Analiza silników reguł biznesowych

Analiza silników reguł biznesowych

Promotor:dr hab. prof. WWSI Michał Grabowski

WARSZAWA 2012

Autor: Jan Walochnr indeksu: 4374

Osiągnięcie celu pracy wymagało rozwiązania następującego głównego problemu badawczego:

Jakimi atrybutami cechują się wybrane silniki reguł biznesowych?


Pozytywne rozwiązanie problemu badawczego wymagało sformułowania i odpowiedzi następujących problemów szczegółowych:

1. Jakimi atrybutami cechuje się powstający system informatyczny?

2. Jaki poziom wiedzy cechuje środowisko, w jakim powstaje system informatyczny?

3. Jakie można prognozować tendencje rozwoju silników reguł biznesowych w tworzeniu systemów informatycznych?


Proces badań wymaga zweryfikowania hipotezy roboczej:

Użycie środowiska reguł biznesowych do implementacji logiki biznesowej ułatwia konserwację i modyfikację w systemach informatycznych.


Osiągnięcie założonego celu pracy oraz rozwiązanie szczegółowych problemów badawczych wymagało zastosowania następujących metod badawczych:

Metoda analizy, którą zastosowano do analizy literatury przedmiotu i wyników uzyskanych podczas częściowej implementacji logiki biznesowej systemu informatycznego.

Metoda syntezy, którą zastosowano do zebrania wniosków uzyskanych z analizy literatury przedmiotu badanego zjawiska i wyników uzyskanych podczas częściowej implementacji logiki biznesowej systemu informatycznego.


Osiągnięcie założonego celu pracy oraz rozwiązanie szczegółowych problemów badawczych wymagało zastosowania następujących metod badawczych:

Metoda analogii, która posłużyła do przeniesienia ogólnych trendów w rozwoju oprogramowania, na implementację logiki biznesowej.

Taksonomia numeryczna, która posłużyła do oceny atrybutów silników reguł biznesowych.


Otoczenie systemu informatycznego.

• Analiza systemu informatycznego.• Wymagania.• Modelowanie.• Architektury projektowe systemów informatycznych.


Rodzaje metod implementacji systemu informatycznego

• Sekwencyjne.• Strukturalne.• Proceduralne.• Modułowe.• Obiektowe.


Narzędzia i środowiska wspierające proces wytwarzania systemu informatycznego.

• Metodyki.

• Wzorce projektowe.


Obszary biznesowe i ich integracja w systemach informatycznych.

Pożądane cechy systemów informatycznych

• Precyzyjny interfejs danych wejściowych.

• Elastyczny moduł przetwarzania.


Sposoby implementacji logiki biznesowej w systemach informatycznych

• Funkcje i Modularność.

• Biblioteki funkcji, Biblioteki podłączane dynamicznie (DLL)

• Klasy

• Technologia COM i DCOM

• Logika biznesowa w bazie danych.• Deklaratywny język opisu. • Oszczędność zasobów.• Wielodostępność.


Silniki reguł biznesowych - Przegląd cech

• Architektura: Otwarta, Zamknięta, Częściowa, Całkowita

• Wsparcie edukacyjne: Gotowe scenariusze użycia, Pomoc on-line.

• Środowisko uruchomieniowe: Zależne od platformy systemu informatycznego,

• Interfejs użytkownika: Graficzny interfejs użytkownika, Język obsługi reguł biznesowych, Wersjonowanie




• Koszty drożenia: Oprogramowanie „open source”, Oprogramowanie komercyjne

• Obsługiwane standardy implementacji reguł: Maszyna stanowa, Model sekwencyjny

• Skalowalność: Autoryzacja użytkowników, Podział funkcji ze względu na role użytkowników,

• Rodzaj dystrybucji: Aplikacja, Usługa




• Migracja i integracja: Zapewniające narzędzie wspierające migrację danych, Nie zapewniające narzędzia wspierającego migrację danych.

• Dostosowanie: Biblioteki API, Dynamiczna konfiguracja, Kreatory interfejsu użytkownika, Lokalizacja

• Modele wykonawcze: Synchroniczny, Asynchroniczny



Przykładowe wymagania wobec logiki biznesowejAnaliza silników reguł biznesowych

Sekwencyjne – Algorytm wyliczenia WIG’u

N – liczba spółek uwzględnionych w indeksie (wszystkie spółki rynku podstawowego) – wartość WIG w chwili t – liczba akcji i-tej spółki w okresie t – kurs akcji i-tej spółki w okresie t- liczba akcji i-tej spółki w okresie podstawowym – kurs akcji i-tej spółki w okresie podstawowym – współczynnik korygujący, którego uwzględnienie pozwala na wyliczenie indeksu

