BPEL: Modelagem de Processos

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1 BPEL: Modelagem de Processos Brauleyn Z. Nunes 1, Cesar R. de S. Junior 1, Elena D. Bastos 1, Munir C. K. de Moraes 1, Paola J. C. R. Goncalves 2, Roger T. 2 Instituto Metodista Granbery Faculdade Metodista Granbery (FMG)- Juiz de Fora MG Brazil {brauleyn,cesar.roberto.slj,elenadiasbastos,munirzin}@gmail.com, {pjcanete, rogertn2005}@hotmail.com. Abstract. The article presents the standard for orchestration of BPEL services (Business proccess Execution Language), its structure and approach used, and highlight the advantages and disadvantages of their use, addressing technological and business aspects that should be analyzed for choosing this tool. Resumo. O artigo apresenta o padrão para orquestração de serviços Bpel(Business Proccess Execution Language), sua estrutura e a abordagem utilizada, além de destacar as vantagens e desvantagens de sua utilização, abordando aspectos tecnológicos e empresariais que deverão ser analisados para a escolha dessa ferramenta. 1. Introdução O Bpel é uma linguagem usada para definir processo de negócios que surgiu da união de duas linguagens que possuia semelhanças entre si, a Web Services Flow Language (WSFL) e a Web Services for Business Process Design (XLANG), sendo as empresas IBM e a Microsoft respectivamente responsável por suas criações. O Bpel foi concebido da estrutura hierárquica do funcionamento da linguagem XLANG e o controle baseado em grafos da WSFL e formou o conhecido Bpel. Para ser concebido o BPEL, foi necessário definir como esta linguagem seria escrita, baseado nisso, foi elegido o padrão de arquitetura SOA, que tem por características a orientação a serviço, onde os serviços podem ser construídos a partir da chamada de outros serviços existentes, o que contribui para o reuso dos serviços. Neste tipo de abordagem, as técnicas mais utilizadas na composição do serviço são orquestração e coreografia. No BPEL, há uma definição sobre a abordagem de orquestração que esta linguagem de modelagem de processos utiliza, bem como o funcionamento da mesma, destacando benefícios em relação à outras abordagens existentes. São destacadas as atividades básicas e estruturadas que o BPEL utiliza em sua estrutura. A seguir apresentam-se as vantagens do BPEL, demonstrando os benefícios técnicos e organizacionais da utilização dessa ferramenta na modelagem de processos. Também é apresentado às desvantagens de implementação dessa linguagem, dentre elas o alto custo com infraestrutura de TI, a alta curva de aprendizagem das ferramentas de

2 mercado que devem ser levados em conta no momento da decisão pela utilização desse padrão. Como forma de atualização e de possibilidade de competição e sobrevivência no mercado, diversas empresas e organizações tem empregado o BPEL e o SOA a seus processos como forma de organizar e definir interfaces de integração entre diferentes sistemas, dos mais simples aos mais complexos. A utilização desta tecnologia em uma empresa já é considerada essencial, uma vez que as empresas se encontram em um cenário dinâmico e que exige constantes inovações e controle total de seus processos. Como poderemos visualizar a seguir, teremos um case de utilização do BPEL SOA em uma empresa do ramo de Logística e Transporte Ferroviário. 2. Arquitetura SOA

