Une Approche de transformation de la notation BPMN vers BPEL basée sur la transformation de ...

91 Pages·2009·1.32 MB·English

République Algérienne Démocratique et Populaire
Ministère de l’Enseignement Supérieur et de La Recherche Scientifique
Université Mentouri Constantine
Faculté Des Sciences De L’ingénieur
Département d’Informatique
N°358/MAG/2009
Série : 015/INF/2009

Mémoire de Magister en Informatique
Option : Génie logiciel
Dans le cadre de l‟école doctorale de l‟est

Titre du mémoire :
Une Approche de transformation de la
notation BPMN vers BPEL basée sur la
transformation de graphe
Présenté p :a r
Kholladi Mohamed Naoufel

Devant le jury :
Président : Pr Benmohammed Mohamed
Rapporteur : Dr Chaoui Alloua
Examinateur : Dr Chikhi Salim
Examinateur : Dr Saïdouni Djamel Eddine
Remerciements

D‟abord, je rends grâce à Dieu de m‟avoir donné la chance de faire un
Magister et surtout de m‟aider à m‟en sortir.

J‟adresse toute ma reconnaissance au Dr Chaoui Alloua qui a dirigé ce
travail. Je le remercie pour sa patience et sa compréhension durant ces années de
Magister. Je le remercie infiniment pour son apport scientifique incontestable,
mais aussi pour toutes ses qualités humaines, sa compréhension, sa tolérance, sa
patience et son aide. Mes remerciements vont aussi à Mr Kerkouche El Hilali
pour sa coopération et son esprit d‟équipe.

Je tiens à remercier les membres du jury d‟avoir fait l‟honneur d‟accepter
de participer au jury et de juger ce travail.

Je tiens à remercier tous mes collègues et amis qui m‟ont soutenue durant
ces deux années pour leur soutien moral et surtout ma famille (mes parents, mes
sœurs, mon frère et tous les autres membres de la famille : surtout les grands
parents) pour tout ce qu‟ils ont fait et ce qu‟ils font encore pour moi.
I
Abstract

Present methods for enterprise systems analysis rely on the
representation of work practices in the form of business process
models. A standard for representing such models is the Business
Process Modeling Notation (BPMN). BPMN models are mainly
intended for communication and decision-making between domain
analysts, but often they are also given as input to software
development projects. Meanwhile, development methods for process-
oriented systems rely on detailed process definitions that are executed
by process engines. These process definitions refine BPMN models by
adding implementation details. A major standard for process
implementation is the Web Service Business Process Execution
Language (WS-BPEL, or BPEL for short). Accordingly, a natural
method for end-to-end development of process-oriented systems is to
translate BPMN models to BPEL definitions. However, instrumenting
this method is challenging because BPEL imposes far more syntactic
restrictions than BPMN. In our work we propose automatic technique
based on graph transformation to translate BPMN specification to
BPEL code.
Keywords : BPMN, BPEL, Graph transformation.
II
Résumé

Les méthodes actuelles pour l‟analyse des systèmes d‟entreprise, se
basent sur la représentation des travaux pratiques sous forme de
modèles de processus d‟entreprise. Un standard pour représenter de
tels modèles est la BPMN. Ce dernier est destiné à mettre en
collaboration les analystes du domaine. De ce fait, il est considéré
comme une entrée pour les projets de développement de logiciel. En
même temps, les méthodes pour les systèmes orientés processus
comptent sur les définitions détaillées des processus qui sont exécutés
par des moteurs de processus. Ces définitions de processus raffinent
les modèles BPMN par le rajout des détails d‟implémentation. Le
standard pour l‟implémentation des processus est le BPEL (WS-
BPEL ou BPEL pour faire court). Par conséquent, la méthode
naturelle pour un développement bout à bout des systèmes orientés
processus est de convertir les modèles BPMN vers les définitions
BPEL pour des raffinements ultérieur. Toutefois, l‟instrumentation de
cette méthode est un challenge parce que le BPEL impose beaucoup
plus de restrictions syntaxiques que la BPMN. Dans notre travail nous
proposons une technique automatique basée sur la transformation de
graphes pour transformer les spécifications du BPMN vers du code
BPEL.
Mots clés : BPMN, BPEL, Transformation de Graphe.
III
صخلم

