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Modellierung betrieblicher Informationssysteme
       MobIS 2008 – http://wi-mobis.gi-ev.de/




       On the Choice Between
  Graph-Based and Block-Structured
Business Process Modeling Languages



   Oliver Kopp, Daniel Martin, Daniel Wutke, Frank Leymann
             Institute of Architecture of Application Systems




                                                                kopp@iaas.uni-stuttgart.de
Agenda

            Beispielprozess
    


            Kriterien zum Vergleich von Workflow-Sprachen
    


            Zusammenfassung und Ausblick
    




                              Graph-based vs. block-structured business process modeling languages
Präsentiert von Oliver Kopp                                                                          2
Beispielprozess




                              Graph-based vs. block-structured business process modeling languages
Präsentiert von Oliver Kopp                                                                          3
Eine andere Betrachtung des Beispielprozesses
  <bpel:flow name=quot;Flowquot;>
     <bpel:receive name=quot;Reparatur notwendigquot;>
       <bpel:sources>
         <bpel:source linkName='l1'></bpel:source>
       </bpel:sources>
     </bpel:receive>
     <bpel:invoke name=quot;Reparatur durchführenquot;>
       <bpel:targets>
         <bpel:target linkName='l1'></bpel:target>
       </bpel:targets>
       <bpel:sources>
         <bpel:source linkName='l2'>
           <bpel:transitionCondition>
              Benachrichtigung muss gedruckt werden
           </bpel:transitionCondition>
         </bpel:source>
         <bpel:source linkName='l3'>
           <bpel:transitionCondition>
             Benachrichtigung fertig gestellt UND
             Benachrichtigung muss archiviert werden
           </bpel:transitionCondition>
         </bpel:source>
       </bpel:sources>
     </bpel:invoke>
     <bpel:invoke name=quot;Benachrichtigung druckenquot;>
       <bpel:targets>
         <bpel:target linkName='l2'></bpel:target>
       </bpel:targets>
     </bpel:invoke>
     <bpel:invoke name=quot;Benachrichtung archivierenquot;>
       <bpel:targets>
         <bpel:target linkName='l3'></bpel:target>
       </bpel:targets>
     </bpel:invoke>
     <bpel:links>
       <bpel:link name=quot;l1quot;></bpel:link>
       <bpel:link name=quot;l2quot;></bpel:link>
       <bpel:link name=quot;l3quot;></bpel:link>
     </bpel:links>
   </bpel:flow>

                                              Graph-based vs. block-structured business process modeling languages
Präsentiert von Oliver Kopp                                                                                          4
Vergleich von Prozessmodellierungssprachen?
            Üblicherweise durch sogenannte „Patterns“
    
                       Workflow-Patterns, Service-Interaction-
               
                       Patterns, Correlation-Patterns, …
            Erfassen diese Patterns alle Aspekte von
    
            Prozessmodellierungssprachen?
            Was interessiert “Unentschlossene” am ehesten?
    
            Gibt es K.O.-Kriterien?
    

            Um welche Sprachen geht es?
    
                       BPEL, BPMN, EPK, Windows Workflow Foundation
               
                              Web Service Business Process Execution Language
                          
                              (WS-BPEL 2.0, Vorgänger: BPEL4WS 1.x)
                              Business Process Modeling Notation
                          
                              Ereignisgesteuerte Prozess-Kette
                          
                       YAWL, XPDL, XL,                           (C# Erweiterung), u.v.m.
               


                                        Graph-based vs. block-structured business process modeling languages
Präsentiert von Oliver Kopp                                                                                    5
Kriterium: Standardized Rendering

            Besitzt die Sprache eine standardisierte
    
            (verbindliche) graphische Darstellung?




            Die graphische Darstellung der Windows
    
            Workflow Foundation ist implementiert, jedoch
            nicht spezifiziert




                              Graph-based vs. block-structured business process modeling languages
Präsentiert von Oliver Kopp                                                                          6
Kriterium: Standardized Serialization

            Besitzt die Sprache eine standardisierte
    
            (verbindliche) Serialisierung?




