Publikationen zum Fachbereich Geschäftsprozesse

Dissertationen und Habilitationen

• Axel Martens. Verteilte Geschäftsprozesse - Modellierung und Verifikation mit Hilfe von Web Services. Dissertation, Humboldt-Universität zu Berlin, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät II, 2003. Note: Erschienen in WiKi: Stuttgart, Berlin & Paris.

Publikationen in Zeitschriften und Büchern

• Wolfgang Reisig, Karsten Schmidt, and Christian Stahl. Kommunizierende Workflow-Services modellieren und analysieren. Informatik - Forschung und Entwicklung, pp 90-101, October 2005.

  Abstract: Zur adäquaten Nutzung von Workflow-Implementierungen kommunizierender Geschäftsprozesse werden Konzepte vorgeschlagen,die von konkreten Implementierungen abstrahieren. Auf der Basis von Petrinetzen werden unterschiedliche Varianten der Bedienbarkeit von Workflows charakterisiert und dafür Entscheidungsalgorithmen vorgestellt. Die Angemessenheit des Ansatzes wird am Beispiel der Semantik von Komponenten der Geschäftsprozess-Modellierungssprache BPEL demonstriert.

  

• Bernd-Holger Schlingloff, Axel Martens, and Karsten Schmidt. Modeling and Model Checking Web Services. Electronic Notes in Theoretical Computer Science: Issue on Logic and Communication in Multi-Agent Systems, 126: 3-26, March 2005.

  Abstract: We give an overview on web services and the web service technology stack. We then show how to build Petri net models of web services formulated in the specification language BPEL4WS. We define an abstract correctness criterion for these models and study the automated verification according to this criterion. Finally, we relate correctness of web service models to the model checking problem for alternating temporal logics.

  

• Jose M. Vidal, Paul Buhler, and Christian Stahl. Multiagent Systems with Workflows. IEEE Internet Computing, 8(1): 76-82, February 2004.

  Abstract: Industry and researchers have two different visions for the future of Web services. Industry wants to capitalize on Web service technology to automate business processes via centralized workflow enactment. Researchers are interested in the dynamic composition of Web services. The authors show how these two visions are points in a continuum and discuss a possible path for bridging the gap between them.

  

• Axel Martens. On Compatibility of Web Services. Petri Net Newsletter, 65: 12-20, 2003.

Konferenzbeiträge und Beiträge auf Workshops

• Dirk Fahland, Cédric Favre, Barbara Jobstmann, Jana Koehler, Niels Lohmann, Hagen Völzer, and Karsten Wolf. Instantaneous Soundness Checking of Industrial Business Process Models. In Umeshwar Dayal, Johann Eder, Jana Koehler, and Hajo Reijers, editors, Business Process Management, 7th International Conference, BPM 2009, Ulm, Germany, September 8-10, 2009, Proceedings, volume 5701 of Lecture Notes in Computer Science, September 2009. Springer-Verlag.

• Dirk Fahland, Daniel Lübke, Jan Mendling, Hajo Reijers, Barbara Weber, Matthias Weidlich, and Stefan Zugal. Declarative versus Imperative Process Modeling Languages: The Issue of Understandability. In John Krogstie, Terry Halpin, and Erik Proper, editors, Proceedings of the 14th International Conference on Exploring Modeling Methods in Systems Analysis and Design (EMMSAD'09), volume 29 of Lecture Notes in Business Information Processing, Amsterdam, The Netherlands, pages 353-366, June 2009. Springer-Verlag. Note: (to appear).

  Abstract: Advantages and shortcomings of different process modeling languages are heavily debated, both in academia and industry, but little evidence is presented to support judgements. With this paper we aim to contribute to a more rigorous, theoretical discussion of the topic by drawing a link to well-established research on program comprehension. In particular, we focus on imperative and declarative techniques of modeling a process. Cognitive research has demonstrated that imperative programs deliver sequential information much better while declarative programs offer clear insight into circumstantial information. In this paper we show that in principle this argument can be transferred to respective features of process modeling languages. Our contribution is a pair of propositions that are routed in the cognitive dimensions framework. In future research, we aim to challenge these propositions by an experiment.

  

• Dirk Fahland, Jan Mendling, Hajo Reijers, Barbara Weber, Matthias Weidlich, and Stefan Zugal. Declarative vs. Imperative Process Modeling Languages: The Issue of Maintainability. In Bela Mutschler, Roel Wieringa, and Jan Recker, editors, 1st International Workshop on Empirical Research in Business Process Management (ER-BPM'09), Ulm, Germany, pages 65-76, September 2009. Note: (LNBIP to appear).

  Abstract: The rise of interest in declarative languages for process modeling both justifies and demands empirical investigations into their presumed advantages over more traditional, imperative alternatives. Our concern in this paper is with the ease of maintaining business process models, for example due to changing performance or conformance demands. We aim to contribute to a rigorous, theoretical discussion of this topic by drawing a link to well-established research on maintainability of information artifacts.