ضشع ىهع ذمخعح ثاسسؤمنا تمظوأ مٍهحخن تٍناحنا قشطنا
ًٍهع فساعخم زٍمشح ناىٌ .جرامو مكش ىهع تٍمٍبطخنا لامعلا
ازٌ ممعٌ .BPMN ـب فشعٌ جرامىنا يزٌ ضشع ىهع ممعٌ
تٌاذب تطمىك ذعٌ َ هٍههحمنا هٍب ثلصاُمنا عٍدشح ىهع زٍمشخنا
ًخنا تمظولن ،جلُنا سفو ًف .حماشبنا شٌُطح عٌساشمن تبسىناب
ساُطلن تهصفم ثافٌشعح ىهع ذمخعح قشط يسُطح مكشب ممعح
ـنا جرامو كلذح ثافٌشعخنا يزٌ .اٍهٍغشخب ساُطلا نشحم وُمٌ ًخنا
زٍمشخنا .مٍغشخناب تصاخنا ثاٍئزدنا تفاضإ شبع BPMN
هكمٌ ىخح( ساُطلا ثأٍٍح ىهع ممعٌ يزنا َ ًٍهع فساعخمنا
تٌٍٍذبنا تمٌشطنا نأ كبس امع حخىٌ .BPEL ـب فشعٌ )اٍهٍغشح
ىنإ )جرُمىنا( تٌاذبنا هم ازٌ َ يسُطح مكشب ممعح تمظوأ شٌُطخن
ىنإ BPMN ـنا جرامو تمخشح ًف مثمخح )مٍغشخنا( تٌاٍىنا
بعص تٍهمعنا يزٍب وُمح تهٍسَ داذعإ هكن .BPEL ـنا ثافٌشعح
عم توساممناب ةشٍثك تٌُحو ذعاُل ضشفٌ BPEL ـنا نل
تمٌشط ىهع ذمخعح تٍنآ تٍىمح ذشخمو ،ازٌ اىهمع ًف .BPMN ـنا
.BPELـنا ًف اٍهٍثم ىنإ BPMN جرامو تمخشخن جرامىنا مٌُحح
ج. رامىنا مٌُحح تمٌشط ، BPEL، BPMN :ةيسيئرلا تاملكلا

IV
Table des matières

pages
Introduction générale 1
1. Processus d’entreprise BPMN 3
1.1 Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.2 Diagramme BPMN (BPD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.2.1 Objets de flux. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.2.1.1 Evènements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.2.1.2 Activités. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.2.1.3 Portes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.2.2 Groupements. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.2.2.1 Groupement graphique. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
1.2.2.2 Sous- groupement. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
1.2.3 Objets symboliques. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
1.2.3.1 Objet de données. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
1.2.3.2 Groupe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
1.2.3.3 Annotation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
1.2.4 Objets de relation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
1.2.4.1 Flux de séquences. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
1.2.4.2 Flux de messages. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
1.2.4.3 Associations. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
1.3 Illustration par un exemple. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
1.3.1 Diagramme BPMN de l‟exemple. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
1.3.2 Interprétation du diagramme. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
1.4 Conclusion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2. Langage d’exécution BPEL 20
2.1 Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
2.2 Structure des processus BPEL. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2.3 Relation entre BPEL et ses partenaires. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2.4 Etat d‟un processus BPEL. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2.5 Comportement d‟un processus BPEL. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
2.5.1 Fournir et consommer des services web. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
2.5.2 Structuration de la logique des processus. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
2.5.3 Activités répétitives. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
2.5.4 Traitement parallèle. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
2.5.5 Manipulation des données. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
2.5.6 Traitement des exceptions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
2.6 Raffinement de la structure d‟un processus. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
2.6.1 Cycle de vie d‟un scope. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
2.6.2 Gestion d‟erreur d‟un scope. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
2.6.3 Terminaison d‟un travail en court d‟exécution. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
2.6.4 Annulation d‟un travail terminé. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
2.6.5 Gestion d‟événements. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
2.7 Conclusion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
3. Transformations des modèles à l’aide de transformation de graphes 40
3.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
V
3.2. Architecture dirigée par les modèles. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
3.2.1 Notion de modèle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
3.2.2. La transformation des modèles. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
3.2.3. Méta-modélisation et transformation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
3.2.4 Classification des approches de transformation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
3.2.4.1 Transformations de type Modèle vers code. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
3.2.4.2 Transformations de type modèle vers modèle . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
3.3 Les transformations de graphes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
3.3.1. Grammaires de graphes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
3.3.2 Le principe des règles. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . 49
3.3.3 Application des règles. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
3.3.4 Système de transformation de graphes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
3.3.5 Outils de transformation de graphes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
3.4 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
4. Une approche automatique de transformation d’un diagramme BPMN vers 52
un code BPEL
4.1 Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
4.2 Diagramme BPMN. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
4.3 Code BPEL. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 54
4.4 Ecriture du code BPEL à partir un diagramme BPMN. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
4.5 Transformation d‟un diagramme BPMN vers un code BPEL. . . . . . . . . . . . . . 55
4.5.1 Méta-modélisation du diagramme BPMN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
4.5.2 Génération de l‟environnement BPMN. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
4.5.3 Grammaire de graphe pour la transformation d‟un diagramme BPMN 57
vers un code BPEL. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.5.4 Exemple. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
4.5.4.1 Exemple 1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
4.5.4.1 Exemple 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
4.6 Conclusion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
Conclusion et perspectives 77
Références bibliographiques 78

