Model-based Specification of RESTful SOA on the Basis of Flexible SOM Business Process Models

Die Umwelt von Unternehmen zeichnet sich in der heutigen Zeit durch eine hohe Dynamik und stetig wachsende Komplexität aus. In diesem Umfeld ist die rasche Anpassung der betrieblichen Leistungserstellung eine notwendige Konsequenz, um die Wettbewerbsfähigkeit eines Unternehmens und dadurch sein Überleben sicherzustellen. Bei der evolutionären Anpassung betrieblicher Systeme ist die Flexibilität betrieblicher Geschäftsprozesse ein zentraler Erfolgsfaktor. In der Vergangenheit führten flexible Geschäftsprozesse jedoch meist zu verringerten Automatisierungsgraden der unterstützenden Anwendungssysteme (AwS), und damit zu Inkonsistenzen im betrieblichen Informationssystem. Die Bereitstellung von Lösungsansätzen für eine zügige Entwicklung von AwS und ihre Ausrichtung auf veränderte fachliche Anforderungen ist Aufgabe der Systementwicklung. Bisherige Konzepte, Hilfsmittel und IT-Architekturen beantworten die Frage nach einer ganzheitlichen und systematischen Gestaltung und Pflege von AwS und deren konsistenten Abstimmung mit flexiblen Geschäftsprozessen jedoch methodisch nicht adäquat. Als Antwort auf diese Frage wird in der vorliegenden Arbeit die SOM-R-Methodik konstruiert, einer modellbasierten Entwicklungsmethodik auf Basis des Semantischen Objektmodells (SOM) für die ganzheitliche Entwicklung und Weiterentwicklung von RESTful SOA auf Basis flexibler SOM-Geschäftsprozessmodelle. Mit der RESTful SOA wird durch die Gestaltung service-orientierter Architekturen (SOA) nach dem Architekturstil REST eine Zielarchitektur für flexibel anpassbare AwS entworfen. Ein wesentlicher Beitrag dieser Arbeit besteht in der methodisch durchgängigen Zusammenführung der fachlichen Geschäftsprozessebene mit den softwaretechnischen Ebenen der RESTful SOA. Durch die Definition eines gemeinsamen Begriffssystems und einheitlichen Architekturrahmens wird eine modellbasierte Abbildung von Konzepten des SOM-Geschäftsprozessmodells in die Spezifikationen von Ressourcen sowie weiteren Bausteinen des AwS realisiert. Die Modellierung von Struktur und Verhalten der Geschäftsprozesse mit SOM ist dafür eine wichtige Voraussetzung. Der zweite zentrale Beitrag dieser Arbeit ist ein modellbasierter Lösungsansatz zur Unterstützung der Pflege von betrieblichen Informationssystemen. Die SOM-R-Methodik wird hierzu um ein Vorgehensmodell sowie Ansätze zur Analyse der Auswirkungen von Strukturänderungen und der Ermittlung von Assistenzinformationen für die Weiterentwicklung von AwS erweitert. Die werkzeuggestützte Bereitstellung dieser Informationen leitet den Systementwickler bei der zielgerichteten Anpassung von RESTful SOA, bzw. der dazu korrespondierenden Modellsysteme, an die Änderungen flexibler SOM-Geschäftsprozessmodelle an. Die praktische Anwendung der SOM-R-Methodik wird im Rahmen einer Fallstudie demonstriert und erläutert.Strong dynamics and a continuous increase of complexity characterize a company’s environment at present times. In such an environment, the rapid adaptation of the production and delivery of goods and services is a necessary consequence to ensure the survival of a company. A key success factor for the evolutionary adaptation of a business system is the flexibility of its business processes. In the past, flexible business processes generally lead to a reduced level of automation in the supported application system, and consequently to inconsistencies in the business information system. The provision of appropriate solutions for the quick development of application systems and their alignment to changing business requirements is a central task of the system development discipline. Current concepts, tools and IT architectures do not give a methodically adequate answer to the question of a holistic and systematic design and maintenance of application systems, and their consistent alignment with flexible business processes. As an answer to this question, the SOM-R methodology, a model-based development method based on the Semantic Object Model (SOM) for the holistic development and maintenance of RESTful SOA on the basis of flexible SOM business process models, is designed in this work. Through applying the architectural style REST to service oriented architectures (SOA), the RESTful SOA is designed as the target software architecture of flexible adaptable application systems. The first main contribution of this research is a methodically consistent way for bridging the gap between the business process layer and the software technical layers of the RESTful SOA. Defining a common conceptual and architectural framework realizes the mapping of the concepts of SOM business process models to the model-based specification of resources and other modules of the application system. Modeling the structure and behavior of business processes with SOM is an important prerequisite for that. The second main contribution of this work is a model-based approach to supporting the maintenance of business information systems. Therefore, various approaches for analyzing the effect of structural changes and deriving assistance information to support the application system maintenance extend the SOM-R methodology. The tool-supported provision of this information guides the system developer in adapting a RESTful SOA, or rather the corresponding modeling system, to the structural changes of flexible SOM business process models. A case study demonstrates and explains the practical application of the SOM-R methodology

