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Mitglied der Fachhochschule Ostschweiz FHO 1www.fhsg.ch © FHS St.Gallen

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Software Architektur IV

Workflow- und Integrationsarchitekturen

http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/


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Lernziele

Sie können ...– die wesentlichen Integrationsstrategien erläutern.– die Schichten des Metagroup-Integrationsmodelles benennen.– die Workflow-Architektur der WfMC aufzeichnen.– die wichtigsten Normen rund um die Integration darlegen.


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Problemstellung

App 1

App 2App 3

App 4App YApp X


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Integration

Integration Herstellung eines ganzen

Softwaresystemintegration:• Verknüpfung von unterschiedlichen Systemen

System A System B

Schnittstelle(Konsument)

DefinitionSchnittstelle 1

Schnittstelle(Anbieter)


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Schnittstelle (Interface)

Eine Schnittstelle ist ein Teil eines Systems, das dem Austausch von Informationen mit anderen Systemen dient.

System A System B

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http://de.wikipedia.org/wiki/System

http://de.wikipedia.org/wiki/Information


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Realisierung durch Wrapper

Inkompatible Systemumgebung

Wrapper

Technische Integrationsansätze I

Neue Systemumgebung

LegacySystem

NeueApplikation


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Realisierung durch Gateway

Inkompatible Systemumgebung Neue Systemumgebung

LegacySystem

NeueApplikation

Gateway

Technische Integrationsansätze II


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Anforderungen an Integrations-Architektur

Funktionale Anforderungen• Welche Prozesse?• Welche Schnittstellen?• Welche Transformationen?

Nicht funktionale Anforderungen• Qualität (Fehlervermeidung, Transparenz)• Datenschutz (Gewährleistung von Vertraulichkeit, Integrität,

Compliance)• Verfügbarkeit und Belastbarkeit (Performanz)• Wirtschaftlichkeit• Zukunftssicherheit• Zuverlässigkeit und Fehlertoleranz


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Integrationsszenarien

Kompatibilität von Systemen:• Homogene Systeme

– Gleichartige, kompatible Systeme• Heterogene Systeme

– Unterschiedliche, inkompatible Systeme

Ebenen der Integration• Geschäftsprozessebene • Applikationsebene• Programm-Komponentenebene • Datenebene (DBMS)


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Punkt-zu-Punkt-Integration

Hauptproblematik: Anzahl Schnittstellen


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Integrierte Applikationsarchitektur

Shared Architecture

Probleme in der Praxis:• Organisches Wachstum• Zukauf von Firmen• Technologie-Wandel


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Integration-Bus-Ansatz

Heterogene Systeme

Je System 1 Schnittstelle, realisiert durch Adapter

Integration-Bus:• Routing der Informationen• Transformation des Formats

System B

System A

Adapter

2

Adapter

3

Ada

pter

5 Ada

pter

4

< Vergrösserung

Datenfluss

Integration Bus

Semantik

Workflow

Adapter

2

Format

Sicherheit

Integrität

Interaktion

Transport

Format

Sicherheit

Integrität

Interaktion

Transport

Format

Sicherheit

Integrität

Interaktion

Transport

Semantik

Workflow

Format

Sicherheit

Integrität

Interaktion

Transport


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Integration-Broker-Ansatz

Wie Integration-Bus, jedoch zusätzlich• Semantische Transformation• Workflow-Unterstützung• Unternehmens

übergreifendeIntegrationsszenarien

• Beispiel:– Microsoft

Biz-Talk-Server


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Integrationsmodelle

Integrationsthematik ist vielschichtig

Sie beinhaltet verschiedene Ebenen:• Strategische Ebene• Organisations-, Personen-Ebene• Prozessebene• Informationsflussebenen

– Bedeutung– Codierung– Transport, Speicherung

Modelle helfen, die Komplexität zu beherrschen!


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Meta-Group-Integrationsmodell

1. Workflow• Prozessablauf und -integration

2. Semantik• Inhaltliche Bedeutung von Nachrichten

3. Format• Codierung der Nachricht

4. Security• Normen zum Datenschutz

5. Integrität• Transaktionssicherheit gewähren

6. Interaktion• Art der Kommunikation

7. Transport• Definition der Transportart

Integrations-ModellMeta Group (original)

Workflow

Semantik

Format

Integrität

Interaktion

Transport

Security


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Abstraktionsebenen

Workflow

Transport

Semantik

Format

Security

Integrität

Interaktion


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Prozessmodellierungsebenen

Auftrag erfassenLagerbestandreservieren

Artikel versenden

Auftragsabwicklung Fakturierung

Rechnungsbetragermitteln

Rechnung erstellen

Kunden gewinnen

Kunden gewinnen

Kunde erteiltAuftrag

Kunde prüfen

Kunde ist o.k. Kunde nicht o.k.

