«Συντονισµός Ροών Εργασίας σε ίκτυα Πλέγµατος για την Υ οστήριξη Ε ιχειρησιακών Λύσεων» Σ ύρος Λυκοθανάσης Καθηγητής ιευθυντής Εργαστηρίου Αναγνώρισης Προτύ ων 30/6/2008 1
Οι πρόσφατες εξελίξεις στην Τεχνολογία της Πληροφορίας (IT), έχουν αλλάξει σηµαντικά τον τρόπο οργάνωσης των πηγών της πληροφορίας. Αποτέλεσµα αποτελεσµατική αναθεώρηση επιχειρησιακών διαδικασιών (πολύπλοκες και πλεονασµατικές). Νέες Τεχνολογίες: D.C.S., Integrated Computer Aided S.E. tools, Object Oriented methods, Grid Computing. Business Process Reengineering (BPR) στενά συνδεδεµένο µε το Π.Σ. Αν η ΙΤ δεν χρησιµοποιηθεί δηµιουργικά, δεν θα έχουµε ένα επιτυχηµένο Π.Σ. 30/6/2008 2
Τα σύγχρονα Π.Σ. επεκτείνουν τα παραδοσιακά όρια των οργανισµών / επιχειρήσεων ενσωµατώνοντας εξωτερικούς πόρους µε τη µορφή δεδοµένων και υπηρεσιών. Η ανάγκη για υποστήριξη των αυξηµένων απαιτήσεων των πελατών έχει οδηγήσει σε δυναµικές και πιο σύνθετες επιχειρησιακές διαδικασίες. Αυτό έχει σαν αποτέλεσµα την ανάγκη για πιο προηγµένα Π.Σ., που να ανταποκρίνονται στις νέες απαιτήσεις. Προτείνεται µια αρχιτεκτονική υψηλού επιπέδου, ικανή να διαχειριστεί την πολυπλοκότητα των επιχειρησιακών λειτουργιών, χρησιµοποιώντας ροές εργασίας Πλέγµατος. Παρουσιάζεται ένα σενάριο Προγραµµατισµού Επιχειρησιακών Πόρων (ERP), στο οποίο βασίζεται η λεπτοµερής συζήτηση για τα ζητήµατα υλοποίησης. 30/6/2008 3
Οι µελλοντικές τάσεις στην τεχνολογία των Π.Σ., υποθέτουν ότι θα σχεδιάζονται και θα οδηγούνται από επιχειρησιακά µοντέλα και µοντέλα επιχειρησιακής γνώσης, θα υποστηρίζονται από επαναλαµβανόµενες διαδικασίες εργασίας και θα διαχειρίζονται ανοικτές διαστρωµατωµένες αρχιτεκτονικές. Τα νέα Ε.Μ., ευνοούν το σχηµατισµό δυναµικών συµµαχιών, επεκτείνοντας τα όρια της παραδοσιακής επιχείρησης, ώστε να περιλαµβάνει πόρους (ανθρώπους, γνώση, διαδικασίες) από άλλους εταίρους. Για να χρησιµοποιηθούν αποτελεσµατικά τα δικτυωµένα Ε.Μ., πρέπει να υιοθετηθούν νέα πρότυπα τα οποία αυξάνουν σηµαντικά τη διασυνδεσιµότητα, την επικοινωνία, το συντονισµό και τη συνεργασία. 30/6/2008 4
Η συνεργασία εισάγει την επικοινωνία, µε τη µορφή µεταφοράς πληροφορίας µέσο συνδέσµων δεδοµένων (Μοντέλο Ροής εδοµένων Dataflow Model) και επίκλησης µεθόδων (Μοντέλο Ροής Εργασίας Workflow Model). Η ροή εργασιών (ΡΕ) υποστηρίζει την εκτέλεση διαδικασιών και αυτοµατισµού εντός και εκτός της επιχείρησης. ΡΕ: ο αυτοµατισµός µιας επιχειρησιακής διεργασίας (όλης ή µέρους) κατά την οποία έγγραφα, πληροφορίες ή έργα περνούν από τον ένα εταίρο στον άλλο προς ενέργεια, σύµφωνα µε ένα σύνολο από διαδικαστικούς κανόνες ( Workflow Management Coalition). Οφέλη: βελτίωση αποδοτικότητας, καλύτερος έλεγχος διεργασιών, ευελιξία/επανασχεδιασµός, βελτίωση υπηρεσιών πελάτη. 30/6/2008 5
