12.1 Workflow Management: Konzepte

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1 Kap. 12 Workflow Management in ERP-Systemen 12.1 Workflow Management: Konzepte 12.2 Einbindung von Workflow Management- Funktionalität in ERP-Systeme 12.3 SAP Business Workflows Kapitel 12: Workflow Management Workflow Management: Konzepte Im Zentrum des Workflow-Managements steht der Begriff des Geschäftsprozesses: G Ein Geschäftsprozess ist eine Folge von Aktivitäten, für die ein oder mehrere Inputs benötigt werden und die für den Kunden ein Ergebnis von Wert liefert. [VossenBecker1996] Wesentliches Merkmal eines Geschäftsprozesses ist, dass es sich um einen wiederkehrenden und klar definierten Ablauf handelt G Geschäftsprozesse basieren in der Regel auf einer Vielzahl von Programmen bzw. Anwendungen Implementieren Prozess-Aktivitäten und stellen dafür jeweils spezialisierte Dienste zur Verfügung Aber: diese Programme/Anwendungen sind zumeist nicht für die Zusammenarbeit geschaffen Workflow-Management-Systeme fassen einzelne Dienste zu kohärentem Ganzen zusammen und automatisieren/kontrollieren deren Ausführung (= automatisierter Geschäftsprozess) Kapitel 12: Workflow Management 2

2 Workflow und Workflow-Management-System G Definition Workflow [Quelle: WFMC] The computerized facilitation or automation of a business process, in whole or part. Die Anfänge des Workflow Managements liegen im Bereich des Dokumentenflusses (document-oriented workflows) Neuere Entwicklungen gehen jedoch hin zu komplexen Abläufen über beliebigen Anwendungen (process-oriented workflows) G Definition Workflow-Management-System (WFMS) [Quelle: WFMC] A system that completely defines, manages, and executes workflows through the execution of software whose order of execution is driven by a computer representation of the workflow logic. Build-Time: Prozess-Definition und Modellierung Run-Time: Kontrolle und Verwaltung von Prozess-Ausführungen (gemäss den vorgegebenen Ablaufregeln), sowie Interaktionen mit IT-Anwendungen und Benutzern Kapitel 12: Workflow Management 3 Workflow Management Coalition (WfMC) G Non-profit-Organisation mit dem Ziel der Standardisierung von Workflow Management Systemen Gegründet in 1993 Über 280 Mitglieder (in der Regel Hersteller und Anwender von Workflow Management Systemen sowie Forschungsgruppen) The Coalition s mission is to promote and develop the use of workflow through the establishment of standards for software terminology, interoperability and connectivity between workflow products. G Wichtigste Errungenschaften Vereinheitlichung der Terminologie im Bereich des Workflow Management Reference Model, also eine Referenz-Architektur welche die Komponenten eines Workflow Management-Systems sowie die Schnittstellen zwischen diesen Komponenten spezifiziert Kapitel 12: Workflow Management 4

3 Architektur von Workflow-Management- Systemen Prozess- Definition Workflow Client Workflow Client Prozess- Monitoring Prozess- Modelle Workflow Engine Kapitel 12: Workflow Management 5 Architektur von Workflow-Management- Systemen G Workflow-Management-Systeme können selbst als dreistufige Client/Server-Systeme angesehen werden Clients: Prozess-Definition Monitoring (Zustandsüberwachung) Verwaltung (Starten von Prozessen, etc.) Anwendungsfunktionalität: Prozesse sind verteilte Anwendungen Ø Basiskomponenten dieser verteilten Anwendungen sind Dienste der eingebetteten Anwendungen (evtl. selbst wieder Workflow-Prozesse) in eigenständigen, unabhängig entwickelten Teilsystemen Ø Diese Dienste können ein breites Spektrum abdecken: von einfachen Formularen bis hin zum komplexen Anwendungsdiensten Datenhaltung: Prozessmodelle (Build-Time) und Prozesszustände (Run-Time) Kapitel 12: Workflow Management 6

