von Martin Jungmair Gregor Prohaska CrossFlow von Martin Jungmair Gregor Prohaska

Einführung in CrossFlow Übersicht Einführung in CrossFlow Architektur von CrossFlow Co-operativ support services (CSS)

Das CrossFlow-Projekt Sep 1998 - Sep 2000 ein von der EU im Rahmen des 4. ESPRIT Framework gefördertes Projekt Teilnehmende Organisationen: IBM Allianz - Church and General Royal Dutch Telecom GMD Darmstadt University of Twente Sema Group

Motivation Aktuelle WfMS unterstützen den Geschäftsprozess nur innerhalb einer Organisation Organisationen sind immer öfter gezwungen kurze, dynamische und flexible Verbindungen mit anderen Organisationen einzugehen Viele unterschiedliche WfMS auf dem Markt Eine Interaktion über Organisationsgrenzen hinaus, stellt nicht nur eine Interaktion zwischen Benutzer und Manager eines WfMS dar, sondern auch eine Geschäftsverbindung.

Ziel Verbinden zweier (verschiedener) Workflow-Managment-Systeme zum Auslagern eines Service Das Finden eines geeigneten Partners soll erleichtert werden Das erstellen eines Vertrages zwischen den Beteiligten soll automatisiert werden Das Vorbereiten der Systeme auf die Interaktion soll erleichtert werden

Auslagern eines Service Service Consumer Service Provider A B C F G D E D+ E+

Architektur von CrossFlow Übersicht Einführung in CrossFlow Architektur von CrossFlow Co-operativ support services (CSS)

Phasen des CrossFlow-Lebenszyklus 1.) Kunde sucht ein passendes Angebot und einen Vertrag erstellen 2.) Beide Organisationen konfigurieren ihre Systemresourcen, verbinden die notwendigen Komponenten mit dem WfMS und führen die nötigen organisationalen Änderungen durch. 3.) Der Service wird ausgelagert und vom Provider ausgeführt 4.) Der Service wird beendet und die Verbindung wird abgebrochen.

Was ist ein Contract Ein Contract ist modulpassierte Form eines Vertrages Concept Model Process Model Enactment Model Usage Model Natural language description

MatchMaking Engine Outsourcing Mgr Insourcing Mgr Workflow Module Advertise Decision-making tools Contract Establish Mgr Contract Establish Mgr Outsourcing Mgr Insourcing Mgr Workflow Module BE System Workflow Module BE System D1 D2 E1 E2 Workflow Mgt System Consumer Provider

MatchMaking Engine MatchMaking Engine Outsourcing Mgr Insourcing Mgr Search MatchMaking Engine MatchMaking Engine Contract Establish Mgr Decision-making tools Decision-making tools Contract Establish Mgr Outsourcing Mgr Insourcing Mgr Workflow Module BE System C D Workflow Module BE System D1 D2 E1 E2 Consumer Provider

MatchMaking Engine Outsourcing Mgr Insourcing Mgr Workflow Module Results MatchMaking Engine Contract Establish Mgr Decision-making tools Decision-making tools Contract Establish Mgr Outsourcing Mgr Insourcing Mgr Workflow Module BE System C D Workflow Module BE System D1 D2 E1 E2 Consumer Provider

Contract Establish Mgr Contract Establish Mgr MatchMaking Engine Contract Establish Mgr Contract Establish Mgr CRAFT Outsourcing Mgr Configuration Mgr Insourcing Mgr IES Workflow Module BE System BE System Workflow Module Workflow Mgt System Workflow Mgt System Consumer Provider

Contract Establish Mgr Contract Establish Mgr MatchMaking Engine Contract Establish Mgr Contract Establish Mgr CRAFT CRAFT Outsourcing Mgr Configuration Mgr Insourcing Mgr IES Workflow Module BE System BE System Workflow Module Workflow Mgt System Workflow Mgt System Consumer Provider

Workflow Module BE System BE System Workflow Module CRAFT CRAFT Contract Mgr FCC Loc QoS Proxy Gate Coordinator Contract Mgr Coordinator QoS FCC LoC Proxy Gate IES IES Workflow Module BE System BE System Workflow Module Workflow Mgt System Workflow Mgt System Consumer Provider

Kommunikationswege in CrossFlow Enactment infrastructure Service Provider X A B C Service Consumer Activate Dn+ D1+ Enactment infrastructure Monitoring D Proxy Gateways Proxy Gateways E E1+ E1+ Control Em+ F G Results

Co-operativ support services (CSS) Übersicht Einführung in CrossFlow Architektur von CrossFlow Co-operativ support services (CSS)

Cooperative Support Service - Quality of Service Monitoring (QoS)

