Ohjelmistokomponenttien yhteentoimivuus

Tämän opinnäytetyön tarkoitus on selvittää niitä periaatteita ja tekniikoita, joiden avulla voidaan tarkistaa ohjelmistokomponenttien välinen yhteentoimivuus. Yhteentoimivuuden tarkistamista tarvitaan komponenttien uudelleenkäytön mahdollistamiseksi sekä ohjelmistoarkkitehtuurien suunnittelun yhteydessä. Ohjelmistokomponentin yhteentoimivuus muiden komponenttien kanssa riippuu sen syntaktisista ja semanttisista ominaisuuksista sekä ulkoisesta käyttäytymisestä. Nämä ominaisuudet määritellään formaalisti tyyppiteoriaa, ontologioita ja prosessialgebroja käyttäen. Komponenttien syntaktinen korvautuvuus määritellään niin kutsuttujen termiautomaattien ja niiden välisten suhteiden avulla. Komponentin semanttiset ominaisuudet määrittelevät yleistä käsitteistöä käyttäen, mitä komponentti tekee. Semantiikan kuvaukseen käytetään pääasiassa ontologisia käsitteitä ja semanttisissa vertailuissa käytetään avuksi logiikkaa. Komponentin ulkoinen käyttäytymiskuvaus ilmaisee sen käyttäytymismallin, jota kyseinen komponentti tukee. Käyttäytymiskuvaus on sekä ohje että rajoitus, joka toisaalta antaa mallin oikeelliselle vuorovaikutukselle ja toisaalta toimii komponenttien välisen korvautuvuuden tarkistusehtona. Komponentin ulkoinen käyttäytyminen, niin kutsuttu rajapintaprotokolla, kuvataan käyttäen prosessialgebraa. Tässä opinnäytetyössä on prosessialgebraksi valittu π-kalkyyli. Kun komponenttien ominaisuudet on mallinnettu formaalisti, voidaan komponenttien välinen yhteensopivuus ja korvautuvuus tarkistaa ohjelmallisesti. Tällaista ohjelmistoa voidaan hyödyntää esimerkiksi ohjelmiston suunnitteluprosessissa

