01 okladka DANFOSS.indd - Pomiary Automatyka Robotyka

nauka
NAUKA
NAUKA
Weryfikacja procesów biznesowych metodą
Weryfikacja procesów biznesowych metodą
dedukcyjną z wykorzystaniem logiki temporalnej
dedukcyjną z wykorzystaniem logiki temporalnej
Radosław Klimek
RadosławWydział
KlimekEAIiE, Katedra Automatyki
AGH Akademia Górniczo-Hutnicza,
AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział EAIiE, Katedra Automatyki
Streszczenie: Praca dotyczy formalnej analizy i weryfikacji modeli
biznesowychPraca
wyrażonych
notacji BPMN.
Streszczenie:
dotyczy wformalnej
analizyWeryfikacja
i weryfikacjioparmota
jest
na
wnioskowaniu
dedukcyjnym.
Jako
metodę
wnioskowadeli biznesowych wyrażonych w notacji BPMN. Weryfikacja
oparnia
dla modeli
biznesowych
zaproponowano
semanta jest
na wnioskowaniu
dedukcyjnym.
Jakometodę
metodętablic
wnioskowatycznych,
którabiznesowych
cechuje się apagogicznością
oraz analitycznością.
nia
dla modeli
zaproponowano metodę
tablic semanZostała
translacji podstawowych
wzorców
tycznych,przedstawiona
która cechuje metoda
się apagogicznością
oraz analitycznością.
projektowych
BPMN do metoda
formuł logiki
temporalnej,
stanowiących
loZostała
przedstawiona
translacji
podstawowych
wzorców
giczną specyfikację
Zarówno
logiczna speprojektowych
BPMNanalizowanego
do formuł logikimodelu.
temporalnej,
stanowiących
locyfikacja,
jak i właściwości
badanych
procesów
są wyrażone
forgiczną specyfikację
analizowanego
modelu.
Zarówno
logiczna spemułami tzw.
logiki
temporalnej.
Formuły
te są następcyfikacja,
jaknajmniejszej
i właściwości
badanych
procesów
są wyrażone
fornie przetwarzane
z wykorzystaniem
metody tablic
semantycznych.
mułami
tzw. najmniejszej
logiki temporalnej.
Formuły
te są następInnowacyjność
proponowanego
podejścia
wpłynąć
nie przetwarzane
z wykorzystaniem
metodymoże
tablic istotnie
semantycznych.
na redukcję kosztów
wytwarzaniapodejścia
oprogramowania,
ze względu
na
Innowacyjność
proponowanego
może istotnie
wpłynąć
możliwość
oprogramowania
już w ze
fazie
jego mona redukcjęwykrycia
kosztów błędów
wytwarzania
oprogramowania,
względu
na
delowania, wykrycia
wyprzedzając
tymoprogramowania
samym znaczniejuż
fazy
implementacji
możliwość
błędów
w fazie
jego moi testowania.wyprzedzając tym samym znacznie fazy implementacji
delowania,
i testowania.
Słowa kluczowe: modele biznesowe, BPMN, SOA, wzorce projektowe,
temporalna,
dedukcyjne,
metodaprojektablic
Słowalogika
kluczowe:
modelewnioskowanie
biznesowe, BPMN,
SOA, wzorce
semantycznych,
generowanie
specyfikacji
towe, logika temporalna, wnioskowanie dedukcyjne, metoda tablic
semantycznych, generowanie specyfikacji
L
L
ogika formalna zawsze zajmowała istotne miejsce
w
życiuformalna
człowieka,zawsze
stanowiąc
naturalneistotne
środowisko
toogika
zajmowała
miejsce
warzyszące
jego życiu
codziennym
przy podejmowaniu
w życiu w
człowieka,
stanowiąc
naturalne
środowisko toróżnych
decyzji.
Badając
pomiędzy
prawdziwością
warzyszące
w jego
życiu związki
codziennym
przy podejmowaniu
a
fałszywością
ze względu
ich strukturę,
umożliróżnych
decyzji.zdań
Badając
związkina
pomiędzy
prawdziwością
wia
zarówno formalne,
i sprawne
podejście
do procesu
a fałszywością
zdań ze jak
względu
na ich
strukturę,
umożliwnioskowania.
Logika temporalna,
ważnym
fragwia zarówno formalne,
jak i sprawnebędąca
podejście
do procesu
mentem
logiki klasycznej,
odgrywa kluczową
rolę w analiwnioskowania.
Logika temporalna,
będąca ważnym
fragzie
i weryfikacji
systemów informatycznych,
istmentem
logiki klasycznej,
odgrywa kluczowąprzy
rolęczym
w analinieją
tutaj dwa zasadniczo
odmienne podejścia
Pierwzie i weryfikacji
systemów informatycznych,
przy[7].
czym
istsze
i jest
tzw.
niejąbazuje
tutaj na
dwaeksploracji
zasadniczoprzestrzeni
odmienne stanów
podejścia
[7]. to
Pierwweryfikacja
modelowa
(ang.
model checking)
drugie
sze bazuje na
eksploracji
przestrzeni
stanów i[6],
jestato
tzw.
na
klasycznym
wnioskowaniu
dedukcyjnym
wykorzystaweryfikacja
modelowa
(ang. model
checking)z [6],
a drugie
niem
logiki formalnej.