VI
Liste des figures
Pages
Figure 1.1. Attributs d‟un BPD 05
Figure 1.2 . Attributs communs à tous les composants d‟u n BPD…………………………………….. 05
Figure 1.3 . Attributs partagé s par la catégorie objet de flux………………………………………….. 06
Figure 1.4. (a) Début (b) Intermédiaire (c) Fin…………………………………………………….. 06
Figure 1.5. Attributs des événements…………………………………………………………………. 07
Figure 1.6. Aperçu sur les causes du déclenchement et du résultat…………………………………… 08
Figure 1.7. (a) Sous -Processus (b) Tâche …………………………………………………………... 09
Figure 1.8. (a) Boucle (b) Instance Multiple (c) Exécution libre (AdHoc) (d) Compensation …. 09
Figure 1.9. Attributs communs aux activités …………………………………………………………. 10
Figure 1.10 . les portes ………………………………………………………………………………….. 11
Figure 1.11. Attributs communs aux gateways………………………………………………………… 11
Figure 1.12. Un pool contenant deux lanes ………………… …………………………………………. 12
Figure 1.13. Objet de données ………………………………………………………………………….. 13
Figure 1. 14. Groupe………………………………………………………………………………… …. 13
Figure 1.15. Annotation ………………………………………………………………………………… 14
Figure 1.16. Attributs communs aux Objets de relatio n ………………………………………………... 14
Figure 1.17. (a) Flux de séquence de base (b) Flux de séquence conditionné (c)Flux de séquence par défaut 14
Figure 1.18. Flux de messages …………………………………………………………………………. 15
Figure 1.19. (a) Association non orienté (b) As sociation orienté …………………………………….. 15
Figure 1. 20. Processus de vote par Ema il …………………………………………………………… …16.
Figure 1. 21. Détaille du cycle de discuss ion ………………………………………………………… …17
Figure 1. 22. Détaille du sou-sprocessus : période de vote ……………………………………………… 19
Figure 2.1. Processus BPEL…………………………………………………………………………… 22
Figure 2.2. Interaction entre un processus et son partenaire ………………………………………… 23
Figure 2.3. Variables BPEL ………………………………………………………………………… 24
Figure 2.4. Activité « receive » …………………………………… …………………………………. 25
Figure 2.5. Activité « reply » ……………………………………………………………………… 25
Figure 2.6. Activité « invoke » ……………………………………………………………………… 25
Figure 2.7. Activité « invoke » pour une opération WSDL requète -réponse………………………… 26
Figure 2.8. Activité « sequence » …………………………………………………………………… 26
Figure 2.9. Activité « if-else » ……………………………………………………………………… 27
Figure 2.10. Activité « while » ……………………………………………………………………… 27
Figure 2.11. Activité « repeatUntil » …………………………………………………………………… 27
Figure 2.12. Activité « forEach » ……………………………………………………………………… 28
Figure 2.13. Activité « flow » ……………………………………………………………………… 28
Figure 2.14. Activité « flow » avec « link » …………………………………………………………… 29
VII
Figure 2.15. Activité « flow » avec « link » et « transitionCondition » …………………………… 30
Figure 2.16. Activité « flow » avec « link », « transitionCondition » et «joinCondition »…………… 31
Figure 2.17. Activité « assign » ……………………………………………………………………… 33
Figure 2.18. Activité « assign » avec les attributs du langage de requête…… …………………… 33
Figure 2.19. Gestionnaire d‟erreur dans un processus……………………………………………… 34
Figure 2.20. Gestion d‟erreur d‟un scope……………………………………………………………… 37