Lagerbestandreservieren

Auftragerfassen

Auftrag ist erfasst

Lagerbestands-prüfung

Artikel am Lager Artikel nicht am Lager

Artikel versenden

Lagerbestandreservieren

Artikel amLager verfügbar

Artikel ausLager ausbuchen

Artikelausgebucht

Artikel inSpedition geben

Fakturierung

1. Ebene1. Ebene

2. Ebene2. Ebene

3. Ebene3. Ebene

Grö

sserer Detaillieru

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sgradProzessablauf

Workflow

Prozesslandkarte


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Prozessarten

Gemäss St. Galler Management-Modell:• Managementprozesse• Geschäftsprozesse• Unterstützungsprozesse

Integrationsbezogenes Prozess-Modell:• Routingprozesse

– Nachrichten steuern und Prozesse anstossen– Statisches oder regelbasiertes Routing

• Orchestrierte Geschäftsprozesse• Transformationsprozesse

– Transformationen von Nachrichten (Semantik, Format)


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EPK - Ereignisorientierte Prozesskette

Anbieter: IDS-Scheer

Produkt: ARIS-Plattform

Flash-Demo:

http://www.ids-scheer.com/aris_platform_flash/architect_de/presentation.html

http://www.ids-scheer.com/aris_platform_flash/architect_de/presentation.html


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BPMN – Business Process Modeling Notation

Von OMG normiert.

www.bpmn.org

http://www.bpmn.org/


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Workflow Referenzmodell

www.wfmc.org

XPDL

API, Web-Services

http://www.wfmc.org/


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XPDL - XML Process Definition Language

XML-Basierte Ausführungssprache

Entspricht dem Interface 1 des WfMC-Modells


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BPEL

OASIS Web Servic Business Process Execution Language

(WS-BPEL 2.0) • XML-basierte Ausführungssprache für Workflows

Fokus auf Web-Services!

http://www.oasis-open.org/committees/tc_home.php?wg_abbrev=wsbpel

http://www.oasis-open.org/committees/tc_home.php?wg_abbrev=wsbpel


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Toolunterstützte Prozessmodellierung

Demonstriert am Beispiel von eClarus:– Mit BPMN Prozess modellieren, Bezug auf Web-Services mittels WSDL-

File. Generieren des BPEL-Codes:• http://www.eclarus.com/demo/topdown/topdown.html

– BPEL-Code importieren und dann den Prozess mittels BPMN anpassen und danach wieder als BPEL-Code exportieren:

• http://www.eclarus.com/demo/bottomup/bottomup.html

DokumentationXy.docXy.htm

Web-Service (WSDL)

BPEL<process name=… variableAccess … xmlns:as="http:// …

Modellierung, Dokumentation

Ausführungsebene

http://www.eclarus.com/demo/topdown/topdown.html

http://www.eclarus.com/demo/bottomup/bottomup.html


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RosettaNet

Normierte Workflow-Prozessmodelle

„RosettaNet Partner Interface Processes® (PIPs®)

define business processes between trading partners. „– Definition of 6 clusters:

• Partner Product and Service-Overview• Product Information• Order Management• Inventory Management• Marketing Information Management• Service and Support• Manufacturing Example


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PIP 3A4 Request Purchase Order


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SCOR

Supply-Chain Operations Reference-model• www.supply-chain.org • Referenzmodell zur Prozessintegration in der Wertschöpfungskette• http://www.supply-chain.org/galleries/default-file/SCOR%2080%20Overview%20Booklet2.p

df

Übersicht

http://www.supply-chain.org/

http://www.supply-chain.org/galleries/default-file/SCOR%2080%20Overview%20Booklet2.pdf

http://www.supply-chain.org/galleries/default-file/SCOR%2080%20Overview%20Booklet2.pdf


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ebXML

Electronic Business using eXtensible Markup Language

– Gibt ein Framework basierend auf XML– Semantik kann z.B. von EDIFACT übernommen werden– Tools, Lösungen etc. können als ebXML-tauglich zertifiziert werden– OASIS-Standardisierungs-Organisation– www.ebxml.org

http://www.ebxml.org/


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Anbieter


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Abstraktionsebenen

Workflow

Transport

Semantik

Format

Security

Integrität

Interaktion


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Inhalt der Semantik

Nachrichtentypen• Welche Nachrichtenarten können verwendet werden (z.B. Anfrage,

Bestellung, …)

