kapitel 5: semantik von epks -...

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1 Vorlesung Wirtschaftsinformatik II Modellierung von Informationssystemen Sommersemester 2007 Kapitel 5: Semantik von EPKs Formalisierung von Ereignisgesteuerten Prozessketten (EPKs) ARIS EPKs: semiformaler Modellierungsansatz Syntax: Welche Modellelemente gibt es? In welcher Form dürfen sie zusammengefügt werden Bisher: EPK Syntax informell an Hand von Beispielen eingeführt Modellelemente: Ereignisse, Funktionen, Konnektoren, Pfeile Regeln und Beschränkungen für das Zusammenfügen z.B. Ereignis-Funktion-Ereignis kein ODER-Konnektor nach Ereignis Semantik: Bedeutung von Modellen bzw Modellelementen Wirtschaftsinformatik © Prof. Dr. Jörg P. Müller, 2007 2 Bedeutung von Modellen bzw. Modellelementen insbesondere hinsichtlich des dynamischen Verhaltens von Prozessen

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Vorlesung Wirtschaftsinformatik IIModellierung von InformationssystemenSommersemester 2007

Kapitel 5: Semantik von EPKs

Formalisierung von Ereignisgesteuerten Prozessketten (EPKs)• ARIS EPKs: semiformaler Modellierungsansatz• Syntax:

– Welche Modellelemente gibt es? In welcher Form dürfen sie zusammengefügt werdenusa e ge ügt e de

• Bisher: EPK Syntax informell an Hand von Beispielen eingeführt– Modellelemente: Ereignisse, Funktionen, Konnektoren, Pfeile– Regeln und Beschränkungen für das Zusammenfügen

• z.B. Ereignis-Funktion-Ereignis• kein ODER-Konnektor nach Ereignis

• Semantik:Bedeutung von Modellen bzw Modellelementen

Wirtschaftsinformatik © Prof. Dr. Jörg P. Müller, 2007 2

– Bedeutung von Modellen bzw. Modellelementen – insbesondere hinsichtlich des dynamischen Verhaltens von Prozessen

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Semantik von EPKs?

• Vorteile einer formalen Definition von Syntax und Semantik– automatische Überprüfbarkeit, Aufdecken von Modellierungsfehlern– Simulation („Ausführbarkeit“)– effektiver Ausgangspunkt für eine Implementierung,effektiver Ausgangspunkt für eine Implementierung,

z.B. im Rahmen einer Workflow Management-Lösung

• EPKs haben keine eindeutig und formal definierte Semantik– Bedeutung der Konstrukte "Ereignis", "Funktion" nur

umgangssprachlich (intuitiv) definiert– Operationale Semantik (= Semantik der Ausführung einer EPK als

Beschreibung der Zustandsänderung) nicht offensichtlich

• Nutzen einer semi-formalen Verwendung von EPKs ?

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g– Anschaulichkeit, intuitive und einfache Verwendbarkeit in der Praxis– insbesondere in den frühen Phasen der Modellierung

Formale Semantik von EPKs

• In diesem Kapitel geben wir eine Formalisierung der Semantik von EPKs an

• Wir verwenden dabei das Modell der Petrinetze, das wir in Kapitel 3 kennen gelernt habenKapitel 3 kennen gelernt haben

• Wir beginnen mit einer formalen Syntaxbeschreibung für EPKs

• Danach definieren wir die Semantik von EPKs durch eine Abbildung in Petri-Netze [van der Aalst, 1999]

• Wir diskutieren bekannte Probleme mit der EPK-Semantik nd erörtern Lös ngsmöglichkeiten

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und erörtern Lösungsmöglichkeiten

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Syntax von EPKs [van der Aalst, 1999]

Grundlegende Definition:

Eine EPK ist ein 5-Tupel ( E, F, C, T, A) mit:• E endliche Menge von EreignissenE endliche Menge von Ereignissen• F endliche Menge von Funktionen• C endliche Menge von Konnektoren• T : C → { , XOR, } (Konnektortyp)• Kanten A ( E × F ) ( F × E )