  

• Dirk Fahland and Wolfgang Reisig. ASM-based semantics for BPEL: The negative Control Flow. In Danièle Beauquier, Egon Börger, and Anatol Slissenko, editors, Proceedings of the 12th International Workshop on Abstract State Machines (ASM'05), pages 131-151, March 2005. Paris XII.

  Abstract: BPEL is presently the most prominent language to specify and execute business processes, using Web Services as its technological basis. Particular problems arise when activities are faulty: faults have to be propagated, other activities have to be irregularly terminated, etc. We describe the formal semantics of fault handlers and event handlers, demonstrating that ASMs are most adequate for this purpose.

  

• Carsten Frenkler and Karsten Schmidt. Modellierung und Analyse transaktionaler Geschäftsprozesse. In Karsten Schmidt and Christian Stahl, editors, 12. Workshop Algorithmen und Werkzeuge für Petrinetze (AWPN 2005), Proceedings, pages 72-77, September 2005. Humboldt-Universität zu Berlin.

  Abstract: Wie erweitern in dieser Arbeit Workflow-Module um ein Konzept, mit dem derEinfluß eines Datenbanksystems auf die Bedienbarkeit eines Geschäftsprozesses untersucht werden kann. Wir integrieren transaktionale Eigenschaften als internes Verhalten in Workflow-Module und können damit Bedienbarkeit und Einhaltung transaktionaler Eigenschaften durch Analyse entscheiden.

  

• Sebastian Hinz, Karsten Schmidt, and Christian Stahl. Transforming BPEL to Petri Nets. In Wil M. P. van der Aalst, B. Benatallah, F. Casati, and F. Curbera, editors, Proceedings of the Third International Conference on Business Process Management (BPM 2005), volume 3649 of Lecture Notes in Computer Science, Nancy, France, pages 220-235, September 2005. Springer-Verlag.

  Abstract: We present a Petri net semantics for the Business Process Execution Language for Web Services (BPEL). Our semantics covers the standard behaviour of BPEL as well as the exceptional behaviour (e.g. faults, events, compensation). The semantics is implemented as a parser that translates BPEL specifications into the input language of the Petri net model checking tool LoLA. We demonstrate that the semantics is well suited for computer aided verification purposes.

  

• Axel Martens. Analyzing Web Service based Business Processes. In Maura Cerioli, editor, Proceedings of Intl. Conference on Fundamental Approaches to Software Engineering (FASE'05), Part of the 2005 European Joint Conferences on Theory and Practice of Software (ETAPS'05), volume 3442 of Lecture Notes in Computer Science, Edinburgh, Scotland, April 2005. Springer-Verlag.

  Abstract: This paper is concerned with the application of Web services to distributed, cross-organizational business processes. In this scenario, it is crucial to answer the following questions: Do two Web services fit together in a way such that the composed system is deadlock-free? - the question of compatibility. Can one Web service be replaced by another while the remaining components stay untouched? - the question of equivalence. Can we reason about the soundness of one given Web service without considering the actual environment it will by used in? This paper defines the notion of usability - an intuitive and locally provable soundness criterion for a given Web services. Based on this notion, this paper demonstrates how the other questions could be answered. The presented method is based on Petri nets, because this formalism is widely used for modeling and analyzing business processes. Due to the existing Petri net semantics for BPEL4WS - a language that is in the very act of becoming the industrial standard for Web service based business processes - the results are directly applicable to real world examples.

  

• Axel Martens. Consistency between Executable and Abstract Processes. In Proceedings of Intl. IEEE Conference on e-Technology, e-Commerce, and e-Services (EEE'05), Hong Kong, March 2005. IEEE Computer Society Press.

  Abstract: Process models play an all-important role in the development of cross-organizational business processes. On the one hand, the interaction between the participating companies often is specified globally, for example by means of multiple abstract process models - one for each partner. On the other hand, each partner defines its local process autonomously in terms of an executable process model. The important question is whether such an executable model is consistent to the predefined abstract model. This paper describes an approach to prove this property automatically.

  

• Axel Martens. Process Oriented Discovery of Business Partners. In Proceedings of 7th Intl. Conference on Enterprise Information Systems (ICEIS'05), Vol 3, Miami, Florida, May 2005. INSTICC.

  Abstract: Emerging technologies and industrial standards in the field of Web services enable a much faster and easier cooperation of distributed partners. With the increasing number of enterprises that offer specific functionality in terms of Web services, discovery of matching partners becomes a serious issue. At the moment, discovery of Web services generally is based on meta-information (e. g. name, business category) and some technical aspects (e. g. interface, protocols). But, this selection might be to coarse grained for dynamic application integration, and there is much more information available. This paper describes a method to discover business partners based on the comparison of their behavior ? specified in terms of their published Web service process models.

  

• Axel Martens. Simulation and Equivalence between BPEL Process Models. In Proceedings of the Design, Analysis, and Simulation of Distributed Systems Symposium (DASD'05), Part of the 2005 Spring Simulation Multiconference (SpringSim'05), San Diego, California, April 2005.

