Collaborative systems business-processes_10-11

Introducción al
Modelado de Procesos de Negocio

Profesores: Kawtar Benghazi
José Luis Garrido Bullejos
Manuel Noguera García

Invitados: Lawrence Chung (UT Dallas, EEUU)
Wil van der Aalst (TU Eindhoven, Holanda)
Departamento de Lenguajes y Sistemas Informáticos Máster en Desarrollo de
Universidad de Granada Software

Índice
• Introducción
Concepto de Proceso de Negocio
Contexto
Motivación
• Modelado de Procesos de Negocio
Concepto
Contexto
Objetivos
Componentes de un modelo de proceso de negocio
Notaciones
• Criterios para elegir una buena notación
Herramientas
• Introducción a BPMN
Elementos de la notación
Ejemplos de uso
• Bibliografía
Departamento de Lenguajes y Sistemas Informáticos Máster en Desarrollo de 2
Manuel Noguera – Sistemas Colaborativos y Procesos de Negocio 10-11

¿Qué es un Proceso de Negocio
(Business Process - BP)?
• “Un conjunto estructurado, medible de actividades diseñadas para producir un
producto especificado, para un cliente o mercado específico. Implica un fuerte énfasis
en CÓMO se ejecuta el trabajo dentro de la organización, en contraste con el
énfasis en el QUÉ, característico de la focalización en el producto”, [Davenport 1993]

• “Un proceso de negocio contiene actividades con propósito, es ejecutado
colaborativamente por un grupo de trabajadores de distintas especialidades, con
frecuencia cruza las fronteras de un área funcional, e invariablemente es detonado
por agentes externos o clientes de dicho proceso”, [Ould 1995]

• “A business process is a persistent unit of work started by a business event such as
an invoice, request for proposal or a request for funds transfer. The process is driven
by business rules that trigger tasks and subprocesses, with each state transition
being executed within a transaction and audited for business reasons when required.
Tasks and sub-processes are assigned to resources, which are organizational units
that are capable and authorized to play specific roles in the processes”, [Dayal 2001]


Ejemplo (de descripción de
proceso de negocio): Actualizar
Stock de Productos

Fuente: SOA agenda


Motivación
• Sistemas empresariales altamente
informatizados: el sistema software
es un elemento central

• Interés creciente por parte de las
empresas
Informe IDC (2008): 70% de empresas
SOA pasando de un modelo tecnológico
centrado en la integración a otro con foco
en los procesos de negocio
Informe ADECCO: Ej. “Programador
JAVA”

• Importantes intereses económicos:
Ej: Airbus, Boeing y 787 “Dreamliner”

Ámbito de los Procesos de
Negocio
• Gestión de empresas y organizaciones
(Enterprise Management)
Enterprise Modelling
• Enterprise Architectures
Scheduling, planning
Business Process Management
• Business Process Modelling
• Despliegue (deployment)* [también en Enterprise Architectures]
Subcontratación (outsourcing)


• Business Process Modelling (BPM)
BPM también (Business Process Management) [Ko 2009][Ko
2009b]
“Representar los procesos de negocio de una
empresa u organización con objeto de que puedan
ser analizados y mejorados”:
• Validación: Se realizan todas la tareas, ciclos
• Simulación: Ahorro de costes antes de la implementación


Modelado de Procesos de Negocio (II)
• Antecedentes y ejemplos:
Grupos de trabajo sobre workflow
• WfMC
Estándares y lenguajes de workflow
• Redes de Petri
• Activity diagrams
• YAWL (Yet Another Workflow Language, Aalst)
Metodologías de modelado de procesos
• Proclets [Aalst 2001]
• AMENITIES [Garrido 2003]
Patrones de workflow
• Autores actuales:
Wil van der Aalst (Marlon Dumas, Arthur ter Hofstede...)
Fabio Casati


Modelado de Procesos de Negocio (III)
system architect
Collaborative
System

• Principales responsables:
Coop-Task mortgageGranting

* 1..* 1..*
payroll

Organization * Group unpaids headOfRisk: appraiser:
collectApplicantData value
* * connect accounts
* valuationReport
[Finished]
1..* 1..*
1..* < play
*
Role * headOfRisk:
* Actor feasibilityStudy

* connect * *

Analistas, Arquitectos/
*

* * debtReport
Goal *
check > [Refusal]
Law Capability [Hesitant]
debtReport
to achieve * * Status
interrupt
assign/remove *
* 1..*
bankManager+headOfRisk: [Passed]
* decideConcession
Task

diseñadores, desarrolladores
[Refusal] [Passed]

