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1 Ausgewählte Themen aus Agentensystemen Softwareagenten in Workflow-Management-Systemen und deren Einsatz im E-Commerce Philip Harborth 15. Dezember 2005.

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1 1 Ausgewählte Themen aus Agentensystemen Softwareagenten in Workflow-Management-Systemen und deren Einsatz im E-Commerce Philip Harborth 15. Dezember 2005

2 2 Gliederung 1.Workflows und Workflow-Management-Systeme 2.Der Agent – der mobile Agent 3.Architekturen für agentenbasierte Workflow-Systeme 4.Kooperative Workflows 5.Einsatzgebiet E-Commerce 6.Fazit

3 3 Workflow Was ist ein Workflow? Häufig verwendete Begriffe: Geschäftsprozess Vorgang Arbeitsfluss Automatisierter Arbeitsablauf Menge von automatisiert ablaufenden Aktivitäten

4 4 Workflow Beispiel: Planung / Prozess einer Dienstreise Teilprozesse 1. Terminfindung 2. Hotel suchen und buchen 3. Fahr- oder Flugkartenbestellung 4. Dienstreiseabrechnung Unterstützung durch Agenten möglich?

5 5 Geschäftsprozess Ein Geschäftsprozess ist eine Folge von Aktivitäten, die in einem logischen Zusammenhang stehen, inhaltlich abgeschlossen sind und unter Zuhilfenahme von Ressourcen und eingehenden Informationen durch Menschen und/ oder Maschinen auf ein Unternehmensziel hin ausgeführt werden.

6 6 Workflow Ein Workflow ist ist eine z.T. automatisiert ablaufende Gesamtheit von Aktivitäten, wird von einem Workflow-Management-System gesteuert/überwacht, bezieht sich auf Teile eines Geschäftsprozesses, besteht aus Vorgangsabschnitten (Sub-Workflows). Ein Workflow ist die informationstechnische Realisierung eines Geschäftsprozesses

7 7 Workflow Workflow: mehrere Aktivitäten in vorgegebener Reihenfolge gemeinsames Ziel bzw. gemeinsame Aufgabe! Workflow-Instanz (run-time): Definition + Vorgangsdaten

8 8 Workflow-Management Definition: Ein Workflow-Management-System ist ein Anwendungssystem, mit dessen Hilfe Workflows definiert, verwaltet und ausgeführt werden können. Die Ausführungsreihenfolge ist durch eine formale Repräsentation der Prozesslogik im Anwendungssystem vorgegeben.

9 9 Workflow-Management Traditionell: Monolithisches System Zentraler Server Workflows abteilungsübergreifend

10 10 Workflow-Management Vorteile: Visualisierung von Prozessen und deren Abhängigkeiten Automatisierung von Prozessen Automatisierte Koordination und Kooperation zwischen Geschäftseinheiten Prozessmodellierung durch grafische Werkzeuge Simulations- und Analysetools Berichtsystem Archivierung Probleme: verteilte Organisationen

11 11 Der Agent im WfMS Was macht ein Software-Agent in einem Workflow- Management-System? Was sind seine Aufgabe? Welchen Einfluss hat er? Kann er den Ablauf optimieren?

12 12 Gliederung 1.Workflows und Workflow-Management-Systeme 2.Der Agent – der mobile Agent 3.Architekturen für agentenbasierte Workflow-Systeme 4.Kooperative Workflows 5.Einsatzgebiet E-Commerce 6.Fazit

13 13 Der Agent Agent (lat. der Handelnde, der Treibende) Autonomer Verhandlungs- Agent? Einen Workflow vorantreiben?