( E × C ) ( C × E ) ( F × C ) ( C × F ) [ ( C × C ) ]

Wirtschaftsinformatik © Prof. Dr. Jörg P. Müller, 2007 5

( ) ( ) [ ( ) ]

• N = E F C ist die Menge der Knoten

Gerichteter Pfad, elementarer gerichteter Pfad

Sei EPK eine ereignisgesteuerte Prozesskette• Ein gerichteter Pfad p von einem Knoten n1 zu einem

Knoten nk ist eine Folge ⟨ n1, n2,L,nk ⟩ mit (ni, ni+1) ∈ A für 1 ≤ i ≤ k 1≤ i ≤ k-1.

• Ein Pfad p heißt elementar gdw. für zwei beliebige Knoten ni und nj auf p gilt:

i ≠ j ⇒ ni ≠ nj

Wir er enden die Definition eines gerichteten Pfads da

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Wir verwenden die Definition eines gerichteten Pfads dazu, die zulässigen Routing-Konstrukte in EPKs zu definieren.

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Weitere Definitionen

Für eine EPK ( E, F, C, T, A) sei weiterhin:

• C∧ = {c ∈ C | T(c) = ∧ } (UND-Konnektoren)• C∨ = {c ∈ C | T(c) = ∨ } (ODER-Konnektoren)• CXOR = {c ∈ C| T(c) = XOR} (XOR-Konnektoren)

• Für n N definieren wir :– •n := { m | ( m, n ) A } Menge der Eingangsknoten von n

n• := { m | ( n m ) A } Menge der Ausgangsknoten von n

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– n• := { m | ( n, m ) A } Menge der Ausgangsknoten von n

Join- und Split-Konnektoren

• Sei geg. eine EPK ( E, F, C, T, A) wie oben.• Wir partitionieren die Menge der Konnektoren in Join-

Konnektoren und Split-Konnektoren:• C = CJ CS mit CJ ∩ CS = ∅, mit:

– CJ = { c C | |•c| ≥ 2 } ist die Menge der Join-Konnektoren– CS = { c C | |c•| ≥ 2 } ist die Menge der Split-Konnektoren

PrüfeVerfügbarkeit

XORc1

Materialverfügbar

Planverfügbar

∧c2

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Artikelverfügbar

Artikel zuproduzieren

XOR

ProduziereArtikel

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Partitionierung der Konnektoren

• Für eine EPK ( E, F, C, T, A) wie oben partitionieren wir C in zwei Mengen:

– CEF: Menge der Konnektoren, die auf einem Pfad von einem Ereignis zu einer Funktion liegen

– CFE: Menge der Konnektoren, die auf einem Pfad von einer Funktion zu einem Ereignis liegen

• Definitionen:– CEF ⊆ C mit c ∈ CEF gdw. es existiert ein Pfad

p = ⟨ n1, n2, L, nk-1, nk ⟩, so dass gilt: n1 ∈ E, n2, … , nk-1 ∈ C, nk ∈ F, und c ∈ {n2, … , nk-1}

C C mit c C gdw es existiert ein Pfad

Wirtschaftsinformatik © Prof. Dr. Jörg P. Müller, 2007 9

– CFE ⊆ C mit c ∈ CFE gdw. es existiert ein Pfad p = ⟨ n1, n2, L, nk-1, nk ⟩, so dass gilt:

n1 ∈ F, n2, … , nk-1 ∈ C, nk ∈ E, und c ∈ {n2, … , nk-1}

Syntaktisch korrekte EPKs

Eine EPK ( E, F, C, T, A) heißt syntaktisch korrekt, wenn sie die folgenden Eigenschaften erfüllt

1. Die Mengen E, F, C sind paarweise disjunkt, d.h. – E ∩ F = E ∩ C = F ∩ C = ∅

2 Für alle e E: |•e| ≤ 1 und |e•| ≤ 12. Für alle e ∈ E: |•e| ≤ 1 und |e•| ≤ 13. Existenz des Start- und End-Ereignisses

– es existiert mindestens ein e E mit |•e| = 0 (Startereignis)– es existiert mindestens ein e E mit |e•| = 0 (Endereignis)

