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Ausgewählte Themen aus Agentensystemen

Softwareagenten in Workflow-Management-Systemen und deren Einsatz im E-Commerce

Philip Harborth15. Dezember 2005

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Gliederung

1. Workflows und Workflow-Management-Systeme

2. Der Agent – der mobile Agent

3. Architekturen für agentenbasierte Workflow-Systeme

4. Kooperative Workflows

5. Einsatzgebiet E-Commerce

6. Fazit

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Workflow

Was ist ein Workflow?

Häufig verwendete Begriffe:

Geschäftsprozess

Vorgang

Arbeitsfluss

Automatisierter Arbeitsablauf

Menge von automatisiert ablaufenden Aktivitäten

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Workflow

Beispiel: Planung / Prozess einer Dienstreise

Teilprozesse

1. Terminfindung

2. Hotel suchen und buchen

3. Fahr- oder Flugkartenbestellung

4. Dienstreiseabrechnung

Unterstützung durch Agenten möglich?

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Geschäftsprozess

Ein Geschäftsprozess ist eine Folge von Aktivitäten, die

in einem logischen Zusammenhang stehen, inhaltlich abgeschlossen sind und unter Zuhilfenahme von Ressourcen und eingehenden Informationen durch Menschen und/ oder Maschinen

auf ein Unternehmensziel hin ausgeführt werden.

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Workflow

Ein Workflow ist

ist eine z.T. automatisiert ablaufende Gesamtheit von Aktivitäten, wird von einem Workflow-Management-System gesteuert/überwacht, bezieht sich auf Teile eines Geschäftsprozesses,

besteht aus Vorgangsabschnitten (Sub-Workflows).

Ein Workflow ist die informationstechnische Realisierung eines Geschäftsprozesses

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Workflow

Workflow:

mehrere Aktivitäten in vorgegebener Reihenfolge

gemeinsames Ziel bzw. gemeinsame Aufgabe!

Workflow-Instanz (run-time): Definition + Vorgangsdaten

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Workflow-Management

Definition:

Ein Workflow-Management-System ist einAnwendungssystem, mit dessen Hilfe Workflowsdefiniert, verwaltet und ausgeführt werdenkönnen.

Die Ausführungsreihenfolge ist durch eine formale Repräsentation der Prozesslogik im Anwendungssystem vorgegeben.

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Workflow-Management

Traditionell:

Monolithisches System

Zentraler Server

Workflows abteilungsübergreifend

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Workflow-Management

Vorteile:

Visualisierung von Prozessen und deren Abhängigkeiten Automatisierung von Prozessen Automatisierte Koordination und Kooperation zwischen

Geschäftseinheiten Prozessmodellierung durch grafische Werkzeuge Simulations- und Analysetools Berichtsystem Archivierung

Probleme: verteilte Organisationen

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Der Agent im WfMS

Was macht ein Software-Agent in einem Workflow-Management-System?

Was sind seine Aufgabe?

Welchen Einfluss hat er?

Kann er den Ablauf optimieren?

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Gliederung

1. Workflows und Workflow-Management-Systeme

2. Der Agent – der mobile Agent

3. Architekturen für agentenbasierte Workflow-Systeme

4. Kooperative Workflows

5. Einsatzgebiet E-Commerce

6. Fazit

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Der Agent

Agent (lat. der Handelnde, der Treibende)

Autonomer Verhandlungs-

Agent?Einen Workflow „vorantreiben“?

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Der Agent

Eigenschaften:

• autonom (Agent übt Kontrolle über seine eigenen Aktivitäten aus)

• adaptiv (Agent arbeitet zielorientiert, Anpassung an Umwelt, Benutzerbedürfnisse)

• intelligent („intelligente“ Entscheidungen, Erfahrungen, Lernfähigkeit, Kommunikation)

• mobil (selbständige Migration zwischen Systemen)

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Mobile Agenten

Hier besonders wichtig: Mobilität

Vorteile:

Migration zwischen Systemen (kein Client/Server Betrieb)

dadurch Reduzierung der Netzwerklast ( E-Commerce)

Ausführung lokal, offline möglich

einmaliger Transfer des Agenten-Codes und den Daten (Variablenbelegung)

Nachteile:

