Process Monitoring mit Camunda

MONITORING UND KPIS
MIT CAMUNDA BPM
HOLGER HAGEN, NOVATEC CONSULTING GMBH
ERIC KLIEME, NOVATEC CONSULTUNG GMBH
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Die NovaTec Unternehmensgruppe gliedert sich in drei eigenständige operative
Einheiten. Diese sind 100%-Töchter der NovaTec Holding GmbH.
NovaTec Holding GmbH
NovaTec Consulting GmbH
NovaTec Solutions GmbH
NovaTec Products GmbH
Ganzheitliche IT-
Beratung,
Produktvorentwicklung
Lösungen und
Dienstleistungen im
Bereich IT-Strategie
und IT-Management
Produktentwicklung,
Product Lifecycle
Management,
Produktberatung
Berlin
Frankfurt/Main
München
Stuttgart
(Zentrale)
Jeddah
(Saudi-Arabien)
5 23.11.2015 Monitoring und KPIs mit camundaBPM

Unsere Kernkompetenzen
Dienstleistungsportfolio
Unser Anspruch: Tiefes Spezialwissen und eine fundierte Beratung, die nicht nur
kurzfristig Probleme löst. Sondern nachhaltige und strategische Vorteile bietet.
Data Center
Automation
Enterprise
Application
Development
Application
Performance
Management
Agile Methods
Enterprise
Application
Integration
Business
Process
Management
Enterprise
Mobility

Softwarelösungen für alle Anforderungen
Produktportfolio
Mit unserer langjährigen Themenkompetenz und dem einzigartigen Know-how erfüllen
unsere Produkte die Anforderungen unserer Kunden punktgenau.
Provisioning
Lizenzmanagement
Lasttest
Performanceanalyse

Damit wir unseren Kunden immer die optimalen Lösungen bieten können, haben wir
mit verschiedenen IT-Unternehmen umfassende Partnerschaften geschlossen.

Wir führen Kooperationen mit zahlreichen Hochschulen und Bildungspartnern, um
technologisch und methodisch immer auf der Höhe der Zeit zu sein, junge Talente zu
fördern und den technischen Fortschritt aktiv mitzugestalten.

Der Business Process Management-Zyklus
11
Modellierung
Simulation
Optimierung
Umsetzung
und
Ausführung
Überwachung
 Aufnahme der Geschäftsprozesse
(SOLL bzw. IST)
 Definition von KPIs
 Zuweisung von Ressourcen
Reaktion in Echtzeit
Einflussnahme auf die
Prozessabläufe durch
Anpassung der
Regeln und
Parameter
Kontinuierliche Prozessverbesserung
Einflussnahme auf die Prozessabläufe durch
Anpassung des Modells auf Grund von
Erkenntnissen aus dem laufenden Betrieb
 Überwachung der definierten KPIs
 Benachrichtigung bei kritischen
Abweichungen
 Prüfung von Varianten
 Korrektur der identifizierten Schwachstellen
 Simulation der Modelle
 Prüfung auf Schwachstellen (z.B.
Engpässe, überflüssige Tätigkeiten,
lange Wartezeiten, etc.)
 Funktionale und Lasttests
 Umsetzung der Prozesse
(idealerweise IT-unterstützt
mit einer Prozesslaufzeit-
umgebung)
 Anbindung an die
Umsysteme
 Etablierung der
Schnittstellen
23.11.2015 Monitoring und KPIs mit camundaBPM

Ein einfaches Beispiel
Wieviele Prozesse
laufen aktuell?
Wieviele Aufgaben
liegen aktuell an?
Wieviele Prozesse
sind heute
gestartet worden?
Was war die
Durchlaufzeit
meiner Prozesse?
23.11.2015 Monitoring und KPIs mit camundaBPM12

Messpunkte können über intermediate Events auch explizit gemacht werden.
Wieviele Vorgänge
waren bereits
bearbeitet?
Vorteile:
• Explizit sichtbar im Prozess
• Erleichtert die Diskussion mit
den Prozessverantwortlichen
• Leichtere Auswertung / leichtere
Erstellung von Reports

In manchen Szenarien sollen die Messpunkt bzw. Meilensteine auch in einem
externen System (z.B. einem Geschichtsbuch) abgelegt werden.
14
Vorteile:
• Nutzung eines eigenen, dedizierten Datenmodells für die Events
• Ablage der Informationen in einem separaten Datentopf, losgelöst vom Lifecycle der Prozessinstanz
(interessant möglicherweise sowohl für die Sachbarbeiter als auch für die Revision)
• (Noch) leichtere Erstellung von Auswertungen Reports auf Grund der eigenen Datenstruktur

Bei der Nutzung einer externen Ablage können auch weitere Systeme angebunden
werden, um übergreifende Aspekte zu überwachen
Postkorb-
anwendung
Inputmanagement
Werden alle Vorgänge
erfolgreich an das
nächste System
übergeben?
Wie oft werden Aufgaben
an andere Bereiche im
Unternehmen
weitergeleitet?
Fach-
anwendung
Wie oft musste bei der
Bearbeitung ein neuer
Partner/Beteiligter im
System angelegt werden?

