Für die Koordination der Zusammenarbeit von unterschiedlichen Organisationseinheiten ist es für das Management von modernen Unternehmen wichtig den aktuellen Bearbeitungszustand der Einzelaktivitäten zu kennen um eine Überwachung der Abläufe und damit eine weitere Planung zu ermöglichen. Zum automatischen Erkennen des Zustandes einer Tätigkeit eignen sich vor allem die Ergebnisse der Ausführung, soweit diese in elektronischer Form vorliegen.
Da die einzelnen Tätigkeiten oft zeitlich und räumlich voneinander getrennt durchgeführt werden, liegen die Ergebnisse meist in verteilter Form auf jeweils spezialisierten Informationssystemen vor. Um solche Daten zusammentragen und homogenisieren zu können, bietet sich die Technik der Multi-Agenten-System an. In dieser Arbeit wird die Konzeption und Entwicklung eines Sensornetzwerks beschrieben, das auf der Basis eines Agenten-Frameworks entwickelt wird. Weiterhin wird dargestellt, wie dieser Ansatz in die Anwendungsdomäne des Unternehmens rjm Business Solutions GmbH aus dem Bereich Geoinformationssysteme integriert wird um die dortigen Abläufe transparenter zu gestalten.
Inhaltsverzeichnis
Teil I. Einführung und Grundlagen
1. Einführung in die Thematik
1.1 Problemstellung und Ziele
1.2 Aufbau des Dokumentes
2. Workflow-Management
2.1 Begrifflichkeiten
2.1.1 Geschäftsprozess und Workflow
2.1.2 Geschäftsprozess-Management und Workflow-Management
2.1.3 Workflow-Management-System
2.1.4 Weitere Begriffe
2.2 Terminologie und Darstellung von Workflow-Diagrammen
2.3 Workflow- und Aktivitätszustände
2.4 Das Workflow-Referenzmodell der WfMC
2.5 Anforderungen an WfM-Systeme
2.6 Das CAKE-Framework
2.6.1 Architektur
2.6.2 Workflow-Repräsentation
3. Sensorik
3.1 Architekturen für Sensornetzwerke
3.2 Netzwerktypen
4. Multi-Agenten-Technik
4.1 Der Begriff Software-Agent
4.2 Multi-Agenten-Systeme
4.3 Netzwerktopologien
4.3.1 Client-Server
4.3.2 Peer-to-Peer
4.4 Agentenarchitekturen
4.4.1 Reaktive Agenten
4.4.2 Kognitive Agenten
4.4.3 Schichtenarchitektur
4.5 Interaktion von Agenten
4.5.1 Kooperation
4.5.2 Wettbewerb
4.6 Agentenkommunikation
4.6.1 Spechakttheorie
4.6.2 KQML
4.6.3 Der FIPA-Standard
4.7 Ontologien
Teil II. Konzept
5. Anforderungsananlyse
6. Konzeption des Sensornetzwerkes
6.1 Architektur und Typ des Sensornetzes
6.2 Agententypen
6.3 Interaktion der Agenten
6.4 Konzeption der Agententypen
6.4.1 Sensoragent
6.4.2 Aktivitätsagent
6.4.2.1 Verhaltensweisen und Eigenschaften
6.4.2.2 Mechanismus zur Berechnung der Aktivitätszustände
6.4.3 Workflowagent
6.4.3.1 Verhaltensweisen und Eigenschaften
6.4.3.2 Algorithmus zur Zustandberechnung
6.5 Ontologie
6.6 Schnittstellen
6.6.1 Grafische Benutzeroberfläche
6.6.2 Schnittstelle zu externen WfM-Systemen
6.6.3 Kopplung mit CAKE
7. Die Anwendungsdomäne
7.1 Workflows für das Datenmanagement
7.2 Workflow zur Ersterfassung einer Gemeinde
Teil III. Praktische Entwicklung und Evaluation
8. Programmierwerkzeuge
8.1 Agenten-Framework
8.2 Graphen-Framework
9. Agentendesign
10. Implementierung des Frameworks
10.1 Sensoragent
10.1.1 Konfiguration und Verhaltensweisen
10.1.2 Analyse des reaktiven Verhaltens
10.2 Aktivitätsagent
10.2.1 Verhaltensweisen
10.2.2 Konfiguration und Berechnung der Aktivitätszustände
10.3 Workflowagent
10.3.1 Konfiguration und Verhaltensweisen
10.3.2 Algorithmus zum Aufbau des Sequenzgraphen
10.3.3 Algorithmus zur Berechnung des Zustandes eines Sequenzgraphen
10.3.4 Grafische Oberfläche
10.4 Schnittstelle zu CAKE
10.5 Schnittstelle zu externen WfM-Systemen
11. Test und Evaluation
11.1 Kriterien zur Evaluation
11.2 Ablauf der Evaluation
11.3 Implementierung der Sensoren und Konfiguration der Agenten
11.4 Ergebnisse der Evaluation
12. Fazit und Ausblick
Zielsetzung & Themen
Die Arbeit verfolgt das Ziel, ein domänenunabhängiges, agentenbasiertes Sensornetzwerk zu konzipieren und zu realisieren, welches die automatische Erkennung von Workflowzuständen ermöglicht. Die zentrale Forschungsfrage befasst sich damit, wie heterogene Informationen aus verteilten IT-Systemen kombiniert werden können, um den aktuellen Bearbeitungszustand von Geschäftsprozessen ohne manuelle proaktive Befragung der Beteiligten transparent zu machen.