Sicherheitsaspekte: angreifbar, modifizierbar, …

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Unternehmen 1

Mobile Agenten

Mobile Agenten

Probleme

keine einheitliche Kommunikations-Infrastruktur

hohe Kosten bei der Einführung (Plattformen, Sicherheit)

Agent muss mit unterschiedlichen APIs zusammenarbeiten können

WfMS

Workflow AgentWorkflow Agent

Unternehmen 2

WfMS

APIMigration

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Definition:

Kapselung von

Code,

Daten und

Ausführungs-Kontext

fähig selbständig und zweckmäßig während der Ausführung in Netzwerke zu migrieren

Ausführung kann unterbrochen werden und an anderem Ort fortgeführt werden

Mobile Agenten

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Mobile Agenten

Voraussetzungen für Agenten-Mobilität:

Agenten-Plattformen (meist Java)

öffentliche Netze (Internet)

„Erlaubnis“ der Migration (Freigabe, um auf dem System zu agieren)

Kommunikations-Standards (falls Verständigung mit anderen Agenten notwendig)

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Mobile AgentenEntwicklungsumgebungen

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Gliederung

1. Workflows und Workflow-Management-Systeme

2. Der Agent – der mobile Agent

3. Architekturen für agentenbasierte Workflow-Systeme

4. Kooperative Workflows

5. Einsatzgebiet E-Commerce

6. Fazit

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AWA

AWA – agentenbasierte Architektur für Workflow-Systeme(Institut für Informatik der Universität Zürich)

4 Agententypen:

Prozess-Agent

Aktivitäts-Agent

Persönlicher-Agent

Arbeitslisten-Agent

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AWA

Der Prozess-Agent

steuert komplette Prozess-Instanz (mehrere Aktivitäten)

erstellt für jede Aktivität zum richtigen Zeitpunkt einen Aktivitätsagenten

übergibt notwendige Daten an den Aktivitätsagenten

übergibt die der Aktivität zugeordneten Rollen

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Produktwunsch ist eingetroffen

Analysiere Vorgaben

Vorgaben sind gespeichert

Suche Angebot

XOR

Angebot gefunden

Kein Angebot gefunden

Präsentiere Angebot

Gebe Suche frei

V

V

Modifiziere Suche

XOR

Abteilung A

Ereignisorientierte

Prozesskette (EPK):

Prozess-AgentProzess-Agent1. Erkennen der

nächsten Aktivitäten

2. Für jede Aktivität ein Aktivitäts-Agent (parallel)

Aktivitäts-Agent1

Aktivitäts-Agent1

Aktivitäts-Agent2

Aktivitäts-Agent2

Daten

Dat

enRolle

n

Rol

len

erzeugt

AWA

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Aktivitäts-Agent und Arbeitslisten-Agent

Aktivitäts-Agent1

Aktivitäts-Agent1

Arbeitslisten-AgentArbeitslisten-Agent

AnfrageDaten

Abteilung Name

A Herr Meier

A Frau Müller

B Herr Baumann

… …

Abteilung A

Subjekt (Herr Meier)Entscheidung aufgrund von z.B. Kosten, Arbeitslast,…

AWA

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Aktivitäts-Agent1

Aktivitäts-Agent1

Herr Meier

Persönlicher-Agentvon Herrn Meier

Persönlicher-Agentvon Herrn Meier Schnittstellen zum

Subjekt Daten

Aufgabe

Migration !

Ergebnis

AWA

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Aktivitäts-Agent1

Aktivitäts-Agent1

Herr MeierDaten

Prozess-AgentProzess-Agent

Migration !

Ergebnis

Löschen

Auf nächste Aktivitäten prüfen

AWA

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Hier wichtig: Migration

Agent kann zwischen Systemen wechseln

auch denkbar: Persönlicher Agent auf mobilem Endgerät (PDA, Mobiltelefon)

heterogene Plattformen, Ausführung auch offline möglich

AWA

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Weitere Vorteile von AWA

Erweiterbarkeit des Arbeitslisten-Agenten:

rollenbasierte Zugriffskontrolle

Filterung der Subjekte

geschäftsprozess-bezogene Sicherheitsregeln

AWA

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Nachteile von AWA / mobiler Agenten

Sicherheitsaspekte bei der Migration auf ein anderes System:

