Variants and evolution of business document models

Abstract

Standardisierte Geschäftsdokumente, im Folgenden als Dokumente bezeichnet, dienen zur Darstellung von Information in einer maschinenlesbaren Form und sind im elektronischen Datenaustausch unabwendbar. Das United Nations Centre for Trade Facilitation and Electronic Business (UN/CEFACT) stellt den Core Components (CCs) Ansatz zur Verfügung um Dokumente basierend auf wiederverwendbaren Bausteinen zu definieren. Konkret werden diese Dokumente auf der konzeptuellen Ebene unter Verwendung von Modellen definiert, anhand welcher technische Artefakte generiert werden, wie zum Beispiel XML Schema oder RelaxNG Schemata. Diese Artefakte dienen der Implementierung von serviceorientierten Systemen.<br />Bei der Definition dieser Bausteine sind unterschiedliche Abteilungen von UN/CEFACT's International Trade and Business Process Groups (TBGs) involviert. Zum Beispiel ist die TBG3 dafür verantwortlich alle Anforderungen der Transport- und Logistikdomäne bei der Erstellung der Bausteine einzubringen. Ähnlich dazu vertritt die TBG18 die Domäne der Agrarwirtschaft. Um die Anforderungen unterschiedlicher Domänen zu berücksichtigen, werden die Bausteine in einer allumfassenden Art definiert. Daher müssen diese Bausteine vor konkreter Anwendung auf die Anwendungsdomäne zugeschnitten werden. Diese eingeschränkten Bausteine stellen unterschiedliche Varianten der standardisierten Bausteine dar.<br />Des Weiteren ist aufgrund sich ändernder Marktbedürfnisse das Geschäftsfeld des elektronischen Datenaustausches immer schnelleren Änderungszyklen unterworfen. Jedoch existieren keine Mechanismen und Konzepte, welche sich mit der Verwaltung von Varianten und der Evolution von Dokumenten im Sinne des CCs Ansatzes beschäftigen. Um diese Probleme zu bewältigen, werden im Rahmen dieser Dissertation folgende Lösungen diskutiert.<br />Erstens, obwohl die Definition von Dokumenten kein traditionelles Anwendungsgebiet des Software Engineerings ist, bauen wir auf Konzepten von Produktlinien auf, um Varianten von Dokumenten zu verwalten. Dabei betrachten wir das Problem der unterschiedlichen Varianten von Dokumenten von einer neuen, bisher noch nicht berücksichtigen Perspektive. Zweitens wird Variabilität im Kontext des CCs Ansatzes analysiert und unter Verwendung beziehungsweise Erweiterung existierender Variabilitätskonzepte formalisiert. Drittens werden Variabilitätsmechanismen benutzt um die Einschränkung von Bausteinen zu unterstützen. Viertens werden Konzepte zur Berechtigungskontrolle im Kontext von Dokumenten definiert. Fünftens wird ein Referenzmodell zur kollaborativen Entwicklung und Wartung von Bausteinen eingeführt.<br />Sechstens werden Evolutionsmuster definiert um die unterschiedlichen Arten von Evolution zu konkretisieren. Siebtens werden Operatoren zur Evolution von Dokumenten spezifiziert. Achtens werden die Konzepte Service Interface Adapter und Interoperability as a Service eingeführt, um Information zwischen unterschiedlichen Versionen von Dokumenten zu transformieren.<br />

Standardized business documents specifying the structure and the semantics of information are essential for enabling information exchange in electronic commerce. The United Nations Centre for Trade Facilitation and Electronic Business (UN/CEFACT) provides a conceptual approach named Core Components (CCs) for defining business documents. In particular, business documents are defined using conceptual models serving as a basis for generating transfer syntax artifacts, such as XML Schema or RelaxNG schemas. These artifacts are used for defining service interfaces in systems, implemented following the Service-Oriented Architecture paradigm. Different subsidiaries of UN/CEFACT's International Trade and Business Process Groups (TBGs) are involved in defining such reusable building blocks. For instance, TGB3 represents the transport and logistics domain and TGB18 is active in the agriculture area. Consequently, the resulting standardized business documents are defined in an all-embracing manner covering the requirements of various business domains. Therefore, for the application in concrete business scenarios, standardized business documents need customizing for fitting a particular business context.<br />This results in a subset of the standardized business document which we consider as variants of the standardized business document. However, the CCs approach does not provide concepts for managing variants of business documents. Furthermore, the highly dynamic environment of electronic commerce with ever-changing market requirements typically impacts the structure and the semantics of information conveyed in electronic business transactions. However, evolution of standardized business documents has received little attention so far. For addressing these shortcomings we present the following contributions in this thesis. First, though the domain of business document standardization is not considered as a traditional domain in Software Engineering, we argue that concepts from Product Line Engineering (PLE) support us in dealing with business document variants. Thereby, we tackle the challenges from a different perspective that has not been considered so far. Second, we analyze and formalize variability in the CCs approach by employing, adapting, and extending existing variability concepts from PLE. Third, variability mechanisms are exploited for supporting the process of customizing standardized business documents.<br />Fourth, concepts are developed for managing access control in the context of PLE for business documents. Fifth, we define a reference model for the collaborative development and maintenance of the reusable building blocks which represents one source of evolution in the CCs approach. Sixth, we present evolution patterns for making evolution challenges more tangible. Seventh, we define model management operators for dealing with evolving business documents. Eighth, the concepts of Service Interface Adapters and Interoperability as a Service are introduced for translating between different versions of a particular business document.