TU-Chemnitz
Fakultät für Informatik
Professur für Medieninformatik

Diplomarbeit

Workflow Management in webbasierten
Content Management Systemen

im Diplomstudiengang Angewandte Informatik

Verfasser:

Holger Kreißl

23. Februar 2004
9. Fachsemester

Aufgabe
Workflow Management Systeme sind komplexe Softwaresysteme, welche für spezielle Anforderungen entweder zu teuer in der Anschaffung und Wartung, oder in Ihrem Funktionsumfang überdimensioniert sind.
Im Bereich der Content Management Systeme gibt es verschiedene Ansätze, um Workflow-Funktionalität bereitzustellen. Vor allem im Bereich der Small-WCMS sind die vorhandenen Lösungen in ihren Modellierungsfähigkeiten häufig unbefriedigend ausgestattet, da oft lediglich so genannte Freigabelisten zur Definition von Workflows Verwendung finden.
In Rahmen dieser Diplomarbeit soll ein System zur webbasierten Workflow-Verwaltung, speziell für (L)AMP-basierte Small-WCMS, entwickelt werden. Neben der Untersuchung des state-of-the-art (Standards, Abgrenzung von High-End-Workflow Management Systemen) umfasst die Arbeit Konzeption, Modellierung und prototypische Realisierung eines solchen Systems. Seine Validierung erfolgt mit Hilfe von Workflow-Beispielen aus dem WCMS-Bereich.

Schlagwörter: Workflow Management, Content Management, Workflow Patterns, Document Life Cycle, Workflow Management Coalition, SWAP, Anforderungsanalyse

Abstract
Workflow Management Systems are complex software systems that are in special cases either too expensive in purchase or maintenance, or too mighty in their range of functions.
To provide workflow functionality in content management systems various approaches are possible. Above all the existing solutions for small WCMS are commonly dissatisfying equipped in manners of modelling abilities because mainly static lists are used to define workflows.
In this Diploma Thesis a system for web-based workflow management espceally for (L)AMP-based Small-WCMS is beeing developed. Besides of the examination of the state of the art (standards, differentiation from high end workflow management systems) the thesis contains conception, modelling and prototype realization of such a system. It is validated with support of WCMS workflow examples.

Keywords:
Workflow Management, Content Management, Workflow Patterns, Document Life Cycle, Workflow Management Coalition, SWAP, Requirements Analysis

Inhaltsverzeichnis

1 Einführung ... 7

2 Content Management Systeme  ... 8
2.1 Überblick und Einordnung ... 8
2.2 Der „Content Life Cycle“  ... 9
2.2.1 Phasen des Content Managements  ... 10
2.2.1.1 Analyse und Planung ... 10
2.2.1.2 Content Erstellung ... 10
2.2.1.3 Kontrolle und Freigabe  ... 11
2.2.1.4 Publikation ... 11
2.2.1.5 Aktualisierung ... 11
2.2.1.6 Archivierung ... 11
2.2.2 Das Rollenkonzept ... 11
2.2.2.1 Content Editor  ... 12
2.2.2.2 Web Designer  ... 12
2.2.2.3 Web Officer ... 12
2.2.2.4 Website Manager  ... 12
2.2.2.5 Web Engineer  ... 12
2.3 Allgemeine Architektur ... 12
2.3.1 Assetmanagement  ... 13
2.3.2 Im- und Exportschnittstellen ... 14
2.3.3 Personalisierung  ... 14
2.3.4 Staging ... 14
2.3.5 Caching  ... 15
2.3.6 Workflow ... 15
2.4 Allgemeine Klassifikation von WCMS ... 15
2.4.1 Small WCMS  ... 15
2.4.2 Midsize WCMS  ... 16
2.4.3 Enterprise WCMS ... 16

3 Workflow  ... 17
3.1 Begriffserklärung ... 17
3.2 Workflow in WCMS ... 18
3.2.1 Freigabemechanismen ... 20
3.2.1.1 Vier-Augen-Prinzip  ... 20
3.2.1.2 Verschachteltes Vier-Augen-Prinzip ... 20
3.2.1.3 X-Augen-Prinzip ... 20
3.2.1.4 Hybride Verfahren ... 20
3.3 Workflow Modelle für WCMS ... 20
3.3.1 Rollenverwaltung als Voraussetzung ... 21
3.3.2 Definition der Workflow-Schemata  ... 21
3.3.2.1 Manuelle Workflow Modelle  ... 21
3.3.2.2 Statische Workflow Mechanismen  ... 21
3.3.2.3 Selbstdefinierte Workflows  ... 21