            XPDL ist der vorgeschlagene Standard für BPMN
    
            EPML ist der vorgeschlagene Standard für EPCs
    
            Wir sehen die Windows Workflow Foundation als
    
            proprietäres Format, das direkt ausführbaren
            Code darstellt

                              Graph-based vs. block-structured business process modeling languages
Präsentiert von Oliver Kopp                                                                          7
Kriterium: Intention der Sprache

            Welche Zielgruppe spricht die Sprache an?
    




            Durch BPEL können auch nicht-ausführbare
    
            Prozesse modelliert werden
                       Abstract BPEL Processes
               
                       z.B. Beschreibung des Verhaltens eines Services
               




                                  Graph-based vs. block-structured business process modeling languages
Präsentiert von Oliver Kopp                                                                              8
Kriterum: Graph-orientierte Modellierung

            Kann mit der Sprache ein Workflow durch
    
            Knoten und Kanten beschrieben werden?
            Falls ja, welche Typen von Graphen werden
    
            unterstützt?




            Windows Workflow Foundation ist rein block-
    
            orientiert
                       Falls Programm als Flussgraph interpretiert,
               
                       dann ist dieser stets wohl-strukturiert

                                  Graph-based vs. block-structured business process modeling languages
Präsentiert von Oliver Kopp                                                                              9
Kriterium: Block-strukturierte Modellierung

            Ist es möglich, in der Sprache Blöcke direkt
    
            durch syntaktische Konstrukte auszudrücken?




            In BPMN können durch das Schleifen-Konstrukt
    
            und Unterprozesse Blöcke modelliert werden




                              Graph-based vs. block-structured business process modeling languages
Präsentiert von Oliver Kopp                                                                          10
Kriterium: Modellierung von Schleifen

            Welche Typen von Schleifen können mittels der
    
            Sprache ausgedrückt werden?




            Structured Loops: while/repeat-until
    
            BPEL verlangt, dass die Graphen azyklisch sind
    
            Sowohl in BPEL als auch in WF können Zyklen
    
            durch einen Zustandsautomat „simuliert“ werden



                              Graph-based vs. block-structured business process modeling languages
Präsentiert von Oliver Kopp                                                                          11
Kriterium: Parametrisierung der splits and joins
            Können die Konstrukte zur
    
            Aufspaltung und Zusammenführung
            des Kontrollflusses parametrisiert werden?




            BPEL: transition conditions und join conditions
    
                       Transition Conditions: Zugriff auf Daten im Prozess
               
                       Join-Bedinung: ausschließlich auf eingehende Kanten
               

            BPMN: Join-Bedinung: auch auf Daten im Prozess
    
               

            EPK: Es kann zwischen drei Typen gewählt werden
    
               
                                  V
                              V
                        XOR




                                      Graph-based vs. block-structured business process modeling languages
Präsentiert von Oliver Kopp                                                                                  12
Kriterium: Semantik von Joins

          Wie ist die Semantik von Joins definiert?
 
                     Wie aufwändig ist die Evaluierung?
            
                     Sichert die Semantik zu, dass der Workflow zum Ende
            
                     kommt?




                     Bei Dead-Path-Elimination (DPE) wird „globales Wissen“
            
                     zu dem Join durchpropagiert, damit
                     lokal die Entscheidung gefällt werden kann


                                 Graph-based vs. block-structured business process modeling languages
Präsentiert von Oliver Kopp                                                                             13
Kriterium: Darstellung des Datenflusses

            Kann durch die Sprache der Datenfluss explizit
    
            dargestellt werden?

                C r it er ia              B P EL                   BPM N                EP C                  WF

                                          { C13
                Explicit D at a Flow                               +                    +                     {



            Für BPEL wurde die Erweiterung “BPEL-D”
    
            vorgestellt
            Durch Assoziationen kann in BPMN und EPKs
    
            der Datenfluss modelliert werden



                                       Graph-based vs. block-structured business process modeling languages
Präsentiert von Oliver Kopp                                                                                        14
Zusammenfassung




                              Graph-based vs. block-structured business process modeling languages
Präsentiert von Oliver Kopp                                                                          15
Zusammenfassung und Ausblick

            Kriterienkatalog zum „schnellen“ Vergleich von
    
            Prozessmodellierungssprachen
            Nicht jede block-strukturierte Sprache ist
    
            ausschließlich block-strukturiert
            WS-BPEL 2.0 unterstützt Graph-basierte
    
            Prozessmodellierung mit einer wohl-definierten
            Semantik

            Die Modell-Transformationen müssen überdacht
    
            werden!
                       Graph-basierte Abbildung von BPMN auf BPEL?
               


