Applications agents pour le workflow et le BPM (business process management)

Systèmes Multi-Agents
Professeur: J-P.SANSONNET

Master 2 Recherche Informatique - Université Paris Sud-XI
Février 22, 2005
LAFER, merouane
meroulafer@yahoo.fr

 

 

 

Introduction

Les gestionnaires de grandes compagnies effectuent des prises de décisions en se basant sur une combinaison de jugement et d’informations provenant de plusieurs départements.

Idéalement, toutes les informations pertinentes devraient être rassemblées avant qu’une décision ne soit prise. Cependant, le processus d’obtenir des informations, qui sont à jour et pertinentes, est très complexe et prend énormément de temps. Pour cette raison, plusieurs compagnies ont cherché à développer des systèmes informatiques afin de les assister dans leur processus de gestion d’affaires (BPM) ou de prise de décision.

 

Parmi ces systèmes on peut cité le workflow, qui est un système informatique de suivi automatique d’information entre les différents utilisateurs du système à travers le réseau. Ce problème est bien évidement clairement distribué et favorise donc une conception par agents.

 

Principes

 

Durant ces dernières années il peut être vu que le développement du logiciel basé sur des agents a pris  un impact important sur les architectures du logiciel de l’entreprise (figure1).  

 

                       

                                               figure1 : progression des architectures des logiciels [1]

 

 

Parmi ces systèmes on trouve le workflow, qui est un système informatique de suivi automatique d’information entre les différents utilisateurs du système à travers le réseau.

Les systèmes de gestion du workflow traditionnels sont normalement gouvernés par des processus automatisés qui définissent le flux de travail partout dans les organisations. Cependant, tel processus ne sachent qu’au sujet d'eux-mêmes seulement, ils n'en possèdent pas les métas donnés pour représenter la conscience. En outre, ils ne sont pas conçus pour utiliser ou comprendre des ontologies; ils ne sont pas capables d'action autonome, communication intentionnelle, ou avoir un comportement coopératif. Par contraste, les agents possèdent tout de ces capacités. Ce problème est bien évidement clairement distribué et favorise donc une conception par agents.

 

Le Workflow à base d'un système multi agent peut être vu comme un acte de résolution de problème coopérative. 

 "Une résolution de problème coopératif se produit quand un groupe d'agents autonomes choisit de travailler ensemble pour accomplir un but commun ” [10]. Quand un problème coopératif  se produit, un agent dans la société du multi agent doit reconnaître que la meilleure trajectoire à  accomplir un but est d'enrôlé l'aide d'autres agents.

 

Une nouvelle approches pour la résolution du problème de gestion de processus d’affaire a base des systèmes multi agents consiste à utiliser le protocole BPEL4WS pour imposer un ordre social initial entre les agents [11]. Puisque le protocole BPEL4WS décrit les relations entre les services web du workflow, les agents  qui représentent le web service doivent a priori savoir les relations entre eux. Ces relations sont  intégrées dans le fichier ProcessLogic du BPEL4WS. On a besoin d’un mécanisme d’extraction de ces relations, si on veut les utiliser pour coordonner les interactions entre agents.

  

 

Avantages et inconvénients :

 

 

Voici quelques avantages de l’utilisation de système a base d’agent pour la résolution du problème de gestion de processus d’affaire (BPM)

 

Système avec architecture distribuer : Pour un scénario concernant plusieurs systèmes du workflow, la technologie agent, fournit une structure du système distribuée

pour intégrer le système de gestion du processus d'affaire distribuée. 

 

L'Automatisation : L'autonomie inhérente de logiciel à base d'agents peuvent accomplir des activités comme la substitution à des humains. De plus, les agents

peuvent commencer un workflow qui est déclenché par un événement ou par une réaction plus complexe aux changements de l'environnement. 

 

L'Interaction : Les applications agents permettent des organisations qui réagissent  avec tous les l'autres. 

 

La gestion de ressource: Les agents peuvent représenter des ressources. L’assignement des taches et l’allocation de ressource sont fait à travers des négociations parmi ces agents. 

 

La Réactivité : Les agents réagissent pour changer des circonstances et ont la capacité de produire des exécutions alternatives. Cette capacité implique des agents ayant des  caractéristiques intelligentes. 

 

Interaction parmi les systèmes hétérogènes: Les agents peuvent être hétérogène. Les interactions comptent sur des messages sémantiques pour échanger des plans et des définitions du service.

 

Prise de décision Intelligente: Quelques caractéristiques avancées des agents sont aussi très utile dans la gestion du workflow, mais elles ne sont pas encore mûris de

nos jours.

 

Cependant, une implémentation de processus de gestion d'affaire avec des systèmes qui utilisent seulement la technologie agent a les problèmes suivants: 

 

• L'optimisation du processus de gestion d'affaire est difficile dû au manque de définitions explicites et représentations du processus d'affaire. 