  Abstract: The integration of business process across the boundaries of individual enterprises or business units is becoming increasingly important. In this scenario, process models play an all-important role. On the one hand, the interaction between the participating companies often is specified globally, for example by means of multiple abstract process models - one for each partner. On the other hand, each partner defines its local process autonomously in terms of an executable process model. The important question is whether such an executable model is consistent to the predefined abstract model. This paper defines a simulation relation between BPEL process models, and presents a method to verify consistency automatically, on top of it.

  

• Wolfgang Reisig. Modeling- and Analysis Techniques for Web Services and Business Processes. In Martin Steffen and Gianluigi Zavattaro, editors, Formal Methods for Open Object-Based Distributed Systems: 7th IFIP WG 6.1 International Conference, FMOODS 2005, Athens, Greece, June 15-17, 2005. Proceedings, volume 3535 of Lecture Notes in Computer Science, pages 243-258, May 2005. Springer Verlag.

  Abstract: Open distributed systems include in particular Web services and business processes. There is a need of techniques to model such systems formally, and to derive decisive properties from such models. Three such techniques are presented in this paper, exemplified by help of realistic examples, and mutually related w.r.t. their respective expressive power and the availability of analysis techniques.

  

• Daniela Weinberg and Karsten Schmidt. Reduction Rules for Interaction Graphs. In Karsten Schmidt and Christian Stahl, editors, 12. Workshop Algorithmen und Werkzeuge für Petrinetze (AWPN 2005), Proceedings, pages 60-65, September 2005. Humboldt-Universität zu Berlin.

  Abstract: The internet today has grown to be more than just being a basisfor exchanging information. It steadily becomes a platform for processing business processes. Many companies distribute their service with the help of web services or integrate other web services into their own workflow. However, before a web service gets published it should be examined well. We will introduce a way of examining the controllability of a web service. We propose the interaction graph of a web service, that is modelled by an open workflow net. To verify whether such a net is controllable or not it is sufficient to construct a reduced interaction graph. We will define reduction rules that minimize the size of the graph greatly. The analysis using the interaction graph as well as the reduction rules are implemented and have been integrated into an analysis tool kit for web services.

  

• Axel Martens. Analysis and re-engineering of Web Services. In Proceedings of 6th International Conference on Enterprise Information Systems (ICEIS'04), 2004. Porto, Portugal.

  Abstract: To an increasing extend software systems are integrated across the borders of individual enterprises. The Web Service approach provides group of technologies to describe components and their composition, based on well established protocols. Focused on business processes, one Web Service implements a local subprocess. A distributed business processes is implemented by the composition a set of communicating Web Services. At the moment, there are various modeling languages under development to describe the internal structure of one Web Service (e. g. Business Process Execution Language for Web Services BPEL4WS (BEA et al., 2002a)) and the choreography of a set of Web Services (e. g. Web Service Choreography Interface WSCI (BEA et al., 2002b)). Nevertheless, there is a need for methods for stepwise construction and verification of such components. This paper abstracts from concrete syntax of any proposed language definition. Instead, we apply Petri nets to model Web Services. Thus, we are able to reason about essential properties, e. g. usability of a Web Service - our notion of a quality criterion. Based on this framework, we present an algorithm to analyze a given Web Service and to transfer a complex process model into a appropriate model of a Web Service.

  

• Karsten Schmidt. Distributed Usability of Web Services. In Proceedings of the 11th Workshop on Algorithms and Tools for Petri Nets (AWPN 04), pages 19-24, 2004. Bericht tr-ri-04-251, Universität Paderborn.

  Abstract: We estabilish a theory of distributed usability. To do so, it is however neccessary to modify the already existing theory of central usability.

  

• Karsten Schmidt and Christian Stahl. A Petri net semantic for BPEL4WS - validation and application. In Ekkart Kindler, editor, Proceedings of the 11th Workshop on Algorithms and Tools for Petri Nets (AWPN'04), pages 1-6, October 2004. Universität Paderborn.

  Abstract: We translated a small business process into a recently defined Petri net semantic. Then we used the tool LoLA for validating the semantic as well as for proving relevant properties of the particular process.

  

• Axel Martens. Compatibility of Web Services. In 10th Workshop on Algorithms and Tools for Petri Nets (AWPN 2003), Eichstätt, Germany, pages 26.-27, September 2003.

  Abstract: To an increasing extend business processes run across the borders of individual enterprises. Thus, there is a need to map each local subprocess into a self-contained component; a distributed business process arises from composition of such component via standardized communication protocols. The Web service approach provides a standardized, platform independent and widely accepted concept of components and composition for distributed systems of all kinds. This approach comes along together with group of technologies to describe precisely the structure of one Web service and the composition of a set of Web services. Although the technological basement is given, there is a lot of open questions, e. g. semantic compatibility of two Web services. This paper abstracts from concrete syntax of any proposed language definition. Instead, we apply Petri nets to model Web services. Thus, we are able to reason about essential properties, e. g. usability of a Web service - our notion of a quality criterion. Based on this framework, we discuss and define a criterion for semantic compatibility of Web services.