                                 Graph-based vs. block-structured business process modeling languages
Präsentiert von Oliver Kopp                                                                             16

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On the Choice Between Graph-Based and Block-Structured Business Process Modeling Languages

  • 1. Modellierung betrieblicher Informationssysteme MobIS 2008 – http://wi-mobis.gi-ev.de/ On the Choice Between Graph-Based and Block-Structured Business Process Modeling Languages Oliver Kopp, Daniel Martin, Daniel Wutke, Frank Leymann Institute of Architecture of Application Systems kopp@iaas.uni-stuttgart.de
  • 2. Agenda Beispielprozess  Kriterien zum Vergleich von Workflow-Sprachen  Zusammenfassung und Ausblick  Graph-based vs. block-structured business process modeling languages Präsentiert von Oliver Kopp 2
  • 3. Beispielprozess Graph-based vs. block-structured business process modeling languages Präsentiert von Oliver Kopp 3
  • 4. Eine andere Betrachtung des Beispielprozesses <bpel:flow name=quot;Flowquot;> <bpel:receive name=quot;Reparatur notwendigquot;> <bpel:sources> <bpel:source linkName='l1'></bpel:source> </bpel:sources> </bpel:receive> <bpel:invoke name=quot;Reparatur durchführenquot;> <bpel:targets> <bpel:target linkName='l1'></bpel:target> </bpel:targets> <bpel:sources> <bpel:source linkName='l2'> <bpel:transitionCondition> Benachrichtigung muss gedruckt werden </bpel:transitionCondition> </bpel:source> <bpel:source linkName='l3'> <bpel:transitionCondition> Benachrichtigung fertig gestellt UND Benachrichtigung muss archiviert werden </bpel:transitionCondition> </bpel:source> </bpel:sources> </bpel:invoke> <bpel:invoke name=quot;Benachrichtigung druckenquot;> <bpel:targets> <bpel:target linkName='l2'></bpel:target> </bpel:targets> </bpel:invoke> <bpel:invoke name=quot;Benachrichtung archivierenquot;> <bpel:targets> <bpel:target linkName='l3'></bpel:target> </bpel:targets> </bpel:invoke> <bpel:links> <bpel:link name=quot;l1quot;></bpel:link> <bpel:link name=quot;l2quot;></bpel:link> <bpel:link name=quot;l3quot;></bpel:link> </bpel:links> </bpel:flow> Graph-based vs. block-structured business process modeling languages Präsentiert von Oliver Kopp 4
  • 5. Vergleich von Prozessmodellierungssprachen? Üblicherweise durch sogenannte „Patterns“  Workflow-Patterns, Service-Interaction-  Patterns, Correlation-Patterns, … Erfassen diese Patterns alle Aspekte von  Prozessmodellierungssprachen? Was interessiert “Unentschlossene” am ehesten?  Gibt es K.O.-Kriterien?  Um welche Sprachen geht es?  BPEL, BPMN, EPK, Windows Workflow Foundation  Web Service Business Process Execution Language  (WS-BPEL 2.0, Vorgänger: BPEL4WS 1.x) Business Process Modeling Notation  Ereignisgesteuerte Prozess-Kette  YAWL, XPDL, XL, (C# Erweiterung), u.v.m.  Graph-based vs. block-structured business process modeling languages Präsentiert von Oliver Kopp 5
  • 6. Kriterium: Standardized Rendering Besitzt die Sprache eine standardisierte  (verbindliche) graphische Darstellung? Die graphische Darstellung der Windows  Workflow Foundation ist implementiert, jedoch nicht spezifiziert Graph-based vs. block-structured business process modeling languages Präsentiert von Oliver Kopp 6
  • 7. Kriterium: Standardized Serialization Besitzt die Sprache eine standardisierte  (verbindliche) Serialisierung? XPDL ist der vorgeschlagene Standard für BPMN  EPML ist der vorgeschlagene Standard für EPCs  Wir sehen die Windows Workflow Foundation als  proprietäres Format, das direkt ausführbaren Code darstellt Graph-based vs. block-structured business process modeling languages Präsentiert von Oliver Kopp 7