Handelt es sich bei der Bearbeitung um eine Fallbearbeitung, so wird das
übergreifende Monitoring noch interessanter…
Fach-
anwendung
?????????
Auf Grund des weniger strukturierten Ablaufs sind
Auswertungen zum Ablauf umso interessanter:
• Wie lief der Fall ab?
• Gibt es wiederkehrende Muster in der
Bearbeitung?
• Kann ich daraus Erkenntnisse für zukünftige
Fälle ziehen?

Auf Basis eines Geschichtsbuchs oder ähnlichem lassen sich neben dem klassischen
BI-Reports auch Algorithmen wie das Process Mining anwenden

Bis hierher ist das alles klassisches BI-Geschäft…
Quelle: Akash Kapoor
http://www.google.de/imgres?imgurl=http%3A%2F%2Felearning.greatlakes.edu.in%2Fpgpba%2Fblog%2Fwp-content%2Fuploads%2F2014%2F09%2Fakash-
kapoor.png&imgrefurl=http%3A%2F%2Felearning.greatlakes.edu.in%2Fpgpba%2Fblog%2Ftransition-from-business-intelligence-to-web-analytics-role-
perspective%2F&h=850&w=1791&tbnid=rXewqHcP8kmZmM%3A&zoom=1&docid=Zaz6NkUS_cMmSM&ei=NhiIVcvWBOj-ywOY-
aWwAQ&tbm=isch&iact=rc&uact=3&dur=4685&page=2&start=39&ndsp=46&ved=0CKgBEK0DMCw

Muss noch schneller und zeitnah ausgewertet werden, so bietet sich eine Complex
Event Processing (CEP) – Architektur an
Quelle: Wikipedia
(https://fr.wikipedia.org/wiki/Traitement_des_%C3%A9v%C3%A9nements_complexes#/media/File:Complex_Event_Processing.jpg)

Realtime Monitoring von Prozessen mit Complex Event Processing
???
Stehen die beiden
Ereignisse im richtigen
Verhätlnis zueinander?
CEP-Plattform
JBoss WSO2

… wer noch mehr wissen will, kann es auch mit Predictive Analytics versuchen.
21
Beispiel:
Wieviel mehr Verträge würde ich abschließen, wenn eine Gesundheitsprüfung
schneller durchgeführt würde?
Die Wahrscheinlichkeit für die Policierung (Y = 4) eines Vertrages in
Abhängigkeit der Durchlaufzeit in der Risikoprüfung und des Alters
des Versicherungsnehmers kann nun durch folgende Formel
berechnet werden:

Und nun zur Technik…[camundaBPM]
Modellierung
Simulation
Optimierung
Umsetzung
und
Ausführung
Überwachung
 Aufnahme der Geschäftsprozesse
(SOLL bzw. IST)
 Definition von KPIs
 Zuweisung von Ressourcen
Überwachung
Bietet mir camunda Dashboards für meine KPIs?
Gibt es Alerting-Möglichkeiten?
Wie kann ich auf Auffälligkeiten reagieren?
Modellierung
Kann ich KPIs in camunda modellieren?
Kann ich modellieren, welche Informationen
gespeichert werden sollen und welche nicht?
 Überwachung der definierten KPIs
 Benachrichtigung bei kritischen
Abweichungen
 Prüfung von Varianten
 Korrektur der identifizierten Schwachstellen
 Simulation der Modelle
 Prüfung auf Schwachstellen (z.B.
Engpässe, überflüssige Tätigkeiten,
lange Wartezeiten, etc.)
 Funktionale und Lasttests
 Umsetzung der Prozesse
(idealerweise IT-unterstützt mit
einer Prozesslaufzeit-
umgebung)
 Anbindung an die Umsysteme
 Etablierung der Schnittstellen
Umsetzung
Welche historischen Daten
speichert camunda für mich?
Wie kann ich externe
Datentöpfe anbinden?

