Geschäftsprozessmodellierung und BPEL im Zusammenspiel Ein Überblick. Torsten Winterberg OPITZ CONSULTING GmbH

Transkript

1 Geschäftsprozessmodellierung und BPEL im Zusammenspiel Ein Überblick

2 Agenda Überblick Einführung in BPEL Sprache Workflow Rules Exception Handling und BPEL im Zusammenspiel und BPEL Seite 2Seite 2,

3 Überblick und BPEL Seite 3Seite 3,

4 Betriebswirtschaftlich-orientierte Definition von Business Process Management (BPM) Business Process Management (BPM) ist ein integriertes Konzept von Führung, Organisation und Controlling, das eine zielgerichtete Steuerung der Geschäftsprozesse ermöglicht, um Unternehmen auf die Erfüllung der Bedürfnisse der Kunden und anderer Interessengruppen (Shareholder, Mitarbeiter, Kapitalgeber, Lieferanten, Partner) auszurichten sowie diese bei der Erreichung ihrer strategischen und operativen Ziele maßgeblich zu unterstützen. fehlerfrei Qualität kostengünstig Kundenzufriedenheit rechtzeitig Zeit Fehler eliminieren Prozesszeiten reduzieren Geschäftsprozessmanagement kostengünstig Kosten Prozesskosten reduzieren [Gaitanides, Scholz & Vrohlings, 1994] [Schmelzer & Sesselmann, 2006 (5. Auflage)] und BPEL Seite 4Seite 4,

5 Geschäftsprozessmodelle und Ziele Geschäftsprozessmodelle sind Modelle mit einem spezifischen Betrachtungsgegenstand sind nicht isoliert zu betrachten Organigramme Datenmodelle (Geschäfts-) Prozessmodelle Funktionsmodelle Architekturmodelle Objektorientierte Modelle Qualitätsmodelle [Glinz, 2003] Ziele Geschäftsprozessmodellierung Geschäftsprozesse verstehen, d.h. sie analysieren beschreiben, d.h. dokumentieren und inventarisieren planen, z.b. hinsichtlich des Ressourceneinsatzes neu erstellen, reorganisieren, optimieren automatisieren steuern und überwachen [vgl. Jarz, 2003] und BPEL Seite 5Seite 5,

6 Zwecke und Einsatzmöglichkeiten Anwendungssystemgestaltung Organisationsgestaltung IT-Bebauungspläne / IT- Architektur Enterprise Application Integration Organisationsdokumentation Prozessautomatisierung (SOA) Unternehmenskooperationen Standardsoftwareauswahl Softwareentwicklung Benchmarking Produkt- Lebenszyklus- Management Performance Management Qualitätsmanagement Zertifizierung Prozesshandbücher Organisationsanweisungen Fachkonzepte DV- Konzepte Software- Artefakte und BPEL Seite 6Seite 6,

7 Notwendigkeit einer einheitlichen Methodik Wenn verschiedene Personen ohne gemeinsame Methode einen Geschäftsprozess beschreiben, werden die Ergebnisse alle unterschiedlich sein! Visio ARIS BPMN ADONIS XYZ Excel und BPEL Seite 7Seite 7,

8 Gängige Modellierungsmethoden und -notationen Architektur integrierter Informationssysteme (ARIS) Rahmenkonzept zur Beschreibung von Unternehmen ARIS House of Business Engineering Modell: Ereignisgesteuerte Prozesskette (EPK) Business Process Modeling Notation (BPMN) Graphische Spezifikation zur Prozessmodellierung Ziel: Ausführbare Geschäftsprozessmodelle Modell: Business Process Diagram (BPD) Unified Modeling Language (UML) Abbildung von Struktur und Verhalten von Systemen Auch Abbildung von organisatorischen Inhalten Modelle: Use Case Diagram, Aktivitätsdiagramme und BPEL Seite 8Seite 8,

9 Der Begriff Geschäftsprozess Geschäftsprozesse sind eine Abfolge wertschöpfender Aktivitäten in definiertem Beziehungszusammenhang. werden von Verantwortlichen durchgeführt (Knowhow-Träger). werden über Ziel und Messgrößen gesteuert. erzeugen aus Input einen Output, d.h. eine Sach- oder Dienstleistung für Kunden. bestimmen damit in ihrer Summe den betriebswirtschaftlichen, produktionstechnischen und finanziellen Erfolg eines Unternehmens. Verantwortlicher Verantwortlicher Input Output = Input Output Auslöser Wertschöpfende Aktivität Auslöser Wertschöpfende Aktivität Auslöser Ziel- und Messgrößen Ziel- und Messgrößen [Schmelzer & Sesselmann, 2004] und BPEL Seite 9Seite 9,