4 Einbindung von Anwendungen Workflow Management System (WFMS) Manueller Aufruf von Anwendungen (durch Benutzer, Benachrichtigung via Worklist) A B C Workflow Engine D Application Agent Automatischer Aufruf von Anwendungen (durch Workflow Engine) Eingebundene Anwendungen GUI Anwendung A GUI Anwendung B GUI Anwendung C GUI Anwendung D Kapitel 12: Workflow Management 7 Workflow-Komponenten Die Grundlage von Workflows bilden Aktivitäten, die eigentlichen Prozess-Schritte. Zusätzlich sind die drei R s wichtig: G Route Kontrollfluss Festgelegte Ausführungsreihenfolge der einzelnen Aktivitäten Datenfluss Datencontainer (Ein- und Ausgabeparameter) G Roles (Rollen) Menge von Personen mit ähnlichen nbereichen/ Zuständigkeiten G Rules (Regeln) Bedingungen für die Ausführung von Aktivitäten Fehlerbehandlung Bestimmung von Bearbeitern für konkrete Prozess-Schritte (Rollenauflösung) Kapitel 12: Workflow Management 8

5 Anforderungen an WFMS G Neben der Kernfunktionalität (Ablaufsteuerung) sind folgende Aspekte wichtig: G Integration (beliebiger) externer Anwendungen G Ausführungsgarantien für Prozesse Fehlertoleranz Synchronisation Persistenz wir finden hier also auch wieder die Idee der Objektverwaltung höherer Ordnung, diesmal angewandt auf Prozesse G Geeignete (grafische) Benutzerunterstützung Prozess-Modellierung Monitoring von Prozessen (auch über Systemgrenzen hinweg) Kapitel 12: Workflow Management 9 Anwendungsintegration G Möglichkeit des Aufrufs externer Programme G Unterscheidung (gemäss WFMC) Workflow-enabled applications Unterstützen bereits die Schnittstellen, die für die Interaktion mit einer Workflow Engine spezifiziert sind (durch WFMC) Andere, nicht workflow-enabled Applikationen Anbindung durch Application Agent Unterstützt zur Workflow Engine die standardisierten Schnittstellen und verwendet die spezifischen APIs der Anwendung Workflow Engine Application Agent Applikation Kapitel 12: Workflow Management 10

6 Transaktionsgarantien G Transaktionale Ausführungsgarantien sind auch für Workflows unerlässlich Workflows als langdauernde Transaktionen Aber: ACID-Eigenschaften sind zu streng! G Atomarität: Im klassischen Fall: Alles-oder-Nichts Workflows: Fehler (Systemfehler oder Fehler einzelner Aktivitäten) dürfen nicht gleich zum Rücksetzen des kompletten Prozesses führen Systemfehler: Ø Forward-Recovery anstelle von Abbruch Ø Voraussetzung: Prozesszustand wird persistent verwaltet Fehler einzelner Aktivitäten: Ø Flexible Fehlerbehandlung, z.b. durch Alternativen bzw. Wiederholung (bei Kommunikationsfehlern) Kapitel 12: Workflow Management 11 Transaktionsgarantien G Isolation: Wie im klassischen Fall muss garantiert werden, dass der Zugriff auf gemeinsame Ressourcen (via Applikationen) durch verschiedene Workflow- Prozesse koordiniert wird Aber: ein Workflow ist nicht gleichzusetzen mit einer verteilten Transaktion, sollte also nicht mit 2PC-Protokoll behandelt werden G Persistenz: Nicht nur die Daten, die in den einzelnen Schritten produziert/ verändert werden, müssen persistent verwaltet werden, sondern auch: Prozesszustände (Laufzeitinformationen): Protokollierung der Prozessausführung, um Forward Recovery zu ermöglichen Prozess-Schemata Workflows verlangen erweiterte Transaktionsmodelle ( advanced transaction models ) Durch die steigende Beliebtheit von Workflow-Prozessen zur Entwicklung verteilter Anwendungen ist die Kombination von Workflows und Transaktionen ein aktuelles Thema Vorlesung Transaktionsverwaltung in modernen Informationssystemen im Wintersemester 2001 Kapitel 12: Workflow Management 12