Umsetzung – die camundaBPM History-Architektur
24
• camundaBPM emittiert per-default einen Eventstrom für durchgeführte Aktionen (u.A. Start, End) im Kontext typischer
Artefakte wie Tasks, Aktivitäten, Prozessinstanzen oder Cases
• Standardmäßig wird dieser in die History Tabellen geschrieben, getrennt von Laufzeit Tabellen
• Das Detaillevel der History ist konfigurierbar, es kann ein eigenes Level definiert werden
• Es kann ein eigenes History-Backend verwendet werden
History Level Umfang
NONE Keine Events
ACTIVITY Start, Update, End-Events von Aktivitäten, d.h.
Prozesse, Tasks, Cases etc.
AUDIT Zusätzlich für Variablen, nur neueste Version
FULL Variablen-Historisierung, Taskoperation, Historische
Jobs, Incidents
AUTO Für mehrere Engines auf einer Datenbank
CUSTOM Gemäß Anforderungen, bspw. auf Prozessdefinitionen
oder bestimmte Aktivitäten oder Events begrenzt

Das Datenbankschema der Camunda History Tabellen
25
Abgeschlossene
Usertasks
Abgeschlossene
Aktivitäten
Durchgeführte
Nutzeroperationen
Abgeschlossene
Entscheidungen
Abgeschlossene
Prozessinstanzen
Parameter, die in
Entscheidungen
benötigt wurden

Anpassungsmöglichkeiten des History-Backends
26
Erstellt History Events, befüllt diese mit Informationen der
Runtime-Artefakte und emittiert die Ereignisse
- Erhält nur Ereignisse entsprechend Detail-Level
Verarbeitet Events. Standardmäßig erfolgt die
Speicherung in den History Tabelle
Eigene Implementierung möglich
Eigene Implementierung möglich

Modellierung von KPIs - BPMN
27
explizit
implizit  Die History-Tabellen werden
automatisch gefüllt (gemäß
Level)
 KPIs können auf Basis von
automatisch abgespeicherten
Informationen aggregiert
werden
 Die History-Tabellen werden
automatisch gefüllt (gemäß
Level)
 Intermediate Events werden
durchlaufen und hinterlassen
dedizierte Einträge in der
Aktivitäts-Tabelle
 KPIs können auf Basis von
dedizierten Einträgen ermittelt
werden
Woher weiß ich, dass dieser
Pfad durchlaufen wurde?

Modellierung von KPIs – CMMN
• CMMN besitzt explizite „Milestones“ um
erreichbare (fachliche) Zustände zu modellieren
 Milestones sind explizit in History aufzufinden
Lebenszyklus Milestone

Der Lebenszyklus als implizite Informationsquelle – Task Lifecycle BPMN

Explizite Implementierung von Event-Logging in Prozessen / Cases
31
 Mit Hilfe des Standard Task/Execution-Listener Konzeptes
 Implementierung einer KPI/Messpunkt-Logik in notify-Methode
 Annotieren der entsprechenden Tasks o. Aktivitäten im Modell
 Kann durch eigenen Parse-Listener automatisiert im Hintergrund stattfinden
 Einhängen in CDI-Event Bus mit Hilfe der „CDI Event Bridge“
 Baut auf Publish/Subscribe Mechanismus von CDI auf
 Definition von Events, Emittieren mit fire(), Observieren mit @Observes
 camundaBPM bietet Filtermöglichkeiten
 @BusinessProcessDefinition, @StartActivity, @EndActivity, @AssignTask…
public void startArchiveDocuments(@Observes @BusinessProcessDefinition(“documentRouting")
@StartActivity(“archive documents") BusinessProcessEvent evt) { // handle event }
public void endArchiveDocuments(@Observes @BusinessProcessDefinition(“documentRouting")
@EndActivity(“archive documents") BusinessProcessEvent evt) { // handle event }
Beispiel

Überwachung von KPIs – camunda BPM
33
Definition eigener Queries
Zugriff auf HistoryService
via Java- und REST-API
Plugin-Schnittstelle
Zugriff von extern möglich:
- Nagios
- ELK-Stack
- …

Zugriff via Java-API oder REST-API
34
 camundaBPM stellt HistoryService für Abfragen an History-Tabellen bereit (Fluent-API):
 camundaBPM stellt REST-Schnittstelle für Abfragen an History-Tabellen bereit:
historyService.createHistoricProcessInstanceQuery().finished()
.processDefinitionId(„inputRouting").orderByProcessInstanceDuration().desc().listPage(0, 100);
historyService.createHistoricDetailQuery().variableUpdates().processInstanceId("123")
.orderByVariableName().asc().list()
historyService.createUserOperationLogQuery().successLog().list();
Beispiel