*
Cooperative headOfRisk:
Protocol conversational- prepareDocuments
Task communication Requirements
*
Event { face-to-face draft
shared-workspace}
*
1 send/receive bankManager:
Work

del sistema de información
giveApproval
Unit
trigger draft
* * [Signed]
*
Subactivity Action * headOfRisk: teller:
* createDeed openAccount
* do
* do
use * use
produce/use * *
Information
Object
*
Artefact

*
design titleDeed
[Unsigned] notary+bankManager+client:
agreeAndSign
Protocol negotiation-
communication Requirements
{ face-to-face
shared-workspace}

decisions
titleDeed
[Signed]
* use AMENITIES conceptual framework
Interaction for collaborative systems
Protocol
Organization Branch

[BankManager?]
Role BankManager Role HeadOfRisk
1
[H

structural

[Absent(BankManger)]
ea
dO
[MortgageApplied] NewClient
fR
isk

[Teller?]
?]
Coop-Task MortgageGranting Task ServeClient
1
view
Role Teller Role HeadOfRisk
2 1
Role Valuer
[MortgageApplied]

Organization ValuationOffice Organization NotaryOffice Coop-Task MortgageGranting
1
Role Director Role Notary
1 1

[Absent(Director)]
[Director?] [Notary?]

[Valuer?]

Role Valuer
[Agent?]

Role Agent
behavioral
2 3
views

diferent views
of the system model


Beneficios perseguidos/obtenidos
• Para la organización:
Efectividad se concreta lo que ha de llevarse a cabo
Eficiencia reutilización de procesos probados como más
eficientes
Consistencia detección de tareas no realizables,
prerrequisitos,...
Productividad reutilización de procesos más productivos
Ahorro asignación de costes (de tiempo, espacio y
económicos) e identificación de los procesos más ventajosos
Calidad, mejora general de los procesos


Beneficios perseguidos/obtenidos (II)
• Para el analista:
Agilización del proceso de desarrollo y, por tanto, de la carga de
trabajo
Identificación de errores en fases tempranas
Mayor nivel de abstracción
Independencia de plataformas tecnológicas concretas
• El modelo de negocio y la tecnología que lo soporta pueden
evolucionar por separado Model-driven Architecture (MDA)
Trazabilidad del sistema, por identificación de tareas y su
asignación a procedimientos manuales o automatizados


Elementos de un Modelo de
Proceso de Negocio
• Típicamente:
Objetivo(s) o motivo del proceso
Entradas
Salidas
Recursos utilizados
Secuencia de Actividades
Eventos que dirigen el proceso
Roles/participantes involucrados


Notaciones de modelado
• Algunos lenguajes y estándares:
Redes de Petri Carl Adam Petri
Diagramas de Actividades de UML OMG
SPEM (Software Process Engineering Meta-Model)
OMG

BPMN (Business Process Modeling Notation) OMG
XPDL (XML Process Definition Language) WfMC
IDEF (Integration DEFinition) U.S. Air Force
EPC (Event-driven Process Chain) ARIS – Architecture of
Integrated Information Systems, Scheer


Notaciones de modelado. Tipos
• Dependiendo de las metodologías y estrategias
empleadas:
Orientados a proceso: Se centran en las diferentes tareas a
completar para llevar a cabo un proceso completo
Orientados a recurso: Se centran en la utilización y distribución
de los recursos que son necesarios para llevar a cabo la
realización del proceso
Orientados a datos: Se centran en la definición de los datos y
en las transformaciones que sufren estos a los largo del proceso


Criterios
• Expresividad
La capacidad de modelar la complejidad de los procesos de negocio.
Regla de medida Patrones de workflow (van der Aalst)
La capacidad de representar roles y su asignación a diferentes tareas
• Capacidad para especificar las características de calidad de los
procesos de negocio
• Capacidad para especificar repositorios de procesos que nos
permitan la reutilización de procesos mediante la utilización de
conceptos como la variabilidad y la extensibilidad
• Capacidad para especificar atributos que nos permitan gestionar los
procesos (monitorizar, controlar o planificar los mismos)


Criterios (II)
• Permitir una vista multi-nivel de los procesos para partiendo de
descripciones más comprensibles de alto nivel o agregados, tener la
posibilidad de alcanzar niveles con gran cantidad de detalles
• Ser comprensible para aquellos que no son especialistas en
modelado. Esta característica es especialmente útil si con
posterioridad se pretende utilizar los modelos para la fase de análisis
de requisitos
• Permitir la integración y soporte para otro tipo de notaciones que
nos facilitará una mejor interacción entre las herramientas que den
soporte a estas notaciones


Herramientas
• Soyatec eBPMN
• Bonita Open Solution
• Magic Draw
• EPF Composer
(Eclipse Process Framework)