10 Geschäftsprozesse: Ereignisse und Funktionen Ereignisse lösen Funktionen aus Auftrag verfolgen Kundenauftrag ist eingetroffen Auftrag annehmen Kundenauftrag ist bestätigt V Produktionsplan erstellen Funktionen generieren Ereignisse und BPEL, Seite Seite 10 10

11 Geschäftsprozesse: Leistungen (Input und Output) Funktionen erzeugen und verarbeiten Leistungen Auftrag verfolgen Kundenauftrag ist eingetroffen Auftrag annehmen Kundenauftrag ist bestätigt V Produktionsplan erstellen Eingetroffener Auftrag Bestätigter Auftrag und BPEL, Seite Seite 11 11

12 Geschäftsprozesse: Daten und Informationen Funktionen erzeugen und verarbeiten Daten Brief Auftrag Kunde Auftrag verfolgen Kundenauftrag ist eingetroffen Auftrag annehmen Kundenauftrag ist bestätigt V Produktionsplan erstellen Eingetroffener Auftrag Bestätigter Auftrag und BPEL, Seite Seite 12 12

13 Geschäftsprozesse: Systeme und Anwendungen Funktionen nutzen Systeme und Anwendungen Brief Auftrag Kunde Auftrag verfolgen Kundenauftrag ist eingetroffen Auftrag annehmen Kundenauftrag ist bestätigt V ERP- Software Produktionsplan erstellen Eingetroffener Auftrag Bestätigter Auftrag und BPEL, Seite Seite 13 13

14 Geschäftsprozesse: Stellen, Rollen, Personen Stellen bearbeiten Funktionen Sachbearbeiter Sachbearbeiter Brief Auftrag Kunde Auftrag verfolgen Kundenauftrag ist eingetroffen Auftrag annehmen Kundenauftrag ist bestätigt V ERP- Software Produktionsplan erstellen Eingetroffener Auftrag Bestätigter Auftrag und BPEL, Seite Seite 14 14

15 Geschäftsprozesse: Organisationsstrukturen Stellen gehören zu Organisationseinheiten Sachbearbeiter Vertrieb Produktion Sachbearbeiter Brief Auftrag Kunde Auftrag verfolgen Kundenauftrag ist eingetroffen Auftrag annehmen Kundenauftrag ist bestätigt V ERP- Software Produktionsplan erstellen Eingetroffener Auftrag Bestätigter Auftrag und BPEL, Seite Seite 15 15

16 Eigenschaft guter Methodiken: Sichtenkonzepte Sichtenkonzepte Ziele: Komplexitätsreduktion, Verbesserung von Verständlichkeit und Transparenz Verschiedene Sichtenkonzepte setzen unterschiedliche Schwerpunkte: Scheer Österle Ferstl & Sinz Gadatsch Zachman Organisationssicht Funktionssicht Datensicht Leistungssicht Steuerungssicht Organisation Funktionen Daten [Personal] [ ] Leistungssicht Lenkungssicht Ablaufsicht Prozesssicht Organisationsstruktursicht Aktivitätsstruktursicht Applikationsstruktursicht Informationsstruktursicht Data (What?) Function (How?) Network (Where?) People (Who?) Time (When?) Motivation (Why) [Quelle: Schmelzer & Sesselmann 2006] und BPEL, Seite Seite 16 16

17 Die ARIS-Methode Organisationssicht: Welche Organisationseinheiten gibt es? (z. B. Einkauf, Vertrieb, Buchhaltung) Organisationssicht Sichtenkonzept Datensicht: Welche Informationen sind wichtig? (z. B. Kunde, Angebot, Materialrechnungen, Produkt) Funktionssicht: Welche Funktionen werden ausgeführt? (z. B. Vertriebs-, Auftragsbearbeitung) Datensicht Prozesssicht Funktionssicht Leistungssicht: Welche Leistungen sind wichtig? (z. B. geprüfter Auftrag, Kundenzahlung) Prozess-/Steuerungssicht: Beziehung zwischen Daten, Funktionen und Organisationseinheiten Leistungssicht und BPEL, Seite Seite 17 17

18 Beispielhafte Modelltypen der ARIS Methode Organisationssicht: Organigramm Datensicht: smodell Organisationssicht Funktionssicht: Zieldiagramm Anwendungssystemtypdiagramm* Leistungssicht: Produktbaum Datensicht Funktionssicht Prozess-/Steuerungssicht: Wertschöpfungskettendiagramm Ereignisgesteuerte Prozesskette Funktionszuordnungsdiagramme Leistungssicht *DV-Konzept und BPEL, Seite Seite 18 18

