معماری مدیریت فرآیندهای کسب‌وکار بر مبنای رایانش ابری

چكيده:
پیشرفت چشمگیر در حوزه مدیریت فرآیندهای کسب‌وکار (BPM)، نظیر SOA، سازمان‌ها را کارآمدتر، موثرتر و توانمندتر در اعمال تغییرات در عملکرد سازمانی نموده است؛ ولیکن موانع جدی برای پیاده سازی BPM در مقیاس سازمانی باقی مانده است. به عنوان یک مدل محاسباتی جدید بر اساس خدمات رسانی، رایانش ابری برای غلبه بر موانع فوق الذکر مفید است. در این مقاله ویژگی های اصلی رایانش ابر و مزایای آن برای BPM توضیح داده می شود، معماری BPM مبتنی بر محیط رایانش ابری پیشنهاد می گردد و در مورد نحوه پیاده سازی آن توضیح داده می شود.
کلمات کلیدی: BPM، رایانش ابری، معماری SOA

1- مقدمه
با جهانی شدن توسعه اقتصادی و فن آوری اطلاعات، سازمان‌ها نه تنها نیازمند پاسخگویی به مشتریان درون سازمانی هستند، بلکه نیاز بیشتری به ارائه خدمات به مشتریان در هر جایی و در هر زمانی (any time and any place) می‌باشند. به علاوه افزایش پیچیدگی‌های فرآیندهای کسب‌وکار، پیچیدگی سیستم های اطلاعاتی سازمانی را به دنبال خواهد داشت.
همزمان با رشد روزافزون ویژگی‌های جدید، ERP (سیستم مدیریت منابع سازمانی) نیز به طور فزاینده‌ای در حال توسعه یافتن است. روشن است که این سیستم های کسب‌وکار “End to End” ، با مشکلات عدیده‌ای برای یکپارچگی و برآوردن بسیاری از نیازها روبرو هستند. BPM می‌تواند همکاری میان فرآیندها را پشتیبانی نماید که درمان مناسبی برای بسیاری از کمبودهای EPR است.
با این حال، با وجود فن آوری بالغ BPM، همچنان موانعی جدی بر سر راه پیاده‌سازی در سطح سازمانی باقی است که می‌توان به بحث هزینه، در دسترس بودن منابع، محدودیت‌های فنی و موانع فرهنگی اشاره نمود. در ابتدای راه، پروژه پیاده‌سازی BPM نیازمند هزینه‌های سرمایه‌ای بسیار زیادی است. این سرمایه‌گذاری شامل مجوز نرم‌افزار BPM ، سیستم های سخت‌افزاری، میان افزارها و حتی راه حل برطرف نمودن نیازهای سفارشی سازی شدن و پشتیبانی و نگهداری از نرم افزار می‌باشد. به علاوه هزینه نرم‌افزار و سخت‌افزار BPM کاملاً وابسته به مسائلی از قبیل میزان بار است. در ثانی، پیاده‌سازی BPM نیازمند منابع فن آوری اطلاعات در دسترس به منظور ارائه و حفظ راه‌حل‌ها است تا بتوان سیستم های BPM را مدیریت و پشتیبانی نمود؛ اما امروزه در سازمان‌ها، منابع IT به ندرت در دسترس هستند. ثالثاً، ابزارهای BPM امروزی به طور عمده برای مقیاس‌های پروژه‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرند؛ چرا که در مقیاس‌های سازمانی همیشه با کمبودهایی نظیر مخازن سازمانی، ابزارهایی برای طراحی در سطوح گسترده‌تر و چارچوب کسب‌وکار خویش خدمت برای BPMS مواجه هستند. نهایتاً، در BPM دستیابی به اهداف IT و کسب‌وکار بسیار مهم است.
خوشبختانه، علیرغم تمامی مسائل و مشکلاتی که در بالا به اجمال به آن اشاره شد، دور دیگری از پیشرفت فنی، در حال حاضر یک راه حل رو به جلو را ارائه نموده و آن رایانش ابری است. رایانش ابری، قادر به غلبه بر بسیاری از موانع تبدیل پروژه‌های BPM ، به BPM های مقیاس سازمانی است.

