Dissertation
| Autor | Sonja Zaplata |
| Betreuer | Winfried Lamersdorf |
| Titel | Flexibilisierung verteilter Prozessausführung: Zur dynamischen Verteilung, Überwachung und Steuerung individueller Prozessinstanzen auf Anwendungsebene |
| Abgabe am | 24.10.2012 |
| Zusammenfassung | Die fachliche Modellierung, technische Umsetzung und computergestützte Ausführung von Prozessen ermöglichen in der Softwareentwicklung eine flexible Abbildung und Unterstützung von Anwendungsvorgängen mittels Informations- und Kommunikationstechnologie. Insbesondere bei verteilt ausgeführten Prozessen ist dabei aufgrund des komplexen Zusammenspiels zwischen heterogenen autonomen Systemen, der Veränderlichkeit der Systemumgebung und einer zunehmenden Mobilität von Systemkomponenten häufig eine Anpassung der Ausführung an veränderte Kontexte erforderlich. Eine wichtige Art dieser Anpassung besteht in der Partitionierung von Prozessen und der Zuweisung von Prozessabschnitten zu prozessausführenden Systemen. Für individuelle Prozessinstanzen ist jedoch bislang eine dynamische Anpassbarkeit dieser Parameter oft nicht ohne unverhältnismäßig hohen Aufwand möglich, da die hierfür notwendige Flexibilität aufgrund starrer Verteilungsstrukturen und unzureichender Transparenz der verteilten Prozessausführung in der Regel nicht gegeben ist. Diese Arbeit leistet einen Beitrag zur Flexibilisierung verteilt ausgeführter Prozesse, indem konzeptionelle Grundlagen und technische Mechanismen untersucht bzw. erarbeitet werden, die eine in Hinblick auf die Verteilung fortwährend anpassungsfähige Ausführung von Prozessinstanzen durch mehrere über Netzwerke permanent oder zeitweilig verbundene Ausführungseinheiten erlauben. Als Weiterentwicklung der verteilten Prozessausführung auf Basis dienstorientierter Architekturen wird dabei das Prinzip des Process-Management-as-a-Service nutzbar gemacht, um die Entscheidung über die Verteilung eines (fachlich determinierten) Prozesses, dessen verteilte Ausführung, dessen Überwachung und dessen dynamische Anpassung auf der Basis benutzerdefinierter Rahmenbedingungen zu ermöglichen. Dabei werden als Hauptbeiträge dieser Arbeit ein Verfahren zur nicht-invasiven Verteilung eines Prozesses durch Migration von Prozessinstanzen und ein Rahmenwerk zur Überwachung verteilter Prozesse auf der Basis von Prozessmanagementsystemen als verwaltbare Ressourcen vorgestellt. Da eine dynamische Verteilung die Betrachtung des Ausführungskontextes erfordert, werden außerdem ein erweitertes Konzept zur dynamischen Darstellung von Benutzerinteraktionen sowie ein Prognoseverfahren zur proaktiven Anpassung der Prozessausführung an antizipierte Kontexte vorgeschlagen. Als praktischer Beitrag dieser Arbeit werden die hiermit verbundenen Lösungsvorschläge so in eine komponentenbasierte Middleware integriert, dass die verteilte Ausführung von Prozessinstanzen über mehrere Prozessmanagementsysteme hinweg zur Laufzeit möglich wird. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass eine fortwährende Anpassungsfähigkeit der verteilten Prozessausführung erreicht werden kann, wenn das fachliche Prozessmodell hinreichend von technischen Anweisungen zur Verteilung entkoppelt ist und durch eine geeignete Abstraktion die Verteilungstransparenz als inhärente Eigenschaft verteilter Systeme auch für prozessorientierte Anwendungen adäquat umgesetzt wird. Als Konsequenz können prozessorientierte Anwendungen weitestgehend unverändert mit bekannten Softwarewerkzeugen entwickelt und ausgeführt werden und trotzdem einzelne Prozessinstanzen bei Bedarf dynamisch in der Art ihrer Ausführung an veränderte Systemumgebungen angepasst werden. Die erarbeiteten Konzepte wurden im Kontext von aktuellen Standardprozessbeschreibungssprachen wie XPDL, WS-BPEL und BPMN sowie entsprechenden Prozessmanagementsystemen für den stationären und mobilen Einsatz umgesetzt. Die prototypischen Implementierungen hierfür bestätigen, dass mit der neu erreichbaren Flexibilität eine dynamische Verteilung von individuellen Prozessinstanzen möglich ist, ohne dass die Repräsentation der Prozesse hierfür syntaktisch, inhaltlich oder strukturell angepasst werden muss. |
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