• Star UML
Procesos de desarrollo
de software


BPMN
• Business Process Modeling Notation [OMG 2009]
Estándar del OMG
Notación gráfica fácil de entender por analistas,
implementadores
• y también gestores, clientes, proveedores... (i.e.,
stakeholders)
Reduce la distancia entre el diseño de un proceso de
negocio y su implementación
Habilita la visualización de especificaciones en el
lenguaje XML para la ejecución de procesos


BPMN. Elementos Básicos
Elementos de modelado
para la creación de
diagramas de procesos
de negocio sencillos


BPMN. Conjunto completo de
Eventos
Un evento es algo que
ocurre durante el
transcurso de un proceso
de negocio
Los eventos interfieren en
el flujo de un proceso y
normalmente tienen un
disparador o un resultado
Pueden iniciar, interrumpir
o finalizar un flujo


Actividades
Una actividad representa
un trabajo realizado
dentro de un proceso de
negocio
Puede ser simple o
compuesta
Tipos de actividades:
Proceso, Sub-proceos y
tarea


Actividades (II)
Un Sub-proceso puede
mostrarse en forma
expandida revelando
detalles sobre actividades
de menor nivel de
abstracción


Conectores
Los flujos de secuencia
muestran el orden en que
deben realizarse las
actividades dentro de un
proceso
Un flujo de mensaje indica el
orden en que se intercambian
mensajes dos entidades
preparadas para ello
Las asociaciones relacionan
información y artefactos con
objetos de flujo


Pasarelas
Las “pasarelas”
(gateways) se utilizan
para bifurcar y coordinar
flujos de control
alternativos o
concurrentes
Si no hay que coordinarlo,
no hay por qué usarlas


Calles

Una “piscina” (pool) es un
contenedor gráfico para
particionar un conjunto de
actividades
Una “calle” (lane) es una
partición (vertical u
horizontal) dentro de una
piscina a lo largo de la
misma


Calles (II)

Pueden anidarse


Artefactos
Los objetos de datos no son
objetos de flujo (conectados
por flujos de secuencia)
Proveen información sobre
documentos, datos y otros
objetos de un proceso
Las anotaciones de texto son
un mecanismo para
proporcionar información
adicional al usuario de un
diagrama
Los grupos sirven para
organizar visualmente las
actividades

Ejemplo de un Flujo Normal


Ejemplo de modelado B2B


Ejemplo de modelado B2B (II)


Ejemplo de Gestión de
Excepciones
Los eventos intermedios sobre
el borde de una actividad
representan disparadores que
pueden interrumpir dicha
actividad
Toda la ejecución de la
actividad se detiene y el flujo
prosigue a partir del evento
Ejemplos: excepciones,
mensajes, temporizadores, etc.


Ejemplo de Gestión de
Compensación y Transacciones
Las transacciones son
subprocesos representados con
borde doble
Se sigue el flujo normal de salida
cuando se completa con éxito
Un evento intermedio de
cancelación representa el camino
a seguir cuando se cancela una
actividad
Ídem para los eventos intermedios
de excepciones o errores
Las actividades de compensación
están fuera del flujo normal del
proceso

Un proceso complejo


La vida
real
W.M.P. Aalst. “TRENDS IN
BUSINESS PROCESS ANALYSIS.
From Verification to Process
Mining”, ICEIS 2007, INSTICC,
Medeira, Portugal, pp. 12–22
(2007)


Ejemplo de mapeo a BPEL4WS
<process name="EMailVotingProcess">

<sequence>
<receive partnerLink="Internal" portType="tns:processPort"
operation="receiveIssueList“ variable="processData"
createInstance="Yes"/>
<invoke name="ReviewIssueList" partnerLink="Internal"
portType="tns:internalPort" operation="sendIssueList"
inputVariable="processData“ outputVariable="processData"/>
<switch name="Anyissuesready">

<case condition="bpws:getVariableProperty(ProcessData,NumIssues)>0">
<invoke name=“DiscussionCycle“ partnerLink="Internal"
portType="tns:processPort" operation=“callDiscussionCycle"
inputVariable="processData"/>
<!– Other Activities not shown -->

</case>
<otherwise>
<empty/>
</otherwise>
</switch>
</sequence>
Departamento de Lenguajes y Sistemas Informáticos
</process> Máster en Desarrollo de

BPMN. ¿Objetivos/Goals?*

• Whitestein
• URN – User Requirements
Notation (ITU), [Pourshahid 2009]
• Business Motivation Model
(OMG)
• Patente: “Method and tool for
business process adaptation
using goal modeling and analysis”
[A. Lapouchnian et al.]
*Tema de un posible trabajo para el curso