3 A arquitetura SOA é um meio de integração de sistemas baseados em orientação a serviços, onde cada recurso de TI pode ser acessado e descrito. Tais recursos estão disponíveis através de interfaces de serviço. Esta arquitetura utiliza protocolos baseados em padrão e interfaces convencional, geralmente Web services, para facilitar o acesso a lógica e informações comerciais entre os diversos serviços. Desta maneira, o SOA permite que os recursos e interfaces de serviço subjacentes sejam compostos em processos, possibilitando que cada processo seja um serviço que ofereça uma nova capacidade que pode ser agregada. Para efetivar estes conceitos, o SOA utiliza uma abordagem de design, tendo em vista a criação de uma infraestrutura de TI, que seja integrada e capaz de retornar rapidamente às mudanças nas necessidades de negócios, fornecendo os recursos necessários para transformar o conjunto existente de sistemas de informações heterogêneos, distribuídos, complexos e inflexíveis de uma empresa em sistemas de informações integrados, simplificados e altamente flexíveis que possam apoiar diretamente na organização e eficiência dos processos de uma empresa. Toda a arquitetura SOA envolve uma grande gama de profissionais, cada um responsável por determinada função, onde os arquitetos de solução, profissionais desta arquitetura, são os responsáveis por alinhar e desenvolver toda a estrutura desta solução, a fim de se mapear as fontes de informações sobre o negócio de forma unificada e abrangente, percebendo melhor os custos e benefícios deste investimento. É possível perceber que esta abordagem possibilita criar soluções dinâmicas colaborativas que satisfaçam os objetivos da organização, uma vez que tanto os desenvolvedores quanto os arquitetos de soluções estão preocupados em alcançar as necessidades da organização como um todo. 3. Histórico O Bpel é usado para definir processos de negócios na área de serviço web, ele surgiu da união de duas ideias presente nas linguagens Web Service Flow Language (WSFL) e a Web Services for Business Process Design (XLANG). Foram duas grandes empresas de tecnologia da informação responsáveis por estas linguagens, a WSFL foi desenvolvida no ano de 2001 pela IBM e a XLANG no ano de 2000 pela Microsoft. Ambas as linguagens possuía seu próprio escopo, porém apresentavam diversas semelhanças. O Bpel associou a estrutura hierárquica de funcionamento presente na linguagem XLANG, com o controle baseado em grafos existente na WSFL. Em função da aceitação da linguagem de processo BPMN como um padrão, a IBM e a Microsoft decidiram unir suas ações no ano de 2002, com o intuito de formar o Business process execution language for web services (BPEL4WS) resumidamente representado

4 por Bpel, este foi proposto pelas empresas IBM, Microsoft, Siebel Systems, BEA e SAP que especificam o comportamento dos serviços web objetivando interagir processos. Em abril de 2003 o BPELWS foi submetido para análise na Organization for the Advancement of Structured Information Standards (OASIS) que significa Organização para o Avanço de Padrões em Informação Estruturada, que funciona como um consórcio mundial que conduz o desenvolvimento e adoção de padrões para o e-business e web services. Em setembro de 2004 a Techinical Committee OASIS aprovou o Bpel e em 2007 ele foi publicado. Apoiado por grandes empresas de TI no mundo ficou comprovado para muitos que ele seria o padrão mais bem aceito em um espaço de tempo pequeno, então foi que grandes corporações anunciaram que passariam adotar esta nova especificação conhecida como Bpel. Idealizando um futuro para o Bpel a Star up norte-americana Collaxa foi uma das primeiras a lançar uma engine de funcionamento de processo em Bpel, logo após a empresa Oracle comprou a Collaxa e integrou este produto na suas soluções. Atualmente a utilização do Bpel é compreendida por dois paradigmas que as empresas adotaram: uma linha considera o BPEL uma linguagem de programação e execução de processos (como a Oracle e IBM) e outras consideram o Bpel como uma interface de comunicação de regras de processos, como é o caso da Microsoft. 4. BPEL BPEL surgiu da consolidação de duas linguagens criadas por duas organizações distintas: IBM, responsável pela WSFL e Microsoft responsável pela XLANG. Esta linguagem é responsável pela especificação dos processos de negócios e os estados destes processos, especificando de acordo com as atividades como acontece a comunicação e relacionamento entre web services (Maldaner et. al, 2003). Processos de negócios são elementos primordiais dentro de uma organização, nesses processos está contido um conjunto de atividades que servirão para atingir alguma meta da organização (Moreira et. al., 2011). Com o BPEL, podemos especificar cada atividade a ser realizada de modo que o objetivo seja alcançado da melhor forma possível. BPEL é uma linguagem de modelagem de processos, baseado em uma abordagem de orquestração. A abordagem de orquestração funciona contendo um controlador central, que recebe (receive) requisições de usuários ou consumidores, e de acordo com esta requisição, o controlador central invoca (invoke) um web service, de modo que a web services possa enviar respostas de volta ao controlador, e por fim, o controlador possa enviar uma resposta (reply) ao consumidor ou ao usuário (Moreira et. al., 2011). A abordagem de orquestração, representada na figura 1, é comparada com uma abordagem de coreografia e tem benefícios que podemos destacar como: a facilidade de implementação, administração (pois estando com esta arquitetura, é muito mais fácil a visualização e consequentemente a administração dos processos) e monitoramento (Moreira et. al., 2011).