Nachrichtenstruktur• Adressierung • Aufbau der Nachrichten

Feldbedeutung• Semantische Bedeutung der einzelnen Felder (z.B. Kunden-Nr,

Adresse, …)

Formatgebrauch• Welche Formate können angewendet werden (z.B. XML, ASCII, EDI,

…)


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Bedeutende Normen/Standards

Branchenübergreifend• EU: UN/EDIFACT• USA: ANSI X.12• MMS: RosettaNet• cXML • SAP - iDoc

Automobilbranche• ODETTE (Subset von UN/EDIFACT)

Finanzbranche• SWIFT, UNIFI – ISO 20022

Gesundheitswesen• HL7

Recht• LegalXML


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UN/EDIFACT I

United Nations Electronic Data Interchange For Administration, Commerce and Transport – Subsets:

• CEFIC Chemische Industrie • EANCOM Konsumgüterindustrie • EDIBDB Baustoffbranche • EDIFICE High Tech Industrie • EDIFOR Speditionsbranche • EDIFURN Möbelbranche • EDIG@S Erdgasbranche • EDILEKTRO Elektroindustrie / Elektrogroßhandel • EDILIBE Buchhandel • EDITEC Sanitärbranche • EDITEX Textilindustrie • EDITRANS Transportwirtschaft • EDIwheel Reifen- und Räderhersteller • ODETTE Automobilindustrie • RINET Versicherungswirtschaft • ODA/ODIF Allgemeine Dokumentenformate

– http://www.unece.org/trade/untdid/welcome.htm

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EDIFACT II

– Einige Nachrichtentypen:• PRODAT Produktdaten (product data message) • PRICAT Preisliste, Katalog (price catalogue message) • INVRPT Lagerbestandsbericht (inventory report) • ORDERS Bestellung (purchase order message) • ORDRSP Auftragsbestätigung (order response)• DELFOR Lieferabruf (delivery forecast) • DELJIT Feinabruf (delivery Just in Time) • DESADV Lieferschein (despatch advice message) • IFTMIN Transport-/Speditionsauftrag • IFTMBF Transport Anfrage • IFTMBC Transport Bestätigung • RECADV Wareneingangsmeldung (receipt advice)• INVOIC Rechnung (invoice message) • PAYORD Zahlungsanweisung (payment order message)


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EDIFACT III

Beispiel:– UNA:+.? 'UNB+UNOA:1+ECS: : +AAA: :

+020913:0127+0000008'UNH+0000029+ORDERS:D:96A :UN'BGM+220::9+X4+9'NAD+BY++ECS Limited+Commerce House:London Road+Horsham++RH 13 9WJ'NAD+SU++AAA Supplies Ltd.+Animal House:Tiger Street+Kingston++KT14 1JJ'CUX+2:EUR:9'LIN+1++PAPER:BP'IMD+F++:::PAPER'QTY+21:10:EA'UNS+S'CNT+1:1'UNT+12+0000029'UNZ+1+0000008'


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ASC X.12

ANSI Accredited Standards Committee (ASC) X12 – ASC X12 is the U.S. standards body for the cross-industry development,

maintenance, and publication of electronic data exchange standards, based on, but not limited to X12 EDI, XML, and UN/EDIFACT formats.

– Einsatz vor allem in den USA– Subcommitees:

– www.x12.org

http://www.x12.org/


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cXML

Commerce XML – für e-Procurement– «cXML is a streamlined protocol intended for consistent communication of

business documents between procurement applications, e-commerce hubs and suppliers.»

• catalogue content and supplier descriptions• PunchOut (remote shopping-sessions)• Master Agreement• Purchase Order (create, edit and delete)• Order Confirmation• Ship Notice• Invoice

– www.cxml.org

http://www.cxml.org/


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Übersicht e-Procurement-Standards


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SWIFT

Society for Worldwide Interbank Financial Telecommunication – Benutzt ISO 20022

UNIversal Financial Industry message scheme – Meldungstypen:

• Standardnachricht für Lastschriften • Standardnachricht für Kundenzahlungen • Standardnachricht für Bank-an-Bank-Zahlungen • Standardisierter Aufbau für Kontoauszüge • Kontosaldo (aktuell) • Kontoumsätze (aktuell) • Freitext …