Aczkolwiek
oba podejścia
są dobrze
na klasycznym
wnioskowaniu
dedukcyjnym
z wykorzystarozpoznane,
to
jednak
tylko
w
przypadku
pierwszego
z nich
niem logiki formalnej. Aczkolwiek oba podejścia są dobrze
dokonał
się
w
ostatnich
latach
znaczący,
a
może
nawet
rozpoznane, to jednak tylko w przypadku pierwszego z nich
spektakularny
w zakresie
opracowania
odpowieddokonał się w postęp
ostatnich
latach znaczący,
a może
nawet
nich
metod
i
algorytmów,
podczas
gdy
drugie
z
nich wciąż
spektakularny postęp w zakresie opracowania odpowiednie
liczących
się i udokumentowanych
wyników.
nichma
metod
i algorytmów,
podczas gdy drugie
z nich Tymwciąż
czasem
warto
zauważyć,
że
co
prawda
nie
znając
zasad
lonie ma liczących się i udokumentowanych wyników.
Tymgiki,
także
można
przeprowadzać
rozumowanie,
podobnie
czasem warto zauważyć, że co prawda nie znając zasad lojak
na zasadzie
– nie znając
zasad gramatyczgiki,–także
można analogii
przeprowadzać
rozumowanie,
podobnie
nych,
można
się
posługiwać
językiem,
to
nie ulega
jednak
jak – na zasadzie analogii – nie znając zasad
gramatyczwątpliwości,
że
znajomość
reguł
gramatycznych
podnosi
nych, można się posługiwać językiem, to nie ulega jednak
kulturę
i jakość
myślenia i reguł
wypowiedzi
w danym podnosi
języku,
wątpliwości,
że znajomość
gramatycznych
tak
znajomość
i
posługiwanie
się
regułami
logiki
zwiększa
kulturę i jakość myślenia i wypowiedzi w danym języku,
wiarygodność
dedukcyjnej.
tak znajomośćprocedury
i posługiwanie
się regułami logiki zwiększa
wiarygodność procedury dedukcyjnej.
190 Pomiary automatyka Robotyka 12/2011
Modelowanie biznesowe odgrywa coraz większe znaczenie,Modelowanie
umożliwiającbiznesowe
zrozumienie
zarówno
bieżącej
aktywnoodgrywa
coraz
większe
znacześci,
także potencjału
ewentualnych
zmian i aktywnoulepszeń
nie, ale
umożliwiając
zrozumienie
zarówno bieżącej
w
planach
i działaniach.
Modelowanie
ści,różnych
ale także
potencjału
ewentualnych
zmian ibiznesowe
ulepszeń
może
takżeplanach
istotniei idziałaniach.
korzystnie wpłynąć
na zsynchroniw różnych
Modelowanie
biznesowe
zowanie
bieżącej
aktywności
z modelem
może także
istotnie
i korzystnie
wpłynąćinformatycznym.
na zsynchroniIntegracja
taka jest
niezbędna,
o ile system
informatyczzowanie bieżącej
aktywności
z modelem
informatycznym.
ny
ma wspierać
system
biznesowy.
Jako
narzędzie
do moIntegracja
taka jest
niezbędna,
o ile
system
informatyczdelowania
procesów
biznesowych
najbardziej
ugruntowaną
ny ma wspierać
system
biznesowy.
Jako narzędzie
do mopozycję
maprocesów
notacja BPMN.
delowania
biznesowych najbardziej ugruntowaną
pozycję
mapracy
notacja
Celem
jestBPMN.
przedstawienie kompletnej architekturyCelem
systemu
wnioskowania,
umożliwiającego
formalną
wepracy jest przedstawienie
kompletnej
architekryfikację
pewnej
klasy
systemów
informatycznych.
Weryfitury systemu wnioskowania, umożliwiającego formalną wekacji
poddawane
są procesy
biznesowe
wyrażone w Weryfinotacji
ryfikację
pewnej klasy
systemów
informatycznych.
BPMN
–
modele
te
stanowią
swego
rodzaju
logiczne
sieci
kacji poddawane są procesy biznesowe wyrażone w notacji
działań
i
wydaje
się,
że
są
one
szczególnie
dogodne
w
proceBPMN – modele te stanowią swego rodzaju logiczne sieci
sie
pozyskiwania
specyfikacji
logicznej analizowanego
sysdziałań
i wydaje się,
że są one szczególnie
dogodne w procetemu.
Zarówno
do
specyfikacji
systemu,
jak
i
wyrażenia
sie pozyskiwania specyfikacji logicznej analizowanego sysbadanych
i pożądanych
własności,
wykorzystywana
jest lotemu. Zarówno
do specyfikacji
systemu,
jak i wyrażenia
gika
temporalna.
Pokazano
możliwości
automatyzacji
badanych i pożądanych własności, wykorzystywana jest zalorówno
procesu pozyskiwania
specyfikacji,automatyzacji
jak i samego dogika temporalna.
Pokazano możliwości
zawodzenia
właściwości
systemu.
równo procesu
pozyskiwania
specyfikacji, jak i samego dowodzenia właściwości systemu.
1. Procesy biznesowe
1. Procesy
i wzorce biznesowe
projektowe
i wzorce
projektowe
Procesy
biznesowe
mają w informatyce coraz większe zna-
czenie.
biznesowe
rozumieć
uporządProcesyProcesy
biznesowe
mają wmożemy
informatyce
corazjako
większe
znakowane
i
powiązane
ze
sobą
aktywności
i
zadania
pozwaczenie. Procesy biznesowe możemy rozumieć jako uporządlające
zrozumieniezeplanów
działań i przedsięwzięć.