5 Figura 1 Abordagem de orquestração. Fonte: (MOREIRA, 2011). Em um processo BPEL está explícita a ordem exata em que os serviços serão executados, de modo sequencial ou em paralelo. Este processo é composto de várias atividades, que podem servir para o envio, recebimento de respostas entre o controlador central e consumidores (Alvez et. al., 2007) LINGUAGEM UTILIZADA NO BPEL Com a linguagem BPEL, é possível ter situações em que é necessário utilizar condicionais usando o if ou switch. Podem-se construir loops usando while, declarar variáveis, copiar ou atribuir valores. Um processo BPEL, é composto de várias atividades, dentre elas, é possível dividí-las em duas categorias: atividades básicas e atividades estruturadas (Moreira et. al., 2011). As atividades básicas estão descritas a seguir: invoke: invoca uma operação para um web service; receive: recebe a mensagem de uma fonte externa (consumidor); reply: envia uma resposta para uma fonte externa (consumidor); waiting: realiza uma pausa por um período especificado; assign: utilizada para copiar dados; throw: levantar erros na execução do processo; terminate: finaliza a execução de uma instância do web service; compensate: desfaz alterações em caso de erro; validate: Validar dados XML armazenados em variáveis. As atividades estruturadas estão descritas a seguir: if-else: selecione exatamente um ramo de atividade a partir de um conjunto de opções; sequence: define a ordem de execução do processo; switch: para lógica condicional; while: para laços (loop); pick: bloqueia e espera por uma mensagem adequada para chegar;

6 flow: atividades contidas são executados em paralelo, parcialmente ordenado através de links de controle; foreach: executa uma atividade por um número de vezes; repeatuntil: executa uma atividade até atingir uma condição; scope: define um escopo para agrupamento de atividades, criação de variáveis locais, tratamento pelo mesmo manipulador de erro e levantamentos de exceções. De acordo com a figura 2, é observado lado a lado um exemplo de um workflow de um processo e o código BPEL correspondente. Figura 2 Workflow e código BPEL correspondente. Fonte: (ANDRÉ, 2009) 4.2. Vantagens e desvatagens O BPEL possui grandes vantagens em relação ao as outras linguagens de modelagem de processo. Uma das características mais marcantes dessa linguagem é ela poder ao mesmo tempo realizar o desenho de um determinado processo, e também executar os processos desenhados (RIBEIRO, 2008). Do ponto de vista empresarial o BPEL traz grandes transformações para as organizações, principalmente no âmbito de definição de processos. Empresas que empregam o BPEL para modelagem e execução de processos tendem a incentivar ás áreas de negócio a mapearem todos os fluxos de atividades inerentes a organização. (MALDANER, 2009). Devido a suas características técnicas, como a utilização da estrutura de orquestração, o BPEL se adapta muito mais rápido as mudanças constantes nas regras de negócios das organizações. Como a base do BPEL é a utilização de webservices, a comunicação com os parceiros e fornecedores se torna muito mais simplificada, já que não é necessária a incorporação das regras de negócios dentro dos sistemas da organização. (KANESHIMA, 2013).