19 Statische vs. Dynamische Modellierung Organisationssicht: Organigramm Datensicht: smodell Funktionssicht: Zieldiagramm Anwendungssystemtypdiagramm* Statische Modellierung: Globale Objekte werden unternehmensweit einmal definiert und in unterschiedlichen Geschäftsprozessen (Kontexten) wiederverwendet. Leistungssicht: Produktbaum Prozess-/Steuerungssicht: Wertschöpfungskettendiagramm Ereignisgesteuerte Prozesskette Dynamische Modellierung: Geschäftsprozesse bestehen aus kontrollflussbildenden Objekten, die globale Objekte als Satelliten nutzen. *DV-Konzept und BPEL, Seite Seite 19 19

20 Prozess in BPMN-Darstellung Die Business Process Modeling Notation wurde erstmalig 2002 von der Business Process Management Initiative (BPMI) publiziert. solange bis Plandaten OK Urlaub planen Plant Urlaub solange bis Plandaten OK Berechnung Urlaubstage Abgleich mit Anspruch Abgleich mit Auftrags-DB Mail versenden Auftrag vorhanden Entscheidung über Antrag Prüfung des Antrages (optional) und BPEL, Seite Seite 20 20

21 Modellierung mit UML 2.x Die Unified Modeling Language wurde erstmalig 1995 (damals noch als Unified Method) von Grady Booch und James Rumbaugh veröffentlicht. Unterschiedliche Darstellungsformen je nach Benutzerkreis sind bspw. Anwendungsfall- und Aktivitätendiagramme für die Business-Analysten Klassen- und Zustandsdiagramme für die Softwareentwickler Verteilungsdiagramme für die Systemingenieure und BPEL, Seite Seite 21 21

22 Vergleich EPK: Zielgruppe der Modellierung sind primär Business-Analysten und Anwender die Darstellung ist leicht erfassbar für die technische Umsetzung fehlen allerdings wesentliche Details BPMN: BPMN versucht einen Spagat zwischen Fachlichkeit und Technik die Darstellung ist allerdings nicht mehr intuitiv erfassbar und erfordert dadurch zusätzliche Schulungen bei vielen beteiligten Rollen je Prozess oder einem starken Informationsfluss ist die Darstellungsform nur noch bedingt geeignet UML: UML ist von den dargestellten Modellierungsformen die am stärksten technisch ausgerichtete und am wenigsten intuitiv erfassbare die technischen Systemzusammenhänge können sehr gut dargestellt werden oft sind die UML-Diagramme den Business-Analysten nur sehr schwer und den Anwendern gar nicht zu vermitteln und BPEL, Seite Seite 22 22

23 Grundlagen BPEL und BPEL, Seite Seite 23 23

24 Unterschiedliche Design-Ebenen Geschäftsprozess Fachlicher Prozess BPEL-Prozess Service Technischer Prozess Prozessbestandteile Komponenten Klassen Technische Realisierung Architekturmodell und BPEL, Seite Seite 24 24

25 Business Services und BPEL, Seite Seite 25 25

26 Was ist BPEL überhaupt? BPEL is the Web Services Orchestration standard from OASIS*: An XML-based grammar for describing the logic to orchestrate the interaction between Web Services in a business process *Organization for the Advancement of Structured Information Standards ( April und BPEL, Seite Seite 26 26

27 BPEL4WS 1.1 Die Sprache Basic Activities: <receive> <reply> <invoke> <assign> <terminate> <wait>... Structured Activities: <sequence> <while> <switch> <flow> <scope> <pick>... und BPEL, Seite Seite 27 27

28 Struktur eines BPEL-Prozesses (.xml) <process > <!Definitionen von Services für die Interaktion mit Prozess--> <partnerlinks>... </partnerlinks> <!-Daten, die im Prozess benutzt werden--> <variables>...</variables> <!-Zuordnung der Nachrichten zu Prozessinstanzen--> <correlationsets>... </correlationsets> <!-Fehler-und Ausnahmenbehandlung--> <faulthandlers>... </faulthandlers> <!- Undo von Aktionen --> <compensationhandlers>... </compensationhandlers> <!-Reaktion auf Ereignisse --> <eventhandlers>... </eventhandlers> <!-Prozessausführung --> (Aktivitäten)* </process> 28 und BPEL Seite 28, Seite 28