Figure 2.21. Gestion des terminaisons………………………………………………………………… 37
Figure 2.22. Gestion d‟une compe nsation………………………………………………………………. 38
Figure 3.1.. Aperçu globale du processus de transformations de modèles de l‟approche MDA…….. 43
Tableau 3.1. Niveaux d‟abstraction de la méta -modélisation 44
Figure 3.2: Niveaux d‟abstraction de la méta -modélisation. ………………………………………….. 45
Figure 3.3: (a) Modèle AFD des nombre binaires pairs (b) Méta -modèle : Formalisme AFD 48
(Diagramme de classe UML + OCL) …………………………………………………….
Figure 4.1: Un exempl e BPMN……………………………………………………………………….. 54
Figure 4.2 : Un code BPEL représentant le diagramme BPMN de la Figure 4.1 ……………………… 54
Figure 4.3 : Meta -Model d‟un BPMN ………………………………………………………………….. 56
3
Figure 4.4 : Environnement BPMN sous ATOM ………………………………………… …………... 56
Figure 4.5 : (a) LHS de la règle 1 (b) code généré par la règle 1 ………………………………………. 57
Figure 4.6 : (a) LHS de la règle 2 (b) Code généré par la règle 2 ……………………………………… 58
Figure 4.7 : (a) LHS de la règle 3 (b) Code généré par la règle 3 ……………………………………… 59
Figure 4.8 : (a) LHS de la règle 4 (b) Code généré par la règle 4 ……………………………………… 60
Figure 4.9 : (a) LHS de la règle 5 (b) Code généré par la règle 5 ……………………………………… 60
Figure 4.10 : (a) LHS de la règle 6 (b) Code généré par la règle 6……………………………………… 61
Figure 4.11 : (a) LHS de la règle 7 (b) Code généré par la règle 7 ……………………………………… 61
Figure 4.12 : (a) LHS de la règle 8 (b) Code généré par la règle 8…………………………………… 62
Figure 4.13 : (a) LHS de la règle 9 (b) Code généré par la règ le 9…………………………………… 62
Figure 4.14 : LHS de la règle 10………………………………………………………………………… 63
Figure 4.15 : LHS de la règle 11……………………………………………………………………… 63
Figure 4.16 : LHS de la règle 12……………………………………………………………………… 64
Figure 4.17 : LHS de la règle 13…………………… ………………………………………………… 64
Figure 4.18 : LHS de la règle 14……………………………………………………………………… 64
Figure 4.19 : LHS de la règle 15……………………………………………………………………… 64
Figure 4.20 : LHS de la règle 16……………………………………………………………………… 65
Figure 4.21 : LHS de la règle 17…………………… ………………………………………………… 65
Figure 4.22 : (a) LHS de la règle 18 (b) Code généré par la règle 18…………………………………… 65
Figure 4.23 : (a) LHS de la règle 19 (b) Code généré par la règle 19…………………………………… 66
Figure 4.24 : (a) LHS de la règle 20 (b) Code généré par l a règle 20…………………………………… 67
Figure 4.25 : (a) LHS de la règle 21 (b) Code généré par la règle 21………………………………… 67
Figure 4.26 : (a) LHS de la règle 22 (b) Code généré par la règle 22………………………………… 68
Figure 4.27 : (a) LHS de la règle 23 (b) Code généré par la règle 23………………………………… 68
VIII
Figure 4.28 : (a) LHS de la règle 24 (b) Code généré par la règle 24………………………………… 69
Figure 4.29 : BPD du processus " complaint -handling "……………………………………………… 69
Figure 4.30 : BPD du processus " plusieurs -scopes "………………………………………………… 70
Figure 4.31 : Processus BPEL………………………………………………………………………….. 72
Figure 4.32 : Code BPEL du processus "Plusieurs -scopes "…………………………………………… 72
Figure 4.33. Code BPEL du processus « Plusieurs composantes »……………………………………. 76

IX