Prozess-Schemaevolution in Hochleistungs-Prozess-Management-Systemen

Immer mehr Unternehmen setzen zur Verwaltung und Überwachung ihrer betrieblichen Prozesse sogenannte Prozess-Management-Systeme (PMS) ein. Eine der wichtigsten Voraussetzungen für einen sinnvollen Einsatz ist es, dass PMS die Eigenschaft der AdaptivitÄat besitzen: Sie müssen Änderungen der hinterlegten Prozessvorlagen und der sich in Ausführung befindlichen Prozesse zur Laufzeit zulassen, damit die Unternehmen in der Lage sind, flexibel und schnell auf neue Anforderungen zu reagieren. Dies stellt jedoch hohe Ansprüche an ein PMS: Effiziente Algorithmen müssen dafür sorgen, dass die Änderungen nicht zu inkonsistenten Zuständen von Prozessvorlagen und -instanzen führen. Modifikationen der Prozessvorlagen müssen, wo vom Ausführungsfortschritt her möglich, auf die darauf basierenden Prozessinstanzen propagiert werden. Bei Instanzen, die sich aufgrund von Ad-hoc-Änderungen in ihrem Ablauf gegenüber der Vorlage unterscheiden, müssen zusätzlich ohne großes Eingreifen seitens der Benutzer Probleme erkannt und beseitigt werden, die sich bei der Migration auf die neue Version aus überlappenden oder widersprüchlichen Instanz- und Vorlagenänderungen ergeben. Dabei dürfen die anderen, parallel ablaufenden Funktionen des Systems nicht beeinträchtigt werden, selbst wenn in realen Anwendungen tausende von Instanzen migriert werden müssen. Hinzu kommt, dass dem System für diese Aufgaben nur eingeschränkt Ressourcen, wie z. B. Speicher, zur Verfügung stehen. Alle diese Anforderungen verlangen nach einer flexiblen und ressourcensparenenden Architek- tur sowie nach einer effizienten Implementierung. Die auf dem Markt erhältlichen Produkte bieten entweder gar keine oder nur eingeschränkte Änderungsmöglichkeiten zur Laufzeit oder erfüllen die angesprochenen Anforderungen nur unzureichend. Wir entwickeln in unserem Projekt AristaFlow ein Prozess-Management-System, welches Änderungen zur Laufzeit vollständig unterstützt

Effiziente Repräsentation von Vorlagen- und Instanzdaten in Prozess-Management-Systemen

Ein Prozess-Management-System (PMS) muss umfangreiche Funktionen für die Steuerung, Verwaltung und Änderung von Geschäftsprozessen bieten. Um breit einsetzbar zu sein, ist eine performante Ausführung dieser Funktionen unverzichtbar, insbesondere bei großer Anzahl von Prozessinstanzen. In diesem Beitrag untersuchen wir einen wichtigen Performanzaspekt von PMS, die effiziente Speicherrepräsentation von Vorlagen- und Instanzdaten. Dazu setzen wir ein logisches Prozessmetamodell in programmiersprachenunabhängige technische Datenstrukturen um und zwar sowohl für Primär- als auch Sekundärspeicher. Wichtigstes Ziel ist die Minimierung des Primärspeicherbedarfs. Nur dadurch lässt sich zeitaufwendiges Ein- und Auslagern der zur Laufzeit benötigten Vorlagen- und Instanzdaten minimieren. Wir diskutieren grundlegende Realisierungsalternativen für die Speicherrepräsentation dieser Daten, und gehen darüber hinaus auf fortschrittliche Speicherkonzepte, wie die Clusterung von Prozessinstanzen, ein. Die vorgestellten Konzepte sind aktuell im ADEPT2-PMS umgesetzt

Von ADEPT zur AristaFlow BPM Suite - Eine Vision wird Realität: "Correctness by Construction" und flexible, robuste Ausführung von Unternehmensprozessen