Cekowanenai powiązane
sobą aktywności
i zadania pozwalem
procesu
biznesowego
jest
rozwiązanie
określonego
prolające na zrozumienie planów działań i przedsięwzięć. Ceblemu
lub osiągnięcie
pewnego
zamierzonego
efektu. Najlem procesu
biznesowego
jest rozwiązanie
określonego
probardziej
dlazamierzonego
modeli biznesowych
jest
blemu lubpopularną
osiągnięcienotacją
pewnego
efektu. Najnotacja
(ang.
Business
Process biznesowych
Modeling Notabardziej BPMN
popularną
notacją
dla modeli
jest
tion),
została
przezModeling
BusinessNotaPronotacjaktóra
BPMN
(ang.zaprojektowana
Business Process
cess
(BPMI),przez
jako Business
standardPronotion),Management
która zostałaInitiative
zaprojektowana
tacyjny
w modelowaniu
takich
procesów.
cess Management
Initiative
(BPMI),
jako Należy
standardzwrónocić
uwagę,
BPMN w kontekście
architektur
usług
sietacyjny
w że
modelowaniu
takich procesów.
Należy
zwróciowych
i paradygmatu
może architektur
stanowić ważną
cić uwagę,
że BPMN w SOA
kontekście
usługwarsiestwę
wizualizacyjną
i wSOA
ten sposób
zmniejszyć
dystans
ciowych
i paradygmatu
może stanowić
ważną
warpomiędzy
procesem projektowania
a środowiskiem
wykostwę wizualizacyjną
i w ten sposób
zmniejszyć dystans
nawczym
co wynika
także z amożliwości
odpowiedpomiędzy SOA,
procesem
projektowania
środowiskiem
wykoniej
translacji
np. [12,także
16]). zSzczegółowe
nawczym
SOA,(por.
co wynika
możliwości informacje
odpowiedna
notacji
BPMN
można
w wielu
pracach
niejtemat
translacji
(por.
np. [12,
16]).znaleźć
Szczegółowe
informacje
BPMN-2009.
na temat notacji BPMN można znaleźć w wielu pracach
BPMN-2009.
Z modelowaniem biznesowym wiąże się często koncepcję Ztzw.
wzorców projektowych,
istotną
modelowaniem
biznesowym które
wiąże odgrywają
się często konceprolę
w
samym
modelowaniu
procesów
biznesowych.
Wzocję tzw. wzorców projektowych, które odgrywają istotną
rolę w samym modelowaniu procesów biznesowych. Wzo4/2010 Pomiary Automatyka Robotyka
4/2010 Pomiary Automatyka Robotyka
1
1
NAUKA
nauka
1 : ¬(�(a ⇒ ♦b) ∧ �(b ⇒ ♦c) ⇒ �(a ⇒ ♦c))
rzec jest „abstrakcją postaci konkretnej formy, która pojawia się w dowolnym momencie” [14]. Wzorzec projektowy
jest ogólnym opisem pewnej struktury aktywności, użycie
której rozwiązuje pewien probelm w obszarze modelowania biznesowego. Wszystkie wzorce zostały skatalogowane
i zawierają łącznie 23 obiekty [1, 15]. Stosowanie wzorców
projektowych wpływa korzystnie na strukturę projektowanego modelu biznesowego, a z punktu widzenia podejścia
przedstawionego w tej pracy umożliwia także automatyzację procesu budowy specyfikacji logicznej analizowanego
modelu.
1 : �(a ⇒ ♦b) ∧ �(b ⇒ ♦c) ∧ ♦a ∧ �¬c
1 : ♦a
1 : �¬c
1 : �(b ⇒ ♦c)
1 : �(a ⇒ ♦b)
1.[a] : a
1.(x) : ¬c
2. Logiczne preliminaria
Najważniejszymi elementami składającymi się na stosowany aparat formalny jest logika temporalna oraz wnioskowanie metodą tablic semantycznych. Logika temporalna jest
niekwestionowanym i wygodnym formalizmem umożliwiającym specyfikację i weryfikację systemów współbieżnych
i reaktywnych (por. np. [8, 10]). Formuły logiki temporalnej skutecznie wyrażają własności żywotności i bezpieczeństwa systemów, mogą odgrywać kluczową rolę w ich dowodzeniu. Logika temporalna istnieje w wielu odmianach
i karnacjach, aczkolwiek w dalszych rozważaniach skupimy się na aksjomatycznym i dedukcyjnym systemie dla
tzw. najmniejszej logiki temporalnej (por. np. [3]). Logika ta jest znana także jako logika temporalna klasy K,
i może być rozszerzona poprzez wprowadzenie szeregu nowych własności struktury czasowej [5, 13]. Przykładami
takich wzbogaconych logik są: logika/formuła D: (przykładowa formuła) �p ⇒ ♦p; logika/formuła T: �p ⇒ p; logika/formuła G: ♦�p ⇒ �♦p; logika/formuła 4: �p ⇒ ��p;
logika/formuła 5: ♦p ⇒ �♦p; logika/formuła B: p ⇒ �♦p;
etc. Należy zauważyć, że możliwe jest także połączenie poszczególnych własności oraz logik, i w ten sposób ustanowienie relacji pomiędzy nimi, np.: KB4 ⇔ KB5, KDB4 ⇔
KTB4 ⇔ KT45 ⇔ KT5 ⇔ KTB.