Service-oriented middleware for managing inter-enterprise collaborations

Peer reviewe

Mallipohjainen lähestymistapa palveluekosysteemien tuottamiseen

Societies world-wide are experiencing a constant servitization, a transition from traditional production and manufacturing to delivery and consumption of services. The transition is necessitated by societal and economic forces affecting individuals, organizations and enterprises. For individuals, the increased standard of living and increased leisure time have created a demand for new kinds of services. For governmental organizations, ageing of the population has increased the demand for efficient production and delivery of services, especially addressing health-care, elderly participation and security. For enterprises, globalization and commoditization of products have necessitated passage from monolithic, product-driven business to networked and service-based business. The servitization has given rise to the emergence of so-called service ecosystems. A service ecosystem is a socio-technical complex system that enables service-based collaborations between entities, such as enterprises, institutions and individuals. Although establishment of service ecosystems has been identified as fundamental for addressing the societal and economic forces, there are two foundational research challenges to be solved. Firstly, from an engineering perspective, there is an evident lack of a service ecosystem engineering which provides means for analysis, design, instrumentation and operation of service ecosystems. Especially, interoperability and governability have not been addressed sufficiently in the context of service ecosystem engineering. Secondly, from a business perspective, the current approaches for service ecosystem establishment do not provide sufficient support for ecosystem sustainability. Attaining service ecosystem sustainability requires facilities that enable efficient utilization of core competencies, opportunistic and flexible business networking, and support for operating in progressive business environments. The thesis addresses these research challenges by proposing service ecosystem engineering as a means for transitioning from contemporary ad hoc service ecosystems to sustainable ones. The individual contributions of this thesis include engineering tools and methods which enable analysis, design, instrumentation and operation of sustainable service ecosystems. The contributions can be utilized for mitigating risks associated for example with technology dependency and migration, and for supporting business decision-making when joining and operating in service ecosystems. The contributions enable approaches that utilize explicit architecture models for guaranteeing interoperability during service ecosystem operation. Furthermore, support for service ecosystem governance is provided.Yhteiskunnat ovat enenevissä määrin siirtyneet perinteisistä tuotantotalouksista palveluperustaisiin talouksiin. Tämän muutoksen takana ovat yhteiskunnalliset ja taloudelliset muutokset sekä niiden luomat sopeutumispaineet yksilöitä, organisaatioita ja liikeyrityksiä kohtaan. Elämänlaadun parantuminen sekä lisääntynyt vapaa-aika aiheuttavat yksilöissä tarpeita uudenlaisille palveluille. Julkishallinnon organisaatioden on tuotettava yhä tehokkaammin palveluita ikääntyvän väestön tarpeisiin erityisesti terveydenhuollon, osallistumisen ja turvallisuuden alueilla. Globalisaatio ja tuotteiden muuntuminen yleishyödykkeiksi aiheuttavat liikeyrityksille paineita siirtyä tuotepohjaisesta liiketoiminnasta kohti verkottunutta ja palvelukeskeistä liiketoimintaa. Edellä kuvattu kehitys on saanut aikaan niin kutsuttujen palveluekosysteemien esiinmarssin. Palveluekosysteemi on sosio-tekninen, kompleksi järjestelmä, joka mahdollistaa palveluperustaisen yhteistoiminnan erilaisten toimijoiden, kuten yksilöiden, organisaatioiden ja liikeyritysten, kesken. Palveluekosysteemien muodostamista pidetään eräänä keskeisenä tekijänä yllä kuvattujen yhteiskunnallisten ja taloudellisten muutosten hallinnassa. Palveluekosysteemien muodostamiseen liittyy kuitenkin kaksi tutkimusongelmaa, joita ei olla tähän mennessä ratkaistu. Ensinnäkin, palveluekosysteeminen analysointiin, suunnitteluun, instrumentointiin ja toiminnan hallintaan ei ole kehitetty soveltuvia menetelmiä. Erityisesti yhteistoiminnan ja hallintotapojen suhteen ei olla toistaiseksi esitetty menetelmiä, jotka tarkastelevat näitä asioita palveluekosysteemien tasolla. Toiseksi, liiketoiminnallisesta näkökulmasta tarkasteltuna palveluekosysteemien elinkelpoisuuden edistämistä ja ylläpitoa ei tueta tarpeellisella tasolla. Elinkelpoisuuden edistäminen ja ylläpito vaativat erityisesti keinoja, jotka tukevat ekosysteemin toimijoiden ydintoimintaa, opportunistista ja joustavaa verkottunutta liiketoimintaa, sekä toimimista jatkuvasti muuntuvissa liiketoimintaympäristöissä. Edellä mainittujen tutkimusongelmien ratkaisemiseksi väitöskirjassa kehitetään lähestymistapa palveluekosysteemien tuottamiseen. Menetelmän avulla voidaan nykyisistä ad hoc -palveluekosysteemeistä siirtyä kohti elinkelpoisia palveluekosysteemejä. Väitöskirjan tuloksina on tuotettu menetelmiä ja työkaluja jotka mahdollistavat palveluekosysteemien analysoinnin, suunnittelun, instrumentoinnin ja toiminnan hallinnan. Väitöskirjan tuloksien avulla voidaan paremmin hallita liiketoiminnallisia riskejä, jotka liittyvät esimerkiksi palveluekosysteemien teknologiariippuvuuteen tai ekosysteemistä toiseen siirtymiseen. Lisäksi tulokset tukevat liiketoiminnallisten päätösten tekemistä organisaation liittyessä tai toimiessa palveluekosysteemeissä. Tulokset mahdollistavat yhteistoiminnan tukemisen menetelmin, jotka hyödyntävät työkaluilla luotuja arkkitehtuurimalleja. Lisäksi tulosten avulla voidaan tukea palveluekosysteemien hallintaa ja hallintokäytänteiden muodostumista