4. Für jedes f F : ( |•f | = 1 ) ( |f•| = 1 )5. Für jedes c C : ( |•c | ≥ 1 ) ( |c•| ≥ 1 )6. Der durch die EPK induzierte Graph G = (N, A) ist schwach

zusammenhängend, d.h. f. jedes Knotenpaar n1, n2 N gilt:

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g , j p 1, 2 g( n1, n2 ) ( A ∪ A-1)*

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Zusätzliche Einschränkung

• {CJ,CS}, {CEF, CFE} und {C∧, CXOR, C∨} partitionieren C.• D.h.: es gibt prinzipiell 12 Klassen von Konnektoren, von

denen wir in Kapitel 4 zwei nicht erlaubt haben.• Formalisierung der Einschränkung "Ereignisse haben• Formalisierung der Einschränkung Ereignisse haben

keine Entscheidungs- bzw. Auswahlkompetenz" (s. Kapitel 4):

• Ein Split-Konnektor vom Typ CEF kann nicht vom Typ XOR oder ∨ sein:

– CS ∩ CEF ∩ CXOR = ∅ und – CS ∩ CEF ∩ C = ∅

Wirtschaftsinformatik © Prof. Dr. Jörg P. Müller, 2007 11

• Bem.: diese Einschränkung wird nicht von allen Autoren gefordert (s. [van der Aalst 1999]).

Semantik von EPKs

• Bisher haben wir die Syntax von EPKs formal beschrieben• Jetzt betrachten wir ihre Semantik

– Bedeutung insbesondere hinsichtlich des dynamischen Verhaltens (Z t d ä d ) i EPK fü i P i t [Fi k(Zustandsänderungen) einer EPK für eine Prozessinstanz [Fink, 2004]

• Formale Semantik ist nützlich, wenn EPKs z.B. als Grundlage für Simulationen oder Implementierungen von Workflow Management-Systemen verwendet werden

• Generelle Idee:– Petri-Netze haben formale Semantik

Wirtschaftsinformatik © Prof. Dr. Jörg P. Müller, 2007 12

– Petri-Netze haben formale Semantik– Deshalb genügt es, EPKs auf Petrinetze abzubilden, um ihr

Verhalten eindeutig zu spezifizieren

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Genereller Ansatz: EPK Petrinetze

• Verwendeter Petrinetz-Typ: Stellen-/Transitionsnetze

• Ereignisse werden auf Stellen abgebildet

• Funktionen werden auf Transitionen abgebildet

Ereignis Stelle

Funktion Trans-ition

Wirtschaftsinformatik © Prof. Dr. Jörg P. Müller, 2007 13

• Abbildung von Konnektoren ist komplexer

Transformationen für den Konnektor ∧

E1 E2

E1 E2 E1

E1

F1 F1

1

F1 F2 F1 F2

2

F1 F2F2F1

F1 F1

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3

E1

E14

E1 E2 E1 E2

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Transformationen für den Konnektor XOR

E1 E2

XOR

E1 E2E1

XOR

E1

F1

XOR

F1

F1

5F1

XOR

F1 F2 F2F1

6

F1 F2 F1 F2

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8 E1 E2E1 E2

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E1E1

Abbildung EPK Petri-Netze: Formale Definition[nach: van der Aalst 1998, Fink 2004]

• Sei EPK = (E, F, C, T, A) eine ereignisgesteuerte Prozesskette mit C∨ = ∅ und A ∩ (C × C) = ∅.