7 Das desvantagens encontradas podemos destacar a pouca maturidade da ferramenta e a fase de desenvolvimento a qual se encontra. Alguns fornecedores ainda não utilizam a versão WS-BPEL 2.0 devido à imaturidade do padrão. Diante dessa circunstância, diversas soluções proprietárias surgem com várias extensões exclusivas, o que pode gerar uma dependência de determinada ferramenta por parte das empresas. (ANDRÉ, 2009). A base de funcionamento do BPEL é totalmente sobre webservices. Apesar de esse tipo ser serviço trazer grandes vantagens na questão de integração com parceiros, há um grande custo para mantê-lo. Webservices exigem alto poder de processamento dependendo do tamanho de todo o processo em execução no ambiente. Devido a essa característica, são necessários grandes investimentos por parte das organizações para a construção de uma infraestrutura de TI adequada e escalável para dar suporte a esse tipo de serviço, e isso pode se tornar-se inviável para as pequenas e médias empresas que desejam implementar o BPEL em seus processos. (PACHECO, 2009). A alta curva de aprendizagem das ferramentas disponíveis no mercado é outra desvantagem que pode trazer sérios riscos aos projetos das organizações. Essa particularidade exige que as empresas invistam recursos consideráveis no treinamento da equipe responsável pela execução de projetos em BPEL. (ANDRÉ. 2009). Por fim o BPEL tem uma característica que pode ser também considerada uma desvantagem competitiva em relação a outras linguagens para modelagem de processos. Observando as três bases fundamentais de um workflow, que são a lógica do processo (que determina o que realizado), a organização (a qual especifica quem é responsável pelo processo) e infraestrutura (quais ferramentas usadas) o BPEL não suporta um desses pilares. No BPEL não existe a determinação de quem é responsável pela execução de determinado processo (Organização). Por causa dessa desvantagem, as empresas podem recorrer complementar com outras linguagens de processos como o BPMN para sanar essa ausência do BPEL na representação de workflows. (PACHECO, 2009). 5. Cases Na atualidade, as empresas e organizações são exigidas ao máximo para se manterem a frente na acirrada competição do mercado global. Muitas empresas sentem cada vez mais a necessidade de organizar e integrar seus processos entre os diferentes sistemas que possibilitam suas ações dinâmicas frente ao seu dia-a-dia. Como muitas empresas adquirem soluções de mercado para seus problemas, muitos dos sistemas serão de linguagens diferentes além de que não terão nenhuma integração entre si. Desta forma a utilização do BPEL SOA permite à empresa estar integrando os seus processos de uma forma quase sempre mais rentável, onde são reduzidos os custos de uma possível customização do sistema, além de ser uma configuração menos complexa. Entre vários exemplos de empresas no mercado que buscam essa integração, está a MRS Logística S.A, que foi fundada em 1996, após a abertura de concessão da extinta Rede Ferroviária Federal. A empresa MRS Logística S.A é uma concessionária operadora da

8 Malha Ferroviária do Sudeste do Brasil, onde a mesma atua nos Estados de Minas Gerais, Rio de Janeiro e São Paulo, disponibilizando soluções e serviços de Logística Ferroviária para empresas do ramo Agrícola, de Siderurgia e Mineração. A Empresa MRS necessitava de uma orquestração BPEL SOA para estar disponibilizando uma arquitetura definida para o Recebimento de Notas de Expedição na empresa. Esta nota deve ser autêntica na base de dados Oracle 11g uma vez que tal nota é um arquivo XML gerado automaticamente por alguns ERP s disponíveis na MRS. Como forma de reduzir a possibilidade de lentidão na execução do processo, o mesmo foi projetado para executar procedures automaticamente e caso tais procedures estejam lentas ou não respondendo, o SOA deverá criar uma fila de mensagens no banco de dados de forma que as notas de expedição sejam validadas e emitidas posteriormente. Conforme o Diagrama da Figura 3. Figura 3: Arquitetura SOA BPEL. Fonte: Material disponíbilizado pela empresa de Logística MRS. Na figura 3, a sigla ESB (Enterprise Service Bus 11g - Oracle) é o WebService principal que realizará o recebimento e processamento de arquivos XML de Notas de Expedição, enquanto o EJB Service estará realizando a validação das informações através da integração SOA BPEL. Quando o processo citado está lento ou superlotado, o BPEL SOA realizará uma segunda integração, onde são criadas diversas listas e filas