4 Workflow Management Systeme  ... 22
4.1 Definitionen ... 22
4.2 Phasen des Workflow-Managements  ... 24
4.2.1 Analyse, Modellierung und Definition ... 24
4.2.2 Implementierung  ... 24
4.2.3 Monitoring und Redesign ... 25
4.3 Werkzeuge zur Workflow-Verwaltung  ... 25
4.3.1 Benachrichtigungen ... 25
4.3.2 Aufgabenlisten  ... 25
4.3.3 History ... 25
4.3.4 Statusanzeigen und Filter  ... 25
4.3.5 Previews ... 26
4.3.6 Vertreterregeln  ... 26
4.4 Kontrollflussmodellierung  ... 26
4.4.1 Sequenz  ... 26
4.4.2 Parallelität ... 26
4.4.3 Alternative  ... 26
4.4.4 Wiederholung  ... 27
4.4.5 Process Definition Tool  ... 27
4.5 Klassifizierungen von WM-Systemen ... 28
4.5.1 Produktions-WMS ... 28
4.5.2 Collaborate-WMS  ... 29
4.5.3 Ad-hoc-WMS ... 29
4.6 Ansätze und Architekturen ... 30
4.6.1 Jablonski’s Ansatz ... 30
4.6.2 Simple Workflow Access Protocol Initiative ... 31
4.6.3 Workflow Management Coalition ... 32
4.6.3.1 Referenzarchitektur der WfMC  ... 33
4.6.4 Gegenüberstellung der Architekturkonzepte ... 34
4.6.5 Client/Server-Modell ... 35
4.6.5.1 Präsentationskomponenten ... 36
4.6.5.2 Verarbeitungskomponenten ... 36

5 Anforderungsanalyse eines Workflow Systems für WCMS  ... 38
5.1 Anforderungen an WMS  ... 38
5.1.1 Funktionale Anforderungen  ... 38
5.1.2 Nichtfunktionale Anforderungen  ... 39
5.2 Anforderungen an ein WMS für Small-WCMS ... 40
5.2.1 Anforderungen der Präsentationsebene ... 41
5.2.2 Anforderungen der Verarbeitungsebene  ... 42
5.2.3 Anforderungen der Datenzugriffsebene  ... 42
5.2.4 Workflow-Pattern  ... 42
5.2.5 Schnittstellen  ... 44
5.3 Operationale Anforderungen  ... 45

6 Systementwurf ... 46
6.1 Prozessmodell ... 46
6.2 Entwurf des Workflow-Repositories  ... 47
6.2.1 Built-Time  ... 47
6.2.2 Run-Time  ... 49
6.2.3 Schnittstellen  ... 52
6.3 Modellierung  ... 53
6.4 Reaktive Workflow-Engine  ... 57
6.4.1 Erweiterbarkeit ... 57
6.5 Benutzerschnittstellen  ... 58
6.5.1 Administrations-Client  ... 58
6.5.2 Worklist-Client ... 58

7 Implementierung  ... 59
7.1 Vorstellung der Workflow API ... 59
7.1.1 Klassenhierarchie ... 59
7.1.2 Workflow Engine ... 61
7.1.2.1 Prozesserstellung mit wf_process ... 61
7.1.2.2 Threadsteuerung mit wf_task_thread ... 63
7.1.3 Interface zur Anbindung einer externen Nutzerverwaltung  ... 65
7.1.4 Benutzeroberflächen ... 66
7.1.4.1 Der Administrations-Client ... 67
7.1.4.2 XML-Import ... 70
7.1.4.3 Worklist-Client  ... 71
7.2 Anwendungsfälle ... 73
7.2.1 Vier-Augen-Prinzip ... 73
7.2.2 Komplexer Content Life Cycle ... 76
7.2.3 Problemfremde Arbeitsabläufe ... 79

8 Zusammenfassung und Ausblick ... 81
8.1 Einordnung der Lösung ... 81
8.1.1 Architektur  ... 81
8.1.2 Anwendungsbereich  ... 82
8.2 Grenzen des Systems  ... 82
8.3 Open Tasks  ... 83
8.4 Resümee ... 83

9 Abkürzungsverzeichnis  ... 84

10 Tabellenverzeichnis ... 85

11 Abbildungsverzeichnis ... 85

12 Quellen und Literaturverzeichnis  ... 88

13 Anhang  ... 91
13.1 Screenshots ... 91
13.2 XML-Definition des 4-Augen-Prinzips  ... 100
13.3 Funktionsreferenz ... 105

14 Index  ... 111

Kapitel 1

1 Einführung

Workflow-Funktionalität wird überall dort benötigt, wo stark strukturierte Prozessabläufe computergestützt bearbeitet werden können, um Kosten zu senken und die Effizienz zu erhöhen.