Agent ist dem entfernten System „ausgeliefert“

privaten Daten des Agenten können ausgelesen werden

System kann entscheiden, ob Agent wirklich ausgeführt wird

Agent kann u.U. modifiziert werden

Mögliche Lösung: Gruppe einander schützender Agenten

AWA

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JBees

JBees – a distributed and adaptive WfMS with monitoring an controlling capabilties

auf Opal basierend (Multi-Level Infrastruktur für agentenorientierte Softwareentwicklung)

benutzt das CPN execution tool JFern (Java-basiertes Petri Netz Framework)

7 Opal-Agenten zur Steuerung eines Workflows

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JBees

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JBees

Vorteile solcher Architekturen

Agenten erleichtern die Gestaltung verteilter offener Systeme

neue Technologien können leicht durch neue spezialisierte Agenten implementiert werden

Kooperation auch bei heterogenen Plattformen möglich

mehr Dynamik und Flexibilität

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Gliederung

1. Workflows und Workflow-Management-Systeme

2. Der Agent – der mobile Agent

3. Architekturen für agentenbasierte Workflow-Systeme

4. Kooperative Workflows

5. Einsatzgebiet E-Commerce

6. Fazit

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Kooperative WorkflowsBeispiel: Versandhandel / Fehlerbehandlung

PaketdienstProduktwunsch ist eingetroffen

Analysiere Vorgaben

Vorgaben sind gespeichert

Suche Angebot

XOR

Angebot gefunden

Kein Angebot gefunden

Präsentiere Angebot

Gebe Suche frei

V

V

Modifiziere Suche

XOR

Abteilung A

WareLieferadresseLieferbedingungen

Bestätigung: Ware ausgeliefert

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Kooperative WorkflowsBeispiel: Versandhandel / Fehlerbehandlung

PaketdienstProduktwunsch ist eingetroffen

Analysiere Vorgaben

Vorgaben sind gespeichert

Suche Angebot

XOR

Angebot gefunden

Kein Angebot gefunden

Präsentiere Angebot

Gebe Suche frei

V

V

Modifiziere Suche

XOR

Abteilung A

WareLieferadresseLieferbedingungen

Fehler: Lieferadresse falsch

Abweichung von der Prozesslogik

Abweichung von der Prozesslogik

RückfrageNeue Adresse

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Kooperative WorkflowsMöglichkeiten der Fehler- bzw. Ausnahme-Behandlung

alternative Pfade in der Prozess-Definition

Ausnahmebehandlung (Programmiersprache)

Spätes Binden (Platzhalter in der Definition des Prozesses)

dynamischer Umbau der Workflow-Instanz (manuell oder teilautomatisiert)

Alle kooperierenden Workflows / Aktivitäten müssen informiert werden !

Deadlocks (eine Aktivität wurde gelöscht, auf dessen Ergebnis aber eine andere Aktivität wartet)

während der Fehlerbehandlung prüfen, ob kooperierende Workflows beeinflusst

werden

Benachrichtigung schicken

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Mobile Agenten / kooperative Workflows

Anwendungsgebiet:

interorganisatorische Geschäftsprozesse

Outsourcing

kooperative Systeme, virtuelle Unternehmen

stark wachsender Bereich: E-Commerce

kooperative Worflows (B2B, B2C)

Verkauf- und Verhandlungsagenten etc.

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Gliederung

1. Workflows und Workflow-Management-Systeme

2. Der Agent – der mobile Agent

3. Architekturen für agentenbasierte Workflow-Systeme

4. Kooperative Workflows

5. Einsatzgebiet E-Commerce

6. Fazit

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E-Commerce

Anzahl elektronischer Märkte wird weiter wachsen unmöglich für Kunden alles zu überblicken – passende Angebote zu finden

dezentrale Markplätze fordern Softwarelösungen durch Agenten

aufgrund ihrer Eigenschaften sind Agenten gut für verteilte Dienste geeignet

Agenten müssen soziale Strukturen beachten und Vertrauen in andere Agenten haben

Welche Agenten gibt es beim E-Commerce?