Jak już wspomniano, przyjęta tutaj metoda wnioskowania jest w pewnej opozycji zarówno do metody weryfikacji modelowej, związanej z eksploracją stanów, jak i metody dedukcyjnej opartej o rezolucję. Metoda ta, zwana
metodą tablic semantycznych jest znana z logiki klasycznej, ale może być także stosowana na gruncie logik modalnych [2]. Metoda cechuje się apagogicznością i analitycznością. W każdym kroku dobrze zdefiniowanej procedury postępowania otrzymujemy formuły coraz prostsze i składające się z coraz mniejszej liczby elementów,
z których usuwane są spójniki logiczne. Na końcu tak
przeprowadzonej procedury dekompozycyjnej przeszukiane są wszystkie gałęzie otrzymanego drzewa celem odnalezienia sprzeczności w poszczególnych jego gałęziach.
Jeżeli w gałęzi drzewa znajdują się sprzeczności, to gałąź taką uznaje się za domkniętą. Jeżeli wszystkie gałęzie są domknięte, to wynika z tego, że prawdziwa jest
formuła początkowa. Dużą wartość informacyjną, oczywiście w przypadku niepowodzenia w dowodzeniu własności, stanowią tzw. otwarte gałęzie drzewa wnioskowania,
gdyż poprzez nie otrzymujemy zbiór zdań elementarnych,
które nie spełniają własności systemu. Na rys. 1 zostało
pokazane drzewo wnioskowania dla przykładowej formuły
�(a ⇒ ♦b) ∧ �(b ⇒ ♦c) ⇒ �(a ⇒ ♦c). Każda formuła jest
2
Pomiary Automatyka Robotyka 4/2010
1.(y) : b ⇒ ♦c
1 : ¬b
1 : ♦c
1.(z) : a ⇒ ♦b
1.[c] : c
1 : ¬a
1 : ♦b
1.[z] : a ⇒ ♦b
×
1.[b] : b
1 : ¬a
1 : ♦b
×
×
1.[b] : b
×
Rys. 1. Drzewo wnioskowania metodą tablic semantycznych
Fig. 1. Inference tree using semantic tableaux method
poprzedzona etykietą odnoszącą się do aktualnie wyróżnionego świata. Świat początkowy, w którym jest prawdziwa
dana formuła, reprezentowany jest przez (fragment) etykiety „1 :”. Etykieta „1.(x)”, gdzie x jest zmienną wolną,
reprezentuje wszystkie możliwe światy będące następnikami świata 1. Z kolei napis „1.[p]”, gdzie p jest formułą atomową, reprezentuje jeden z możliwych światów, następników świata 1, gdzie formuła p jest prawdziwa. Przyjęty tutaj sposób postępowania, a także etykietowania, nawiązuje
do rachunku kwantyfikatorów pierwszego rzędu i można go
znaleźć np. w pracy [9]. Wszystkie gałęzie przykładowego
drzewa są domknięte (×), gdyż we wszystkich znajdują się
sprzeczności. Generalnie można wykazać, że metoda tablic
semantycznych jest poprawna, a algorytm budowy drzewa
zawsze zatrzymuje się.
3. System dedukcyjny
Proponowany system wnioskowania z wykorzystaniem metody tablic semantycznych dla modeli biznesowych BPMN
został przedstawiony na rys. 2, podobny także [11]. System składa się z kilku komponentów. Pierwszy zapewnia
funkcjonalność generującą specyfikację logiczną, rozumianą jako zbiór formuł logiki temporalnej (klasy K). Formuły są generowane bezpośrednio ze wzorców projektowych
BPMN i gromadzone w systemie w osobnym module. Powiązane ich później symbolem koniunkcji daje ogólną specyfikację systemu: p1 ∧. . .∧pn = P , wchodzącą w skład wejścia procesu wnioskującego. Kolejny komponent przechowuje pożądane i badane własności systemu Q, najprościej
wprowadzone poprzez dowolny edytor (tekstowy). (Innym
sposobem pozyskiwania formuł służących do weryfikowania własności systemu jest język zapytań BPQL – ten komponent nie będzie tutaj jednak rozważany, a celem jego tu-
12/2011 Pomiary automatyka Robotyka 191
nauka
NAUKA
Model
BPMN
Generator
formuł TL
p1 ∧ . . . ∧ pn ⇒ Q
Specyfikacja
systemu
Silnik
wnioskujący
Generator
zapytań TL
Własności
systemu
System
Model
BPQL
Edytor
zapytań TL
Rys. 2. Architektura systemu automatycznej weryfikacji modeli biznesowych metodą dedukcyjną
Fig. 2. Architecture of an automatic and deduction-based verification system of business models
taj przedstawienia jest zasygnalizowanie dalszego kierunku
możliwych prac). Zarówno specyfikacja systemu, jak i badane własności stanowią wejście dla zasadniczego modułu,
którym jest silnik wnioskujący. Silnik ten realizuje proces
dedukcyjny metodą tablic semantycznych, a wejście dla
niego stanowi formuła P ⇒ Q, albo ściślej:
p1 ∧ . . . ∧ pn ⇒ Q
(1)
Po zanegowaniu formuły 1, umieszczana jest ona w korzeniu drzewa wnioskowania, a następnie poddawana jest
procesowi dekompozycji zgodnie z regułami metody tablic
semantycznych. Znalezienie sprzeczności we wszystkich gałęziach drzewa oznacza brak wartościowania spełniającego
umieszczoną w korzeniu formułę zanegowaną. To oznacza,
że drzewo jest domknięte, co prowadzi do stwierdzenia, że
formuła początkowa 1 jest prawdziwa. Wszystkie komponenty systemu wnioskującego mogą być wykonywane wielokrotnie, uwaga ta dotyczy zarówno modułu pozyskiwania
specyfikacji logicznej, np. po jej modyfikacji, także wprowadzania nowych, badanych formuł własnościowych, jak
i samej pracy silnika wnioskującego.