Przykładowe wymagania wobec logiki biznesowejAnaliza silników reguł biznesowych

Stanowe – Proces akceptacji faktury

• Bonita

• JBoss Drools

• Microsoft Workflow Fundation

Silniki reguł biznesowych – przykładowe implementacjeAnaliza silników reguł biznesowych

Bonita


Główne menu

Pasek narzędziowy

Diagram przepływu

Właściwości zaznaczonego obiektu

Bonita


Komponenty aktywności

Komponenty sterowania przepływem

Komponenty stanów inicjalnych i

terminalnych

Komponenty zaawansowanego dopasowania

Komponenty procesowe

Bonita


Bramka OR - Wejście Bramka OR - Wyjście

Bramka AND - Wejście Bramka AND - Wyjście

Bonita


Bramka inkluzji

Bonita – Łączniki


Zasada działania łącznika - konfiguracja zamiast kodu w celu wymiany danych z zewnętrznym systemem

Łączniki do innych systemów.

Bonita – Kreatory formularzy


Formularz tworzenia widoku - wybór zmiennych, prezentowanych dla użytkownika ludzkiego

Edytor formularza wprowadzania danych.

Bonita – Wprowadzanie reguły biznesowej


Miejsce wpisania

wyrażenia

Formularz edycyjny przejścia z miejscem określenia reguły biznesowej

Określanie reguły biznesowej przy pomocy edytora.

Bonita – Przykład implementacji ścieżki akceptacji dokumentu faktury.


Bonita – Przykład implementacji ścieżki akceptacji dokumentu faktury.


Określenie zmiennych procesu obsługi faktury

Przykład wykorzystania zmiennej.

Bonita – Przykład implementacji algorytmu wyliczenia WIG’u


Bonita – Podsumowanie


• Szybka implementacja systemów, opartych o przepływ stanowy

• Intuicyjny diagram przepływu (oparty na BPMN)

• Bogaty zbiór kreatorów.

• Bogata dokumentacja techniczna

• Architektura niezależna od Systemu Operacyjnego.

Bonita – przegląd cechAnaliza silników reguł biznesowych

Kategoria Cecha silnika reguł biznesowych

Odzwierciedlenie w produkcie

Architektura Całkowita Bonita zawiera kreatory, pozwalające na całościowe wytworzenie systemu.

Wsparcie edukacyjne

Gotowe scenariusze użycia Strona www.bonitasoft.com, zawiera gotowe scenariusze wraz z omówieniem, prezentujące kluczowe moduły.

Pomoc on-line Oprócz pomocy w postaci dokumentacji, istnieje bogaty zbiór forów dyskusyjnych i przykładów, umożliwiających podzielenie się lub uzyskanie informacji na tematy związane ze środowiskiem Bonita.

Środowisko uruchomieniowe

Niezależne od platformy systemu informatycznego

Bonita wykorzystuje środowisko Java oraz serwer JEE. Wytworzony system informatyczny może być osadzony na dowolnej platformie, zgodnej z tym standardem.

http://www.bonitasoft.com/


Interfejs użytkownika

Graficzny interfejs użytkownika Elementem systemu Bonita jest narzędzie edytora diagramu przepływu, graficznych formularzy.

Interfejs administracyjny Bonita User Experience jest narzędziem, prezentującym przebieg przepływu dla zdefiniowanych obiektów.

Wersjonowanie Wszystkie diagramy, ustawienia projektu, zmienne w środowisku Bonita są wersjonowane.

Koszty drożenia Oprogramowanie „open source” Bonita jest dostępna w kilku pakietach, z których darmowy - Bonita Open Solution pozwala na utworzenie systemu informatycznego bez ponoszenia opłat. Wersje subskrybowane są wzbogacane o dodatkowe mechanizmy do migracji czy też skalowania systemu informatycznego.


Obsługiwane standardy implementacji reguł

Maszyna stanowa Kluczowym elementem jest diagram przepływu w BPMN. Bonita nie obsługuje innych standardów.

Skalowalność

Autoryzacja użytkowników Bonita jest środowiskiem wielodostępowym. Wymaganiem wobec diagramu jest określenie minimum jednego aktora, który może uruchomić proces.

Podział funkcji ze względu na role użytkowników

Bonita pozwala określać dostęp do poszczególnych elementów diagramu, poprzez obiekt linii.

Rodzaj dystrybucji Aplikacja

System informatyczny jest dystrybuowany w postaci pliku war (web archive) środowiska Java i stanowi kompletną aplikację, do osadzenia na serwerze JEE.