7 12.2 Workflow Management und ERP-Systeme G n von Workflow Management in bzw. oberhalb von ERP-Systemen Zusammenfassen von betriebswirtschaftlichen Funktionen bzw. Transaktionen innerhalb eines ERP-Systems Integration externer Anwendungen zur Bearbeitung von Prozess- Schritten, die ausserhalb des ERP-Systems erfolgen Möglichkeit zur Einbindung von ERP-Funktionalität in externe Workflow Management-Systeme Kapitel 12: Workflow Management 13 Workflow-Unterstützung in ERP-Systemen G Alle in Kapitel 8 vorgestellten ERP-Systeme unterstützen grundlegende Workflow-Funktionalität Durch Integration bestehender Workflow Management Systeme (z.b. PeopleSoft) Mit Hilfe einer eigenen, integrierten Workflow Engine, z.b. Oracle Applications 11 (Oracle Workflow) SAP R/3 (SAP Business Workflow) G Beispiel: Oracle Workflow Workflow Management-Funktionalität komplett innerhalb der DB Prozessmodell und Zustand aktiver Prozesse in DB-Tabellen Stored Procedures für Prozessausführung (Navigation) Aktivitäten sind zumeist PL/SQL-Prozeduren der Oracle Applications bzw. benutzerdefinierte Prozeduren, aber auch externe Programme Transaktionsgarantien Fehlerbehandlung nicht automatisiert, muss manuell geschehen Synchronisation muss explizit modelliert werden, z.b. durch künstliche Warteschritte (jede Aktivität entspricht einer eigenen Transaktion) Kapitel 12: Workflow Management 14

8 12.3 SAP Business Workflows G SAP Business Workflows SAP s Workflow Management System, komplett in das SAP R/3- System integriert und damit auch in ABAP implementiert! G SAP R/3 wird mit einer Menge von vordefinierten Prozessen ausgeliefert G bietet aber auch die Möglichkeit, eigene Prozesse zu definieren und auszuführen Wir treffen also wiederum die Idee des Weltmodells an, diesmal auf der Prozess-Ebene Kapitel 12: Workflow Management 15 Integration von SAP Business Workflows in SAP R/3 Web-Client HTTP SAPGUI (Business Client) SAPGUI (Business Client) Aufruf externer Anwendungen Web Server Gateway Dispatcher DynPro-Interpreter ABAP-Interpreter Datenbank-Schnittstelle Workflow Engine (SAP Business Workflow) Prozess-Modelle Kapitel 12: Workflow Management 16

9 Komponenten von SAP Business Workflow (Systemebene) Definitionswerkzeuge Laufzeitsystem Informationssystem Grafische Spezifikation von Prozessen Workflow-Definition n-definition Objekttyp-Definition Rollen-Definition flexible Ereigniserzeugung Workflow-Manager Workflow-Steuerung Workflow-Koordination Workitem-Manager Ausführung einzelner Arbeitsschritte Zuordnung von Bearbeitern Terminüberwachung Protokollführung Ereignis-Manager Benutzerinteraktion Integrierter Eingangskorb Benutzerschnittstelle Mail und Worklist- Verwaltung der Benutzer Retrieval Analyse Statistik Kapitel 12: Workflow Management 17 Logische Ebenen der Business Workflows G Modulare Trennung von organisatorischen Aspekten, Workflows und der Implementierung einzelner Aktivitäten Workflow Definition Prozessmodell Verzweigungunsbedingungen Objektmodell Personen Planstellen Org. Einheiten Organisationsmodell n Signale Workflow Schritte Attribute Ereignisse Methoden Business Objekt Rollen Aufrufe und Ergebnisse G Unternehmensbeschreibung Zuordnung von Rollen zu n G Prozessbeschreibung Workflow-Spezifikation durch ereignisgesteuerte Prozessketten (EPK) Workflow-Schritte: Prozess-Aktivitäten G Modellierung der Geschäftsobjekte Auszuführende Methoden Ereignisse: relevante Zustände Kapitel 12: Workflow Management 18

10 Workflow-Aktivitäten G SAP Business Workflows setzen (künstliche) Objektorientierung voraus G Definition von Objekten Daten: Referenz auf SAP-Tabellen des Dictionarys Methoden: Referenz auf ABAP-Funktionen (die automatisch ausgeführt werden) bzw. auf Dialogtransaktionen (mit Benutzerinteraktion) In den Funktionen lassen sich Programme, die am SAP-Gateway registriert sind, aufrufen Integration externer Anwendungen G Mit jeder Prozess-Aktivität ist genau eine Objektmethode assoziiert Kapitel 12: Workflow Management 19 Einbindung externer Anwendungen G Externe Anwendungen werden beim Gateway registriert. Dabei erhält jedes System einen logischen Systemnamen (Bsp. S1) G Aus ABAP könne Funktionen dieser Anwendungen (foo) wie interne aufgerufen werden RFC = remote function call; SAP-Variante des RPC G CALL FUNCTION foo DESTINATION S1 EXPORTING param1 = MyValue param2 = OtherVal IMPORTING result = myvar foo S1 HTTP Web Server Gateway Dispat DynPro-Interpr ABAP-Interpret Datenbank-Schni Kapitel 12: Workflow Management 20