4. Generowanie specyfikacji
Zbudowanie specyfikacji logicznej systemu, poprzez pozyskanie zbioru formuł liniowej logiki temporalnej opisujących jego własności, ma kluczowe znaczenie i stanowi swego rodzaju wąskie gardło w całym procesie dowodzenia
własności systemów. Proponowana metoda ekstrakcji specyfikacji logicznej systemu bazuje na dobrze znanych wzorcach projektowtch BPMN, zakłada sie przy tym, że cały
model jest zbudowany tylko i wyłącznie z takich wzorców. Budowa specyfikacji polega na wydzieleniu wzorców
projektowych w modelu biznesowym, translacji wzorców
do wyrażenia logicznego WL , a następnie wygenerowaniu
specyfikacji logicznej L. Schemat organizacyjny dla generatora formuł logiki temporalnej został przedstawiony na
rys. 3, poniżej zostaną krótko omówione najważniejsze pojęcia.
192 Pomiary automatyka Robotyka 12/2011
Z każdym wzorcem projektowym związany jest predefiniowany zbiór formuł logiki temporalnej pat(a1 , ..., an ) =
{f1 , ..., fm } opisujący własności danego wzorca, przy czym
ai stanowią aktywności biznesowe, względnie inne zagnieżdżone wzorce, występujące w danym wzorcu, a fi są formułami LTL nad aktywnościami elementarnymi. Przykładowo dla wzorca równoległego rozszczepienia (ang. Paralell
Split) zbiór formuł ma postać: P arSplt(a, b, c) = {a ⇒
♦b ∧ ♦c, �¬(a ∧ (b ∨ c))}. Predefiniowanie formuł logiki
temporalnej dla każdego wzorca biznesowego umożliwia
utworzenie zbioru predefiniowanego P z takimi właśnie formułami. Po przeanalizowaniu całego modelu biznesowego
i wyodrębnieniu wzorców wchodzących w jego skład, zapisywany jest on w postaci wyrażenia logicznego WL , który
poprzez operacje sekwencji i zagnieżdżenia zawiera w sobie
wszystkie zastosowane w modelu wzorce projektowe. Przykładowo, dla sekwencji złożenia dwóch wzorców wyłącznego wyboru (ang. Exclusive Choice) oraz prostego złączenia (ang. Simple Merge), otrzymamy wyrażenie logiczne
Seq(ExclCh(a, b, c), SimpM er(d, e, f )).
Ostatnim krokiem postępowania jest zbudowanie specyfikacji logicznej L z wyrażenia logicznego WL , przy czym
L(WL ) = {fi : i > 0}, gdzie fi jest dowolną formułą logiki temporalnej, uzyskaną w wyniku procesu przekształcenia wyrażenia logicznego do specyfikacji logicznej.
Algorytm generowania specyfikacji logicznej ma dwie dane wejściowe: wyrażenie logiczne WL oraz predefiniowany
zbiór P, będący zbiorem formuł logiki temporalnej dla każdego wzorca projektowego. Algortym przekształcenia WL
do L, przy założeniu wartości początkowej L = ∅ jako zbioru pustego, polega na wyszukaniu w pierwszej kolejności
wzorców najbardziej zagnieżdżonych, i o ile argumentami
takiego wzorca są aktywności elementarne, to następuje
przepisanie formuł związanych z danym wzorcem do specyfikacji, tj. L = L ∪ pat(). Jeżeli jakikolwiek wzorzec wyrażenia logicznego zawiera jako argumenty inne wzorce, to
wówczas w miejsce argumentu jest podstawiana alternatywa logiczna wszystkich aktywności wewnętrznych. Przy-
4/2010 Pomiary Automatyka Robotyka
3
nauka
NAUKA
NAUKA
NAUKA
BPMN
BPMN
BPMN
Skaner
Skaner
Skaner
wzorców
wzorców
wzorców
biznesowych
biznesowych
biznesowych
WL
L
WL
Generator
Generator
Generator
specyfikacji
specyfikacji
specyfikacji
logicznej
logicznej
logicznej
L
L
L
P
P
Rys.
3.
Generator
formułTLTL
TL
Rys.
3. 3.
Generator
formuł
Rys.
Generator
formuł
Fig.
formulas
generator
Fig.
3. 3.
formulas
generator
Fig.
