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Prohaska/Jungmair 1
C ross
F low
CrossFlow
von
Martin Jungmair
Gregor Prohaska
Prohaska/Jungmair 2
C ross
F low
Übersicht
• Einführung in CrossFlow
• Architektur von CrossFlow
• Co-operativ support services (CSS)
Prohaska/Jungmair 3
C ross
F low
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
Prohaska/Jungmair 4
C ross
F low
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.
Prohaska/Jungmair 5
C ross
F low
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
Prohaska/Jungmair 6
C ross
F low
Auslagern eines Service
Service Consumer
A
B
C
F
G
D
E
Service Provider
D+
E+
Prohaska/Jungmair 7
C ross
F low
Übersicht
• Einführung in CrossFlow
• Architektur von CrossFlow
• Co-operativ support services (CSS)
Prohaska/Jungmair 8
C ross
F low
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.
Prohaska/Jungmair 9
C ross
F low
Was ist ein Contract
• Ein Contract ist modulpassierte Form eines Vertrages– Concept Model– Process Model– Enactment Model– Usage Model– Natural language description
Prohaska/Jungmair 10
C ross
F lowMatchMaking EngineMatchMaking Engine
Workflow ModuleWorkflow Module BE SystemBE System
Workflow Mgt SystemWorkflow Mgt System
Workflow ModuleWorkflow ModuleBE SystemBE System
D1
D2
E1
E2
Advertise
Inso
urci
ng M
grIn
sour
cing
Mgr
Out
sour
cing
Mgr
Out
sour
cing
Mgr
Contract Establish Mgr
Decision-makingtools
Contract Establish Mgr
Consumer Provider
Prohaska/Jungmair 11
C ross
F lowMatchMaking EngineMatchMaking EngineMatchMaking EngineMatchMaking Engine
Out
sour
cing
Mgr
Out
sour
cing
Mgr
Workflow ModuleWorkflow Module BE SystemBE System
C D
Contract Establish Mgr
Provider
Search
Decision-making tools
Decision-making tools
Inso
urci
ng M
grIn
sour
cing
Mgr
Workflow ModuleWorkflow ModuleBE SystemBE System
D1
D2
E1
E2
Contract Establish Mgr
Consumer
Prohaska/Jungmair 12
C ross
F lowO
utso
urci
ng M
grO
utso
urci
ng M
gr
Provider
Workflow ModuleWorkflow Module BE SystemBE System
C D
Inso
urci
ng M
grIn
sour
cing
Mgr
Workflow ModuleWorkflow ModuleBE SystemBE System
D1
D2
E1
E2
Decision-making tools
Results
Contract Establish Mgr
Contract Establish Mgr
Decision-making tools
MatchMaking EngineMatchMaking Engine
Consumer
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C ross
F low
Contract Establish MgrContract Establish Mgr
Workflow ModuleWorkflow Module BE SystemBE System
Workflow Mgt SystemWorkflow Mgt System
Contract Establish MgrContract Establish Mgr
Con
figu
rati
on M
grC
onfi
gura
tion
Mgr
Workflow ModuleWorkflow ModuleBE SystemBE System
Workflow Mgt SystemWorkflow Mgt System
Inso
urci
ng M
grIn
sour
cing
Mgr
Provider
CRAFT
IES
MatchMaking EngineMatchMaking EngineO
utso
urci
ng M
grO
utso
urci
ng M
gr
Consumer
Prohaska/Jungmair 14
C ross
F low
Con
figu
rati
on M
grC
onfi
gura
tion
Mgr
Contract Establish MgrContract Establish Mgr
Out
sour
cing
Mgr
Out
sour
cing
Mgr
Workflow ModuleWorkflow Module BE SystemBE System
Workflow Mgt SystemWorkflow Mgt System
Contract Establish MgrContract Establish Mgr
Workflow ModuleWorkflow ModuleBE SystemBE System
Workflow Mgt SystemWorkflow Mgt System
Inso
urci
ng M
grIn
sour
cing
Mgr
Consumer Provider
CRAFT
IES
MatchMaking EngineMatchMaking Engine
CRAFT
Prohaska/Jungmair 15
C ross
F low
Workflow ModuleWorkflow Module BE SystemBE System
Workflow Mgt SystemWorkflow Mgt System
Workflow ModuleWorkflow ModuleBE SystemBE System
Workflow Mgt SystemWorkflow Mgt System
Consumer Provider
CRAFT CRAFT
Contract Mgr
FCC
Loc QoS
Proxy Gate
Coordinator
Contract Mgr
Coordinator
QoS
FCC
LoC
ProxyGate
IESIES
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Kommunikationswege in CrossFlow
Enactment infrastructure
Service Provider X
D
E
F
G
A
B
C
Service Consumer
Enactment infrastructureProxy
GatewaysProxy
Gateways
Dn+
D1+
E1+
Em+
Activate
Results
Control
Monitoring
E1+
Prohaska/Jungmair 17
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Übersicht
• Einführung in CrossFlow
• Architektur von CrossFlow
• Co-operativ support services (CSS)
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Cooperative Support Service-
Quality of Service Monitoring (QoS)
Prohaska/Jungmair 19
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Übersicht
• QoS Ziele• Funktionen• Online Überwachung• Offline Überwachung• Workflow Prognose• QoS Architecture
Prohaska/Jungmair 20
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Ziele
• Aufgaben– 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
Prohaska/Jungmair 21
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Funktionen
• Online Überwachung– 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
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Online Überwachung
• 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..