Το Πλέγµα (Grid) αναδύεται σαν το βασικό εργαλείο για δικτυωµένους οργανισµούς / επιχειρήσεις. Ο όρος Grid περιλαµβάνει το σύνολο της υποδοµής (υλικό και λογισµικό) και των απαραίτητων υπηρεσιών για τη δηµιουργία ενός ενιαίου (γεωγραφικά διεσπαρµένου) υπερ-υπολογιστικού περιβάλλοντος., µέσω δικτύων υψηλών ταχυτήτων, Αν και είναι γεωγραφικά διεσπαρµένο, εµφανίζεται µε τρόπο διαφανή σε όλους τους χρήστες του. Αποτελεί ένα ενιαίο σύνολο υπολογιστικών πόρων, µια συµπαγή αν και κατανεµηµένη υπολογιστική πλατφόρµα. Το Grid διασυνδέει ετερογενή υπολογιστικά περιβάλλοντα, µε όµοια ή διαφορετική φιλοσοφία και υπηρεσίες, δηµιουργώντας επιπλέον νέα σύνολα υπηρεσιών µε αυξηµένες υπολογιστικές δυνατότητες και νέους τρόπους αξιοποίησης των ποικίλων πόρων τους οποίους διαµοιράζει. 30/6/2008 6
Ο όρος "Grid" χρησιµοποιείται σε αναλογία µε το ηλεκτρικό πλέγµα (Electric Grid). Ένας χρήστης µπορεί απλά να συνδεθεί µε µια ηλεκτρική υποδοχή οπουδήποτε για να λάβει αξιόπιστη, συνεπή, φτηνή ηλεκτρική ενέργεια. Το κλειδί για την επιτυχία του ηλεκτρικού πλέγµατος είναι το ότι ως χρήστης, δεν είναι απαραίτητο να γνωρίζεις τις λεπτοµέρειες για το που η ηλεκτρική ενέργεια παράγεται, το πώς οι διάφορες πηγές συνδυάζονται ή πώς η ηλεκτρική ενέργεια κατανέµεται σε µια συγκεκριµένη θέση. Το όραµα του Computational Grid (Υπολογιστικού Πλέγµατος) είναι παρόµοιο: "Ένα υπολογιστικό Grid είναι µια υποδοµή υλικού και λογισµικού που παρέχει αξιόπιστη, συνεπή, διεισδυτική και φθηνή πρόσβαση σε high-end υπολογιστική υποστήριξη", (C. Kesselman, Ι. Foster, "The Grid Blueprint 30/6/2008 for a new Computing Infrastructure") 7
Στη συνέχεια θα συζητήσουµε ζητήµατα συντονισµού ροών εργασίας, χρησιµοποιώντας το Πλέγµα, σαν µια πλατφόρµα για την υποστήριξη δικτυωµένων Ε.Μ. Παρουσιάζεται µια αρχιτεκτονική τριών επιπέδων που χρησιµοποιεί µηχανές ροής εργασίας και υπηρεσίες Πλέγµατος για να υποστηρίξει την εκτέλεση πολύπλοκων επιχειρησιακών διαδικασιών. Θα χρησιµοποιηθεί µια εφαρµογή ERP σαν παράδειγµα, για να τονιστούν µε περισσότερη λεπτοµέρεια τα ειδικά ζητήµατα που προκύπτουν από το προτεινόµενο σχήµα. 30/6/2008 8
Ο υπολογισµός Πλέγµατος έχει αντιµετωπίσει τις ανάγκες για επιστηµονικούς υπολογισµούς µε µεγάλο χρόνο εκτέλεσης (longrunning) που υποβάλλονται σαν batch jobs. Τέτοιες εργασίες µπορούν να κατανεµηθούν σε ένα αριθµό κόµβων σε ένα Πλέγµα και να εκτελεστούν παράλληλα µικρότερος χρόνος εκτέλεσης. Τα κέρδη από τον υπολογισµό Πλέγµατος επεκτείνονται και στη δυνατότητα δηµιουργίας εικονικών πόρων επιχειρήσεων. Αυτό υποστηρίζεται από το πρότυπο OGSA (Open Grid Services Architecture). Η χρήση τέτοιων µοντέλων µπορεί να µετατοπίσει τα όρια των παραδοσιακών δικτυωµένων επιχειρήσεων σε δυναµικά περιλαµβανόµενα /αποκλειόµενα στοιχεία άλλων οργανισµών, αυξάνοντας έτσι τη διοικητική και οικονοµική πολυπλοκότητα. 30/6/2008 9
