Anwendung einer Theorie für Mobile Systeme auf

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1 A business process containing Discriminator, N-out-of-M, or Multiple Instances without Synchronization patterns (called the critical patterns), such as A A, B, and C represent three web service interactions. After two of them have completed, D is On the Application of a Theory for Mobile Systems to B 2 D executed and thereafter the process is finished. C Business However, one of the Process activities is still active, Management and clean-up work like payment and documentation has to be done. Anwendung einer Theorie für Mobile Systeme auf Lazy Soundness proves business processes Geschäftsprozessmanagement Frank Puhlmann Solution Fachgebiet Business Process Technology Hasso Plattner Institut Potsdam As the remaining activity contradicts the soundness definition, we can not use existing tools to verify the sample business process. Still, automated verification regarding deadlocks and livelocks is quite important even if you employ one of the critical patterns in your business process. containing the critical patterns (and all others) to be free of deadlocks and livelocks. Technically, it abstracts from all internals of the process and just considers the initial and final node. The abstracted process is verified using bisimulation techniques. Initial Node Structural Sound Process Lazy soundness has been implemented in a prototypical tool chain at our research group. We provide a graphical editing of business processes using BPMN, automatically formalize BPM diagrams into picalculus expressions, and use existing tools to decide lazy soundness for a given business process. Demo Presentation: Thursday, Sep 7 10:30am, Room EI10 The theoretical background of Lazy Soundness will be presented on Tuesday, September 5 16:30am, Room EI9. Final Node Prof. Dr. Mathias Weske Frank Puhlmann Business Process Technology Group Hasso Plattner Institute Campus Griebnitzsee Potsdam, Germany

2 Grundlagen

3 Aktivitäten Customer Send Beziehungen Sales Rollen Daten ORDER Fulfillment Dienste ORDER Pack Item More Items? Interaktionen Shop Process SHIPMENT SHIPMENT ORDER Ship Distribution Create Invoice INVOICE INVOICE Accounting Payment Geschäftsprozessmanagement Schlüsselkonzepte 3

4 Evaluierung Abwicklung Design & Analyse Konfiguration Geschäftsprozessmanagement Lebenszyklus 4

5 Design & Analyse Validierung Verifizierung Simulation Graphischer Prozess/ Interaktion Pi-Kalkül Darstellung Abwickelbare Darstellung Thema der Arbeit Design & Analyse 5

6 S S B S S S R S Das Pi-Kalkül Mobilität 6

7 Beitrag

8 e5 N1 e1 N2 e2 Process e3 N3 Pack Item e4 N5 Create Invoice More Items? e7 N4 e6 N6 Ship e8 N7 Payment 7 N def = (νe1... e8 ) Ni i=1 Prozesse Formale Darstellung 8

9 Sequence a Create Invoice b A def = a..b.0 Parallel Split a b1 Process Synchronization b2 A def = a..( n i=1 b i.0) a2 a1 Ship b A def = {a i } n i=1..b.0 Prozesse Muster 9

10 Process Graph Initial Node Final Node Lazy Soundness: Ein wohlgeformter Prozessgraph ist lazy sound, wenn in jedem Fall der finale Knoten genau einmal erreicht wird. Prozesse Verifikation 10

11 e5 Shop N1 s(r) e1 N2 e2 Process e3 N3 Pack Item e4 N5 Create Invoice More Items? e7 N4 e6 r N6 Ship e8 N7 Payment Customer Send M1 f1 M2 I def = (N M... ) Interaktionen Formale Darstellung 11

12 Send s(r) a) statisch I def = (νs)(s r.n s(r).m... ) Send b) dynamisch I def = (νget)(get(s).s r.n... ) r Interaktionen Muster 12

13 Loan Broker B1 B2 B3 b1 Lookup Banks b2 Bank S1 s1 s2 s3 S3 Send Accept S2 S4 Send Reject s4 S5 s5 s6 S6 Customer broker(ch) [1] ch(bank) [2] bank(req,acc,rej) acc rej C1 c1 v>!999 c2 c3 C2 v<!1.000 C3 Find Bank C4 Buy direct c4 C5 Request Loan c6 c5 c7 c8 C7 Accept C6 C8 c10 Reject c9 C10 Reject Purchase C9 Buy c12 c11 c13 C11 C12 Interaction Soundness: Ein Dienst ist interaction sound in Bezug auf eine Umgebung, wenn die Vereinigung aus Dienst und Umgebung lazy sound ist. Interaktionen Verifikation 13