  

• Axel Martens. On Usability of Web Services. In Coral Calero, Oscar Díaz, and Mario Piattini, editors, Proceedings of 1st Web Services Quality Workshop (WQW 2003), Rome, Italy, 2003.

  Abstract: This paper is concerned with the application of Web services to distributed, cross-organizational business processes. Web services provide a platform independent concept of components and composition. Thus, they seem to be a proper technology to cover the heterogenous structures within distributed business processes: One Web service realizes a local subprocess. A distributed business process is realized by the composition of a set of Web services. Although the technological basement is given, there is a lot of open questions: Do two Web services fit together in a way, that the composition yields a deadlock-free system? - the question of compatibility. Can one Web service be exchanged by another within a composed system without running into problems? - the question of equivalence. Can we reason about the quality of one given Web service without considering the environment it will by used in? In this paper we present the notion of usability - our quality criterion of a Web service. This criterion is intuitive and can be easily proven locally. Moreover, this notion allows to answer the other questions mentioned above. The approach and the results presented in this paper are taken from a larger framework for modeling and analyzing business processes by help of Web services published in my PhD thesis [9].

  

Technische Berichte

• Dirk Fahland. Translating UML2 Activity Diagrams Petri Nets for analyzing IBM WebSphere Business Modeler process models. Informatik-Berichte 226, Humboldt-Universität zu Berlin, 2008.

  Abstract: We present a formal semantics for a variant of UML2 Activity Diagrams that is used in the IBM WebSphere Business Modeler for modeling business processes. Business process models created in the IBM WebSphere Business Modeler or with other UML2 modeling tools often constitutes one of the key specification artifacts for building an information system that implements or supports the specified processes. As UML2 Activity Diagrams lack a universally agreed semantics, the step from specification to implementation usually faces a semantical impedance caused by different interpretation of the same diagram. A well-defined formal semantics for the specification language determines the interpretation of a diagram and allows for reasoning about as well as validating and verifying a given specification on common (formal) grounds. We adapt approaches for formalizing semantics of UML2 Activity Diagrams and apply them to the core features of the IBM WebSphere Business Modeler language for purpose of formal verification. We provide a parameterized Petri net pattern for each language concepts. A diagram is translated by instantiating a pattern for each use of a concept; merging the resulting Petri net fragments according to the structure of the original diagram yields a Petri net that specifies the behavioral semantics of the diagram. The resulting Petri net can be verified for control-flow errors using the model checker LoLA. The semantics has been implemented in a tool that is available at http://www.service-technology.org/uml2owfn/.

  

• Wolfgang Reisig. Modeling- and Analysis Techniques for Web Services and Business Processes. Informatik-Berichte 183, Humboldt-Universität zu Berlin, 2005.

• Wolfgang Reisig, Karsten Schmidt, and Christian Stahl. Verteilte Geschäftsprozesse modellieren und analysieren. Informatik-Berichte 182, Humboldt-Universität zu Berlin, February 2005.

  Abstract: Verteilte Geschäftsprozesse nutzen das Internet, um auf heterogenen Rechnerstrukturen Dienste auszubieten. Modellierungstechniken und Implementierungssprachen für solche Dienste werfen im Vergleich mit herkömmlichen Rechnern grundlegend neue Fragestellungen auf. Wir diskutieren einige davon und zeigen, wie Petrinetze ihre Beantwortung ermöglichen.

  

• Christian Stahl. A Petri Net Semantics for BPEL. Informatik-Berichte 188, Humboldt-Universität zu Berlin, July 2005.

  Abstract: We present a pattern-based Petri net semantics for the Business Process Execution Language for Web Services (BPEL). Our semantics is complete - it covers the standard behaviour of BPEL as well as the exceptional behav-iour (e.g. faults, events, compensation). Therefore every business process specified in BPEL can be transformed into a Petri net.

  

• Axel Martens, Christian Stahl, Daniela Weinberg, Dirk Fahland, and Thomas Heidinger. Business Process Execution Language for Web services - Semantik, Analyse und Visualisierung. Informatik-Berichte 169, Humboldt-Universität zu Berlin, July 2004.