Vom SOM-Geschäftsprozessmodell zum Softwareartefakt - modellgetriebene Systementwicklung mit dem Eclipse Modeling Framework

Zur Überbrückung der semantischen Lücke zwischen der fachlichen und der softwaretechnischen Ebene in der Systementwicklung schlägt diese Arbeit einen modellgetriebenen Ansatz ausgehend von Geschäftsprozessen hin zur Generierung von Quellcode für eine service-orientierte JavaEE-Architektur vor. Der Ansatz und ein implementiertes Software-Werkzeug nutzen das Eclipse Modeling Framework (EMF) anhand von Ecore-Modellen und QVTo-basierten Modelltransformationen. Service-orientierte Anwendungssysteme werden anhand einer Xtext- und ANTLR-basierten Grammatik beschrieben, die eine auf konzeptuellen Objekttypen und Vorgangsobjekttypen (KOS und VOS der SOM-Methodik) aufbauende Syntax vorschlägt. Resultierende Ecore-Modelle sind anhand von QVTo in ein komponentenorientiertes Softwaremodell auf Basis von JavaEE überführbar. Die Transformation dieses Modells in Quellcode erzeugt ein auf einer Referenz-Architektur basierendes verteiltes Software-System bestehend aus Entitäts- und Vorgangs-Services, einschließlich JPA-Entities, SessionBeans, MessageDrivenBeans mit Message Queues und EJB-Module-Konfigurationen

Vom SOM-Geschäftsprozessmodell zur vollständig dokumentenorientierten RESTful SOA – Ein modellbasierter Ansatz

Serviceorientierte Architekturen dienen als Aufgabenträger zur Automatisierung von Geschäftsprozessen. Um sicherzustellen, dass diese Aufgabenträger den Anforderungen der Geschäftsprozesse genügen, ist die modellbasierte Ableitung der softwaretechnischen Spezifikation, ausgehend vom Geschäftsprozessmodell, notwendig. Gegenstand der vorliegenden Arbeit ist die modellbasierte Abbildung von SOM-Geschäftsprozessen auf eine Zielarchitektur, die sich durch Dokumentenorientierung und den Architekturstil REpresentational State Transfer (REST) auszeichnet. Letzterer wird in der jüngsten Vergangenheit vermehrt zur Realisierung serviceorientierter Architekturen (RESTful SOA) diskutiert. Die softwaretechnische Spezifikation sieht dazu Vorgangs- und Entitätsservices vor, die über http-Verben GET, PUT, POST und DELETE mit auszutauschenden Zustandsinformationen aufgerufen werden. Für den Austausch werden JSON-Dokumente (Java Script Object Notation) verwendet. Die Durchgängigkeit der Dokumentorientierung wird dadurch erreicht, dass JSON-Dokumente nicht nur für den Austausch, sondern auch für die persistente Verwaltung herangezogen werden. Sie bilden den zentralen Entwicklungsgegenstand des vorgestellten modellbasierten Vorgehens, das anhand einer Fallstudie veranschaulicht wird