  • 8. Kriterium: Intention der Sprache Welche Zielgruppe spricht die Sprache an?  Durch BPEL können auch nicht-ausführbare  Prozesse modelliert werden Abstract BPEL Processes  z.B. Beschreibung des Verhaltens eines Services  Graph-based vs. block-structured business process modeling languages Präsentiert von Oliver Kopp 8
  • 9. Kriterum: Graph-orientierte Modellierung Kann mit der Sprache ein Workflow durch  Knoten und Kanten beschrieben werden? Falls ja, welche Typen von Graphen werden  unterstützt? Windows Workflow Foundation ist rein block-  orientiert Falls Programm als Flussgraph interpretiert,  dann ist dieser stets wohl-strukturiert Graph-based vs. block-structured business process modeling languages Präsentiert von Oliver Kopp 9
  • 10. Kriterium: Block-strukturierte Modellierung Ist es möglich, in der Sprache Blöcke direkt  durch syntaktische Konstrukte auszudrücken? In BPMN können durch das Schleifen-Konstrukt  und Unterprozesse Blöcke modelliert werden Graph-based vs. block-structured business process modeling languages Präsentiert von Oliver Kopp 10
  • 11. Kriterium: Modellierung von Schleifen Welche Typen von Schleifen können mittels der  Sprache ausgedrückt werden? Structured Loops: while/repeat-until  BPEL verlangt, dass die Graphen azyklisch sind  Sowohl in BPEL als auch in WF können Zyklen  durch einen Zustandsautomat „simuliert“ werden Graph-based vs. block-structured business process modeling languages Präsentiert von Oliver Kopp 11
  • 12. Kriterium: Parametrisierung der splits and joins Können die Konstrukte zur  Aufspaltung und Zusammenführung des Kontrollflusses parametrisiert werden? BPEL: transition conditions und join conditions  Transition Conditions: Zugriff auf Daten im Prozess  Join-Bedinung: ausschließlich auf eingehende Kanten  BPMN: Join-Bedinung: auch auf Daten im Prozess   EPK: Es kann zwischen drei Typen gewählt werden   V V XOR Graph-based vs. block-structured business process modeling languages Präsentiert von Oliver Kopp 12
  • 13. Kriterium: Semantik von Joins Wie ist die Semantik von Joins definiert?  Wie aufwändig ist die Evaluierung?  Sichert die Semantik zu, dass der Workflow zum Ende  kommt? Bei Dead-Path-Elimination (DPE) wird „globales Wissen“  zu dem Join durchpropagiert, damit lokal die Entscheidung gefällt werden kann Graph-based vs. block-structured business process modeling languages Präsentiert von Oliver Kopp 13
  • 14. Kriterium: Darstellung des Datenflusses Kann durch die Sprache der Datenfluss explizit  dargestellt werden? C r it er ia B P EL BPM N EP C WF { C13 Explicit D at a Flow + + { Für BPEL wurde die Erweiterung “BPEL-D”  vorgestellt Durch Assoziationen kann in BPMN und EPKs  der Datenfluss modelliert werden Graph-based vs. block-structured business process modeling languages Präsentiert von Oliver Kopp 14
  • 15. Zusammenfassung Graph-based vs. block-structured business process modeling languages Präsentiert von Oliver Kopp 15
  • 16. Zusammenfassung und Ausblick Kriterienkatalog zum „schnellen“ Vergleich von  Prozessmodellierungssprachen Nicht jede block-strukturierte Sprache ist  ausschließlich block-strukturiert WS-BPEL 2.0 unterstützt Graph-basierte  Prozessmodellierung mit einer wohl-definierten Semantik Die Modell-Transformationen müssen überdacht  werden! Graph-basierte Abbildung von BPMN auf BPEL?  Graph-based vs. block-structured business process modeling languages Präsentiert von Oliver Kopp 16