3.TLTL
TL
formulas
generator
kładowo
P
b),
prowadzi
do
specyfikacji
kładowo
P arSplt(Seq(a,
kładowo
P arSplt(Seq(a,
arSplt(Seq(a,b),
b),c,c,
c,d)d)
d)prowadzi
prowadzi do
do specyfikacji
specyfikacji
L
=
{a
⇒
♦b}
∪
{(a
∨
b)
⇒
♦c
∧
♦d,
�¬((a
∨
b)
(c
∨
d))}.
L=
♦b}
{(a
♦c∧∧♦d,
♦d,�¬((a
�¬((a∨∨b)
b)∧∧
∧(c
(c∨
∨ d))}.
d))}.
L=
{a{a
⇒⇒
♦b}
∪∪
{(a
∨∨
b)b)⇒⇒♦c
Podsumowanie
5.Podsumowanie
Podsumowanie
5.5.
Zostały
przedstawione
zagadnienia
dotyczące
formalnej
Zostałyprzedstawione
przedstawionezagadnienia
zagadnienia dotyczące
dotyczące formalnej
formalnej
Zostały
weryfikacji
modeli
biznesowych,
zapisanych
w
notacji
weryfikacji
modeli
biznesowych,
zapisanych
w
notacji
weryfikacji modeli biznesowych, zapisanych w notacji
BPMN,
z
wykorzystaniem
podejścia
dedukcyjnego
i logiBPMN,
z
wykorzystaniem
podejścia
dedukcyjnego
logiBPMN, z wykorzystaniem podejścia dedukcyjnego ii logiki
temporalnej
metodą
tablic
semantycznych,
wraz
zz auki
temporalnej
metodą
tablic
semantycznych,
wraz
auki temporalnej metodą tablic semantycznych, wraz z automatyzacją
takiego
podejścia.
Należy
także
wspomnieć
tomatyzacją
takiego
podejścia.
Należy
także
wspomnieć
tomatyzacją takiego podejścia. Należy także wspomnieć
o
pracach
implementacyjnych
nad
proo zaawansowanych
zaawansowanychpracach
pracachimplementacyjnych
implementacyjnych nad
nad proproo zaawansowanych
totypowymi
wersjami
poszczególnych
komponentów,
skłatotypowymi wersjami poszczególnych komponentów, skłatotypowymi
wersjami
poszczególnych komponentów,
składających
dających się
się na
na proponowany
proponowany system.
system. Prace
Prace te
te są
są bliskie
bliskie
dających
się
na
proponowany
system.
Prace
te
są
bliskie
ukończenia.
ukończenia.
ukończenia.
Bibliografia
Bibliografia
Bibliografia
1. van der Aalst W.M.P., ter Hofstede A.H.M., Kiepusew-
1. van der Aalst W.M.P., ter Hofstede A.H.M., Kiepusew1. van
der
W.M.P.,
ter Hofstede
A.H.M.,
Kiepusewski
B.,Aalst
Barros
A.P. (2003):
(2003):
Workflow
Patterns.
Distriski B.,
Barros
A.P.
Workflow
Patterns.
Distriskibuted
B.,
Barros
A.P.
(2003):
Workflow
Patterns.
buted and
and Parallel
Parallel Databases,
Databases, 4(1),
4(1), 2003,
2003, 5–51.
5–51. Distributed
and Parallel
Databases,
4(1),
2003,R.,
5–51.
2.
D’Agostino
M., Gabbay
Gabbay
D.M.,
Hähnle
R.,
Posegga J.
J.
2.
D’Agostino
M.,
D.M.,
Hähnle
Posegga
(eds) (1999):
(1999):
Handbook
of Tableau
Tableau
Methods,
Kluwer
2. D’Agostino
M., Handbook
Gabbay D.M.,
HähnleMethods,
R., Posegga
J.
(eds)
of
Kluwer
Academic
Publishers
1999.
(eds)
(1999):Publishers
Handbook
of Tableau Methods, Kluwer
Academic
1999.
3.
van Benthem
Benthem
J. (1995):
(1995):
Temporal Logic.
Logic. Clarendon
Clarendon
Academic
Publishers
1999. Temporal
3.
van
J.
Press
1993–95,J. 241–350.
241–350.
3. van
Benthem
(1995): Temporal Logic. Clarendon
Press
1993–95,
4.
Business
Process
Modeling Notation
Notation Specification.
Specification. VerVerPress
1993–95,
241–350.
4.
Business
Process
Modeling
sion 1.2,
1.2,Process
January
2009, OMG
OMG
Document
dtc/2009-014. Business
Modeling
Notation
Specification.
Version
January
2009,
Document
dtc/2009-0103.1.2, January 2009, OMG Document dtc/2009-01sion
03.
5.
5.
Chellas B.
B. (1980):
(1980): Modal
Modal Logic,
Logic, Cambridge
Cambridge University
University
03.Chellas
Press
1980.
Press 1980.
5. Chellas
B. (1980): Modal Logic, Cambridge University
6.
Clarke
E.M.Jr.,
6.
Clarke
E.M.Jr., Grumberg
Grumberg O.,
O., Peled
Peled D.A.
D.A. (1999):
(1999): Model
Model
Press
1980.
Checking.
MIT
Press
1999.
Checking.
MIT
Press
1999.
6. Clarke E.M.Jr., Grumberg O., Peled D.A. (1999): Model
7.
Clarke
Wing J.M.
et al. (1996): Formal methods:
7.
Clarke E.M.,
E.M.,
Checking.