Dostosowanie Biblioteki API Bonita zawiera edytor wyrażeń, wspierający implementację logiki w postaci skryptu. Dostarczane są również elementy łącznika (ang. „Connectivity”).

Kreatory interfejsu użytkownika Bonita dostarcza kreatory interfejsu użytkownika w postaci edytora formularzy, generującego widoki.

Lokalizacja Moduł lokalizacyjny jest dostępny w wersji rozszerzonej (płatnej).

Modele wykonawcze Synchroniczny Model jest obsługiwany przez środowisko Bonita np. w postaci przejść pomiędzy aktywnościami.

Asynchroniczny Model jest obsługiwany przez środowisko Bonita np. poprzez obsługę zdarzeń, uruchamianie przepływu w odpowiedzi na zdarzenie czasowe.

JBoss Drools - Składniki


• Guvnor

• Expert

• Fusion • jBPM

• Planner

JBoss Drools – Przykład zapisu reguły biznesowej


rulewhenSer( $czedar : nazwa == "cheddar" )$osoba : Osoba( ulubionySer == $czedar )thenSystem.out.println( $osoba.getImie() + " lubi cheddar" );end

JBoss Drools – Zastosowanie


• Nieokreśloność rozwiązania.

• Brak widocznego algorytmu rozwiązania.

• Zmienność logiki. • Wiedza ekspercka.

JBoss Drools – Wybór cech


• Tekstowy język opisu reguł biznesowych.

• Stanowe i bezstanowe podejście.

JBoss Drools – Przykład implementacji ścieżki akceptacji dokumentu faktury


package faktura import impl.Faktura; rule "Walidacja daty i kwot faktury"when

$f : Faktura (dataFaktury == null || kwotaNetto <0 || kwotaBrutto <0)then

$f.setPoprawna(false);$f.setZaakceptowana(false);$f.setKomentarz("Niepoprawne dane faktury, data faktury nie może

być pusta, kwoty nie mogą być ujemne.");end

JBoss Drools – Przykład implementacji ścieżki akceptacji dokumentu faktury – c.d.


rule "Walidacja numeru przypisanego zamówienia do faktury"when

$f : Faktura (nrPrzypisanegoZamowienia == null)then

$f.setPoprawna(false);$f.setKomentarz("Faktura musi mieć przypisany numer zamówienia");

end

JBoss Drools – Przykład implementacji ścieżki akceptacji dokumentu faktury – c.d.


rule "Automatyczna akceptacja faktury o kwocie niższej niż 200"when

$f : Faktura (kwotaBrutto < 200, poprawna)then

$f.setZaakceptowana(true);end rule "Jeżeli faktura jest na 200 i więcej złotych musi być zaakceptowana przez kierownika pionu"when

$f : Faktura (kwotaBrutto >= 200)then

$f.setWymagaAkceptacjiKierownikaPionu(true);end

JBoss Drools – Przykład implementacji algorytmu wyliczenia WIG’u.


package wig import wig.WigConstans;import java.util.Date;import wig.WigWyliczenie;

global wig.WigWyliczenie wigWyliczenie; rule "Akcja należy do rynku pierwotnego"

no-loop dialect "java"

when $a : Akcja(dataPublikacji == WigConstans.DATA_RYNKU_PIERWOTNEGO) then

wigWyliczenie.setSumaPierwotna(wigWyliczenie.getSumaPierwotna()+((double)$a.getIlosc() * $a.getKurs()));end

JBoss Drools – Przykład implementacji algorytmu wyliczenia WIG’u.


rule "Akcja należy do rynku obecnego"

no-loop dialect "java"

when $a : Akcja(dataPublikacji != WigConstans.DATA_RYNKU_PIERWOTNEGO) then

wigWyliczenie.setSumaObecna(wigWyliczenie.getSumaObecna()+((double)$a.getIlosc() * $a.getKurs()));end

JBoss Drools – Podsumowanie


Cechy:

• Elastyczne środowisko

• Łatwe wprowadzanie reguł

• Przejrzysta składnia

• Możliwość określania tabel decyzyjnych w arkuszach MsExcel

• Nieintuicyjne powiadamianie o błędach.

JBoss Drools – przegląd cech


Architektura Częściowa JBoss Drools Expert jest komponentem, dołączanym do aplikacji. Nie może być uruchomiony samodzielnie.

Wsparcie edukacyjne

Pomoc on-line Strona www.jboss/drools zawiera publikacje, umożliwiające poznanie środowiska. Przykłady zawierają błędy oraz czasami są niekompletne.