• Dann beschreibt N(EPK) = (SN, TN, FN, KN, WN) das aus EPKerzeugte Stellen Transitions Netz:erzeugte Stellen-Transitions-Netz:

– SN = E ∪ (Uc ∈ C Sc)

– TN = F ∪ (Uc ∈ C Tc)

– FN = (A ∩ ((E × F) ∪ (F × E))) ∪ (Uc ∈ C Fc)– für alle s ∈ SN: KN(s) = ∞– für alle f ∈ FN: WN(f) = 1

S T F sind umseitig definiert

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• Sc, Tc, Fc sind umseitig definiert

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Zusammenfassung: Transformationen von EPC in Petri-Netze für ∧ und XOR-Konnektoren

Sc Tc Fc

Quelle: [van der Aalst, 1998, p. 12]

Diskussion der Annahme: A ∩ (C × C) = ∅

• Es ist möglich, Verbindungen zwischen Konnektoren durch zusätzliche Regeln in der Definition der Transformationen zu behandeln

• [van der Aalst 1998] schlägt folgendes Vorgehen vor:• [van der Aalst, 1998] schlägt folgendes Vorgehen vor:– Jeder Pfeil in der EPK, der zwei Konnektoren verbindet, wird

vor der Transformation durch ein Ereignis und eine Funktion ersetzt

– Diese werden im resultierenden Petri-Netz durch eine zusätzliche Stelle und Transition umgesetzt

– Es gibt Situationen, wo diese Behandlung die einzige Mö li hk it i t di S tik d K t llfl k kt

Wirtschaftsinformatik © Prof. Dr. Jörg P. Müller, 2007 18

Möglichkeit ist, die Semantik des Kontrollflusses korrekt zu beschreiben

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Beispiel: Verbindungen zwischen Konnektoren

E1 E2 E3

XOR

E3

F

E1 E2

XOR

E1 E2 E3

F

F x

E x

Fy

Fx

Ex

Fy

XOR

F4 F5

Ey

XOR

F4 F5

Ey

F4 F5

Korrektheit der Transformation

Für eine beliebige syntaktisch korrekte ereignisgesteuerte Prozesskette EPK = (E, F, C, T, A) gilt:

• N(EPK) = (SN, TN, FN) ist ein Petrinetz, d.h.– SN ∩ TN = ∅– FN ⊆ (SN × TN) ∪ (TN × SN)

Weiterhin gilt:• (SN, TN, FN) hat die Free-Choice-Eigenschaft

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( , , ) g

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Free-Choice Petrinetze

• Ein Petrinetz (S, T, F) hat die Free-Choice-Eigenschaft (heißt FC-Petrinetz) gdw. für alle s ∈ S gilt:|s•| > 1 ⇒ ∀t ∈ s• : •t = {s}

• D.h. eine Kante in einem Free Choice Petrinetz ist – die einzige Kante, die von einer Stelle ausgeht, oder– die einzige Kante, die in eine Transition hineingeht

• Für FC-Petrinetze existieren effiziente Analysemethoden; andererseits ist damit die Ausdruckskraft von EPKs beschränkt

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s1

t1

t2 s2

t1s1

s2

t1

t2

s1

Probleme der Semantik in EPKs

• In der Literatur werden zwei Bereiche beschrieben, die bzgl. der Definition der Semantik von EPKs Probleme verursachen

• Der erste Bereich betrifft die Nicht Lokalität von• Der erste Bereich betrifft die Nicht-Lokalität von Verknüpfungskonnektoren (insbesondere den ∨-Konnektor)

• Der zweite Bereich betrifft die Mehrfachinstantiierung von Ereignissen und Funktionen

• Zum Abschluss dieses Kapitels gehen wir auf diese beiden Problembereiche ein

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beiden Problembereiche ein

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Nicht-lokale Konnektoren

Bewerbung erhalten

Bewerbunggeprüft∨ ∨

Referenzenprüfen

Publikationenüf

• Intendierte Semantik: – Nach dem OR-Split werden ausgeführt: Funktion R; Funktion P; oder Funktionen

R und P– der Ablauf wird nach dem OR-Join erst fortgesetzt, wenn alle begonnenen

Aktivitäten beendet sind.

• Problem bei Übersetzung des OR-Join in ein Petrinetz:

prüfen

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g– am OR-Join ist nicht bekannt, wie viele parallele Abläufe am OR-Split gestartet

wurden, d.h. auf wie viele vom OR-Split gesendete Tokens gewartet werden soll.

Ein Versuch … nicht ganz korrekt!