Erstellen eines Cockpit- (oder Tasklist-) Plugins
35
Einbindung in Cockpit via Java
ServiceLoader Facilities
 Ermöglicht Einbindung neuer
Funktionalität ohne Modifikation des
Source-Codes
 Vorgabe definierter Service-
Interfaces und Klassen für
Implementierung
 Bspw. Ressourcen
 Standard-Bestandteile vom Cockpit
sind als Plugin umgesetzt
 Positionierung eines Plugins wird
über Plugin-Points definiert
 Camunda Plugin-Store ermöglicht
das individuelle Zusammenstellen
der Plugins zu einem Cockpit
 http://camunda.org/plugins/
Cockpit-Architektur

Definieren eigener Abfragen an die Datenbank [Kontext: Cockpit-/Tasklist-Plugin]
36
 SQL Definition wird in einem XML abgelegt
 Das Mapping der Datenelemente erfolgt dann
mittels eines DTOs
 MyBatis hat weitere Möglichkeiten die SQL
Abfragen zu manipulieren
 Einfache Logik-Konstrukte wie if/else möglich
(bspw. für Nutzung datenbankspezifischer
Funktionen)
 Auslagern von wiederverwendbaren
Bestandteilen

Das Camunda Statistics Plugin – Community Extension der NovaTec
37
 Cockpit-Plugin, welches Informationen
aus History-Datenbank visualisiert
 Durchlaufzeiten von Prozessinstanzen,
Aktivitäten, Cases
 Start/Ende von Prozessinstanzen /
Aktivitäten

Camunda Statistics Plugin – Verwendete Technologien
38
Angular JS
• Services für Querschnittsfunktion [Singleton], bspw. Zugriff auf Ressourcen
• Controller für Verknüpfung von Frontend mit Services, bspw. Verknüpfen von Daten mit Plots
• Directives um HTML spezifisch anzureichern, auf Attribut oder Element-Ebene  <plot></plot>
• Shipped with camundaBPM
D3.js, nvd3
• JavaScript Visualisierungsframework auf Basis von HTML, SVG und CSS (Open Source)
• Kombination mit Angular führt zu Anwendung auf Basis von Directives
Twitter Bootstrap, angular-ui.bootstrap
• CSS Framework bereitgestellt durch Twitter
• Shipped with camundaBPM (kombiniert mit Angular auf Basis von Directives)
Camunda REST API & Custom Queries
• Custom Queries für direkte Aggregation auf Datenbank-Ebene (AVG, MIN, MAX)
• REST-API für restliche Daten, Aggregation mit JavaScript
HTML 5 Local Storage
• Speichern von Plugin-Konfiguration

Camunda Statistics Plugin – Roadmap / geplante Features
40
Blogbeitrag über aktuelle Features:
• http://blog.novatec-gmbh.de/camunda-cockpit-plugin-part-1/
Performance Optimierung
Case KPIs
Visualisierung von Fachdaten
Generische / Manuelle Auswertung von KPIs
To be continued…
Camunda Community Contributions sind Open Source und stehen unter der Apache License
…feel free to contribute ;)

Ehemaliges „Heatmap“ Community Plugin ist in EE Edition 7.4 enthalten

Exkurs: Integration in ein Complex-Event-Processing System [WSO2 CEP]
42
CEP Dashboard
JMS, HTTP, SOAP, Kafka
bspw. via eigenem
HistoryEventHandler
camundaBPM
JMS, HTTP, SOAP, Kafka
…
Data Warehouse
Elasticsearch
„Realtime“
Erste Aggregation
…
Fachliche Historisierung

Zusammenfassung: Monitoring und KPIs mit camundaBPM
43
• camundaBPM bietet out-of-the-box bereits eine umfangreiche, anpassbare und erweiterbare
Historisierung:
• Out-of-the-box History-Datenbank mit definierten Leveln
• Eigene History-Eventhandler bzw. eigene History-Level möglich
• Explizites Modellieren oder Implementieren von Event-Logging
• Implizites Event-Logging durch Plugins
• Bereitstellung von Schnittstellen für Abfrage und Präsentation
• HistoryService-API
• Plugin-Mechanismus für Tasklist oder Cockpit
• REST-API

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