Niezależne od platformy systemu informatycznego

JBoss Drools wykorzystuje środowisko Java, jako komponent systemu informatycznego środowisko uruchomieniowe jest zależne od środowiska uruchomieniowego systemu informatycznego.


Język obsługi reguł biznesowych

Jednostką wykonawczą środowiska jest reguła biznesowa, zapisana w języku opisu.

Arkusz w formacie xls Reguły biznesowe mogą pochodzić z tabel decyzyjnych zapisanych w arkuszu xls lub csv.



Koszty drożenia Oprogramowanie „open source”

JBoss Drools Expert jest dostępny na licencji „open source”.


Maszyna stanowa, Model sekwencyjny.

JBoss Drools zapewnia obsługę obu modeli za pomocą stanowego i bezstanowego obiektu sesji. W przypadku zmian obiektów w czasie, należy wybrać stanową wersję obiektu sesji bazy wiedzy.

Rodzaj dystrybucji Usługa

Silnik reguł biznesowych jest komponentem, stąd pełni rolę usługową wobec innych elementów systemu informatycznego.

Dostosowanie Biblioteki API Silnik reguł biznesowych posiada bogaty zbiór klas, pozwalających wywoływać wybrane funkcje silnika lub reagować na zachodzące zdarzenia.



Modele wykonawcze Synchroniczny,

AsynchronicznyJest to zależne od modelu implementacji kontenera, wywołującego środowisko.

Microsoft Workflow Fundation


Microsoft Visual Studio 2010 z uruchomionym diagramem przepływu w Workflow Fundation



Aktywność – widok na pasku narzędziowym

Aktywność na diagramie przepływu



Warunek – widok na pasku narzędziowym Warunek na diagramie

przepływu



Pętla – widok na pasku narzędziowym Pętla na diagramie

przepływu

Okno właściwości komponentu "pętla



Aktywność zdarzeniowa

Komponent obrazujący stan na diagramie przepływu

Microsoft Workflow Fundation - Przykład implementacji ścieżki akceptacji dokumentu faktury


Microsoft Workflow Fundation - Przykład implementacji ścieżki akceptacji dokumentu faktury


Okno właściwości kontrolki obsługi zdarzenia.

Reguła biznesowa warunkująca wykonanie

Microsoft Workflow Fundation - Przykład implementacji algorytmu wyliczenia WIG’u


Microsoft Workflow Fundation – przegląd cech


Architektura Częściowa Silnik reguł biznesowych dostępny jest na zasadzie komponentu

Wsparcie edukacyjne

Pomoc on-line Bogata biblioteka artykułów w systemie msdn firmy Microsoft

Publikacje Workflow Fundation jest opisany w kilku książkach, między innymi „Pro WF” wydawnictwa Apress.


Microsoft Framework .NET Nakłada to ograniczenie systemów z rodziny Windows.


Graficzny interfejs użytkownika

Elementem systemu jest narzędzie edytora diagramu przepływu, graficznych formularzy.

Język reguł biznesowych Oparty na xml’u, deklaratywny język reguł biznesowych.

Microsoft Workflow Fundation – przegląd cechAnaliza silników reguł biznesowych

Koszty drożenia Oprogramowanie komercyjne Koszt wdrożenia musi zawierać minimum koszt systemu z rodziny Windows, obsługujący Microsoft Framework .NET.


Maszyna stanowa Diagram maszyny stanowej, edytowany z poziomu graficznego edytora.

Model sekwencyjny Diagram sekwencji, edytowany z poziomu graficznego edytora.

Rodzaj dystrybucji Usługa

Diagram przepływu dostarczany jest jako komponent i musi zostać obudowany formularzami w celu wykorzystania w systemie informatycznym.

Dostosowanie Biblioteki API Workflow Fundation pozwala na rozbudowanie funkcji o moduły np. utrwalania danych. Dodatkowym elementem jest bogaty zbiór wystawionych zdarzeń, jakie użytkownik może zaimplementować (np. do powiadamiania o nieprawidłowych akcjach).

Modele wykonawcze Synchroniczny Model jest obsługiwany przez środowisko np. w postaci przejść pomiędzy aktywnościami.

Asynchroniczny Model jest obsługiwany przez środowisko np. poprzez obsługę zdarzeń, uruchamianie przepływu w odpowiedzi na zdarzenie czasowe.

Miary• Jakościowe:

• Przejrzysty / Nieprzejrzysty• Udokumentowany: Bardzo dobrze, dobrze, przeciętnie• Rozbudowywalny / Zamknięty

• Ilościowe• Ilość czasu, jaka była potrzebna do:

• Zaimplementowania silnika reguł biznesowych• Wykonania pojedynczej reguły biznesowej


• Łatwość nauki

• Efektywność

• Intuicyjność.