  Abstract: Moderne Systeme der Informationstechnik bestehen zumeist aus einer Vielzahl von Komponenten, die in einem Netzwerk auf verteilten Knoten ausgeführt werden. Mit dem Web-Service-Ansatz können solche Systeme einfacher und flexibler entwickelt werden. Diese Arbeit befasst sich mit der Modellierung, Visualisierung und Analyse von Web Services. Ein Web Service kapselt eine Anwendung und stellt diese über ein wohldefiniertes Interface der Außenwelt zur Verfügung. Im Gegensatz zu früheren Ansätzen dienen eine Reihe zusammenhängender Technologien zur Beschreibung eines Web Service. Diese Arbeit beschäftigt sich vor allem mit der internen Struktur eines Web Service, beschrieben mit Hilfe der Business Process Execution Language for Web Services (BPEL4WS) [ACD+02]. Der Web-Service-Ansatz bietet ein homogenes Konzept von Komponenten und ihrer Komposition ber einem heterogenen Netzwerk. Damit ist die syntaktische Grundlage für die Entwicklung verteilter Systeme gelegt. Wesentlich für den Erfolg der Web Services ist jedoch die Beantwortung der semantischen Fragestellungen: Passen zwei gegebene Web Services inhaltlich zusammen? Kann in einem verteilten System ein gegebener Web Service durch einen anderen ersetzt werden? Entspricht ein konkreter Web Service einer gegebenen abstrakten Spezifikation? Diese Arbeit befasst sich mit der Beantwortung dieser und weiterer Fragestellungen im Web-Service-Ansatz: In einem ersten Schritt entwickeln wir eine formale Semantik für die Sprache BPEL4WS. Darauf aufbauend werden Methoden zur Analyse verteilter Systeme auf die konkreten Anforderungen bertragen und neue Verfahren entwickelt. Für die Diskussion der Modelle und Eigenschaften entwickeln wir eine intuitive graphische Repräsentation der Sprache BPEL4WS. Das Ziel der Forschungen ist die Umsetzung der Methoden in einem integrierten Entwicklungswerkzeug für BPEL4WS. Die vorliegende Arbeit beschreibt die ersten Ergebnisse in einem laufenden Projekt.

  

Studien- und Diplomarbeiten

• Katharina Görlach. Ein Verfahren zur abstrakten Interpretation von XPath-Ausdrücken in WS-BPEL-Prozessen. Diplomarbeit, Humboldt-Universität zu Berlin, March 2008.

  Abstract: Die Web Services Business Process Execution Language ist eine Sprache zur Modellierung von Geschäftsprozessen als Web Services. Für eine umfassende Analyse von WS-BPEL-Prozessen müssen auch die Daten der Prozesse analysiert werden. Daten werden in WS-BPEL-Prozessen mit Hilfe von XML-Schema typisiert und standardmäßig mit Hilfe von XPath manipuliert. Eine Datenanalyse für WS-BPEL muss deshalb XML-Schema berücksichtigen die im Prozess enthaltenen XPath-Ausdrücke auswerten. Eine solche Datenanalyse ermöglicht Rückschlüsse auf den Kontrollfluss und dient so beispielsweise zur Optimierung eines WS-BPEL-Prozesses. In der vorliegenden Arbeit wird ein Verfahren zur abstrakten Interpetation von XPath-Ausdrücken in WS-BPEL-Prozessen vorgestellt. Dafür wird ein umfassendes Datenmodell für WS-BPEL-Prozesse sowie die enthaltenen XPath-Ausdrücke entwickelt. Auf Grundlage des entwickelten Datenmodells stellen wir eine statische Analyse vor, die die XPath-Ausdrücke in einem WS-BPEL-Prozess abstrakt interpretiert. Die Analyse berechnet dabei die Wertebereiche für Variablen und Bedingungen in WS-BPEL-Prozessen.

  

• Konstanze Swist. Modellierung des Workflows der Task Force Erdbeben des GFZ mit Petrinetzen. Studienarbeit, Humboldt-Universität zu Berlin, October 2008.

• Jens Kleine. Transformation von offenen Workflow-Netzen zu abstrakten WS-BPEL-Prozessen. Diplomarbeit, Humboldt-Universität zu Berlin, July 2007.

  Abstract: In dieser Arbeit präsentieren wir eine Transformation von offenenWorkflow-Netzen zu abstrakten WS-BPEL-Prozessen. Als Web Services implementierte Geschäftsprozesse sind zunehmend verbreiteter und von größerer finanzieller Bedeutung. Daher müssen sie vor ihrem Einsatz auf wichtige Eigenschaften wie korrekte Terminierung oder Bedienbarkeit überprüft werden. Die häufig eingesetzte Modellierungssprache WS-BPEL ist jedoch auf Grund ihrer fehlenden formalen Semantik nicht analysierbar. Aus diesem Grund existieren Werkzeuge zur Überführung von WS-BPEL-Prozessen in die Petrinetzklasse der offenen Workflow-Netze. Für diese kann auf eine Reihe von Tools zur formalen Analyse von Geschäftsprozessen zurückgegriffen werden. Unsere Transformation ermöglicht es, die Ergebnisse dieser Analysewerkzeuge vollautomatisch in WS-BPEL-Prozesse zurück zu übersetzen. So können unter anderem Beispiele für im Prozess auftretende Fehler und bedienende Partner als WS-BPEL-Code an den Anwender zurückgegeben werden, ohne dass dieser sich dazu mit den, in den Zwischenschritten der Analyse verwendeten, Petrinetzen auskennen muss. Zudem bietet unsere Transformation die Möglichkeit Geschäftsprozesse graphbasiert als offene Workflow-Netze zu modellieren und diese anschließend automatisch in einen abstrakten WS-BPEL-Prozess zu übersetzen.

  

• Peter Laufer. Public-View-Generierung. Diplomarbeit, Humboldt-Universität zu Berlin, November 2007.