11 n-hierarchie Ausführung der Objektmethode Einzelschritt- Referenz auf Objektmethode Mehrschritt- Referenz auf Workflow-Definition Geschachtelte Prozesse Standard- von SAP vorgegeben (TS) Kunden- Kundendefiniert (T) Workflow- Muster von SAP vorgegeben (WS) Workflow- Kundendefiniert (WF) Kapitel 12: Workflow Management 21 Einzel- und Mehrschritt-n SAP Business Workflow Schritttyp: Aktivität Objektmethode Einzelschritt- Schritttyp: Aktivität Mehrschritt- Workflow- Definition Kapitel 12: Workflow Management 22

12 Ereignisse G Abarbeitung von Workflows basiert auf Ereignis-Konzept Interne Ereignisse (z.b. Aktivität erfolgreich beendet) Nur innerhalb eines Prozesses gültig Publizierte Ereignisse: explizite Veröffentlichung von Zuständen (publish/subscribe-mechanismen) Interaktion zwischen Prozessen möglich G Publikation von Ereignissen (Ereigniserzeuger) Vordefinierter Funktionsbaustein SWW_EVENT_CREATE G Subscription für Ereignisse (Ereignisverbraucher): Registrierung von Check-Funktionsbaustein (Überprüfung von Bedingungen) Verbraucher-Funktionsbaustein (Reaktion auf das Ereignis) G Kopplungstabellen Verwaltung von Subscriptions Zuordnung von Produzenten zu Verbrauchern zur Laufzeit Kapitel 12: Workflow Management 23 Datenfluss: Container G Datenfluss innerhalb von Workflows durch Datenaustausch zwischen Containern Workflow-Container Globale Parameter einer Mehrschrittaufgabe (Prozess) n-container Parameterübergabe zu einer Einzelschrittaufgabe Methodenparameter-Container Parameter der aufzurufenden Objektmethode Rollenparameter-Container Zur Rollenauflösung bei Einzel- oder Mehrschrittaufgaben Ereignisparameter-Container Parameter von publizierten Ereignissen G Containerinhalte in SAP-Tabellen verwaltet Persistent in der Datenbank abgelegt Kapitel 12: Workflow Management 24

13 Datenfluss: Container Prozess-Start (= Füllen des Workflow- Containers) Rollenparameter- Container Rolle Workflow-Container (globale Prozessparameter) Einzelschritt- Ermittlung des Benutzers n-container Objekt- Methode Methodenaufruf Methodenparameter-Container ABAP- Funktion SWW_CREATE _EVENT Ereignis publizieren Ereignisparameter-Container Kapitel 12: Workflow Management 25 Transaktionsgarantien für SAP-Business Workflows G Laufzeitinformationen (Prozesszustand und Containerinhalte) sowie Prozessmodelle werden persistent in der Datenbank von SAP verwaltet G Fehlerbehandlung kann im Prozess spezifiziert werden Fehler erzeugt vordefiniertes Ereignis Fehlerbehandlung = Reaktion auf dieses Ereignis (z.b. durch alternative ) Ohne spezifizierte Fehlerbehandlung: manueller Eingriff nötig G Concurrency Control Auf der Ebene von Aktivitäten durch SAP-Sperren gegeben (sofern korrekt Sperren gesetzt werden) Jede Einzelschritt- ist eine eigene Transaktion Aber: Synchronisation von Prozessen muss explizit durch Warteschritte und künstlich generierte Ereignisse erfolgen Kapitel 12: Workflow Management 26

14 Literatur G G. Vossen, J. Becker (Hrsg.): Geschäftsprozessmodellierung und Workflow-Management, International Thompson Publishing, G Workflow Management Coalition (WFMC) G U. Mende, A. Berthold: SAP Business Workflow. 2. Auflage, Addison-Wesley, G R. Orfali, D. Harkey, J. Edwards: Client/Server Survival Guide, 3rd edition, Wiley & Sons, Kapitel 12: Workflow Management 27