Die vorliegende Arbeit hat zum Ziel, eine Workflow-Komponente für den Bereich der webbasierten Content Management Systeme (WCMS) zu entwerfen. Dabei besteht die Aufgabe darin, ein System zu schaffen, welches sich in bestehende (L)AMP-basierte Small-WCMS¹ integrieren lässt. Workflow Management Systeme (WMS) sind Softwaresysteme zum Verwalten komplexer Abläufe. Die Funktionalität dieser Systeme und der damit verbundene Aufwand sind für die meisten Anwendungen im Bereich Content Management zu hoch. Speziell im Segment der Autorensysteme wird in vielen Fällen auf Workflow-Funktionalität komplett verzichtet.

In Kapitel 2 werden grundlegende Merkmale webbasierter Content Management Systeme zusammengetragen. Dabei werden Funktionsweise sowie wichtige Komponenten dieser Systeme erläutert. In Kapitel 3 folgt eine Einführung in das Thema „Workflow“. Nach verschiedenen Definitionen zur Begriffsbestimmung folgt ein Überblick über „Workflow“, speziell aus der Sicht der WCMS.

Kapitel 5 präsentiert eine allgemeine Übersicht über wichtige Aspekte des Workflow Managements (WM). Dabei werden grundlegende Prinzipien dieser Technologie diskutiert. Nach einer Klassifikation von Workflow Management Systemen folgt ein Abriss verschiedener Ansätze von Architekturen. Es werden wichtige Konzepte des WMS diskutiert und grundlegende Eigenschaften der Systeme zusammengetragen. Resultierend aus den Ergebnissen werden in Kapitel 6 die Anforderungen an ein Workflow Management System für die hier zu Grunde liegenden Voraussetzungen evaluiert. Dabei wird eine Abgrenzung der essentiellen Unterschiede spezieller Anforderungen für WCMS im Gegensatz zu reinen WMS angestrebt.

Diese Anforderungen werden schließlich in Kapitel 6 als Grundlage zum Entwurf eines Workflow-Systems für LAMP-basierte WCMS herangezogen. Kapitel 7 präsentiert schließlich das Ergebnis der Implementierung und offeriert durch verschiedene Anwendungsfälle die Verwendung der entworfenen API.

Kapitel 2

2 Content Management Systeme

In diesem Kapitel wird ein systematisierender Überblick über Eigenschaften und Merkmale webbasierter Content Management Systeme (CMS) geschaffen. Es werden des Weiteren die allgemeine Struktur und Funktionalität dieser Systeme erläutert und Grundlagen aus dem Bereich Content Management diskutiert.

2.1 Überblick und Einordnung

Um eine Vorstellung darüber zu erlangen, wie sich WCMS kategorisieren lassen, werden die Divergenzen zwischen reinen Autorensystemen, Content Management Systemen, Redaktionssystemen und Informationssystemen aufgezeigt. „Autorensystem“ stellt den Überbegriff für alle genannten Systeme dar, welche Informationen verwalten und publizieren können. Eine Definition für Autorensyteme lautet:

Definition „Autorensysteme sind Arbeitsumgebungen für Autoren zur Erstellung multimedialer Anwendungen unter Verwendung grafischer, interaktiver Hilfsmittel. “ [JT03] 

Autorensysteme sind also besondere Softwaresysteme, spezialisiert auf das Zusammensetzen einzelner multimedialer Informationseinheiten zu einer Präsentation. Content Management Systeme stellen eine Untergruppe von Autorensystemen dar. Des Weiteren sind auch Publikationssysteme bzw. Redaktionssysteme spezielle Autorensysteme. Die folgende Tabelle vergleicht die verschiedenen Anwendungen und zeigt die wichtigsten Merkmale auf. Webbasierte CMS sind spezielle CMS, welche in der Regel nur einen Publikationskanal besitzen. Dieser Kanal hinterlegt die aufbereiteten Daten in Form von Webseiten auf einem Server. CMS sind universaler und bieten einen komplexeren Ausgabeprozessor als WCMS, da diese nicht nur auf Webseiten beschränkt sind.

Tabelle 1: Überblick über Autorensysteme
[in Downloaddatei enthalten]

An dieser Stelle werden nun einige Definitionen offeriert, um den relativ jungen Begriff Content Management System näher zu erläutern.

Definition „Unter Content-Management versteht man die systematische und strukturierte Beschaffung, Erzeugung, Aufbereitung, Verwaltung, Präsentation, Verarbeitung, Publikation und Wiederverwendung von Inhalten.“ [JM02]

Definition „Content Management umfasst alle geschäftlichen und technischen Prozesse der Aufbereitung (Capturing), der Abfrage (Retrieval), der Verwaltung (Maintenance) und der Veröffentlichung (Publication) von Content.“ [FZ01]

[....]

1 LAMP bedeutet Linux, Apache, MySql und PHP.