  Abstract: Die Analyse und Optimierung der Geschäftsprozesse ist von enormer Bedeutung für den langfristigen Erfolg eines Unternehmens. Die Märkte sind heutzutage zunehmend global und befinden sich in stetem Wandel, was eine fortwährende Überprüfung und Anpassung der Prozesse innerhalb eines Unternehmens erfordert. Durch den rasanten technologischen Fortschritt und den vermehrten Einsatz von Computern lassen sich immer größere Teile von Prozessen automatisieren. Einen neuen Ansatz zur Realisierung der IT-Infrastruktur in Unternehmen stellt dabei die service-orientierte Architektur (SOA) dar. Services, die eine wohldefinierte Funktionalität in einem Netzwerk zur Verfügung stellen, lassen sich unter relativ geringem Aufwand zu neuen Prozessen kombinieren und bei Bedarf ersetzen, ohne dass eine kostenintensive Anpassung vorhandener Lösungen erforderlich ist. Über das Internet können Dienste als sog. Web-Services zur Verfügung gestellt werden und so in die Abläufe der Prozesse anderer Unternehmen integriert werden. Um Services für potentielle Interessenten bekannt zu machen, muss eine Beschreibung der Funktionalität bei einem Verzeichnisdienst (service broker) hinterlegt werden. Im Bereich der Veröffentlichung von Services in Verzeichnisdiensten bieten sich zwei Konzepte zur Abstraktion von unternehmensinternen Informationen der Prozesse an: der Public View und die Bedienungsanleitung. Während für beliebige Prozesse eine Bedienungsanleitung automatisch berechnet werden kann und es Algorithmen gibt, die auf Basis der Bedienungsanleitungen entscheiden können, ob zwei Prozesse problemlos miteinander interagieren können, muss ein Public View bisher noch von einem Entwickler per Hand modelliert werden. Eine solche Modellierung ist jedoch aufwendig, fehleranfällig und kann ohne eine anschließende Verifikation nicht garantieren, dass sich der ursprüngliche Prozess P und sein Public View P' in Bezug auf die Bedienbarkeit äquivalent verhalten. Wir wollen uns in dieser Arbeit daher mit Verfahren zur automatischen Public-View-Generierung befassen. Verschiedene Ansätze werden im Detail vorgestellt und miteinander verglichen. Anhand von Fallstudien werden wir die Stärken und Schwächen der Verfahren näher beleuchten und Empfehlungen zu deren Einsatz ableiten.

  

• Jens Kleine. Abstrakte Petrinetzmuster für BPEL unter Bewahrung von Verklemmungen. Studienarbeit, Humboldt-Universität zu Berlin, October 2006.

  Abstract: Wir präsentieren die Reduktion einer Petrinetzsemantik für die Business Process Execution Language for Web Services, die alle Verklemmungen bewahrt und dabei die Petrinetzmuster so stark verkleinert, dass Model-Checking größerer Geschäftsprozesse ermöglicht wird. Dies geschieht, indem wir jedes Petrinetzmuster einzeln betrachten und verkleinern. Bisherige Versuche der computergestützten Analyse scheiterten auf Grund der Größe und Komplexität der entstandenen Petrinetze.

  

• Peter Laufer. Grundlagen für die Anpassung der Petrinetz-Semantik an WS-BPEL 2.0. Studienarbeit, Humboldt-Universität zu Berlin, May 2006.

  Abstract: Die Business Process Execution Language for Web Services (BPEL) ist eine Sprache zur Definitionvon Geschäftsprozessen als Web Services. Um Eigenschaften eines BPEL-Prozesses verifizieren zu können, entwickelte Stahl eine Transformation von BPEL4WS 1.1 in Petrinetze. Als Ergebnis des Standardisierungsprozesses von BPEL wird demnächst die Version WS-BPEL 2.0 verabschiedet werden. Da auch WS-BPEL 2.0 eine textuelle informelle Spezifikation zugrunde liegen wird, wäre eine angepasste Petrinetz-Semantik für Verifikationszwecke weiterhin sehr hilfreich. Ziel dieser Arbeit ist es deshalb, die nderungen von WS-BPEL 2.0 im Vergleich zum Vorgänger BPEL4WS 1.1 zu dokumentieren und Vorschläge in Bezug auf die Anpassung der vorhandenen Petrinetz-Semantik zu geben. Die Betrachtungen beziehen sich dabei auf eine Entwurfsfassung der kommenden Spezifikation von WS-BPEL 2.0 vom 16. März 2006.

  

• Alexander Brade. ASMs und die Struktur und Dynamik von Web Services. Studienarbeit, Humboldt-Universität zu Berlin, January 2005.

• Carsten Frenkler. Modellierung und Analyse transaktionaler Geschäftsprozesse. Diplomarbeit, Humboldt-Universität zu Berlin, July 2005.