Bewerbung erhalten

Bewerbunggeprüft∨ ∨

Referenzenprüfen

Publikationenprüfen

Bewerb.erhalten

Ref.prüfen

Pub.prüfen

SP

SR

sr

sp

SR&P

JP

JR

jr

jp

JR&P

Bewerb.geprüft

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SP

Split

JP

Join

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Probleme mit der Transformation auf der letzten Folie• Wenn SR&P schaltet, können auch JR und JP nach der

Ausführung der Funktionen R und P feuern; eigentlich sollte aber nur JR&P schalten

• Theoretisch könnte das Ereignis "Bewerbung geprüft" gelten, b di b id F kti füh t i d d h dibevor die beiden Funktionen ausgeführt sind, d.h. die Transitionen JX könnten gar nicht schalten …

• Kernproblem: – OR-Join soll erst dann "synchronisieren" wenn wenn an einem

ankommenden Zweig eine Marke anliegt und für alle anderen ankommenden Zweige bestimmt werden kann, ob noch weitere Tokens zu erwarten sind.

– Diese Entscheidung erfordert aber in der Regel nicht nur die Kenntnis der lokalen Situation direkt vor dem OR-Join, sondern eine Analyse des gesamten EPK Modells

Wirtschaftsinformatik © Prof. Dr. Jörg P. Müller, 2007 25

des gesamten EPK-Modells.– Daher wird der OR-Join-Konnektor als nichtlokaler Konnektor

bezeichnet

Was kann man tun?

Unter der Annahme der Nichtlokalität gibt es verschiedene Möglichkeiten, Konnektoren vom Typ ∨ abzubilden:

• Ersetzen durch ∧- bzw. XOR-Konnektoren im EPK• Kopplung des OR-Join mit dem vorausgegangenen OR-

Split• Modifikation der Schaltregel

Wirtschaftsinformatik © Prof. Dr. Jörg P. Müller, 2007 26

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Ersetzen von ∨ durch ∧- bzw. XOR-Konnektoren

• Basierend auf der logischen Beziehung A ∨ B ⇔ (A XOR B) XOR (A ∧ B)

ersetzen wir vor der Transformation des EPKs in ein Petrinetz alle Vorkommen von ∨-Konnektoren

A B

XOR

XOR

XOR

A B A B

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∨XOR

XOR ∧

Kopplung zwischen OR-Split und OR-Join

• Nutze Auswahl des Split-Konnektors im Join-Konnektor zur Prüfung, wann alle Eingabemarken vorhanden sind

• Im Beispiel: Hinzufügen von drei neuen Stellen

SR JR

sr

sp

jr

jp

SR&P JR&P

Bewerb.erhalten

Ref.prüfen

Pub.prüfen

Bewerb.geprüft

Wirtschaftsinformatik © Prof. Dr. Jörg P. Müller, 2007 28

SP JP

Split Join

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Modifikation der Schaltregel

• Die dritte Möglichkeit, die Semantik nicht-lokaler ∨-Konnektoren auszudrücken, besteht darin, die Schaltregel des Petrinetzes zu modifizieren

• Eine Transition t aus einer Menge von durch einen ∨ Join• Eine Transition t aus einer Menge von durch einen ∨-Join verbundenen Transitionen T ist aktiviert gdw.

– die Eingabestellen •t von t sind markiert UND– es ist nicht möglich, dass zusätzliche Eingabestellen •T von T

durch das Schalten anderer Transitionen markiert werden

∨-Join hinausschieben bis klar ist, dass keine zusätzliche Marken mehr ankommen

Wirtschaftsinformatik © Prof. Dr. Jörg P. Müller, 2007 29

Bewertung der drei Möglichkeiten

• Ersetzen durch ∧- bzw. XOR-Konnektoren im EPK– Kombinatorische Explosion

• Kopplung des OR-Join mit dem vorausgegangenen OR-S litSplit

– Erfordert starke Einschränkung der verwendbaren EPKs

• Modifikation der Schaltregel– Schwierig formalisierbar; erfordert komplexe

Ausführungsmechanismen

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• Allgemeines theoretisches Ergebnis [van der Aalst+ 2002]:

Es ist unmöglich, eine befriedigende Semantik für EPKs anzugeben, die mit der informellen Semantik (mit nichtlokalen Konnektoren) übereinstimmt.

