REFlex: rule engine for flexible processes

Abstract

Declarative business process modeling is a flexible approach to business process management in which participants can decide the order in which activities are performed. Business rules are employed to determine restrictions and obligations that must be satisfied during execution time. Such business rules describe what must or must not be done during the process execution, but do not prescribe how. In this way, complex control-flows are simplified and participants have more flexibility to handle unpredicted situations. The methods and tools currently available to model and execute declarative processes present several limitations that impair their use to this application. In particular, the well-known approach that employs Linear Temporal Logic (LTL) has the drawback of the state space explosion as the size of the process model grows. Although approaches proposing memory efficient methods have been proposed in the literature, they are not able to properly guarantee the correct termination of the process, since they allow the user to reach deadlock states. Moreover, current implementations of declarative business process engines focus only on manual activities. Automatic communication with external applications to exchange data and reuse functionality is barely supported. Such automation opportunities could be better exploited by a declarative engine that integrates with existing SOC technologies. This work proposes a novel graph-based rule engine called REFlex that does not share the problems presented by other engines, being better suited to model declarative business processes than the techniques currently in use. Additionally, such engine fills this gap between declarative processes and SOC. The REFlex orchestrator is an efficient, data-aware declarative web services orchestrator. It enables participants to call external web services to perform automated tasks. Different from related work, the REFlex algorithm does not depend on the generation of all reachable states, which makes it well suited to model large and complex business processes. Moreover, REFlex is capable of modeling data-dependent business rules, which provides unprecedented context awareness and modeling power to the declarative paradigm.

Diante do ambiente complexo e dinâmico encontrado nas empresas atualmente, o sistema tradicional de Workflow não está sendo flexível suficiente para modelar Processos de Negócio. Nesse contexto, surgiram os Processos Flexíveis que tem por principal objetivo suprir a necessidade de modelar processos menos estáticos. Processo declarativo é um tipo de processo flexível que permite os participantes decidirem a ordem em que as atividades são executadas através de regras de negócio. As regras de negócio determinam as restrições e obrigações que devem ser satisfeitas durante a execução. Tais regras descrevem o que deve ou não deve ser feito durante a execução do processo, mas não definem como. Os métodos e ferramentas atualmente disponíveis para modelar e executar processos declarativos apresentam várias limitações que prejudicam a sua utilização para este fim. Em particular, a abordagem que emprega lógica temporal linear (LTL) sofre do problema de explosão de estados a medida que o tamanho do modelo do processo cresce. Embora mecanismos eficientes em relação a memória terem surgido, eles não são capazes de adequadamente garantir a conclusão correta do processo, uma vez que permitem o usuário alcançar estados proibidos ou que causem deadlock. Além disso, as implementações atuais de ferramentas para execução de processos declarativos se concentram apenas em atividades manuais. Comunicação automática com aplicações externas para troca de dados e reutilização de funcionalidade não é suportado. Essas oportunidades de automação poderiam ser melhor exploradas por uma engine declarativa que se integra com tecnologias SOC existentes. Este trabalho propõe uma nova engine de regras baseada em grafo, chamado de REFlex. Tal engine não compartilha os problemas apresentados pelas abordagens disponíveis, sendo mais adequada para modelar processos de negócio declarativos. Além disso, REFlex preenche a lacuna entre os processos declarativos e SOC. O orquestrador REFlex é um orquestrador de serviços declarativo, eficiente e dependente de dados. Ele permite que os participantes chamem serviços externos para executar tarefas automatizadas. Diferente dos trabalhos relacionados, o algoritmo de REFlex não depende da geração de todos os estados alcançáveis, o que o torna adequado para modelar processos de negócios grandes e complexos. Além disso, REFlex suporta regras de negócio dependentes de dados, o que proporciona sensibilidade ao contexto.