KontaktWerkstätte
Schaden feststellen
VerhandelnReport
schreiben
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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
1
1
0.25 0.33 0.330.33
1
3.25 2
31.671.5
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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.
Prohaska/Jungmair 25
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QoS Architecture
FCC/QoS Backend System
Workflow Management System
Online Monitoring
OfflineAnalysisModule
Flexible Change Control
LogFiles
CrossFlow/CRAFT
QOSFX
Pred.Data
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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
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Cooperative Support ServiceFlexible Change Control (FCC)
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F low
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
Prohaska/Jungmair 29
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FCC in Cross-Organizational Workflows
Welche Flexibilität ist vorhanden? • Veränderung eines ausgelagerten Teils wirkt sich auf die
Autonomität des Anbieters aus
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
Zielbeschreibung des Prozesses
Prohaska/Jungmair 30
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Using Flexibility to Achieve Business Goals
Businessprozesse können mehrere, komplimentäre Ziele haben
StrukturzieleVorkommen v. Aktivitäten
Größenordnung v. Aktivitäten
Zeitl. ZieleDauerDeadlines
Quantitative ZieleKostenZuverlässigkeit
Welcher Aspekt ist wichtiger ?
Prohaska/Jungmair 31
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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
Prohaska/Jungmair 32
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F low
What Can We Adapt? (1)
• Alternativ
S [A, B] E
S A E S B Eoder
bedeuted
S {A, B} Ebedeuted
S BA E SA
BEoder
Optional
Prohaska/Jungmair 33
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F low
What Can We Adapt? (2)
• 0/1-Möglichkeit
S [A, Ø] E
S A E S Eoder
oder S Anv E
bedeuted
Prohaska/Jungmair 34
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F low
Insurance Contract Process
48h
Werkstatt kontaktieren
Schaden feststellen
Verhandeln
Report erstellen
Prohaska/Jungmair 35
C ross
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Insurance Contract ProcessWerkstatt kontaktieren
Schaden feststellen[normal, schnell]
Verhandeln
Report erstellen
48h
Prohaska/Jungmair 36
C ross
F low
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?
Prohaska/Jungmair 37
C ross
F low
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
Prohaska/Jungmair 38
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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
Prohaska/Jungmair 39
C ross
F low
Cooperative Support Service:
Level of Control (LoC)
C ross
F low
Prohaska/Jungmair 40
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Transaction Support
• Sichert zuverlässig und gleichmässige Prozessausführung
• Herkömmliches ACID Transaktionsmodell zu starrLang laufende Workflow Prozesse
• Wiederverwendung des bestehenden Transaktionsmodelles
Erweitertes “atomicity” und “isolation” benötigt
WIDE Transaktion Modell
Prohaska/Jungmair 41
C ross
F low
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
Prohaska/Jungmair 42
C ross
F low
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.
Prohaska/Jungmair 43
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X-Transaction Model (1)
• X-Transaction:– 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.
Prohaska/Jungmair 44
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X-Transaction Model (2)Rollback starts at:
Rollback Scope/Mode:
Intra-Organizational /Complete:
Intra-Organizational /Partial:
Cross-Organizational /Complete:
Cross-Organizational /Partial:
Consumer Provider
Entire consumer processis rolled back
Consumer process is rolledback until a safe-point isfound. Entire consumer processis rolled back in its entiretyOutsourced process is rolledback by the provider.Consumer process is partially rolled back. Outsourced process is rolled back by the provider
Entire provider processis rolled back.
Provider process is rolledback until a safe-point isfound.
Entire provider process isrolled back, then the consumerprocess is rolled back partially
Not possible
Entire consumer processis rolled back.Outsourced process is rolledback by the provider.
Prohaska/Jungmair 45
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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.
Prohaska/Jungmair 46
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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)