14 14 Der Agent Eigenschaften: autonom (Agent übt Kontrolle über seine eigenen Aktivitäten aus) adaptiv (Agent arbeitet zielorientiert, Anpassung an Umwelt, Benutzerbedürfnisse) intelligent (intelligente Entscheidungen, Erfahrungen, Lernfähigkeit, Kommunikation) mobil (selbständige Migration zwischen Systemen)

15 15 Mobile Agenten Hier besonders wichtig: Mobilität Vorteile: Migration zwischen Systemen (kein Client/Server Betrieb) dadurch Reduzierung der Netzwerklast ( E-Commerce) Ausführung lokal, offline möglich einmaliger Transfer des Agenten-Codes und den Daten (Variablenbelegung) Nachteile: Sicherheitsaspekte: angreifbar, modifizierbar, …

16 16 Unternehmen 1 Mobile Agenten Probleme keine einheitliche Kommunikations-Infrastruktur hohe Kosten bei der Einführung (Plattformen, Sicherheit) Agent muss mit unterschiedlichen APIs zusammenarbeiten können WfMS Workflow Agent Unternehmen 2 WfMS API Migration

17 17 Definition: Kapselung von Code, Daten und Ausführungs-Kontext fähig selbständig und zweckmäßig während der Ausführung in Netzwerke zu migrieren Ausführung kann unterbrochen werden und an anderem Ort fortgeführt werden Mobile Agenten

18 18 Mobile Agenten Voraussetzungen für Agenten-Mobilität: Agenten-Plattformen (meist Java) öffentliche Netze (Internet) Erlaubnis der Migration (Freigabe, um auf dem System zu agieren) Kommunikations-Standards (falls Verständigung mit anderen Agenten notwendig)

19 19 Mobile Agenten Entwicklungsumgebungen

20 20 Gliederung 1.Workflows und Workflow-Management-Systeme 2.Der Agent – der mobile Agent 3.Architekturen für agentenbasierte Workflow-Systeme 4.Kooperative Workflows 5.Einsatzgebiet E-Commerce 6.Fazit

21 21 AWA AWA – agentenbasierte Architektur für Workflow-Systeme (Institut für Informatik der Universität Zürich) 4 Agententypen: Prozess-Agent Aktivitäts-Agent Persönlicher-Agent Arbeitslisten-Agent

22 22 AWA Der Prozess-Agent steuert komplette Prozess-Instanz (mehrere Aktivitäten) erstellt für jede Aktivität zum richtigen Zeitpunkt einen Aktivitätsagenten übergibt notwendige Daten an den Aktivitätsagenten übergibt die der Aktivität zugeordneten Rollen

23 23 Ereignisorientierte Prozesskette (EPK): Prozess-Agent 1.Erkennen der nächsten Aktivitäten 2.Für jede Aktivität ein Aktivitäts-Agent (parallel) Aktivitäts-Agent 1 Aktivitäts-Agent 1 Aktivitäts-Agent 2 Aktivitäts-Agent 2 Daten Rollen erzeugt AWA

24 24 Aktivitäts-Agent und Arbeitslisten-Agent Aktivitäts-Agent 1 Aktivitäts-Agent 1 Arbeitslisten-Agent Anfrage Daten AbteilungName AHerr Meier AFrau Müller BHerr Baumann …… Subjekt (Herr Meier) Entscheidung aufgrund von z.B. Kosten, Arbeitslast,… AWA

25 25 Aktivitäts-Agent 1 Aktivitäts-Agent 1 Persönlicher-Agent von Herrn Meier Persönlicher-Agent von Herrn Meier Schnittstellen zum Subjekt Daten Aufgabe Migration ! Ergebnis AWA

26 26 Aktivitäts-Agent 1 Aktivitäts-Agent 1 Daten Prozess-Agent Migration ! Ergebnis Löschen Auf nächste Aktivitäten prüfen AWA

27 27 Hier wichtig: Migration Agent kann zwischen Systemen wechseln auch denkbar: Persönlicher Agent auf mobilem Endgerät (PDA, Mobiltelefon) heterogene Plattformen, Ausführung auch offline möglich AWA