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Nichtlokalität des XOR-Konnektors

• Auch beim XOR-(Join)-Konnektor: Zusammenführen alternativer Kontrollflüsse

• Liegt eine Marke an genau XOR

g geinem der Eingänge eines XOR-Joins an, wird es an den Ausgang des XOR-Joins weitergeleitet.

• Was passiert, wenn an mehr als einem Eingang Marken eintreffen?

XOR

A B

Wirtschaftsinformatik © Prof. Dr. Jörg P. Müller, 2007 31

F

Behandlung von XOR-Konnektoren

• Wie die Semantik eines XOR-Joins ist, wenn an mehr als einem Eingang Kontrollfluss-Marken eintreffen, wird in der Literatur unterschiedlich beantwortet.

• Antwort 1: [van der Aalst 1999, Dehnert+ 2004][ , ]– Die ausgehende Kontrollflusskante wird mehrfach durchlaufen, d.h.

die Funktion F auf der letzten Folie wird mehrfach ausgeführt

• Antwort 2: [van der Aalst+ 2002, Kindler 2004, Cuntz 2004] – Der Ablauf des XOR-Joins wird blockiert; die Funktion F wird nur

einmal ausgeführt

• Antwort 2 legt eine nichtlokale Semantik des XOR-Joins zugrunde, da vor einem Weitergeben (Schalten) von Marken

Wirtschaftsinformatik © Prof. Dr. Jörg P. Müller, 2007 32

g , g (S )stets zu prüfen ist, an welchen Eingängen noch Marken ankommen könnten.

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Probleme durch mehrfache Instantiierung

• Übliche EPK-Semantiken erlauben nicht die mehrfache Instantiierung (Ausführung) von Ereignissen oder Funktionen

• Dies führt zur Fragestellung, was in dem Fall passiert, dass eine Kontrollflussmarke eine Funktion erreicht, die bereits ausgeführt , gwurde (s. XOR-Fall weiter vorne)

• In der Regel (z.B. [Kindler 2004]):– Zustand einer EPK wird repräsentiert durch die Zahlen der Marken auf

den Kontrollflusskanten– Eine Kontrollflusskante blockiert, wenn sie schon durch ein Token

belegt ist

• [Cuntz 2004] gibt eine alternative Semantikdefinition, die eine

Wirtschaftsinformatik © Prof. Dr. Jörg P. Müller, 2007 33

[C 00 ] g S ,Belegung einer Kontrollflusskante mit mehreren Tokens erlaubt

Behandlung der Semantik nichtlinearer Konnektoren• Wir haben bisher verschiedene Ansätze zur Behandlung des

Problems der Semantik von nichtlokalen Konnektoren kennengelernt

• Ansatz 1: Vereinfachung (z.B. van der Aalst 1999)g ( )– z.B. Betrachte nur EPKs, die keine ∨-Konnektoren enthalten– Festlegung: XOR-Joins können mehrfach schalten

⇒ Keine nichtlokalen Konnektoren– Zusätzliche Einschränkungen der EPKs (Langner+ 1997)

• Ansatz 2: Komplexe Mechanismen (z.B. Kindler 2004)– Berechne alle denkbaren Durchläufe einer EPK

Wirtschaftsinformatik © Prof. Dr. Jörg P. Müller, 2007 34

– Ist Berechnung erfolgreich Semantik stimmt mit intuitiver Vorstellung überein

– Ansonsten: Ausgabe: Keine Semantik gefunden

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Alternativer Ansatz: "Praxistaugliche" Stilregeln [Gruhn+ 2004]• Problem der bisher besprochenen Ansätze: Viele in der

Praxis modellierte EPKs sind nach den restriktiven Regeln nicht "erlaubt" und können demnach nicht übersetzt werden

• Ziel: Definition von Stilregeln für "gut modellierte" EPKs, die

– einerseits eine korrekte Übersetzung der EPKs in Petri-Netze erlauben,

– andererseits jedoch die Klasse der gültigen EPKs nicht so stark einschränken, dass der Ansatz für die Praxis unbrauchbar ist.