 

• Ce n'est pas facile d'assurer que toutes les propriétés du processus d'affaire sont utilisées dans un système multi agent correctement.

 

 

Exemples d’applications :

 

 

Le systèmes ADEPT [9] modélise ce problème on voyant le processus d’affaires comme un ensemble d’agents qui négocient et qui offrent des services. Chaque agent représente un rôle distinct ou un département de l’entreprise et est en mesure de fournir un ou plusieurs services.

Les agents qui requièrent les services d’autres agents le font par une négociation qui permet d’obtenir un coût, un délai temporel et un degré de qualité, qui sont acceptables aux deux parties.

Le résultat d’une négociation terminée avec succès constitue un engagement entre les deux parties.

 

Une architecture multi agent pour le workflow est illustrée dans la figure2. Cette architecture compte sur le travail de La Fondation pour les Agents physiques intelligent (FIPA) qui peut être vu comme un modèle de composant qui permet à des agents d'origines hétérogènes de collaborer dans les environnements ouverts [4].

                                                        

 

                                                                                              figure2 : composition d’une architecture multi agent[6]

 

 

Dans cette solution on peut résumer les choses par cet énoncé qui décrit le workflow comme un mélange de système agents et de web service. Dans ce contexte le web service  fournit les ressources de calcul et le système agent fournit une plateforme pour la  coordination.

Dans cette architecture, il existe plusieurs canaux de communication: 

 

-  Communication  Agent-Agent : se produit via le langage de communication agent de FIPA (ACL) et il est facilité par un système de  gestion agent (AMS)

 

- Communication Agent-Web service : elle est accomplie par des messages SOAP.

 

- Communication Agent-Esapaces de donnée partagée : utilise le protocoles/interfaces appropriés fournit par l’espace de donnée. L’espace de donnée est

                                                                                             utilisé pour stocké le processus BPEL4WS qui maintien l'état du workflow.

 

 

Conclusion :

 

En résumé, les technologies agents et multi agents ne sont plus seulement des sujets de recherche théorique, mais il y a une implémentation de cette architecture dans des cas réel. Les grandes entreprises commencent à développer des applications pour le workflow et BPM, mais il reste des difficultés pour bâtir ce genre d’application a cause du caractère flexible et sophistiqué des interactions entre agents et d’absence de méthodologie systématique qui permette de concevoir une application multi agents.

 

 

 Bibliographie

 

[1] José M. Vidal, Paul Buhler, Christian Stahl,  “Multiagent Systems with Workflows” Published by the IEEE Computer Society january-february2004

 

[2] Li Guo, Dave Roberston, Yun-Heh Chen-Burger, “Business Process Model Based Multi-agent System Development”, CISA, Informatics, The University of Edinburgh, United Kingdom.

 

[3] John Debenham, “A Multi-Agent Architecture for Business  Process Management Adapts to Unreliable  Performance”,  University of Technology, Sydney Faculty of Information Technology, UTS.

 

[4] Jarmo Korhonen, Lasse Pajunen, and Juha Puustjärvi, “Using Web Services and Workflow Ontology in Multi-Agent Systems”, Helsinki University of Technology, Software Business and Engineering Institute.

 

[5] Munindar P. Singh, “Distributed Enactment of Multiagent Workflows: Temporal Logic for Web Service Composition”, Department of Computer Science North Carolina State University Raleigh, NC 27695-7535, USA.

 

[6] Nicholas R. Jennings, “AN AGENT-BASED APPROACH FOR  BUILDING COMPLEX  SOFTWARE SYSTEMS”, COMMUNICATIONS OF THE ACM April 2001/Vol. 44, No. 4

 

[7] British Telecommunications plc, Deutsche Telekom AG, Koninklijke KPN N.V., Telenor AS, Telefónica S.A., eircom plc, Telia AB, “Project P815 Communications Management Process Integration Using Software Agents”, 2001 EURESCOM Participants in Project P815.

 

[8] P. Mathieu, JC Routier, “Problème du système de WORKFLOW”, Equipe SMAC/LIFL, http://www.lifl.fr/SMAC, mars 2003. “”

 

[9] B. Chaib-draa, I. Jarras et B. Moulin  “Systèmes multi agents : Principes généraux et applications”, Département d’Informatique, Pavillon Pouliot, Université Laval, Ste-Foy, PQ, Canada.

 

[10] Wooldridge, M.J. “Reasoning about rational agents”. MIT Press, Cambridge, Mass., 2000.

 

[11] Paul A. Buhler1, José M.Vidal, “Towards Adaptive Workflow Enactment Using Multiagent Systems”, College of Charleston, Dept. of Computer Science,USA