- Entwicklung einer agentenbasierten Sensornetzwerk-Architektur
- Integration heterogener Datenquellen für die Prozesszustandsermittlung
- Verwendung von Multi-Agenten-Systemen (MAS) zur Koordination
- Anpassung des Frameworks an die Anwendungsdomäne der Geoinformationssysteme
- Evaluation des Systems anhand eines realen Workflows zur Ersterfassung von Gemeinden
Auszug aus dem Buch
1. Einführung in die Thematik
In Folge der fortschreitenden Globalisierung sind vor allem international agierende Unternehmen dazu gezwungen, ihre arbeitsteiligen Abläufe weltweit zu verteilen. Aber auch schon bei kleineren Unternehmen kommt es zunehmend dazu, dass logisch zusammengehörige Aktivitäten räumlich voneinander getrennt durchgeführt werden, wodurch sie meist auf mehrere Mitarbeiter verteilt werden. Weiterhin werden in vielen Unternehmen solche Aktivitäten auf Informationssystemen bearbeitet, die sich technisch voneinander unterscheiden, da sie für unterschiedliche Aufgaben konzipiert wurden.
Für das erfolgreiche Umsetzen der Geschäftziele ist es daher oft nötig diese verteilten Aktivitäten so zu koordinieren, dass die Gesamtprozesse einheitlich, flexibel und transparent gestaltet sind. Dadurch wird zum einen die Qualität der Prozesse verbessert, was sich positiv auf die Bearbeitungszeiten und damit auch auf die Kosten auswirkt. Zum anderen wird die Verfügbarkeit von Informationen erhöht, wodurch unter anderem eine zuverlässige Planung weiterer Abläufe erreicht wird und Kunden bzw. Partner den aktuellen Status eines Projektes einsehen können. Diese Abstimmung von Einzeltätigkeiten ist ein typisches Anwendungsgebiet des Workflow-Managements (WfM).
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einführung in die Thematik: Dieses Kapitel erläutert die Notwendigkeit von Workflow-Management-Systemen zur Koordination verteilter, arbeitsteiliger Prozesse in modernen Unternehmen.
2. Workflow-Management: Hier werden grundlegende Begriffe, das Workflow-Referenzmodell sowie allgemeine Anforderungen an WfM-Systeme und das agentenbasierte CAKE-Framework behandelt.
3. Sensorik: Dieses Kapitel definiert Sensoren und Sensornetzwerke in einem technologischen Kontext und überträgt das Konzept auf softwarebasierte Agentensysteme.
4. Multi-Agenten-Technik: Es erfolgt eine detaillierte Einführung in die Welt der Software-Agenten, inklusive deren Architekturen, Kommunikationsstandards und Interaktionsmöglichkeiten.
5. Anforderungsananlyse: Hier werden die spezifischen Anforderungen an das zu entwickelnde agentenbasierte Sensornetzwerk definiert, wie Portabilität, Robustheit und Domänenunabhängigkeit.
