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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
49
?
Fragen
50
Ende
Danke für die Aufmerksamkeit !
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