Angeregt durch ein Forschungsprojekt im Bereich klinischer Informationssysteme, wurde von uns Mitte der 90er Jahre das Forschungsprojekt ADEPT gestartet, welches im Bereich Prozess-Management das nahezu Unmögliche anstrebte und mittlerweile auch erreicht hat: Hochgradig flexible Ausführung von Unternehmensprozessen, Realisierung robuster prozessorientierter Anwendungen "per Konstruktion" sowie ein für alle Anwendergruppen (Prozess-Implementierer, Systemadministratoren, Endbenutzer) einfach zu benutzendes System. Dieser Beitrag beschreibt die Hintergründe des ADEPT-Projekts sowie unsere Motivation für die gesteckten Ziele, die von uns verfolgte Vision und deren vollständige Umsetzung in der nunmehr verfügbaren AristaFlow® BPM Suite

Evolution von Organisationsmodellen in Workflow-Management-Systemen

Workflow-Management-Systeme unterstützen die Modellierung, Analyse und Steuerung von Geschäftsprozessen in Organisationen. Dabei stand bisher eine flexible Gestaltung von Prozeßabläufen im Mittelpunkt der Forschung. Wenig Beachtung wurde dagegen den Änderungen der zugrunde-liegenden Organisation und den dadurch notwendigen Anpassungen des Organisationsmodells geschenkt. Da zwischen dem Organisationsmodell und anderen Komponenten eines Workflow-Management-Systems zahlreiche Cross-Referenzen bestehen, können bei Änderungen des Organisationsmodells diese Referenzen oder die daraus abgeleiteten Daten-strukturen verwaist bzw. nicht mehr aktuell sein. Von solchen Änderungen kann insbesondere die Zuordnung von Workflow-Aktivitäten zu Bearbeitern betroffen sein. In der Folge werden diese Aktivitäten möglicherweise falsch oder gar nicht mehr zugewiesen. Dadurch können Sicherheits-bestimmungen verletzt werden oder sogar der gesamte Workflow ins Stocken geraten. In dieser Arbeit wird ein umfangreiches Konzept zur Modellierung von Organisationen vorgestellt. Es wird eine vollständige Menge von elementaren und komplexen Änderungsoperationen beschrieben, die sich durch eine präzise Semantik auszeichnen und sämtliche Änderungen des Organisationsmodells unter Beachtung von Konsistenz- und Korrektheitseigenschaften erlauben. Die Problematik der Cross-Referenzen zwischen dem (geänderten) Organisationsmodell und anderen Komponenten des Workflow-Management-Systems wird sowohl für der statischen als auch für den dynamischen Fall diskutiert. Im statischen Fall, in dem noch keine Workflow-Instanzen berücksichtigt werden, stehen Bearbeiterformeln, die das Organisationsmodell referenzieren, im Mittelpunkt. Je nach Semantik der Änderung werden Lösungsansätze zur automatischen, semiautomatischen oder manuellen Anpassung der veralteten Bearbeiterformeln angeboten. Es wird diskutiert, welche Bearbeiterformeln angepaßt werden müssen, wann und durch wen dies geschehen kann. Im dynamischen Fall wird betrachtet, welche Auswirkungen organisatorische Änderungen auf laufende Workflow-Instanzen haben. Die Möglichkeiten zur Aktualisierung von Datenstrukturen der Arbeitslistenverwaltung des Workflow-Servers und von klientenseitigen Arbeitslisten werden gegenübergestellt und bewertet. Abschließend werden verwandte Ansätze und Themen der Forschung diskutiert. Es erfolgt eine Abgrenzung der vorliegenden Arbeit sowie ein Ausblick auf weiterführende Themen