14 Ergebnisse

15 Diskussion des Pi-Kalküls als formale Grundlage Vorteile Direkte Darstellung von dynamischem Binden Unterstützung von Kompositionalität als ing.- mäßige Vorgehensweise Unterstützung aller relevanten Konzepte Elegante Repräsentation von Invarianten zur Verifizierung Prototypische Sichtweise Nachteile Komplexe, mathematische Darstellung Hohe Aufwände für Bisimulationsprüfung Bisimulation nicht für Konformitätsprüfungen von Diensten geeignet Transitionssemantik (keine Erzwingung einer Transition) Prototypische Sichtweise 15

16 Zusammenfassung Beitrag Grundlagen Geschäftsprozessmanagement Pi-Kalkül Beitrag (Daten) Prozesse Interaktionen Ergebnisse Diskussion Zusammenfassung Einheitliche, formale Sicht auf Daten, Prozesse und Interaktionen Formale Darstellung der dazugehörigen Pattern Algorithmen zur Abbildung von Prozess-/Interaktiongraphen auf das Pi-Kalkül BPMN Erweiterungen für dynamisches Binden Lazy Soundness Interaction Soundness Prototypische Werkzeugkette 16

17 (Germany) Frank Puhlmann, Mathias Weske: Using the Pi-Calculus for Formalizing Workflow Patterns. In W.M.P. van der Aalst, B. Benatallah, F. Casati, and F. Curbera (Eds.): Business Process Management, volume 3649 of LNCS, Nancy, France, Springer-Verlag (2005) Hagen Overdick, Frank Puhlmann, Mathias Weske: Towards a Formal Model for Agile Service Discovery and Integration. In K. Verma, A. Sheth, M. Zaremba, and C. Bussler (Eds.): Proceedings of the International Workshop in Dynamic Web Processes (DWP 2005), Amsterdam, The Netherlands, IBM technical report RC23822 (2005) 3 Frank Puhlmann: Why do we actually need the Pi-Calculus for Business Process Management? In W. Abramowicz and H. Mayr (Eds.): BIS 2006 Business Information Systems, volume P-85 of LNI, Klagenfurt, Austria, Gesellschaft fuer Informatik (2006) Frank Puhlmann, Mathias Weske: Investigations on Soundness Regarding Lazy Activities. In S. Dustdar, J.L. Fiadeiro and A. Sheth (Eds.): Business Process Management, volume 4102 of LNCS, Vienna, Austria, Springer- Verlag (2006) Frank Puhlmann: A Tool Chain for Lazy Soundness. iii Demo Session of the 4th International Conference on Business Process Management, CEUR Workshop Proceedings Vol. 203, Vienna, Austria (2006) Gero Decker, Frank Puhlmann, Mathias Weske: Formalizing Service Interactions. In S. Dustdar, J.L. Fiadeiro and A. Sheth (Eds.): Business Process Management, volume 4102 of LNCS, Vienna, Austria, Springer-Verlag (2006) Frank Puhlmann: A Unified Formal Foundation for Service Oriented Architectures. In M. Weske and M. Nuettgens (Eds.): EMISA 2006, volume P-95 of LNI, Hamburg, Germany (2006) Frank Puhlmann: On the Suitability of the Pi-Calculus for Business Process Management. In Technologies for Business Information Systems. Springer-Verlag (2007) Frank Puhlmann, Mathias Weske: Interaction Soundness for Service Orchestrations. In A. Dan and W. Lamersdorf (Eds.): Service-Oriented Computing, volume 4294 of LNCS, Chicago, USA, Springer-Verlag (2006) Anja Bog, Frank Puhlmann: A Tool for the Simulation of Pi-Calculus Systems. In 1. GI-Workshop OpenBPM 2006: Geschäftsprozessmanagement mit Open Source-Technologien, Hamburg, Germany (2006) Publikationen Zur Dissertation 17

18 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

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