Kap. 12 Workflow Management inwebarchiv.ethz.ch/.../12-ERP-Workflow-slides.pdf · Workflow Management Systemen sowie Forschungsgruppen) • „The Coalition’s mission is to promote

Kapitel 12: Workflow Management – 1Objektverwaltung höherer Ordnung (OHO) – SS 2001

Kap. 12 Workflow Management in ERP-Systemen

12.1 Workflow Management: Konzepte12.2 Einbindung von Workflow Management-

Funktionalität in ERP-Systeme12.3 SAP Business Workflows


12.1 Workflow Management: Konzepte

Im Zentrum des Workflow-Managements steht der Begriff des Geschäftsprozesses:

� 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� 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)


Workflow und Workflow-Management-System

� 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)

� 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 workflowlogic.“• Build-Time: Prozess-Definition und –Modellierung• Run-Time: Kontrolle und Verwaltung von Prozess-Ausführungen

(gemäss den vorgegebenen Ablaufregeln), sowieInteraktionen mit IT-Anwendungen und Benutzern


Workflow Management Coalition (WfMC)

� 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.“

� 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


Architektur von Workflow-Management- Systemen …

Workflow

ClientWorkflow

Client

Workflow EngineProzess-Modelle

Prozess-Definition

Prozess-Monitoring


… Architektur von Workflow-Management- Systemen

� 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

� Basiskomponenten dieser verteilten Anwendungen sind Dienste der eingebetteten Anwendungen (evtl. selbst wieder Workflow-Prozesse) in eigenständigen, unabhängig entwickelten Teilsystemen

� Diese Dienste können ein breites Spektrum abdecken: von einfachen Formularen bis hin zum komplexen Anwendungsdiensten

• Datenhaltung:– Prozessmodelle (Build-Time) und

– Prozesszustände (Run-Time)


Einbindung von Anwendungen

Anwendung A

GUI

Wo

rkfl

ow

Man

agem

ent

Sys

tem

(W

FM

S)

Ein

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den

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un

gen

AB

C

D

Workflow Engine

Automatischer Aufruf von Anwen-dungen (durch Workflow Engine)

Manueller Aufruf von Anwendungen (durch Benutzer, Benachrichtigung via Worklist)

ApplicationAgent

Anwendung B

GUI

Anwendung C

GUI

Anwendung D

GUI


Workflow-Komponenten

Die Grundlage von Workflows bilden Aktivitäten, die eigentlichenProzess-Schritte. Zusätzlich sind die „drei R´s“ wichtig:� Route

• Kontrollfluss– Festgelegte Ausführungsreihenfolge der einzelnen Aktivitäten

• Datenfluss– Datencontainer (Ein- und Ausgabeparameter)

� Roles (Rollen)• Menge von Personen mit ähnlichen Aufgabenbereichen/

Zuständigkeiten� Rules (Regeln)

• Bedingungen für die Ausführung von Aktivitäten• Fehlerbehandlung• Bestimmung von Bearbeitern für konkrete Prozess-Schritte

(Rollenauflösung)


Anforderungen an WFMS

� Neben der Kernfunktionalität (Ablaufsteuerung) sind folgende Aspekte wichtig:

� Integration (beliebiger) externer Anwendungen

� Ausführungsgarantien für Prozesse• Fehlertoleranz• Synchronisation• Persistenz• … wir finden hier also auch wieder die Idee der Objektverwaltung

höherer Ordnung, diesmal angewandt auf Prozesse

� Geeignete (grafische) Benutzerunterstützung• Prozess-Modellierung• Monitoring von Prozessen (auch über Systemgrenzen hinweg)


Anwendungsintegration

� Möglichkeit des Aufrufs externer Programme� 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

Applikation

WorkflowEngine

Application Agent


Transaktionsgarantien …

� Transaktionale Ausführungsgarantien sind auch für Workflows unerlässlich • Workflows als langdauernde Transaktionen• Aber: ACID-Eigenschaften sind zu streng!