28 28 Weitere Vorteile von AWA Erweiterbarkeit des Arbeitslisten-Agenten: rollenbasierte Zugriffskontrolle Filterung der Subjekte geschäftsprozess-bezogene Sicherheitsregeln AWA

29 29 Nachteile von AWA / mobiler Agenten Sicherheitsaspekte bei der Migration auf ein anderes System: Agent ist dem entfernten System ausgeliefert privaten Daten des Agenten können ausgelesen werden System kann entscheiden, ob Agent wirklich ausgeführt wird Agent kann u.U. modifiziert werden Mögliche Lösung: Gruppe einander schützender Agenten AWA

30 30 JBees JBees – a distributed and adaptive WfMS with monitoring an controlling capabilties auf Opal basierend (Multi-Level Infrastruktur für agentenorientierte Softwareentwicklung) benutzt das CPN execution tool JFern (Java-basiertes Petri Netz Framework) 7 Opal-Agenten zur Steuerung eines Workflows

31 31 JBees

32 32 JBees Vorteile solcher Architekturen Agenten erleichtern die Gestaltung verteilter offener Systeme neue Technologien können leicht durch neue spezialisierte Agenten implementiert werden Kooperation auch bei heterogenen Plattformen möglich mehr Dynamik und Flexibilität

33 33 Gliederung 1.Workflows und Workflow-Management-Systeme 2.Der Agent – der mobile Agent 3.Architekturen für agentenbasierte Workflow-Systeme 4.Kooperative Workflows 5.Einsatzgebiet E-Commerce 6.Fazit

34 34 Kooperative Workflows Beispiel: Versandhandel / Fehlerbehandlung Paketdienst Ware Lieferadresse Lieferbedingungen Bestätigung: Ware ausgeliefert

35 35 Kooperative Workflows Beispiel: Versandhandel / Fehlerbehandlung Paketdienst Ware Lieferadresse Lieferbedingungen Fehler: Lieferadresse falsch Abweichung von der Prozesslogik Rückfrage Neue Adresse

36 36 Kooperative Workflows Möglichkeiten der Fehler- bzw. Ausnahme-Behandlung alternative Pfade in der Prozess-Definition Ausnahmebehandlung (Programmiersprache) Spätes Binden (Platzhalter in der Definition des Prozesses) dynamischer Umbau der Workflow-Instanz (manuell oder teilautomatisiert) Alle kooperierenden Workflows / Aktivitäten müssen informiert werden ! Deadlocks (eine Aktivität wurde gelöscht, auf dessen Ergebnis aber eine andere Aktivität wartet) während der Fehlerbehandlung prüfen, ob kooperierende Workflows beeinflusst werden Benachrichtigung schicken

37 37 Mobile Agenten / kooperative Workflows Anwendungsgebiet: interorganisatorische Geschäftsprozesse Outsourcing kooperative Systeme, virtuelle Unternehmen stark wachsender Bereich: E-Commerce kooperative Worflows (B2B, B2C) Verkauf- und Verhandlungsagenten etc.

38 38 Gliederung 1.Workflows und Workflow-Management-Systeme 2.Der Agent – der mobile Agent 3.Architekturen für agentenbasierte Workflow-Systeme 4.Kooperative Workflows 5.Einsatzgebiet E-Commerce 6.Fazit

39 39 E-Commerce Anzahl elektronischer Märkte wird weiter wachsen unmöglich für Kunden alles zu überblicken – passende Angebote zu finden dezentrale Markplätze fordern Softwarelösungen durch Agenten aufgrund ihrer Eigenschaften sind Agenten gut für verteilte Dienste geeignet Agenten müssen soziale Strukturen beachten und Vertrauen in andere Agenten haben Welche Agenten gibt es beim E-Commerce?

