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

Gliederung Workflows und Workflow-Management-Systeme Der Agent – der mobile Agent Architekturen für agentenbasierte Workflow-Systeme Kooperative Workflows Einsatzgebiet E-Commerce Fazit

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

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

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.

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

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

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.

Workflow-Management Traditionell: Monolithisches System Zentraler Server Workflows abteilungsübergreifend

Workflow-Management Vorteile: Automatisierung von Prozessen 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

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?

Gliederung Workflows und Workflow-Management-Systeme Der Agent – der mobile Agent Architekturen für agentenbasierte Workflow-Systeme Kooperative Workflows Einsatzgebiet E-Commerce Fazit

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

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)

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, …

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

Mobile Agenten 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 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)

Mobile Agenten Entwicklungsumgebungen

Gliederung Workflows und Workflow-Management-Systeme Der Agent – der mobile Agent Architekturen für agentenbasierte Workflow-Systeme Kooperative Workflows Einsatzgebiet E-Commerce Fazit

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

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

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

AWA Aktivitäts-Agent und Arbeitslisten-Agent Aktivitäts-Agent 1 Abteilung Name A Herr Meier Frau Müller B Herr Baumann … Aktivitäts-Agent 1 Daten Anfrage Arbeitslisten-Agent Subjekt (Herr Meier) Entscheidung aufgrund von z.B. Kosten, Arbeitslast,…

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

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

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

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

AWA 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

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 

JBees

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

Gliederung Workflows und Workflow-Management-Systeme Der Agent – der mobile Agent Architekturen für agentenbasierte Workflow-Systeme Kooperative Workflows Einsatzgebiet E-Commerce Fazit

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

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

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

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.

Gliederung Workflows und Workflow-Management-Systeme Der Agent – der mobile Agent Architekturen für agentenbasierte Workflow-Systeme Kooperative Workflows Einsatzgebiet E-Commerce Fazit

E-Commerce Welche Agenten gibt es beim 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?

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

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

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

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

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

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

Gliederung Workflows und Workflow-Management-Systeme Der Agent – der mobile Agent Architekturen für agentenbasierte Workflow-Systeme Kooperative Workflows Einsatzgebiet E-Commerce Fazit

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

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

Fragen ?

Ende Danke für die Aufmerksamkeit !