MIT Wing
Press J.M.
1999.et al. (1996): Formal methods:
State
of
the
art
and
future
directions,
ACM
State E.M.,
of the Wing
art and
future
directions,
ACM Computing
Computing
7. Clarke
J.M.
et al.
(1996): Formal
methods:
Surveys,
28(4),
1996,
626–643.
Surveys,
28(4),
1996,
626–643.
State of the art and future directions, ACM Computing
8.
Emerson
E.A.
(1990):
Temporal
8.
Emerson
E.A. 1996,
(1990):
Temporal and
and Modal
Modal Logic,
Logic, ElseElseSurveys,
28(4),
626–643.
vier,
MIT
Press
1990,
995–1072.
vier,
MIT
Press
1990,
995–1072.
8. 9.Emerson
E.A.
(1990):
Temporal and
Modal Logic, ElseHähnle
R.
(1998):
Tableau-based
Theorem
9.
Hähnle
R.
(1998):
Tableau-based
Theorem Proving.
Proving. ESESvier,
MIT
Press
1990,
995–1072.
SLLI
Course
1998.
SLLI Course 1998.
9. 10.
Hähnle R. (1998):
Tableau-based Theorem
Proving. ES10. Klimek
Klimek R.
R. (1999):
(1999): Wprowadzenie
Wprowadzenie do
do logiki
logiki temporaltemporalSLLI
Course 1998. Naukowo-Techniczne AGH 1999.
nej,
nej, Wydawnictwa
Wydawnictwa Naukowo-Techniczne AGH 1999.
10.11.Klimek
R. (1999):
Wprowadzenie
do logiki Deduction
temporal11. Klimek
Klimek R.,
R., Skrzyński
Skrzyński P.,
P., Turek
Turek M.
M. (2010):
(2010): Deduction
nej,
Wydawnictwa
Naukowo-Techniczne
AGH
1999.
based
verification
of
business
models,
[w:]
Korczak
based verification of business models, [w:] Korczak J.,
J.,
11. Klimek
R.,
Skrzyński
P., M.
Turek
M. Advanced
(2010): Deduction
Dudycz
H.,
Dyczkowski
(red.):
Dudycz H., Dyczkowski M. (red.): Advanced InformaInformabased
verification offorbusiness
models, [w:] Korczak
J.,
tion
tion Technologies
Technologies for Management,
Management, (Research
(Research Papers
Papers of
of
Dudycz
H.,
Dyczkowski
M.
(red.):
Advanced
InformaWroclaw
University
of
Economics,
147),
Publishing
HoWroclaw University of Economics, 147), Publishing Hotion
for Management,
(Research
of
use
of
of
2010,
173–188.
useTechnologies
of Wrocław
Wrocław University
University
of Economics
Economics
2010,Papers
173–188.
12.
Ouyang
C.,
Dumas
M.,
ter
Hofstede
A.H.M.,
van
der
Wroclaw
University
of
Economics,
147),
Publishing
Ho12. Ouyang C., Dumas M., ter Hofstede A.H.M., van der
W.M.P.
(2006):
BPMN
to
useAalst
of Wrocław
of Economics
2010, Models
173–188.
Aalst
W.M.P. University
(2006): From
From
BPMN Process
Process
Models
to
BPEL
Web
Services.
IEEE
International
Conference
12. Ouyang
C., Dumas
M.,IEEE
ter Hofstede
A.H.M.,
van der
BPEL Web
Services.
International
Conference
Aalst W.M.P. (2006): From BPMN Process Models to
BPEL Web Services. IEEE International Conference
44
Pomiary
Pomiary Automatyka
Automatyka Robotyka
Robotyka 4/2010
4/2010
on
Web
Services
(ICWS’06),
IEEE
Computer
Society
on Web
Web Services
Services (ICWS’06),
(ICWS’06),IEEE
IEEEComputer
ComputerSociety
Society
on
2006,
285–292.
2006,
2006, 285–292.
285–292.
13. Pelletier
Pelletier
F.J.
(1993):
Semantic
Tableau
Methods
forfor
13.
Pelletier F.J.
F.J. (1993):
(1993): Semantic
SemanticTableau
TableauMethods
Methodsfor
Modal
Logics
that
Include
the
B
and
G
Axioms.
AAAI
Modal
AAAI
Modal Logics
Logics that
thatInclude
Includethe
theBBand
andGGAxioms.
Axioms.
AAAI
Technical Report
Report FS-93-01, 1993.
1993.
Technical
Technical ReportFS-93-01,
FS-93-01, 1993.
14. Riehle
Riehle D., Zullighoven
Zullighoven H. (1996):
(1996): Understanding and
and
14.
14. Riehle D.,
D., ZullighovenH.
H. (1996):Understanding
Understanding and
Using
Patterns
in
Software
Development.
Theory
and
Using
and
Using Patterns
Patterns inin Software
SoftwareDevelopment.
Development.Theory
Theory
and
Practice of
of Object Systems,
Systems, 2(1), 1996,
1996, 3–13.
Practice
Practice of Object
Object Systems,2(1),
2(1), 1996,3–13.
3–13.
15. Russell
Russell N., ter
ter Hofstede A.H.M.,
A.H.M., van der
der Aalst
15.
15. Russell N.,
N., ter Hofstede
Hofstede A.H.M.,van
van derAalst
Aalst
W.M.P.,
Mulyar
N.
