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Dissertation zugänglich unter
URN: urn:nbn:de:gbv:18-44973
URL: http://ediss.sub.uni-hamburg.de/volltexte/2010/4497/


Prozess-Infrastruktur für Agentenanwendungen

Process Infrastructure for Agent Applications

Reese, Christine

pdf-Format:
 Dokument 1.pdf (4.975 KB) 


SWD-Schlagwörter: Prozessmanagement , Petri-Netz , Agent <Informatik> , Infrastruktur
Freie Schlagwörter (Deutsch): Referenznetz , Mulan
Freie Schlagwörter (Englisch): Reference Nets , Mulan
Basisklassifikation: 54.10
Institut: Informatik
DDC-Sachgruppe: Informatik
Dokumentart: Dissertation
Hauptberichter: Moldt, Daniel (Dr.)
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 09.12.2009
Erstellungsjahr: 2009
Publikationsdatum: 19.02.2010
Kurzfassung auf Deutsch: Verteilte und heterogene Systeme sind von besonderem Interesse in der
Informatik. Die daraus resultierende hohe Komplexität von Anwendungen
macht die explizite Darstellung bestimmter Sichten notwendig,
insbesondere einer Prozesssicht und einer Sicht auf gekapselte
autonome Teilsysteme. Diese Arbeit stellt eine Infrastruktur vor, die
explizite Koordination von Prozessen in agentenbasierten Anwendungen
bietet. Die Prozesssicht ist eine wichtige Sicht auf ein komplexes
System und prozessorientierter Entwurf ist eine Möglichkeit, ein
großes System erfolgreich zu entwerfen. Das heißt, die Prozesse
brauchen eine explizite Repräsentation, wodurch Beschreibbarkeit und
Änderbarkeit der Anwendung verbessert werden. Besonders wichtig ist
dabei der Entwurf von systemübergreifenden Prozessen, also über
verschiedene Teilsysteme verteilte Prozesse des übergreifenden
Systems. Die Ausführung der Prozesse muss flexibel steuerbar und
beobachtbar sein. Petrinetze und Workflow-Technologie bieten auf
jeweils eigene Weise Unterstützung für diese Anforderungen. Die
Zusammenarbeit zwischen unabhängigen, autonomen Einheiten wie
Organisationen braucht weitere Unterstützung auf konzeptioneller und
technischer Ebene. Agententechnologie liefert wichtige
Lösungsmöglichkeiten und es existieren Architekturvorschläge für
offene Agentennetze. Verschiedene Europäische Projekte entwickeln
offene Infrastruktur für Agenten. Eine agentenbasierte Anwendung
nutzt diese Infrastruktur mittels Verzeichnisdiensten und indem
Agenten untereinander kommunizieren. Solch eine Anwendung kann selbst
offen sein und einen übergeordneten Dienst anbieten, z.B. eine
Umgebung, in der andere Entwickler beteiligt sind. Innerhalb der
Agententechnik stellt die Gestaltung von Abläufen eine besondere
Herausforderung dar, da die zugrundeliegenden Prozesse nebenläufig
und verteilt sind. Übergeordnete Prozesse und die Koordination von
Prozess-Teilen sind in einer solchen Infrastruktur für Agenten meist
weder explizit repräsentiert noch sonstwie unterstützt. Das Ziel
dieser Arbeit ist die explizite Unterstützung komplexer Prozesse von
Anwendungen im Kontext der offenen Agentenumgebungen, also sowohl die
explizite Repräsentation der Prozesse als auch die steuerbare und
beobachtbare Ausführung, ohne jedoch dabei die Autonomie der
Komponenten als Basiseigenschaft der Agententechnologie zu verlieren.
Diese Arbeit trägt zur Lösung dieser Probleme und Anforderungen bei,
indem eine verteilte Infrastruktur-Schicht zur Verwaltung von
Prozessen eingeführt wird, also eine Prozessinfrastruktur. Die
Ergebnisse umfassen Konzepte und einen lauffähigen Prototyp unter
Verwendung von Workflow-Technologie, wodurch die Koordination in
verteilten agentenbasierten Anwendungen unterstützt wird. Zur
Visualisierung abstrakter Konzepte werden Petrinetze verwendet, ebenso
zur Spezifikation von Agentenverhalten und für die Präzedenzrelation
in Workflows. Die verwendeten Petrinetze können direkt ausgeführt
werden, die Laufzeitumgebung ist vollständig mit Referenznetzen
implementiert. Ein wichtiges Anwendungsgebiet einer solchen
Prozessinfrastruktur sind unternehmensübergreifende Anwendungen. Als
Ausblick liefert die vorliegende Arbeit die konzeptionelle und
technische Basis für ein Rahmenwerk für interorganisationales
Geschäftsprozessmanagement.
Kurzfassung auf Englisch: Distributed and heterogenous systems are of special interest within
computer sciences. Due to the resulting complexity of systems, an
explicit representation of certain views becomes necessary, e.g. a
process view and a view on encapsulated autonomous entities. This
work introduces an infrastructure for explicit process coordination
for agent-based applications. The process view is one important view
on a complex system, and process oriented design is a way to
successfully design a system. This means that processes need an
explicit representation to improve description and changeability of an
application. One special point that has to be handled is the design of
systems spanning processes, i.e. processes that are distributed over
separate parts of the overall system. Monitoring and controlling are
needed for the execution of processes. Petrinets and workflow
technology provide each in their own way support for such
requirements. Cooperation between independent, autonomous entities
(e.g. organisations) needs further support in terms of concepts and
technology. Agent technology provides important solutions and
architectural proposals for open agent networks. Within different
European projects, infrastructures for agents were created that form
open environments accessible via Internet. An agent-based application
can use this infrastructure through the directory services provided
and by communicating with the other agents. Such an application may
again be open, providing a comprehensive service or an application
platform where agents of other developers and owners may participate.
Whithin agent technology, a special challange is the design of
processes because the processes are concurrent and distributed. The
overall process and the coordination of process parts of an
application is usually not represented or supported in an
infrastructure for agents. The objective of this work is to provide
explicit support for complex processes within the context of open
agent environments, meaning both explicit representations of processes
as well as controlling and monitoring for active processes, without
loosing the autonomy of the system components. This work tackles
these problems and requirements by defining a distributed
infrastructure layer for the management of processes, a process
infrastructure. Results include concepts and a running prototype which
uses workflow technology and supports coordination in distributed
agent applications. Petri nets are used to visualize abstract concepts
as well as for the specification of agent behavior and the precedence
relation of workflows. And even more the utilized Petri nets can
directly be executed. The runtime environment is completely realized
using Reference Nets. One important application area of the process
infrastructure includes applications that run across several
companies. As a future prospect, this work provides basics for an
inter-organizational business process management framework consisting
of conceptual and technical solutions.

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