D A t b h d lt hl di P bl i ht l k l

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• Der Ansatz behandelt sowohl die Probleme nicht-lokaler Konnektoren und mehrfacher Instantiierung

Stilregel: Mehrfache Instantiierung

• EPKs sehen „von Haus aus“ keine mehrfache Instanziierung von Funktionen und Ereignissen vor.

• Wenn es in einem Modell möglich ist, dass eine Kante mit mehr als einer Kontrollfluss Marke belegt wird ist diemehr als einer Kontrollfluss-Marke belegt wird, ist die Schlussfolgerung naheliegend, dass dieses Modell fehlerhaft ist.

Erste Stilregel: eine „gut modellierte“ EPK muss garantieren, dass nie mehrere Tokens zugleich eine Kontrollflusskante erreichen Andere EPKs sind

Wirtschaftsinformatik © Prof. Dr. Jörg P. Müller, 2007 36

Kontrollflusskante erreichen. Andere EPKs sind unzulässig.

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Stilregeln für XOR-Joins

• Nichtlokale Semantik entspricht nicht den Vorstellungen, die Modellierer in der Praxis haben

• Forderung: EPK muss so gestaltet sein, dass nie mehr als eine Kontrollflussmarke am XOR Join ankommen kanneine Kontrollflussmarke am XOR-Join ankommen kann

– Sonst: Fehlerhaft!

• Wenn dies gilt, kann eine ankommende Marke sofort weitergeleitet werden, die Transition kann feuern

Wirtschaftsinformatik © Prof. Dr. Jörg P. Müller, 2007 37

Behandlung von ∨-Konnektoren

• Wir führen als Hilfsdefinition das Konzept Wohl-strukturierter Workflow-Konstrukte einR l 1 Di i b XOR XOR• Regel 1: Die in neben-stehender Abbildung gezeigten Workflow-Konstrukte sind wohlstrukturiert.

In Abb. a)-c) sind auch mehr als zwei Kontroll-flusskanten zwischen

XOR

XOR

XOR

XOR

a) OR-Konstrukt

b) AND-Konstrukt

c) XOR-Konstrukt

d) Iteration

… … … …

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flusskanten zwischen Split- und Join-Konnektor zulässig.

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Weitere Regeln für wohlstrukturierte Konstrukte

• Regel 2: Wird in eine Kante eines wohlstrukturierten Konstruktes ein weiteres wohlstrukturiertes Konstrukt

∧ ∧

XOR

XOReingesetzt, ist das erhaltene Konstrukt wiederum wohlstrukturiert.

∧ ∧

XOR

• Regel 3: Wird ein „Aussprung“ (mit XOR, ∨ oder ∧) in eine Kante eines wohlstrukturierten Konstruktes eingesetzt, ist das erhaltene Konstrukt wiederum

XORAussprung

aus dem OR-Konstrukt

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erhaltene Konstrukt wiederum wohlstrukturiert ∨

Weitere Regeln für wohlstrukturierte Konstrukte

• Regel 4: Wird eine Kante eines wohlstrukturierten Konstrukts unterbrochen und durch ein Endereignis beendet, ist das erhaltene Konstrukt wiederum wohlstrukturiert, wenn der erhaltene Graph nochwohlstrukturiert, wenn der erhaltene Graph noch zusammenhängend ist.

End-Ereignis XOR Regeln 3 und 4 tragen der in der Praxis verbreiteten Gewohnheit Rechnung, den Kontrollfluss durch „Aussprünge“ aus einem Split/Join-Konstrukt zu unterbrechen oder durch ein Endereignis ganz abzubrechen

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XOR

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Stilregeln für ∨-Konnektoren

• Wir betrachten nun nur solche EPKs als zulässig, für die alle ∨-Joins ein wohlstrukturiertes Konstrukt (das dann mit einem ∨-Split beginnen muss) beenden.