(2006):
Workflow
Control-Flow
PatW.M.P.,
Mulyar
N.
(2006):
Workflow
Control-Flow
PatW.M.P.,
Mulyar N.
(2006):
Control-Flow
Patterns:
A Revised
Revised
View,
BPMWorkflow
Center Report
Report
BPM-06terns:
A
View,
BPM
Center
BPM-06terns:
A
Revised
View,
BPM
Center
Report
BPM-0622, BPMcenter.org,
BPMcenter.org, 2006.
2006.
22,
22,
BPMcenter.org,
2006. BPMN to Model BPEL Pro16.
White
S.A.
(2005):
Using
16. White S.A. (2005): Using
BPMN to Model BPEL Pro16.cess.
White
S.A.
(2005):
BPMN to Model BPEL ProBPTrends, 2005,
2005,Using
3, 1–18.
1–18.
cess. BPTrends,
3,
cess. BPTrends, 2005, 3, 1–18.
Deduction-based
Deduction-based Formal
Formal Verification
Verification of
of Business
Business
Models
using
Temporal
Logic
Deduction-based
Formal
Verification
Models using Temporal Logicof Business
Models using Temporal Logic
Abstract: The paper concerns formal analysis and verification of
Abstract: The paper concerns formal analysis and verification of
business
expressed
in
verification
is
Abstract:models
The paper
concerns
formal This
analysis
and verification
business
models
expressed
in BPMN.
BPMN.
This
verification
is based
based of
on
a
deductive
reasoning.
As
a
method
of
inference
for
business
business
models
expressed
in
BPMN.
This
verification
is
based
on a deductive reasoning. As a method of inference for business
models
semantic
tableaux
is
Automatic
transon a deductive
As a method
of inference
for business
models
semanticreasoning.
tableaux method
method
is proposed.
proposed.
Automatic
transformations
of
the
basic
BPMN
workflow
patterns
to
temporal
models
semantic
tableaux
method
is
proposed.
Automatic
transformations of the basic BPMN workflow patterns to temporal logic
logic
formulas
are
proposed.
These
formulas
constitute
a
logical
specififormations
the basicThese
BPMNformulas
workflow
patternsa to
temporal
logic
formulas
areofproposed.
constitute
logical
specification
of
model.
Both
the
specification
and
the
formulas
areanalyzed
proposed.
These
formulas
constitute
a logical
cation
of the
the
analyzed
model.
Both
the logical
logical
specification
andspecifithe
desired
system
properties
are
expressed
as
formulas
of
the
smalcation ofsystem
the analyzed
model.
Both the logical
specification
and the
desired
properties
are expressed
as formulas
of the smallest
linear
temporal
logic.
are
later
processed
using
lest
linearsystem
temporal
logic. These
These
formulas
areas
later
processed
using
desired
properties
are formulas
expressed
formulas
of the
smalsemantic
tableaux method.
Applying
this
concept
semantic
Applying
this innovative
innovative
concept might
might
lest lineartableaux
temporalmethod.
logic. These
formulas
are later processed
using
result
in
software
development
costs
reduction
as
some
errors
result
in software
development
costs reduction
as some
errors mimisemantic
tableaux
method. Applying
this innovative
concept
might
ght
be
addressed
in the
phase
not
or
ght
be in
addressed
the modeling
modeling
phase
not in
in implementation
implementation
result
software in
development
costs
reduction
as some errorsormitesting
phase.
testing
ght be phase.
addressed in the modeling phase not in implementation or
Keywords:
business
testing phase.
Keywords:
business models,
models, BPMN,
BPMN, SOA,
SOA, workflow
workflow design
design patpatterns,
temporal
logic,
deductive
reasoning,
semantic
tableaux
meterns,
temporal
logic,
deductive
reasoning,
semantic
tableaux
meKeywords: business models, BPMN, SOA, workflow design
patthod,
generating
specifications
thod,
generating
specifications
terns, temporal logic, deductive reasoning, semantic tableaux me-
thod, generating specifications
dr
dr inż.
inż. Radosław
Radosław Klimek
Klimek
Zainteresowania naukowe:
naukowe: metody
metody forforZainteresowania
dr inż. Radosław Klimek
malne, logika
logika temporalna,
temporalna, klasyczne
klasyczne
malne,
Zainteresowania
naukowe:
metody fornieklasyczne metody
metody
wnioskowania,
ii nieklasyczne
wnioskowania,
malne,
logika
temporalna,
inżynieria
oprogramowania, klasyczne
algorytinżynieria
oprogramowania,
algorytimika,
nieklasyczne
metodyprogramowania.
wnioskowania,
teoria języków
języków
mika, teoria
programowania.
inżynieria muzyka
oprogramowania,
Prywatnie:
muzyka
klasyczna (i
(i nie
nie algoryttylko),
Prywatnie:
klasyczna
tylko),
malarstwo,
fotografia,
ogród
japoński,
mika, teoriafotografia,
języków ogród
programowania.
malarstwo,
japoński,
ogród
barokowy.
Prywatnie:
muzyka klasyczna (i nie tylko),
ogród
barokowy.
e-mail:
[email protected]
malarstwo,
fotografia, ogród japoński,
e-mail:
[email protected]
ogród barokowy.
e-mail: [email protected]
12/2011 Pomiary automatyka Robotyka 193