29 und BPEL, Seite Seite 29 29

30 BPEL ist gut für langlaufende Prozesse WSDL-definierte Services haben ein zustandsloses Interaktionsmodell: Messages werden über synchrone Aufrufe ausgetauscht Asynchrone Aufrufe sind unkorreliert Real-World Business Prozesse erfordern ein robusteres Interaktionsmodell: Messages werden bidirektional ausgetauscht, in peer-to-peer Konversationen, die Minuten, Stunden oder Tage laufen können. BPEL erlaubt es, zustandsbehaftete, lang-laufende Interaktionen durchzuführen. und BPEL, Seite Seite 30 30

31 Beziehung von BPEL zu WSDL BPEL basiert auf und erweitert das WSDL Service Modell WSDL definiert die spez. erlaubten Operationen BPEL definiert, wie WSDL Operationen orchestriert werden, um einem Business Prozess zu genügen BPEL definiert weiterhin Erweiterungen zu WSDL, für den Support von langlaufenden, asynchronen Business Prozessen und BPEL, Seite Seite 31 31

32 Composite Application und BPEL, Seite Seite 32 32

33 Abstrakte Prozesse Profil beschreibt semantische Anforderungen an abstrakten Prozess Zwei Profildefinitionen in WS-BPEL 2.0 Observable Behavior Process Template und BPEL, Seite Seite 33 33

34 Workflow und BPEL, Seite Seite 34 34

35 Workflow Definition gem. WfMC: The automation of a business Process, in whole or part, during which documents, information or tasks are passed from one participant to another for action, according to a set of procedural rules. Damit sind Vorraussetzung zur Workflow-Etablierung: - Modellierte Geschäftsprozesse (BPM) - Informationsservices (SOA) - Benutzerinteraktionen (Task-Management) und BPEL, Seite Seite 35 35

36 Standard-Ansatz: Daten sammeln und Prozess anstoßen Daten sammeln P P P P P P P Starte Prozess Prozess (ohne weitere User Interaktion) A A A A A A A A Eventl. Antwort senden und BPEL, Seite Seite 36 36

37 Human Interactions & Auch WS-BPEL 2.0 betrachtet nur vollautomatisiert ablaufende Prozesse Keine Human Interactions im Standard berücksichtigt Whitepaper BPEL4People von IBM und SAP schon vom Juli 2005: ftp://www6.software.ibm.com/software/developer/library/wsbpel4people.pdf Human Interactions als wesentlicher Bestandteil langlaufender Prozesse BPEL und BPEL, Seite Seite 37 37

38 Human Interactions & BPEL Integration von Human Interactions über WS-Human Task (WS-HT) WS-BPEL4People (WS-B4P) Benefits Administrative Interventionen möglich Eindeutige Beziehung Mensch Prozess Mächtigere Prozesse und BPEL, Seite Seite 38 38

39 BPEL 2.0-Extensions: WS-HT & WS-B4P und BPEL, Seite Seite 39 39

40 Arbeitsliste für langlaufende Prozesse 1.poll 2.write Queue Starte Prozess push and wait UI push and wait A A A A UI A A und BPEL, Seite Seite 40 40

41 Rules und BPEL, Seite Seite 41 41

42 und BPEL, Seite Seite 42 42

43 und BPEL, Seite Seite 43 43

44 Business Rules Management Textuelle Beschreibung von Regeln: Wenn Fälligkeiten des Kunden größer als sind und Bank ein Kundenmandat besitzt, dann reinvestiere Fälligkeiten umgehend. Wenn Fälligkeiten des Kunden größer als sind und Bank kein Kundenmandat besitzt und Kunde kontaktiert werden kann, dann rufe Kunden an. Wenn Fälligkeiten des Kunden größer als sind und Bank kein Kundenmandat besitzt und Kunde nicht kontaktiert werden kann, dann befrage Kunden beim nächsten Kontakt. Wenn Fälligkeiten des Kunden größer als sind, dann zeige einen Hinweis auf dem Portal des Kundenberaters an. und BPEL, Seite Seite 44 44

45 Grafische Modellierung Bei visual rules werden Regeln grafisch formuliert die intuitive Darstellung macht Regeln sowohl für Fachanwender wie für IT-Experten ohne weitere Erklärung verständlich und BPEL, Seite Seite 45 45

46 Einbettung als Decision Service und BPEL, Seite Seite 46 46

47 Fehlerhandling und BPEL, Seite Seite 47 47

48 Fehlerhandling in BPEL und BPEL, Seite Seite 48 48

49 und BPEL, Seite Seite 49 49

50 und BPEL, Seite Seite 50 50

51 und BPEL, Seite Seite 51 51

52 compensationhandler in BPEL Eine Compensation Handler-Aktivität erfordert: die Unterstützung einer Undo-Operation in den aufgerufenen Services die Definition eines Compensation Handlers für einen Scope das Auslösen einer Kompensation mit einer Compensate-Aktivität (häufig im Fault Handler eines anderen Scopes) und BPEL, Seite Seite 52 52