6. Konzeption des Sensornetzwerkes: Dieses Kapitel beschreibt den sukzessiven Entwurf des Sensornetzwerks, der Agententypen sowie deren Interaktions- und Kommunikationsmodelle.
7. Die Anwendungsdomäne: Vorstellung des Unternehmens rjm Business Solutions GmbH und des Projekts DenkXWeb, welches als konkretes Szenario für die Implementierung dient.
8. Programmierwerkzeuge: Beschreibung der gewählten technologischen Basis, insbesondere des JADE-Frameworks für die Agentenentwicklung und JUNG für die Graphenverwaltung.
9. Agentendesign: Darstellung der Architektur für die zu implementierenden Agenten durch die Kombination von reaktiven und Schichtenarchitekturen.
10. Implementierung des Frameworks: Detaillierte Erläuterung der technischen Umsetzung der Sensor-, Aktivitäts- und Workflowagenten sowie deren Konfigurationsmechanismen.
11. Test und Evaluation: Dieses Kapitel analysiert die Leistung des entwickelten Systems anhand eines realen Workflows und diskutiert die Evaluationsergebnisse.
12. Fazit und Ausblick: Zusammenfassende Betrachtung der Ergebnisse und Diskussion potenzieller Erweiterungsmöglichkeiten wie lernender CBR-Mechanismen.
Schlüsselwörter
Workflow-Management, Multi-Agenten-System, Sensornetzwerk, Prozesszustand, JADE-Framework, Geschäftsprozess, CAKE, Agentenarchitektur, Wissensrepräsentation, Prozessautomatisierung, Datenmanagement, Geoinformationssysteme, Zustandserkennung, Kommunikation, Software-Agent.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Diplomarbeit befasst sich mit der Konzeption und Realisierung eines agentenbasierten Sensornetzwerks, das automatisch den Bearbeitungszustand von Geschäftsprozessen erkennt.
Was sind die zentralen Themenfelder der Arbeit?
Die zentralen Themen umfassen Workflow-Management, Multi-Agenten-Systeme (MAS), Sensornetzwerk-Architekturen und die automatische Zustandserkennung von Prozessen.
Was ist das primäre Ziel der Arbeit?
Das primäre Ziel ist es, ein domänenunabhängiges Framework zu schaffen, das heterogene Informationen aus verteilten Systemen zusammenführt, um Workflow-Instanzen transparent zu überwachen.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Es wird ein agentenbasierter Ansatz gewählt, wobei die Konzepte der Multi-Agenten-Technik, der CBR-Technik (Case-based Reasoning) und der Schichtenarchitektur zur Strukturierung der Sensoren und Agenten kombiniert werden.
Was wird im praktischen Teil behandelt?
Der praktische Teil beschreibt die Implementierung des Frameworks mit dem JADE-Framework und JUNG, die Konfiguration der Agenten sowie die Evaluation anhand des Workflows zur Ersterfassung einer Gemeinde.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Wichtige Begriffe sind Workflow-Management, Multi-Agenten-Systeme, Sensornetzwerk, Prozesszustand, JADE, Agentenarchitektur und Geschäftsprozess.
Warum wird das JADE-Framework für die Implementierung genutzt?
JADE ist ein weit verbreitetes, Java-basiertes Framework, das FIPA-Standards einhält und alle notwendigen Komponenten für ein verteiltes Agentensystem mitbringt.
Wie wird das Problem inkonsistenter Daten im Workflow gelöst?
Der Workflowagent nutzt einen rekursiven Algorithmus zur Berechnung konsistenter Zustände, wobei Konflikte durch den Vergleich von Daten und die Bewertung von Unstimmigkeiten in Sequenzgraphen gelöst werden.
Welche Rolle spielt die CAKE-Architektur in dieser Arbeit?
Die Arbeit baut auf Erfahrungen des CAKE-Frameworks auf und entwickelt eine Schnittstelle, um Workflows aus dieser Umgebung in das eigene Sensornetzwerk zu integrieren.
- Arbeit zitieren
- Diplom Wirtschaftsinformatiker Sascha Werno (Autor:in), 2007, Konzeption und Realisierung eines agentenbasierten Sensornetzwerks zur automatischen Zustandsermittlung von Geschäftsprozessen, München, GRIN Verlag, https://www.hausarbeiten.de/document/88240