• Die Einhaltung der Stilregel für ∨ Konstrukte lässt sich• Die Einhaltung der Stilregel für ∨-Konstrukte lässt sich durch statische Analyse der EPK nachweisen

• Gruhn und Laue [Gruhn+ 2004] haben durch Analyse von 285 aus der Praxis "gesammelten" EPKs gezeigt, dass diese Stilregel und die ihr zugrunde liegende Definition für zulässige EPKs nahezu keine der gesammelten EPKs unnötigerweise als „nicht zulässig“ ausschließt.

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g g

Typische Modellierungsfehler und ihre Korrektur

a)

XOR

b)

XOR

c)

Funktion

d)

• Analyse der Nutzung von OR-Konnektoren in der Praxis ergibt:

ersetzt durch

XOR

XOR

XOR

XOR

XOR

XOR

Funktion

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– Oft werden OR-Joins genutzt, wenn ein XOR- oder AND-Join angebracht gewesen wäre (Fall a) – c) )

– Die optionale Ausführung (Fall d) wird oft fehlerhaft modelliert

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Literaturreferenzen• Nicolas Cuntz. Über die effiziente Simulation von Ereignisgesteuerten Prozessketten. Diplomarbeit,

Universität Paderborn, 2004• van der Aalst, W.M.P.: Formalization and Verification of Event-driven Process Chains, in: Information

and Software Technology 41(1999)10, S. 639-650. http://is.tm.tue.nl/staff/wvdaalst/publications/p74.pdf• Nüttgens, M.; Rump, F.J.: Syntax und Semantik Ereignisgesteuerter Prozessketten (EPK), in: Desel, J.;

Weske, M. (Hrsg.): Promise 2002 - Prozessorientierte Methoden und Werkzeuge für die Entwicklung von Informationssystemen, Proceedings des GI-Workshops und Fachgruppentreffens (Potsdam, Oktober 2002), LNI Vol. P-21, Bonn 2002, S. 64-77.

• van der Aalst W ; Desel J ; Kindler E : On the semantics of EPCs: A vicious circle in: Nüttgens M ;• van der Aalst, W.; Desel, J.; Kindler, E.: On the semantics of EPCs: A vicious circle, in: Nüttgens, M.; Rump, F.J. (Hrsg.): EPK 2002 - Geschäftsprozessmanagement mit Ereignisgesteuerten Prozessketten, Proc. des GI-Workshops und Arbeitskreistreffens (Trier, November 2002), S. 71-79

• Kindler, E.: On the semantics of EPCs: A framework for resolving the vicious circle. Technical Report, Reihe Informatik, University of Paderborn, Paderborn, Germany, August 2003.

• J. Dehnert and W.M.P. van der Aalst. Bridging the Gap Between Business Models and Workflow Specifications. International Journal of Cooperative Information Systems, 13(3):289-332, 2004.

• Volker Gruhn, Ralf Laue: Einfache EPK-Semantik durch praxixtaugliche Stilregeln. Markus Nüttgens, Frank J. Rump (Ed.): EPK2005 - Geschäftsprozessmanagement mit Ereignisgesteuerten Prozessketten, Hamburg, Deutschland, 08.12.2005 - 09.12.2005, 176-189.

• P. Langner, C. Schneider und J. Wehler. Prozessmodellierung mit ereignisgesteuerten Prozessketten (EPKs) und Petri-Netzen. Wirtschaftsinformatik, 39(5):479–489,1997.

• STARKE, Peter H.: Analyse von Petri-Netz-Modellen. B. G. Teubner, 1990. (Leitfäden u. Monographien

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y ( g pder Informatik)

• M.T. Wynn, D. Edmond, W.M.P. van der Aalst, and A.H.M. ter Hofstede. Achieving a General, Formal and Decidable Approach to the OR-join in Workflow using Reset nets. In G. Ciardo and P. Darondeau, editors, Applications and Theory of Petri Nets 2005, volume 3536 of Lecture Notes in Computer Science, pages 423-443. Springer-Verlag, Berlin, 2005.