  Abstract: Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit zwei wichtigen Aspekten von Geschäftsprozessen. Das ist einerseits die Frage, ob die Funktionalität eines Prozesses genutzt werden kann und andererseits die Frage, ob die Transaktionen eines Prozesses vernünftig verarbeitet werden können. Für die Analyse der beiden Aspekte wird ein geeignetes Modell benötigt. Hierfür werden die auf Petrinetzen basierenden Workflow-Module erweitert, indem transaktionale Eigenschaften in ein Petrinetz übersetzt werden und in das Modul integriert werden. Letztlich liefert die Analyse der Bedienbarkeit des erweiterten Moduls eine Antwort auf beide Fragen.

  

• Sebastian Hinz. Implementierung einer Petrinetz-Semantik für BPEL. Diplomarbeit, Humboldt-Universität zu Berlin, March 2005.

  Abstract: BPEL ist eine Modellierungssprache zur Beschreibung von verteilten Geschäftsprozessen mit Webservices. Um mit formalen Methoden die Sprache selbst und in BPEL modellierte Prozesse verifizieren zu können, wird eine formale Semantik benötigt. Auf der Basis von Petrinetzen wurde bereits eine solche Semantik entwickelt. Um die Analyse eines Prozesses zu ermöglichen wird ein Werkzeug benötigt, das die Transformation des Prozesses in ein Petrinetz übernimmt. In der vorliegenden Arbeit wird ein solches Werkzeug entwickelt, vorgestellt und seine Funktionsweise erläutert.

  

• Dirk Fahland. Ein Ansatz einer formalen Semantik der Business Process Execution Language for Web Services mit Abstract State Machines. Studienarbeit, Humboldt-Universität zu Berlin, August 2004.

  Abstract: In dieser Arbeit stellen wir einen Ansatz zur Definition einer formalen Semantik für die Business Process Execution Language for Web Services (kurz BPEL4WS) von IBM, Microsoft und deren Industriepartnern vor. Zur Formalisierung wählen wir den Abstract-State-Machine-Formalismus (kurz ASM), dessen theoretische Fundierung es uns erlaubt, die Semantik von BPEL4WS auf der selben Abstraktionsebene zur formalisieren, die in der informalen BPEL4WS-Spezifikation vorgegeben ist. Wir werden den inneren Aufbau der Sprache präzise, formal abbilden und damit eine intuitiv und anschaulich nachvollziehbare Entsprechung zwischen den Abläufen eines BPEL4WSProzesses gemäß der gegebenen informalen Semantik und unserer formalen Semantik aufzeigen. Dazu analysieren wir die Struktur von BPEL4WS und zeigen mit welchen Mitteln des ASM-Formalismus diese adäquat, formal erfasst werden und wie in ASM notierte Spezifikationen zu lesen sind. Hierzu werden wir beispielhaft ausgewählte, syntaktische Konstrukte von BPEL4WS nach unserem Ansatz formalisieren. Die vorliegende Arbeit bezieht sich auf die informale BPEL4WS-Spezifikation v1.1, veröffentlicht am 5. Mai 2003.

  

• Carsten Frenkler. BPEL-Boxen. Ein Modell zur Integration von Transaktionskonzepten in Geschäftsprozesse mit Petrinetzen. Studienarbeit, Humboldt-Universität zu Berlin, February 2004.

• Christian Stahl. Transformation von BPEL4WS in Petrinetze. Diplomarbeit, Humboldt-Universität zu Berlin, April 2004.

  Abstract: BPEL4WS ist eine Sprache zur Beschreibung verteilter Geschäftsprozesse mit Web Services. Es besteht die Notwendigkeit, die Sprache trotz ihrer Komplexität zu verstehen, um mit ihr im Umfeld von Web Services arbeiten zu können. Mit Hilfe einer formalen Semantik ist es möglich, die Sprache selbst und mit BPEL4WS spezifizierte Geschäftsprozesse zu verifizieren. In der vorliegenden Arbeit wird eine Petrinetz-Semantik für BPEL4WS vorgestellt. Dazu wird gezeigt, dass jedes Konstrukt der Sprache BPEL4WS in ein Petrinetz-Muster übersetzt werden kann. Damit ist es möglich, jeden in der Geschäftsprozesssprache BPEL4WS modellierten Geschäftsprozess in ein Petrinetz zu transformieren. Bei der Entwicklung der Semantik kann auf Forschungsergebnisse aus dem Bereich "Petrinetze als Werkzeug zur Geschäftsprozessmodellierung" zurückgegriffen werden.

  

• Daniela Weinberg. Analyse der Bedienbarkeit. Diplomarbeit, Humboldt-Universität zu Berlin, October 2004.