Investigación


Investigación


Bibliografía
• [Aalst 2001] W.M.P. van der Aalst, P. Barthelmess, C.A. Ellis, J.
Wainer. “Proclets: A Framework for Lightweight Interacting Workflow
Processes”, International Journal of Cooperative Systems 10(4),
2001, pp. 443-481
• [Dayal 2001] U. Dayal, M. Hsu, and R. Ladin. “Business Process
Coordination: State of the Art, Trends, and Open Issues”. 27th
International Conference on Very Large Data Bases (VLDB 2001),
pp. 3-13, Roma, Italy, 2001. Morgan Kaufmann
• [Davenport 1993] T.H. Davenport. “Process innovation :
reengineering work through information technology”. Boston, Mass.:
Harvard Business School Press, 1993
• [Garrido 2003] J.L. Garrido. “AMENITIES: Una metodología para el
desarrollo de sistemas cooperativos basada en modelos de
comportamiento y tareas”. Tesis Doctoral, Granada 2003


Bibliografía
• [Ko 2009] R.K.L. Ko. “A Computer Scientist's Introductory Guide to
Business Process Management (BPM)”.
http://www.acm.org/crossroads/xrds15-4/bpm.html
• [Ko 2009b] R.K.L. Ko, S.S.G. Lee, E. Lee. “Business process
management (BPM) standards: a survey”. Journal:Business Process
Management Journal, 2009, Volume 15 (5), pp.744 – 791
• [OMG 2009] OMG. "Business Process Model and Notation 2.0 Beta
1 Specification. http://www.omg.org/cgi-bin/doc?dtc/09-08-14
• [Ould 1995] M.A. Ould. “Business Process: Modelling and Analysis
for Re-engineering and Improvement”. Baffins Lane, Chichester,
England: John Wiley & Sons Ltd, 1995
• [Pourshahid 2009] A. Pourshahid, D. Amyot, L. Peyton, S.
Ghanavati, P. Chen, M. Weiss A.J. Forster. “Business process
management with the user requirements notation“. Electronic
Commerce Research, Volume 9, Number 4, Springer, pp. 269-316


Ejercicio
• Modelar un proceso de negocio para un sistema de
gestión de reservas de vuelo. Algunos requisitos:
Existen 3 operadores de reservas distribuidos
Los clientes pueden interactuar con ellos a través de Internet
El número de plazas del avión es limitado
Se requiere confirmación de la reserva en el plazo de cinco
minutos. En otro caso habrá de cancelarse
La reserva se lleva a cabo en una única transacción
El pago ha de recibirse en el plazo de un día


Introducción al

Profesores: Kawtar Benghazi
José Luis Garrido Bullejos
Manuel Noguera García

Invitados: Lawrence Chung (UT Dallas, EEUU)
Wil van der Aalst (TU Eindhoven, Holanda)

Detección de inconsitencias
• Ej. de actividad no alcanzable en BPEL


Patrones de workflow (van der
Aalst)
• van der Aalst, W., ter Hofstede, A., Kiepuszewski, B. & Barros, A. (2003),
‘Workflow patterns’, Distributed and Parallel Databases 14(3), 5–51 (enlace)
• 20 patrones de workflow clasificados en:
De control básico de flujo: Describen los aspectos elementales del control de
flujo de los procesos
De ramificación avanzada y sincronización
Patrones estructurales: Permiten identificar limitaciones estructurales de los
procesos, en especial aquellas relacionadas con bucles y terminaciones
Patrones con múltiples instancias: Comprenden aquellas situaciones en las
que puede haber ejecutándose varias instancias de una misma actividad dentro
de una misma instancia de un proceso
Patrones basados en estado: Permiten describir situaciones donde el siguiente
paso de la ejecución de la instancia de un proceso viene determinado por el
estado de la propia instancia
Patrones de cancelación: Para representar la terminación de actividades e
instancias de procesos cuando concurren ciertas circunstancias


Ejemplos:
Red de Petri


Ejemplo: Diagrama de Actividad
Coop-Task mortgageGranting

payroll

unpaids headOfRisk: appraiser:
collectApplicantData value
accounts
valuationReport
[Finished]

headOfRisk:
feasibilityStudy

debtReport
[Refusal]
debtReport
[Hesitant] Status

bankManager+headOfRisk: [Passed]
decideConcession

[Refusal] [Passed]

headOfRisk:
Protocol conversational- prepareDocuments
communication Requirements
{ face-to-face draft
shared-workspace}

bankManager:
giveApproval

draft
[Signed]

headOfRisk: teller:
createDeed openAccount

titleDeed
[Unsigned] notary+bankManager+client: Protocol negotiation-
agreeAndSign communication Requirements
{ face-to-face
shared-workspace}
titleDeed
Departamento de Lenguajes y Sistemas Informáticos
[Signed]
Máster en Desarrollo de

Ejemplo: Diagrama de Actividad (II)
Activity replace_stock

issue_purchase

send_to_vendors

<<d=5 days>>

confirm_order

<<d=10 days>>

confirm_order

[else]

confirm_order

contract_vendor

order_payment


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