9 de arquivos XML e que deverão ser armazenadas e posteriormente reprocessadas de forma a serem enviadas novamente para a emissão de Notas de Expedição. 6. Ferramentas Entre as ferramentas disponibilizadas no mercado, está a ferramenta Oracle SOA Suite que implementa o modelo de processos BPEL, será abordado suas vantagens e desvantagens, além de algumas figuras exemplificando um pouco da ferramenta para melhor vislumbrar o processo e o uso de acordo com a necessidade de cada empresa. As ferramentas para implementação do modelo podem ser Freeware como: NetBeans, Eclipse BPEL Designer e ActiveVOS Designer; ou Shareware como: Oracle Suite e Jdeveloper; ou Proprietárias como: JOpera e WebRatio. Oracle SOA Suíte 10g que é um pacote com todos os aplicativos necessários para desenvolver os processos em BPEL, e está disponível para download no link: Esse pacote possui o Oracle BPEL Process Manager com integração ao JDeveloper, é uma [...] solução confiável para projetar, disponibilizar e gerenciar processos de negócio [...] ( que é responsável por interpretar e executar o BPEL. A figura 4 abaixo mostra o sistema em si com as possíveis utilizações do Oracle Manager. Tela principal do Oracle Enterprise Manager: Figura 4: Tela Principal do Oracle Enterprise Manager 11g. Fonte: (CONSULTING, 2013). O resultado de uma operação pode ser visualizado utilizando o BPEL como na Figura 5:

10 Figura 5: Processo BPM. Fonte: (CONSULTING, 2013). Após a conclusão dos processos pode ser feita a simulação do mesmo, além de fazer a análise de custos e verificação da cadência das execuções dos processos, mostrando a análise de impacto das mudanças e alterações necessárias, como mostra a figura 6. Figura 6: Fonte: (CONSULTING, 2013). O Sistema também possui alguns componentes, entre os mais utilizados está o de indicadores, chamado KPI (key performance indicators), Um dos componentes essenciais dos BPMS é a existência do BAM (Business activity monitoring) que nos permite, em tempo real, analisar o que está a acontecer nos processos de negócio. ( CONSULTING, 2013). Os indicadores estão ligados aos metadados

11 disponíveis na raiz facilitando o processo de medição, indicando assim, as tarefas e processos mais relevantes. Este componente possui vários tipos de gráficos, como: gráfico de barras, pizza, área, linhas, entre outros, além de filtragem por valores ou tipificações. Como mostra a figura Conclusão Figura 7: Tela de Indicadores. Fonte: (CONSULTING, 2013). Podemos concluir que o BPEL é a notação mais indicada para o mercado global na atualidade. É notável que as empresas procuram uma grande integração e padronização de seus processos e métodos não apenas para a área de T.I, mas também para outras áreas e de outros segmentos. Devido à utilização da abordagem de orquestração, há uma facilidade maior de manutenibilidade e administração dos projetos que utilizam essa linguagem de modelagem de processos diante do ambiente de constantes mudanças nas regras de negócios das organizações. Os suportes necessários para o funcionamento da organização é de grande importância, pois a competitividade é marcada por avanços na melhoria da produção e nos amplos controles econômicos das companhias. Por outro lado, a otimização e a organização dos seus processos de Tecnologia da Informação agem diretamente sobre a questão de sobrevivência de uma empresa em um mercado tão competitivo. As Organizações dipostas a transformar e inovar serão as de maiores chance de estabelecer rumos fixos e diretos ao sucesso, superando barreiras que impossibilitem sua evolução. Com a utilização do BPEL, torna-se possível a integração e execução de processos de negócios dentro das organizações e entre as mesmas, através de troca de informações (mensagens). Um diferencial nessa abordagem é que tanto a composição de processos,