Η χρήση υπηρεσιών Πλέγµατος επιτρέπει την άµεση ή έµµεση συµµετοχή των επιχειρήσεων σε µεγάλους οµίλους, που αποτελούν πολύ µεγάλα δυναµικά συστήµατα. Σε αυτό το πλαίσιο, οι υπηρεσίες θεωρούνται σαν υπηρεσίες Πλέγµατος που επιτρέπουν άµεσες και αλληλεπιδραστικές δυναµικές υπηρεσίες, διοίκηση για όλο τον κύκλο ζωής και διαχείριση σύνθετων απαιτήσεων από τους πελάτες.. Αντίθετα, στην περίπτωση δικτυωµένων επιχειρησιακών µοντέλων, µε την έννοια µιας εικονικής επιχείρησης (VE Virtual Enterprise), οι παραδοσιακές τεχνολογίες, όπως VPN και τα Intranets/Extranets (HTTP), παρέχουν απλά την υποδοµή για τις βασικές τους λειτουργίες. Οι εικονικές επιχειρήσεις πρέπει να είναι πιο δυναµικές, ευέλικτες και ικανές να επεκτείνονται αυτόµατα. 30/6/2008 10
Σχήµα 1.: Τα 3 επίπεδα του Πλέγµατος 30/6/2008 11
Η ροή εργασιών στο Πλέγµα, µπορεί να υποστηρικτεί από µετα_µοντέλα (Meta-Models). Τα µετα-µοντέλα είναι ορισµοί τύπου αντικειµένου (object-type) που περιγράφουν µια άποψη, ένα πεδίο, µια κατάσταση, περιεχόµενο, ένα εργαλείο/µέθοδο ή µια λύση. Το µετα-µοντέλο είναι η λογική γλώσσα µιας κατάσταση ή οποιασδήποτε από τις διαστάσεις της. Καθώς η πολυπλοκότητα των ΠΣ αυξάνει, η αποδοτική ροή εργασίας γίνεται στρατηγικός στόχος. 30/6/2008 12
Επιπλέον, µια ροή εργασίας Πλέγµατος µπορεί να αποτελείται από στοιχεία άλλων ροών εργασίας βασικά ενεργή µονάδα εκτελέσιµη σε περιβάλλον OGSA. Οι ροές εργασίας διαχειρίζονται από µηχανές ροής εργασίας (ΜΡΕ). Μία ΜΡΕ δέχεται το έγγραφο περιγραφής ΡΕ µιας εφαρµογής, το µετατρέπει σε εκτελέσιµη µορφή, ανακαλύπτει και δροµολογεί τις υπηρεσίες της εφαρµογής και τελικά τις εκτελεί. Αυτές οι εργασίες βρίσκονται στην καρδιά οποιασδήποτε serviceoriented αρχιτεκτονικής για τον υπολογισµό Πλέγµατος. 30/6/2008 13
ΣΥΜΒΑΤΙΚΕΣ ΛΥΣΕΙΣ ERP Enterprise Resource Planning (ERP): το ποιο σύνθετο επιχειρησιακό ΠΣ, µε το οποίο συνδέεται η ΡΕ. ERP: ολοκληρωµένη επιχειρησιακή λύση, σε όλο το εύρος της επιχείρησης (ολοκληρώνει όλα τα τµήµατα και τις λειτουργίες της επιχείρησης σε ένα ενιαίο ΠΣ). ERP περιλαµβάνει λογισµικό για: Μάρκετινγκ, πωλήσεις, υπηρεσίες πεδίου, σχεδιασµό προϊόντων και ανάπτυξη, παραγωγή και έλεγχο καταλόγου, προµήθειες, διανοµές, σχεδιασµό και ανάπτυξη διαδικασιών, βιοµηχανική παραγωγή, ποιότητα, ανθρώπινους πόρους, οικονοµικά και λογιστικά θέµατα και υπηρεσίες πληροφόρισης. 30/6/2008 14
ERP services through a Portal 30/6/2008 15
ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ: Η ενδοεπικοινωνία της εφαρµογής πρέπει να διεκπεραιώσει πολύπλοκες ροές εργασίας. Ανάγκη για ανταλλαγή δεδοµένων σύµφωνα µε προκαθορισµένους κανόνες ΡΕ. Πρέπει να λυθούν θέµατα ενδοσυνεργασίας Αποθήκες δεδοµένων ή υπηρεσίες σε διαφορετικές θέσεις ίσως έχουν διαφορετικές διαµορφώσεις. ΑΝΑΓΚΗ ΓΙΑ υποστήριξη δυναµικής παροχής υπηρεσιών, που απαιτεί ευέλικτο συντονισµό δεδοµένων και εργασιών. ΕΠΙΛΥΣΗ: έχουν προταθεί διαφορετικές προσεγγίσεις πολύ ακριβές. 30/6/2008 16
Η ΝΕΑ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗ περιλαµβάνει το διαχωρισµό των λειτουργιών συναλλαγής (επιχειρησιακής λογικής) από την λογική παρουσίασης. Επιτυγχάνεται µεταναστεύοντας την επιχειρηµατική λογική σε διαδικασίες αποθηκευµένες σε Β και χρησιµοποιώντας µια µηχανή για την αποθήκευση της λογικής παρουσίασης αποτελούµενη από κανόνες, επίπεδα και οθόνες στη Β σαν µεταδεδοµένα. ΠΑΡΑ ΕΙΓΜΑ µια επιχείρηση προσπαθεί να βελτιστοποιήσει το σύνολο των δραστηριοτήτων της παραγγελίες, αγορές, παραγωγή, διανοµή. Ως προς το χρόνο και κόστος παραγωγής (MIN) και ταυτόχρονα την αξία για τον πελάτη (MAX). 30/6/2008 17
Η γκρι περιοχή δείχνει την επιχείρηση και τα τετράγωνα τις εφαρµογές ή τις διεργασίες 30/6/2008 18
GRID ENABLED ERP ΟΠΤΙΚΟΠΟΙΗΣΗ ΣΥΝΙΣΤΩΣΩΝ ΑΛΥΣΙ ΑΣ ΥΠΟΣΤΗΡΙΞΗΣ Τα στοιχεία της προτεινόµενης λύσης επόµενο σχήµα Αρχιτεκτονική 3 επιπέδων, που απεικονίζει ένα σύστηµα ΡΕ Πλέγµατος σε ένα συµβατικό σύστηµα Πλέγµατος. Βασίζεται σε υπάρχουσες εφαρµογές, παραδοσιακά µοντέλα και τεχνολογίες. Βασική ιδέα: εστιάζει στο πεδίο διαχείρισης του ERP, δηλαδή στην εξακρίβωση του πως η δηµιουργία και οι υπηρεσίες διαχείρισης ΡΕ µπορούν να υποστηριχθούν για να διαχειριστούν διαφορετικά και πολύπλοκα έργα διοίκησης επιχειρήσεων. 30/6/2008 19
30/6/2008 20
Περιλαµβάνει: συντονισµό εργασιών σε ένα πολλαπλό σύνολο κατανεµηµένων servers. διαφορετικά στοιχεία ERPs. διαφορετική παραµετροποίηση για να ταιριάζει σε διαφορετικές αγορές. διαφορετικές τεχνολογίες δροµολόγησης και βελτιστοποίησης. Στόχος: ικανοποίηση διαφορετικών αιτήσεων από πελάτες/χρήστες. ΕΝ αποτελεί µια συνεκτική αρχιτεκτονική, αλλά µια ολοκλήρωση διαφορετικών (standalone) συστηµάτων που υποστηρίζονται από υπηρεσίες Πλέγµατος - ΤΡΙΑ ΕΠΙΠΕ Α. 30/6/2008 21
1 ο επίπεδο (Data Layer): Αποθήκευση δεδοµένων (RDBs, Directories, Files), που χρησιµοποιούνται από ERPs ή άλλες κατανεµηµένες εφαρµογές. Ανάγκη για αποδοτική παρουσίαση όλων των σχετικών δεδοµένων για ένα σενάριο ( συχνά πολύ δύσκολο hidden data ). Αρχή οπτικοποίησης: χάρτης απεικόνισης δεδοµένων από Β στο µετα- µοντέλο που χρησιµοποιείται από τα εργαλεία µοντελοποίησης. Πληροφοριακό Πλέγµα: παρέχει οµοιογενή πρόσβαση σε ετερογενή κατανεµηµένη πληροφορία, ασχολούµενο µε τον τρόπο που όλοι οι τύποι πληροφορίας παρουσιάζονται, αποθηκεύονται, προσπελαύνονται, διαµοιράζονται και συντηρούνται. Ολοκληρώνει σε ένα ενιαίο πλαίσιο το Web και άλλες σύγχρονες middleware τεχνολογίες. 30/6/2008 22