� Atomarität: • Im klassischen Fall: „Alles-oder-Nichts“• Workflows: Fehler (Systemfehler oder Fehler einzelner Aktivitäten)

dürfen nicht gleich zum Rücksetzen des kompletten Prozesses führen

– Systemfehler: � „Forward-Recovery“ anstelle von Abbruch� Voraussetzung: Prozesszustand wird persistent verwaltet

– Fehler einzelner Aktivitäten:� Flexible Fehlerbehandlung, z.B. durch Alternativen bzw.

Wiederholung (bei Kommunikationsfehlern)


… Transaktionsgarantien

� 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

� 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


12.2 Workflow Management und ERP-Systeme

� Aufgaben 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


Workflow-Unterstützung in ERP-Systemen

� Alle in Kapitel 8 vorgestellten ERP-Systeme unterstützen grundlegendeWorkflow-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)

� 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)


12.3 SAP Business Workflows

� SAP Business Workflows• SAP‘s Workflow Management System, komplett in das SAP R/3-

System integriert …• … und damit auch in ABAP implementiert!

� SAP R/3 wird mit einer Menge von vordefinierten Prozessen ausgeliefert …

� … 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


Integration von SAP Business Workflows in SAP R/3

… SAPGUI(Business Client)Web-Client

Datenbank-Schnittstelle

HTTP

Web Server

DynPro-Interpreter

ABAP-Interpreter

SAPGUI(Business Client)

Workflow Engine(SAPBusinessWorkflow)

Prozess-Modelle

DispatcherGateway

Aufruf externerAnwendungen


Komponenten von SAP Business Workflow (Systemebene)

Definitionswerkzeuge

Rollen-Definition

flexible

Ereigniserzeugung

Objekttyp-Definition

Aufgaben-Definition

Laufzeitsystem

Workflow-Manager

Ereignis-Manager

Workitem-Manager– Ausführung einzelner

Arbeitsschritte– Zuordnung von Bearbeitern– Terminüberwachung– Protokollführung

– Workflow-Steuerung– Workflow-Koordination

Informationssystem

Integrierter Eingangskorb

– Benutzerschnittstelle– Mail und Worklist-

Verwaltung der Benutzer

Statistik

Analyse

Retrieval

Workflow-Definition

Grafische Spezifikationvon Prozessen

Benutzerinteraktion


Logische Ebenen der Business Workflows� Modulare Trennung von organisatorischen Aspekten, Workflows und der

Implementierung einzelner Aktivitäten

� Unternehmensbeschreibung• Zuordnung von Rollen

zu Aufgaben

� Prozessbeschreibung• Workflow-Spezifikation

durch ereignisgesteuerte Prozessketten (EPK)

• Workflow-Schritte: Prozess-Aktivitäten

� Modellierung der Geschäftsobjekte• Auszuführende Methoden• Ereignisse: relevante

Zustände

Verzweigunguns-bedingungen

SignaleProzessmodell

WorkflowDefinition

WorkflowSchritte

Objektmodell

Attribute Ereignisse Methoden

Business Objekt

Aufrufe undErgebnisse

Organisationsmodell

Personen Planstellen Org. Einheiten

RollenAufgaben


Workflow-Aktivitäten

� SAP Business Workflows setzen (künstliche) Objektorientierung voraus

� 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

� Mit jeder Prozess-Aktivität ist genau eine Objektmethode assoziiert


Einbindung externer Anwendungen

� Externe Anwendungen werdenbeim Gateway registriert.Dabei erhält jedes System einenlogischen Systemnamen (Bsp. S1)

� Aus ABAP könne Funktionen dieser Anwendungen (foo) wie interne aufgerufen werden• RFC = remote function call;

SAP-Variante des RPC

� CALL FUNCTION ‘foo’DESTINATION ‘S1’EXPORTING

param1 = ‘MyValue’param2 = ‘OtherVal’