12 quanto sua exposição é feita utilizando web services, que é a principal tecnologia para implementação de serviços, e atualmente é um padrão de fato. A transparência pela qual os serviços são invocados é um fator importante devido à simplicidade do BPEL, obtida através do padrão XML. É uma ferramenta que permite a execução de complexos processos de negócio. Conclui-se que o BPEL traz diversas vantagens para as organizações, destacando a obrigatoriedade por uma cultura de mapeamento de processos para serem modelados e implantados posteriormente. Entretanto é importante que o líder de um projeto BPEL obtenha suporte de outra ferramenta para que possa ter uma visão completa dos workflows (O que? Quem? Como?) dos processos, já que essa linguagem não contempla quem é responsável por executar as atividades de determinado serviço. Referências ALVEZ, Alexandre, ARKIN, Assaf, et al. Web Services Business Process Execution Language Version 2.0. OASIS, Disponível em < Acessado em 03 dez ANDRÉ, Thiago Moreira. Compilador bpel gspn para avaliação de desempenho de workflow. Disponível em:< tcc.ecomp.poli.br/20091/tcc% 20Thiago% 20Moreira% doc >. Acessado em: 17/10/2013. BAPTISTA, kleber Emanuelle. Plataforma de execução de serviços web Coreografados por interpretação de documentos ws-cdl. Disponível em: < Acessado em: 15/11/2013. BORTOLINI, Rafael. Padronizando Processos: BPMN, BPML, XPDL e BPEL. Disponível em: < >Acessado em : 02/12/2013. CONSULTING, link. Oracle BPM 11g Analise à Plataforma, maio de Disponível em: < d9e9bf4c3859%7d.pdf >. Acessado em: 29 de novembro de FURUTANI, Introdução ao BPEL utilizando o Oracle SOA Suíte 10g. Disponível em:< -SOA-Suite-10g.pdf>. Acessado em: 03 de dezembro de JURIC, Matjaz B. A Hands-on Introduction to BPEL. Oracle Coporation Disponível em: < Acesso em 03/12/2013.

13 KANESHIMA, Eliana. Utilização de Serviços na integração de aplicações empresariais. Disponível em: < Acessado em: 05/12/2013 MALDANER, Lucas A. PASQUAL, Everton S. Uma Análise de Linguagens de Composição de Serviços: A Utilização de BPEL e YAWL. Disponível em: < Acesso em 03 dez MOREIRA, Arthur M. P., LEÃO, Felipe B. C., LOPES, Sandro P. L., FARIA, Flávio, AZEVEDO, Leonardo G. BPEL: Principais Conceitos e Uso Prático. Disponível em: < Acesso em 03 dez PACHECO, Diego. Como Vamos de BPEL Parte 1, Disponível em < Acessado em 02/12/2013. RABELO, Ricardo J. DAS Integração de Sistemas Corporativos, BPEL Business Process Execution Language. Disponível em: < L%20%E2%80%93%20Business%20Process%20Execution%20Language% pdf > Acessado em 12/10/2013 RIBEIRO, Jose Luiz Vaz. Orquestração e Composição de Serviços Web Usando BPEL. Universidade de Aveio. Aveio, Portugal, ROCHA, Fabricio, Implementando um Processo de Negócio com BPEL. Disponível em: < Acessado em: 03 de dezembro de UNICAMP. Orquestração com WS- BPEL. Disponível em: < unicamp.br/~beatriz/cursos/mo826/orquestracao.pdf > Acessado em: 13/10/2013.