• Błędogenność.

• Satysfakcja.


Wartości średnie

Średnia łatwość nauki 190 min.

Średnia efektywność 21,6 min.

Średnia intuicyjność 28,3 min.

Użyteczność.


Użyteczność.

Cecha Bonita JBoss Drools Expert


Łatwość nauki 150 min. 240 min. 180 min.

Efektywność 25 min. 10 min. 30 min.

Intuicyjność 15 min. 60 min. 10 min.

Błędność Mała Średnia Mała

Satysfakcja Duża Średnia Duża

Ocena 1,25 1,42 1,44

Ocena procentowa

86 % 98 % 100 %


Niezawodność

• Wysoka (wartość 3)

• Średnia (wartość 2)

• Niska (wartość 1)

Cecha Bonita JBoss Drools Expert


Niezawodność Niska Wysoka Średnia.

Ocena 1 3 2

Ocena procentowa

33 % 100 % 66 %


Ryzyko

• Utrata wsparcia technicznego.

• Zakończenie cyklu wytwórczego.

• Niekompatybilność.

• Wzrost kosztów utrzymania.

Wartość numeryczna

Wartość skali Warunki

1 Niskie oznacza niezerowe prawdopodobieństwo,

przy założeniu że maksymalna ilość

wystąpień jest nie większa niż 15 na 100

2 Prawdopodobne oznacza prawdopodobieństwo między 0,15

a 0,45

3 Wysokie oznacza prawdopodobieństwo między 0,45

a 0,8

4 Bardzo

prawdopodobne

oznacza prawdopodobieństwo między 0,8 a

0,99


Ryzyko

Cecha Bonita JBoss Drools Expert Microsoft Workflow Fundation

Utrata wsparcia technicznego

Niskie Niskie Niskie.

Zakończenie cyklu wytwórczego

Niskie Prawdopodobne Niskie.

Niekompatybilność

Niskie Niskie Prawdopodobne

Wzrost kosztów utrzymania Wysokie Prawdopodobne Niskie

Ocena 6 6 5

Ocena procentowa 100% 100 % 83%


Jakość

• Wymagania użytkownika.

• Cechy techniczne wyrobu.

• Różnorodność technologiczna.

• Stopień korelacji między cechami technicznymi.


JakośćCecha Bonita JBoss Drools Expert Microsoft Workflow Fundation

Wymagania użytkownika Bardzo dobry

Średni Dobry

Czas, potrzebny do zrealizowana algorytmu wyliczenia WIG

60 min. 30 min. 25 min.

Czas, potrzebny do zrealizowania algorytmu akceptacji faktury

45 min. 90 min. 45 min.

Różnorodność technologiczna

Niejednorodna Niejednorodna Jednorodna

Stopień korelacji między cechami technicznymi

Separacja relacji Separacja relacji Ścisłe powiązanie

Ocena 5,98 5,96 4,86

Ocena procentowa 100 % 99 % 82 %


Kompletność


Posiadanie wsparcia technicznego

tak tak tak

Posiadanie całościowego rozwiązania

tak nie tak.

Posiadanie interfejsów migracji danych

tak nie tak

Obsługa różnorodnych przepływów

nie tak tak

Ocena 3 2 4



Rozwojowość


Posiadanie interfejsów, umożliwiających dopasowanie

tak tak tak

Elastyczność architektury nie nie tak.

Ocena 3 2 4



Różnorodność


Dostępny dla wielu platform

tak tak nie

Obsługa wielu standardów

nie tak tak

Komunikacja oparta na różnorodnych protokołach

tak nie tak

Ocena 2 2 2



Synergia

• Zastosowanie takiego rozwiązania zapewnia łatwość zrozumienia istniejącego rozwiązania, co stanowi kluczowy element dzisiejszego procesu wytwórczego systemów informatycznych.

• Budowane systemy informatyczne muszą uwzględniać zachowania istniejących systemów.

• Narzędzie, które wspiera zrozumienie oraz wizualizuje procesy, stanowi często kluczowy element podczas procesu inżynierii odwrotnej.


PODSUMOWANIE

Wnioski na podstawie analizy silników reguł biznesowych pozwalają w pełni dowodzą słuszności hipotezy roboczej: „Użycie środowiska reguł biznesowych do implementacji logiki biznesowej ułatwia konserwację i modyfikację w systemach informatycznych” w tezę.

72

Dziękuję za uwagę!

Analiza silników reguł biznesowych

Documents

Transcript of Analiza silników reguł biznesowych