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E-CommerceAgenten übernehmen Rollen von Anbietern und Nachfragern

1. Einfache Kaufagenten verschaffen Produktinformationen

Suche

Preisvergleich

2. Komplexe Kaufagenten unterstützen den gesamten Kaufvorgang

Suche, Preisvergleich

Zahlung, Lieferung

3. Agentenbasierte Marktplätze umfassen Kauf- und Verkaufsagenten, Kreditagenten, Zahlungsagenten, Werbeagenten etc.

Suche, Werbung, Preisvergleich

Verhandlung, Kreditvergabe

Zahlung, Lieferung

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E-CommerceKlassifizierung von Shopping Agenten durch das Consumers Buying

Behavior Modell (CBB)

1. Needidentification: Erkennung von Bedürfnissen

2. Product Brokering: Konsument findet heraus, was er kaufen möchte

3. Merchant Brokering: Vergleich von Anbietern und Auswahl des Anbieters

4. Negotiation: Verhandlunsphase

5. Bezahlung und Lieferung

6. Produkt Service und Evaluation

AgentAgent

Unterstützung

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E-CommerceBeispiel der Angebotsfindung ohne Hilfe mobiler Agenten

Online-Shop 1Online-Shop 1

Online-Shop 2Online-Shop 2

Online-Shop 3Online-Shop 3

Online-Shop nOnline-Shop n

ClientClient

Webserver

CGI-Skripte, ASP, Servlets

Webserver

CGI-Skripte, ASP, Servlets

…

XML oder HTML

Sequentiell

Hohe Reaktionszeiten

Angebote mit Suchkriterien abgleichen und an Client weiterleiten

akt. Angebote

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E-CommerceBeispiel der Angebotsfindung mit Hilfe mobiler Agenten

Online-Shop 1Agentenplattform

Online-Shop 1AgentenplattformClientClient

Webserver

CGI-Skripte, ASP, Servlets

Webserver

CGI-Skripte, ASP, Servlets

…

Online-Shop 2Agentenplattform

Online-Shop 2Agentenplattform

Online-Shop 3Agentenplattform

Online-Shop 3Agentenplattform

Online-Shop nAgentenplattform

Online-Shop nAgentenplattform

DatenbankDatenbank

Agent (Migration)

Prozess wird zu best. Zeitpunkten angestoßen

Schnelle Reaktionszeit

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E-CommerceAkkumulation der Angebote von mehreren Servern

ClientClient

Webserver

CGI-Skripte, ASP, Servlets

Webserver

CGI-Skripte, ASP, Servlets

DBDB

Online-Shop 1Online-Shop 1

Online-Shop 2Online-Shop 2

Online-Shop AOnline-Shop A

Online-Shop BOnline-Shop B

Server 1Agentenplattform

Server 1Agentenplattform

Server nAgentenplattform

Server nAgentenplattform

DBDB

::

Agent (Migration)

…

…

lokalerAgent

lokalerAgent

Kommunikation

Sicherheit

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Einsatzgebiete

Weitere Einsatzgebiete mobiler Agenten

Wertpapierhandel

Personaleinsatzplanung

Terminplanung (Scheduling Agenten)

Echtzeitanwendungen (Raumsonde – Basis – Funkkontakt)

Internettelefonie

Suchmaschinen

Informationssuche und –filterung

Fernwartung

…

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Gliederung

1. Workflows und Workflow-Management-Systeme

2. Der Agent – der mobile Agent

3. Architekturen für agentenbasierte Workflow-Systeme

4. Kooperative Workflows

5. Einsatzgebiet E-Commerce

6. Fazit

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Fazit

Agenten in Workflow-Management-Systemen

+ mehr Dynamik im Ablauf

+ Aktionsradius des Workflows wird durch mobile Agenten erweitert

+ Kooperationen mit anderen Unternehmen sind leichter möglich

+ Reduzierung der Netzwerklast

+ …

- Fehler und Ausnahme-Behandlung

- Modifikation des Agenten

- Sicherheitsaspekte auf verteilten Systemen

- Ausführungsgenehmigung

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Fazit

E-Commerce

großes Potenzial für Agenten-Technologie

Vereinfachung der Angebotsfindung

(teil-) automatisierte Abläufe, z.B. Verhandlungen, Zahlungen

Komplexitätsbeherrschung

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?

Fragen

50

Ende

Danke für die Aufmerksamkeit !