– www.swift.com

http://www.swift.com/


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UNIFI – ISO 20022

ISO 20022 UNIversal Financial Industry message scheme – The UNIFI standard provides the financial industry with a common platform

for the development of messages in a standardized XML syntax, using:• a modelling methodology (based on UML) to capture in a syntax-

independent way financial business areas, business transactions and associated message flows;

• a set of XML design rules to convert the messages described in UML into XML schemas

– www.iso20022.org

http://www.iso20022.org/index.cfm?item_id=42953

http://www.iso20022.org/index.cfm?item_id=42953

http://www.iso20022.org/


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HL7

Health Level Seven– Standard für den Datenaustausch im Gesundheitswesen

• „HL7 is … collaborating to create standards for the exchange, management and integration of electronic healthcare information“

– ANSI-akkreditierter Standard– www.hl7.org

http://www.hl7.org/


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LegalXML

Standard zum Austausch von Informationen zu Rechtsfällen/-geschäften• Court Filing• eConracts• eNotary• IntJustice (Integrated Justice)• Lawful Intercept• Legislative• ODR (Online Dispute Resolution)

– www.legalxml.org

http://www.legalxml.org/


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Abstraktionsebenen

Workflow

Transport

Semantik

Format

Security

Integrität

Interaktion


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Inhalte des Formats

Strukturierung

Steuerzeichen und Befehle

Festlegung von Datentypen– Problembereiche z.B.

– Zahlendarstellungen– Datumdarstellung– Bild- bzw. Multimediaobjekte

Codierung– Problem z.B. plattformabhängige Binärdarstellung


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File-Strukturen

Positional• Beispiel: ASCII Fixlänge• Problem: separate Metadaten

Delimited• Beispiel: ASCII Komma Delimited• Problem: Delimiterauswahl, Delimiter in String, Feldbedeutung über

Header-Record

Markup• Beispiel: XML• Problem: Datenvolumen steigt• Vorteile: Metadaten können inkorporiert werden


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Klassische Codierungen

ASCII– American Standard Code for Information Interchange– Ursprünglich 7-bit-Code 128 Zeichen– Extended ASCII 8-bit-Code 256 Zeichen

• unterschiedliche Codepages 437, 850, 1251, …

EBCDIC– Extended Binary Coded Decimal Interchange Code– 8-bit-Code– arbeitet auch mit unterschiedlichen Codepages– IBM-Standard


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Unicode

Unicode provides a unique number for every character,• no matter what the platform,• no matter what the program,• no matter what the language.

– UTF – Unicode Transformation Format– UCS – Unicode Character Set

• UTF-8 – 8-Bit-Code, ASCII-kompatibel, variable Länge von 1 – 4 Byte

• UTF-16 – 16-Bit-Code, variable Länge 2 oder 4 Byte• UTF-32 / UCS-4 – 32-Bit-Code, fixe Länge 4-Byte

– www.unicode.org

http://www.unicode.org/


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EDI

Formatdefinition für UN/EDIFACT

eine Mischform – Delimiter, Steuerzeichen und Steuerwörter

Beispiel Steuerzeichen:– ' is a segment terminator – + is a data element separator – : is a component data element separator – * is a repetition separator – ? is a release character

Beispiel Segment-Bezeichnungen:• UNH Message Header• UNT Message Trailer• BGM Begin of Message …


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XML

Extensible Markup Language– Standardisiert vom W3C

• Mittels Dokumenttyp Definition (DTD) wird die Semantik beschrieben– Es gibt hunderte von Varianten siehe nächste Seite

• Feldmetainformation: tag z.B. <BUCH>• Vorteil:

– Daten sind von Computer und Menschen lesbar– Komplexe Datenstrukturen können abgebildet werden

• XSL – XML Style Sheet – Definiert die Darstellung– www.w3c.org


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http://kensall.com/big-picture

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DTD – Document Type Definition

passende XML-Datei


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Weitere XML-Dienste

Schematas (Beschreibungen)• DTD – Document Type Definition• XSD – XML Schema

XML-Parser• Programme, welche XML-Daten lesen

Speicherdarstellung• DOM – Document Object Model

XSL - Extensible Stylesheet Language Family• XSLT – XML Style Language Transformation• XPath – XML Path Language


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Buchempfehlungen

XML Standards– Tobias Hauser– ISBN: 978-3-935042-91-8


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Buchempfehlungen

Enterprise Application Integration

S. Conrad et al.

ISBN: 3-8274-1572-1

Elsevier/Spektrum

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