40 40 E-Commerce Agenten übernehmen Rollen von Anbietern und Nachfragern 1.Einfache Kaufagenten verschaffen Produktinformationen Suche Preisvergleich 2.Komplexe Kaufagenten unterstützen den gesamten Kaufvorgang Suche, Preisvergleich Zahlung, Lieferung 3.Agentenbasierte Marktplätze umfassen Kauf- und Verkaufsagenten, Kreditagenten, Zahlungsagenten, Werbeagenten etc. Suche, Werbung, Preisvergleich Verhandlung, Kreditvergabe Zahlung, Lieferung

41 41 E-Commerce Klassifizierung von Shopping Agenten durch das Consumers Buying Behavior Modell (CBB) 1.Needidentification: Erkennung von Bedürfnissen 2.Product Brokering: Konsument findet heraus, was er kaufen möchte 3.Merchant Brokering: Vergleich von Anbietern und Auswahl des Anbieters 4.Negotiation: Verhandlunsphase 5.Bezahlung und Lieferung 6.Produkt Service und Evaluation Agent Unterstützung

42 42 E-Commerce Beispiel der Angebotsfindung ohne Hilfe mobiler Agenten Online-Shop 1 Online-Shop 2 Online-Shop 3 Online-Shop n Client Webserver CGI-Skripte, ASP, Servlets Webserver CGI-Skripte, ASP, Servlets … XML oder HTML Sequentiell Hohe Reaktionszeiten Angebote mit Suchkriterien abgleichen und an Client weiterleiten akt. Angebote

43 43 E-Commerce Beispiel der Angebotsfindung mit Hilfe mobiler Agenten Online-Shop 1 Agentenplattform Online-Shop 1 Agentenplattform Client Webserver CGI-Skripte, ASP, Servlets Webserver CGI-Skripte, ASP, Servlets … Online-Shop 2 Agentenplattform Online-Shop 2 Agentenplattform Online-Shop 3 Agentenplattform Online-Shop 3 Agentenplattform Online-Shop n Agentenplattform Online-Shop n Agentenplattform Datenbank Agent (Migration) Prozess wird zu best. Zeitpunkten angestoßen Schnelle Reaktionszeit

44 44 E-Commerce Akkumulation der Angebote von mehreren Servern Client Webserver CGI-Skripte, ASP, Servlets Webserver CGI-Skripte, ASP, Servlets DB Online-Shop 1 Online-Shop 2 Online-Shop A Online-Shop B Server 1 Agentenplattform Server 1 Agentenplattform Server n Agentenplattform Server n Agentenplattform DB : Agent (Migration) … … lokaler Agent Kommunikation Sicherheit

45 45 Einsatzgebiete Weitere Einsatzgebiete mobiler Agenten Wertpapierhandel Personaleinsatzplanung Terminplanung (Scheduling Agenten) Echtzeitanwendungen (Raumsonde – Basis – Funkkontakt) Internettelefonie Suchmaschinen Informationssuche und –filterung Fernwartung …

46 46 Gliederung 1.Workflows und Workflow-Management-Systeme 2.Der Agent – der mobile Agent 3.Architekturen für agentenbasierte Workflow-Systeme 4.Kooperative Workflows 5.Einsatzgebiet E-Commerce 6.Fazit

47 47 Fazit Agenten in Workflow-Management-Systemen + mehr Dynamik im Ablauf + Aktionsradius des Workflows wird durch mobile Agenten erweitert + Kooperationen mit anderen Unternehmen sind leichter möglich + Reduzierung der Netzwerklast + … - Fehler und Ausnahme-Behandlung - Modifikation des Agenten - Sicherheitsaspekte auf verteilten Systemen - Ausführungsgenehmigung

48 48 Fazit E-Commerce großes Potenzial für Agenten-Technologie Vereinfachung der Angebotsfindung (teil-) automatisierte Abläufe, z.B. Verhandlungen, Zahlungen Komplexitätsbeherrschung

49 49 ? Fragen

50 50 Ende Danke für die Aufmerksamkeit !


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