53 Kompensationen in Transaktionen Beispiel: Oracle BPEL Engine ACID*-Prinzipien und XA-Transaktionen funktionieren bei asynchronen Services nicht. Für synchrone Services können Transaktionen verwaltet werden, sofern alle Aufrufe synchron sind. Verwendung der BPEL-Kompensationsbehandlung: beim Auftreten von Fehlern im BPEL-Prozess zum Rückgängigmachen von bereits abgeschlossenen Transaktionen Voraussetzung: Entsprechende Undo-Operationen müssen zur Verfügung stehen, bzw. implementiert werden. *ACID=Atomarität (atomicity), Konsistenz (consistency), Isoliertheit (isolation) und Dauerhaftigkeit (durability) und BPEL, Seite Seite 53 53

54 und BPEL Übergang und BPEL, Seite Seite 54 54

55 Ebenen-Konzept und BPEL, Seite Seite 55 55

56 und BPEL, Seite Seite 56 56

57 START START Intermediate Event Intermediate Event END END START START Intermediate Event Intermediate Event END END Fachliche Modellierung IT- Modellierung IT Design Implementierung Ausführung Fachliche Prozessmodell Service Class IT Objekte Service Class IT Prozessmodell Class Class Services Repositories PurchaseOrder Type PurchaseOrder hat Type genau einmal (,, ) (,, ) hat genau einmal hat genau einmal hat genau einmal hat genau einmal hat genau einmal hat genau einmal hat genau einmal hat genau einmal hat genau einmal Service Class Service Class OrderItems ShipTo UserContact SupplierInfo OrderItems ShipTo UserContact SupplierInfo PublishTest Results receiveinput ContainerSe rvice AssignTube Barcode getcontaine rcode ScopeEnd PublishTest Results receiveinput ContainerSe rvice AssignTube Barcode getcontaine rcode ScopeEnd Class ReadContain erdata_link ReadContain erdata_link ReadContain erdata_link ReadContain erdata_link Geschäftsobjekte Datenbeschreibung Class BPEL Prozess (Rumpf) Service Design BPEL Prozess (ausführbar) Datenmodell (ausführbar) Service Ausführungsumgebung Statische Inhalte Dynamische Inhalte und BPEL, Seite Seite 57 57

58 Die SOA-Methode mit der BPA Suite Organigramm EPK (fachlich) smodell UML Klassendiagramm (Servicepool fachl) «xsdsc hema» *.xsd «xsdcomplexty pe» XSD Element UML Class Diagram (XSD Modell) EPK (technisch) «interface» «wsdlporttype» Funktionszuordnungs- Diagramm (FZD) «wsdlservice» «bpelpartnerlinktype» UML Component Diagramm (WSDL Service Definition) BPEL Modell (Servicepool technisch) und BPEL, Seite Seite 58 58

59 Enge Kopplung der Prozesse und Anwendungen Oracle BPA Suite Conceptual Model Logical Model Shared Metadata Repository Executable Model Oracle Process Designer Quelle: Oracle und BPEL, Seite Seite 59 59

60 Live-Demo und BPEL, Seite Seite 60 60

61 Fazit und BPEL, Seite Seite 61 61

62 Fazit Fachliche Prozessmodellierung kann Artefakte für technisch ablauffähige Prozesse liefern Fachliches Service Portfolio Übergänge zu BPEL sind bereits in Betaphase BPEL: ist die technisch ablauffähige Umsetzung fachlicher Prozesse BPEL ist für die Prozess-/Workflow-Technologie, was SQL für relationale Datenbanken ist! Prozessorientierte Anwendung Gesamte Ablauf-Logik ist im BPEL-Prozess definiert Gesamte Business-Logik ist in Services hinterlegt Prozess wird in IT-Lösung "sichtbar": BPEL-Flow Technisches Monitoring: Prozesszustände jederzeit instanzgenau abrufbar und BPEL, Seite Seite 62 62

63 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Kontaktinformationen: Dipl.-Ing. / Dipl.-Wirt.-Ing.(FH) Bereichsleiter Anwendungsentwicklung Oracle ACE Director Kirchstr Gummersbach Phone +49(0)2261/ Fax Mobile +49(0)173/ torsten.winterberg@opitz-consulting.de - und BPEL, Seite Seite 63 63