  Abstract: Das heutige Internet wächst zunehmend von einer Plattform als Informationsquelle hin zu einer Basis für die Abwicklung von Geschäftsprozessen. Zahlreiche Firmen stellen ihre Dienste bereits mit Hilfe von Web-Services zur Verfügung oder integrieren andere bereitgestellte Web-Services in ihren Geschäftsablauf. Nach Studien einiger Forschungsinstitute geht der Trend in der heutigen IT-Branche stark zum Einsatz solcher verteilter Geschäftsprozesse. Es werden Schlagworte wie out-tasking, plug-and-play und Lego-Wirtschaft geprägt. Bevor ein Geschäftsprozess in Form eines Web-Services jedoch veröffentlicht wird, sollte dieser geeignet untersucht werden. Wir werden uns in dieser Arbeit diesem Thema mit Hilfe von Petri-Netz-Modulen nähern. Sie modellieren gerade die interne Struktur von Geschäftsprozessen und ermöglichen es, den Prozess geeignet zu analysieren. Uns interessiert bei der Analyse, ob die Funktionalität, die ein Web-Service bereitstellen soll, auch wirklich genutzt werden kann. Wir sprechen in diesem Zusammenhang von Bedienbarkeit. Für die Analyse definieren wir den Interaktionsgraphen eines Workflow-Moduls, welcher die Zustände des Moduls und dessen Interaktion mit einer Umgebung veranschaulicht. Auf dieser Grundlage können wir dann eine Bedienstrategie definieren, durch die das Modul bedient werden kann. Das hei¼t, wenn eine Umgebung das Modul so bedienen kann, dass dieses ordentlich terminiert, finden wir eine Bedienstrategie in dem Interaktionsgraphen des Moduls. Darüber hinaus bieten die Graphen dem Modellierer die Möglichkeit, einen Blick auf die Abläufe seines Moduls zu werfen und genau erkennen zu können, welche Zustände des Moduls bei welcher Interaktion mit der Umgebung eingenommen werden. Auf Grundlage dieser Analyse kann der Modellierer seinen Prozess überarbeiten, anpassen etc. Um die Bedienbarkeit der Workflow-Module durch den Interaktionsgraphen zu verifizieren, reicht es aus, einen reduzierten Graphen zu konstruieren. Wir werden Reduktionsregeln definieren, die den Nachweis der Bedienbarkeit in den reduzierten Graphen erhalten. Die in dieser Arbeit entwickelten Algorithmen sind implementiert und in Wombat4ws, einem Analysewerkzeug für Web-Services, integriert worden.

  

• Stephan Weißleder. Semantische Fundierung der Web-Service-Beschreibungssprache WSCI. Diplomarbeit, Humboldt-Universität zu Berlin, November 2004.

  Abstract: Wir beschäftigen uns in dieser Arbeit mit verschiedenen Beschreibungsmöglichkeiten für Web Services. Im Vordergrund stehen dabei die Web-Service-Beschreibungssprache WSCI und ihre Eigenschaften. Wir werden eine Semantik entwickeln, die Stärken und Schwächen der zugrunde liegenden Spezifikation [AAF+02] aufzeigt und mit deren Hilfe wir die Eigenschaften von WSCI überprüfen können.

  

• Dirk Hain and Christian Stahl. Komposition von Web Services. Studienarbeit, Humboldt-Universität zu Berlin, April 2003.

  Abstract: Verteilte Systeme haben in den letzten Jahren in der Informatik immer mehr an Bedeutung gewonnen. Die Web-Service-Architektur ist eine Software-Architektur zur Modellierung und Implementierung verteilter Systeme. Sie ist als eine der zukunftsträchtigsten Technologien angesehen, die aber noch in der Erprobungsphase steckt. Unter anderem ist die Kompatibilität von Web Services eine offene Frage, wobei weniger syntaktische als vielmehr sematischen Kompatibilität problematisch ist. Diese Arbeit soll Ansätze zur Bestimmung semantischer Kompatibilität von Web Services liefern.

  

• Thomas Heidinger. Statische Analyse von BPEL4WS-Prozessmodellen. Studienarbeit, Humboldt-Universität zu Berlin, December 2003.

• Lars Münzberg. Komposition von Web Services. Studienarbeit, Humboldt-Universität zu Berlin, June 2003.

  Abstract: Verteilte Systeme haben im letzten Jahrzehnt stetig an Bedeutung gewonnen, so sind sie aus dem täglichen Leben nicht mehr weg zu denken. Ein Beispiel hierfür ist das Bezahlen mit der EC-Karte oder die Buchbestellung über das Internet. Die Web-Service-Softwarearchitektur soll die Grundlage einer neuen zukunftsträchtigen Generation verteilter Systeme bilden. Momentan befindet sich die Technologie aber noch in der Entwicklungsphase, unter anderem ist die Komponierbarkeit von Web Services eine offene Frage. In dieser Arbeit soll ein Ansatz zur Entscheidung der als problematisch geltenden semantischen Kompatibilität entworfen werden.

  

• Daniela Weinberg. Graphische Repräsentation von BPEL. Studienarbeit, Humboldt-Universität zu Berlin, August 2003.

• Wolf Richter. Spezifikation und Implementation organisationsübergreifender Geschäftsprozesse mit Petrinetzen. Diplomarbeit, Humboldt-Universität zu Berlin, 2002.

• Wolf Richter. Syntaktische Erkennung von Modellierungsfehlern in Web Services. Studienarbeit, Humboldt-Universität zu Berlin, December 2001.

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