Adjustment Strategies for Non-Compliant Process Instances

Enabling changes at both process type and process instance level is an essential requirement for any adaptive process-aware information system (PAIS). Particularly, it should be possible to migrate a (long-)running process instance to a new type schema version, even if this instance has been individually modified before. Further instance migration must not violate soundness; i.e., structural and behavorial consistency need to be preserved. Compliance has been introduced as basic notion to ensure that instances, whose state has progressed too far, are prohibited from being migrated. However, this also excludes them from further process optimizations, which is not tolerable in many practical settings. This paper introduces a number of strategies for coping with non-compliant instances in the context of process change such that they can benefit from future process type changes on the one hand, but do not run into soundness problems on the other hand. We show, for example, how to automatically adjust process type changes at instance level to enable the migration of a higher number of instances. The different strategies are compared and discussed along existing approaches. Altogether, adequate treatment of non-compliant process instances contributes to full process lifecycle support in adaptive PAIS

Correct Configuration of Process Variants in Provop

When engineering process-aware information systems (PAISs) one of the fundamental challenges is to cope with the variability of business processes. While some progress has been achieved regarding the configuration of process variants, there exists only little work on how to accomplish this in a correct manner. Configuring process variants constitutes a non-trivial challenge when considering the large number of process variants that exist in practice as well as the many syntactical and semantical constraints a configured process variant has to obey in a given context. In previous work we introduced the Provop approach for configuring and managing process variants. This paper picks up the Provop framework and shows how it ensures correctness of configurable process variants by construction. We discuss advanced concepts for the context- and constraint-based configuration of process variants, and show how they can be utilized to ensure correctness of the configured process variants. In this paper we also consider correctness issues in conjunction with dynamic variant re-configurations. Enhancing PAISs with the capability to correctly configure process models fitting to the given application context, and to correctly manage the resulting process variants afterwards, will enable a new quality in PAIS engineering

Konzepte, Architektur und Implementierung adaptiver Prozessmanagementsysteme

Prozessmanagementsysteme (PrMS) besitzen erhebliches Potential: Betriebliche Abläufe werden in Form von Prozessmodellen explizit repräsentiert und durch eine mächtige Laufzeitumgebung ausgeführt. Die aktive Steuerung und Überwachung macht die Abläufe transparent und jederzeit nachvollziehbar. Wissenschaftlich fundierte Konzepte, wie Korrektheitskriterien für Prozesse und deren Anwendung zur Modellier- und Ausführungszeit, vereinfachen die Umsetzung der Abläufe, erhöhen die Robustheit und verringern den Testaufwand im Vergleich zu herkömmlicher Softwareentwicklung. Trotz dieses Potentials werden PrMS im Vergleich zu Datenbankmanagementsystemen (DMBS) bisher jedoch kaum genutzt. Dies liegt nicht zuletzt daran, dass wenig fundierte Systemarchitekturen die Praxistauglichkeit von PrMS stark einschränken. Dennoch ist die Architektur von PrMS im Gegensatz zu DBMS bisher kaum Forschungsgegenstand. Obwohl es für PrMS zu DBMS vergleichbare wissenschaftliche Konzepte gibt, etwa Prozessmetamodelle mit klar definierter Ausführungssemantik, fehlen Untersuchungen der technischen Umsetzung, realitätsnahe Implementierungen der Konzepte sowie Diskussionen zu deren Integration in reale Systemarchitekturen. Die vorliegende Arbeit leistet einen wichtigen Beitrag, diese Lücke zwischen wissenschaftlichen Konzepten und umfassender Implementierung zu schließen. Aufbauend auf funktionalen und nicht-funktionalen Anforderungen werden innovative technische Konzepte für die Implementierung eines PrMS entwickelt, im Detail untersucht und evaluiert. Dabei werden insbesondere auch Abhängigkeiten zwischen verschiedenen Anforderungen und technischen Konzepten berücksichtigt. Eine im Rahmen dieser Arbeit entwickelte Systemarchitektur eines adaptiven PrMS integriert die technischen Konzepte. Eine umfassende Machbarkeitsimplementierung validiert die Architektur und die entwickelten Konzepte im praktischen Einsatz