Konzeption und Realisierung eines agentenbasierten Sensornetzwerks zur automatischen Zustandsermittlung von Geschäftsprozessen

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

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.