2 ο επίπεδο (Middleware): ένας συντονιστής ΡΕ που διαχειρίζεται τις εσωτερικές διαδικασίες (σύνθεση ΡΕ). Ο συντονιστής ΡΕ: συνδυάζει ένα σύστηµα διαχείρισης ΡΕ µε ένα πράκτορα (agent) που διαχειρίζεται όλες τις αιτήσεις των χρηστών στο επίπεδο παρουσίασης και τις κατευθύνει στα ενδιαφερόµενα τµήµατα (servers) και ο χρήστης ειδοποιείται από µια συνδροµιτική υπηρεσία. Τα γεγονότα παράγονται από ενέργειες των χρηστών ή αυτόµατα από το σύστηµα όταν η κατάσταση µιας δραστηριότητας ή διαδικασίας τροποποιείται. Η υπηρεσία συντονισµού ΡΕ µπορεί να χρησιµοποιηθεί σαν µια εφαρµογή εξυπηρετητή που κάνει διαχείριση ΡΕ σε εργασιακές διαδικασίες και ενέργειες έργων. 30/6/2008 23
Η πραγµατική διαχείριση έργου βασίζεται στον ορισµό µιας διαδικασίας σαν µια αναπαράσταση µιας επιχειρησιακής διαδικασίας σε µορφή που υποστηρίζει αυτοµατοποιηµένους χειρισµούς (µοντελοποίηση ή αναπαράσταση από ένα σύστηµα διαχειρίσεις ΡΕ). Ο ορισµός της διεργασίας περιλαµβάνει ένα σύνολο από δραστηριότητες και τις σχέσεις µεταξύ τους, κριτήρια αρχής και τερµατισµού και πληροφορίες όπως ποιοι συµµετέχουν, ΙΤ εφαρµογές και δεδοµένα. Η διαχείριση ΡΕ εκτελείται µέσο των καταλόγων εργασιών. Ένας κατάλογος εργασιών αποτελείται από ένα σύνολο εργασιών προς εκτέλεση, µε προτεραιότητες, προθεσµίες, κλπ. 30/6/2008 24
3 ο Επίπεδο (Presentation Layer): Web front end Portal Μπορεί να χρησιµοποιηθεί σαν java-based παραµετροποιηµένο Portal για προσπέλαση υπηρεσιών που βασίζονται στις ανάγκες των χρηστών, ρόλων και εξουσιοδοτήσεων χρήσης. Επιτρέπει την εικονική οπτικοποίηση των δεδοµένων για πλοήγηση γνώσης. Η ιδέα κλειδί πίσω από το Πλέγµα είναι η εικονικότητα, η οποία επιτρέπει σε ανόµοιους πόρους να εµφανίζονται και να λειτουργούν σαν µια απλή οντότητα. 30/6/2008 25
ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Συζητήθηκε η σπουδαιότητα της επεξεργασίας ΡΕ σε δικτυωµένα επιχειρησιακά µοντέλα. Παρουσιάστηκε µια υψηλού επιπέδου αρχιτεκτονική που υποστηρίζει αποδοτική ΡΕ σε ένα πολύπλοκο ΠΣ (ERP). Είδαµε ότι τα νέα επιχειρησιακά σχήµατα, που λειτουργούν σαν εικονικές επιχειρήσεις, δηµιουργούν αυξανόµενα ζητήµατα, όπως η ενδοσυνεργασία, διαχείριση κατανεµηµένων πόρων και ποιότητα υπηρεσιών. Καθώς η τεχνολογία Πλέγµατος εξελίσσεται, προτείνονται νέα µοντέλα υπηρεσιών που επιτρέπουν πρόσβαση σε πόρους on-demand. 30/6/2008 26
ΑΝΟΙΚΤΑ ΖΗΤΗΜΑΤΑ Ανάγκη για νέα µοντέλα VEs ( µε τεχνικές Υπολογιστικής Νοηµοσύνης Neural Networks, Bayesian Networks, Fuzzy Cognitive Maps). Ανάγκη για αλγόριθµους βελτιστοποίησης ΡΕ, δροµολόγησης ( µε Γενετικούς Αλγόριθµους, Υβριδικά Συστήµατα κ.α.). Αλγόριθµοι για Data Mining and Knowledge Management Άλλα (ασφάλεια, ακεραιότητα, κ.ά). 30/6/2008 27