Übersicht QoS Ziele Funktionen Online Überwachung Offline Überwachung Workflow Prognose QoS Architecture

Ziele Aufgaben Verwendung Überwacht den Prozess und Qualität eines lokalen oder ausgelagerten Workflow Verwendung Stellt Wissen zur Verfügung Information über aktuellen Status Kurz- und Langzeitanalysen des Workflow Erhöht die Flexibilität Schafft Prognosedaten Stellt flexible Entscheidungen zur Verfügung Ermöglicht frühes Einschreiten Entdeckt Abweichungen vom erwarteten/garantierten Leistungen

Funktionen Online Überwachung Offline Überwachung Workflow Prognose Stellt Informationen über den aktuellen Status des lokalen oder ausgelagerten Workflows zur Verfügung (für User, Anwendungen und andere CrossFlow Module) erzeugt log files zur Analyse und offline Überwachung Offline Überwachung analysiert log files Erzeugt ein Steuerungsmodell für den Prozess generiert Prognosedaten Workflow Prognose Prognostiziert das zukünftige Verhalten eines laufenden Workflow Für flexible Entscheidungen und deadline-Prognosen

Online Überwachung Statusinformation (workflow Fortschritt) Kontakt Werkstätte Schaden feststellen Verhandeln Report schreiben Statusinformation (workflow Fortschritt) Ist die Schadensfeststellung durchgeführt worden? Parameterwerte (data flow items) Wer macht die Schadensfeststellung? Erwartungswerte Wann wird der Report gesendet? Zeitwerte Wie lange dauert die Schadensfeststellung? Aktive Benachrichtigung Verständigung wenn eine Verzögerung eintritt..

Offline Überwachung Analysiert die logfiles und erzeugt einen Bericht Markov Kette Ausgewählte Prozesse mit Status und Übergänge Erzeugt statistische Daten Ausführzeiten / Verteiler, Statusänderungen,.. Verwendung: Prognosedaten für dynamische Workflowoptimierung (FCC) Normale Schadensfeststellungen dauern 2 Tage. Workflowanalyse für statische Workflowoptimierung Kann der Workflow durch neue Aktionen verbessert werden? Validiere die Workflowausführung gegen den Vertrag Der Vertrag sagt, dass die Reporterzeugung längstens 24 Stunden dauert, in 80% der Fälle dauerte es 48 Stunden! {} {A} {C} {B,C} {B} {D} 1 0.75 0.25 0.33 3.25 2 3 1.67 1.5

Workflow Prognose Prognostiziert das weitere Verhalten des Workflowprozesses Prognosedaten von der Offlineüberwachung Berechnet wahrscheinliche Ausführzeiten für die einzelnen Aktivitäten und Sequenzen Stellt Informationen für flexible Entscheidungen zur Verfügung (FCC) Schnelle Schadensfeststellung spart eine Tag, kostet aber zusätzlich 1 €. Frühe Erkennung von möglich fehlenden deadlines Der geforderte Prozess wird wahrscheinlich die deadline um 2 Tage überschreiten.

QoS Architecture Workflow Management System CrossFlow/CRAFT FCC/QoS Backend System QOSFX Online Monitoring Flexible Change Control Log Files Offline Analysis Module Pred. Data

Zusammenfassung Quality of Service Überwachung: Stellt Wissen über den aktuellen Workflow dar (Status, Daten und Timing) Stellt Kostenvoranschläge für das zukünftige Verhalten des Workflow- prozesses zur Verfügung. Unterstützt aktive Verständigung bei gewissen Bedingungen Aktiviert dynamische Workflowoptimierung Erlaubt off-line Workflowanalyse Anwendbar bei lokalen und betriebsübergreifende Workflows

Cooperative Support Service Flexible Change Control (FCC)

Problem Flexibilität ist notwendig Bedingungen zur Laufzeit können nicht vorhergesehen werden Abweichungen von Standardstrukturen sind oft notwendig Kontrolle ist notwenig Willkürliche Änderungen sind nicht erwünscht Workflow muss Businessziele optimieren Globale Entscheidungen sind notwendig

FCC in Cross-Organizational Workflows Welche Flexibilität ist vorhanden? Veränderung eines ausgelagerten Teils wirkt sich auf die Autonomität des Anbieters aus Þ Die Art der Flexibilität genau beschreiben und in welchem Teil des Workflow sie möglich ist Wie wird die Flexibilität genutzt? Entscheidungen treffen, wo Workflow aufgeführt wird Flexibilität soll die Ausführung von Workflows verbessern Þ Zielbeschreibung des Prozesses