IMPORTINGresult = myvar

Datenbank-Schni

HTTP

Web Server

DynPro-Interpr

ABAP-Interpret

DispatGateway

S1

foo


Aufgaben-Hierarchie

Aufgabe

Einzelschritt-AufgabeReferenz auf

Objektmethode

Mehrschritt-AufgabeReferenz auf

Workflow-Definition

Standard-Aufgabe

von SAP vorgegeben (TS)

Kunden-Aufgabe

Kundendefiniert (T)

Workflow-Muster

von SAP vorgegeben (WS)

Workflow-Aufgabe

Kundendefiniert (WF)

Ausführung derObjektmethode

GeschachtelteProzesse


Einzel- und Mehrschritt-Aufgaben

Objekt-methode

SAPBusiness Workflow

Einzelschritt-Aufgabe

Schritttyp:Aktivität

Workflow-Definition

Mehrschritt-Aufgabe

Schritttyp:Aktivität


Ereignisse� 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� Publikation von Ereignissen (Ereigniserzeuger)

• Vordefinierter Funktionsbaustein SWW_EVENT_CREATE

� Subscription für Ereignisse (Ereignisverbraucher):Registrierung von

• Check-Funktionsbaustein (Überprüfung von Bedingungen)• Verbraucher-Funktionsbaustein (Reaktion auf das Ereignis)

� Kopplungstabellen

• Verwaltung von Subscriptions• Zuordnung von Produzenten zu Verbrauchern zur Laufzeit


Datenfluss: Container …

� Datenfluss innerhalb von Workflows durch Datenaustausch zwischen Containern• Workflow-Container

– Globale Parameter einer Mehrschrittaufgabe (Prozess)• Aufgaben-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

� Containerinhalte in SAP-Tabellen verwaltet• Persistent in der Datenbank abgelegt


… Datenfluss: ContainerWorkflow-Container

(globale Prozess-parameter)

Einzelschritt-Aufgabe

Rolle

Objekt-Methode

Rollenparameter-Container

Aufgaben-Container

Methodenparameter-Container

Prozess-Start(= Füllen des Workflow-Containers)

Ermittlung desBenutzers

Methoden-aufruf

ABAP-Funktion

…SWW_CREATE_EVENT

…

Ereignisparameter-Container

Ereignispublizieren


Transaktionsgarantien für SAP-Business Workflows

� Laufzeitinformationen (Prozesszustand und Containerinhalte) sowie Prozessmodelle werden persistent in der Datenbank von SAP verwaltet

� Fehlerbehandlung kann im Prozess spezifiziert werden• Fehler erzeugt vordefiniertes Ereignis➜ Fehlerbehandlung = Reaktion auf dieses Ereignis

(z.B. durch alternative Aufgabe)• Ohne spezifizierte Fehlerbehandlung: manueller Eingriff nötig

� Concurrency Control• Auf der Ebene von Aktivitäten durch SAP-Sperren gegeben

(sofern korrekt Sperren gesetzt werden)– Jede Einzelschritt-Aufgabe ist eine eigene Transaktion

➜ Aber: Synchronisation von Prozessen muss explizit durch Warteschritte und künstlich generierte Ereignisse erfolgen


Literatur

� G. Vossen, J. Becker (Hrsg.): „Geschäftsprozessmodellierung und Workflow-Management “, International Thompson Publishing, 1996.

� Workflow Management Coalition (WFMC)http://www.wfmc.org.

� U. Mende, A. Berthold: „SAP Business Workflow“. 2. Auflage,Addison-Wesley, 2000.

� R. Orfali, D. Harkey, J. Edwards: „Client/Server Survival Guide“, 3rd edition, Wiley & Sons, 1999.

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Kap. 12 Workflow Management inwebarchiv.ethz.ch/.../12-ERP-Workflow-slides.pdf · Workflow Management Systemen sowie Forschungsgruppen) • „The Coalition’s mission is to promote