Using Flexibility to Achieve Business Goals Businessprozesse können mehrere, komplimentäre Ziele haben Strukturziele Vorkommen v. Aktivitäten Größenordnung v. Aktivitäten Welcher Aspekt ist wichtiger ? Quantitative Ziele Kosten Zuverlässigkeit Zeitl. Ziele Dauer Deadlines

Approach Erweitert ein Workflow mit flexiblen Elementen Erlaubt die Spezifikation von Zielen Prioritätsvergabe bei den Ziele Ausführgarantie: Ausgeglichenes Erreichen von mehreren Zielen unter variierenden Bedingungen Verwirklichung: Opfert einige Eigenschaften um die wichtigen zu erreichen Geschickter Serviceabbau in der Workflowausführung Elastisch zur Umgebung

What Can We Adapt? (1) Alternativ S [A, B] E A B oder bedeuted Optional S {A, B} E bedeuted B A oder

What Can We Adapt? (2) 0/1-Möglichkeit S [A, Ø] E oder S Anv E bedeuted S A E oder S E

Insurance Contract Process 48h Werkstatt kontaktieren Schaden feststellen Verhandeln Report erstellen

Insurance Contract Process Werkstatt kontaktieren 48h Schaden feststellen [normal, schnell] Verhandeln Report erstellen

Considerations for Decision Making Globale Optimierung ist notwendig: Wählt man eine teurere Variante um die Dauer zu senken? Risiko, dass der verbleibende Teil des Workflow seine maximale Ausführungszeit benötigt! An welchen flexiblen Elementen soll eine schnellere Alternative genommen werden? Ist es notwendig, eine schnellere Alternative für die flexible Elemente zu haben?

Optimization Techniques Ziel liegt beim Zeit/Kosten Tausch Ständige Überwachung für optimale Alternativen Heuristische Erweiterung Aufteilen des Workflow Rolle der flexiblen Elemente in der nahen Zukunft Kostenvoranschlag für das Verhalten in entfernter Zukunft

Zusammenfassung Geeignete ausführbare Alternativen (flexible Elemente) vs. eigenmächtige manuelle Änderungen Ziele bestimmen die Ausführung vs. ad hoc Entscheidung vs. vorübergehende Entscheidungen Globale statt lokale Entscheidung Entwicklung von Optimieralgorithmen für Zeit/Kosten Tausch

Cooperative Support Service: Level of Control (LoC)

Transaction Support Sichert zuverlässig und gleichmässige Prozessausführung Herkömmliches ACID Transaktionsmodell zu starr Lang laufende Workflow Prozesse Wiederverwendung des bestehenden Transaktionsmodelles Erweitertes “atomicity” und “isolation” benötigt WIDE Transaktion Modell

WIDE Transaction Model Aufteilungsbasiertes Transaktionsmodell Teilt den Workflow Prozess in I-Schritte Erweitert die “Atomicity” and “Isolation” Eigenschaften Beliebig-komplexe Prozessstrukturen “Safepoints” bieten Flexibilität durch Rollback Teilweises/komplettes Rollback

WIDE Transaction Model Dynamisiche Aufbau des aufgeteilten Prozesses intra-organisatorischen Workflow Prozess Support Erweitern, um den spezifischen Ansprüchen an das Transaktions-modell für betriebsübergreifenden Workflow Prozesse gerecht zu werden.

X-Transaction Model (1) X-Schritte I-Schritte ergänzende Schritte “Safepoints” Zusätzliche Flexibilität durch Rollback Bereiche Intra-organisatorische (IO) Rollback Bereiche Cross-organisatorische (XO) Rollback Bereiche Rollbacks können in jeder Kombination der drei Prozess-level stattfinden.

X-Transaction Model (2) Rollback starts at: Rollback Scope/Mode: Intra-Organizational / Complete: Partial: Cross-Organizational / Consumer Provider Entire consumer process is rolled back Consumer process is rolled back until a safe-point is found. is rolled back in its entirety Outsourced process is rolled back by the provider. Consumer process is partially rolled back. Outsourced process is rolled back by the provider Entire provider process is rolled back. Provider process is rolled Entire provider process is rolled back, then the consumer process is rolled back partially Not possible Entire consumer process is rolled back. Outsourced process is rolled back by the provider.

Process Control Primitives Erlaubt dem Kunden die Steuerung über die Ausführung des ausgelagerten Prozesses: Stop Weiter Abbruch Ändern Rollback Der Vertrag gibt an, welche PCPs erlaubt sind und wann diese ausgeführt werden dürfen.

LoC Architecture Back-end System Intra-Organizational Transaction Manager (ITM) ITM specific isolation layer (ITMMQWFA) Restart-Reset-Process (RRP) Level of Control Functional eXtensions (FX) Cross-Organizational Transaction Manager (XTM) Process Control Primitive (PCP) Workflow State (WFS)