2- رایانش ابری
رایانش ابری یک سیستم موازی و توزیع شده است که از مجموعه‌ای از کامپیوترهای بسیار مجازی سازی شده و متصل به هم تشکیل شده است. رایانش ابری، یک مدل محاسباتی واحد و یکپارچه بر اساس قرارداد خدمات بین ارائه‌دهندگان خدمات و مشتریان خدمات می‌باشد. این سیستم می‌تواند به شیوه‌ای پویا از منابع کامپیوتر مربوط به خود استفاده نماید. رایانش ابری، وظیفه های محاسباتی را در میان تعداد بسیار زیادی از منابع کامپیوتری توزیع می‌نماید تا بدین وسیله کاربران بتوانند به سرویس های اطلاعاتی، فضای ذخیره‌سازی و پردازش مورد نظر دست یابند.
راه‌حل‌های رایانش ابری دارای طراحی توانمند و قوی به منظور تحقق ایده‌ها در قالب سرویس است. سخت‌افزار و نرم‌افزار، زیرساخت‌ها و بسترهای نرم‌افزاری، راه حل مطرح‌شده را می‌تواند به عنوان یک سرویس قابل‌دسترسی از طریق اینترنت ارائه دهد. شرکت‌های بزرگی نظیر آمازون، گوگل، Cisco، IBM و اوراکل استراتژی های خود را برای پیاده‌سازی راه‌حل‌های محاسبات ابری در کسب‌وکار به منظور دستیابی به چابکی، کارایی و نوآوری ارائه نموده‌اند.
در واقع، رایانش ابری می‌تواند به عنوان “یک راه حل فراگیر که در آن تمامی منابع محاسباتی (سخت‌افزار، نرم‌افزار، شبکه، فضای ذخیره‌سازی و غیره) به سرعت، بسته به تقاضا در اختیار کاربران قرار می‌گیرد” تعریف گردد. این تعریف ویژگی‌های زیر از رایانش ابری را ارائه می‌نماید:

1. فراگیر بودن:راه حل های متعدد به عنوان یک سرویس ارائه می‌گردد. (سخت‌افزار، نرم‌افزار، زیرساخت، سیستم‌عامل و غیره)
2. دسترسی از راه دور:کاربران رایانش ابری به داده‌های خود به وسیله ارتباط از راه دور دسترسی دارند.
3. سرعت:منابع محاسباتی در هر زمان بنا به درخواست بلافاصله در اختیار متقاضیان قرار می‌گیرد.

به واسطه رایانش ابری، کاربران دیگر نیاز به کامپیوترهای قدرتمند که مسئولیت رسیدگی به حجم زیادی از داده‌ها را دارا می‌باشند، ندارند. در عوض کاربران می‌توانند از طریق اینترنت به سرورهایی متصل گردند که تمامی زیرساخت مورد نیاز برای پشتیبانی از داده‌ها را دارا می‌باشند.

2-1- سطوح سرویس رایانش ابری
رایانش ابری متشکل از مجموعه‌ای از مدل های سرویس است که اساساً از سه سطح سرویس پایه‌ای تشکیل‌شده‌اند؛ همان طور که در شکل (1) مشاهده می‌نمایید.
لایه اول: در IaaS، منابع اساسی نظیر ابزارهای سخت‌افزاری به عنوان سرویس هایی در دسترس کاربران قرار می‌گیرد؛ به عنوان مثال می‌توان  AWS و  S3 آمازون را نام برد. بزرگ‌ترین مزیت IaaS این است که به کاربران اجازه می‌دهد تا به صورت پویا، سیستم های کامپیوتری را به‌کاربرده یا آزاد نمایند و به علاوه تنها برای منابعی که مورد استفاده قرار می‌گیرد هزینه پرداخت نمایند.

لایه دوم: PaaS ، محیط runtime برنامه‌های کاربردی را برای کاربران فراهم می‌نماید. به عنوان مثال می‌توان موتور برنامه‌های کاربردی گوگل را نام برد. PaaS مسئول توسعه پویا و تحمل‌پذیری در برابر خطای مدیریت منابع و برنامه‌های کاربردی می‌باشد. لازم به ذکر است که PaaS ، تعداد کاربرانی که ملزم به استفاده از یک محیط برنامه‌نویسی خاص و به دنبال آن یک مدل برنامه‌نویسی مشخص هستند را کاهش می‌دهد.
لایه سوم: در SaaS، عملکرد یک برنامه نرم‌افزاری مشخص به عنوان یک سرویس در اختیار کاربران قرار می‌گیرد که می‌توان به عنوان نمونه سرویس های مدیریت ارتباطات مشتریان آنلاین (CRM) را نام برد. بایستی به خاطر داشته باشید که با توسعه رایانش ابری، راه‌حل‌های متفاوتی در یک حوزه مشخص ارائه شده است که منجر به تولید همان محصول اما در دو یا تعداد بیشتری نوع متفاوت شده است. وب سرویس های آمازون متعلق به سطح IaaS است، MapReduce و SimpleDB به حوزه PaaS مرتبط است؛ درحالی‌که سرویس های تجارت الکترونیک ، FPE و DevPay نظیر بازدیدکنندگان سایت و سرویس های آماری “Alexa Web” بخشی از دسته‌بندی SaaS است.

2-2- خصوصیات رایانش ابری
رایانش ابری سیستمی منطبق بر معماری سرویس گرا است؛ و دارای چهار خصیصه بسیار مهم زیر است:

1. طراحی واسط کاربر محور:برای در اختیار داشتن واسط‌های کاربری مبتنی بر رایانش ابری نیازی به این وجود ندارد که کاربران عادات کاری معمول خود را تغییر بدهند. به علاوه، تعداد زیادی از محصولات محاسباتی به راحتی می‌توانند ازطریق مرورگرها مورد استفاده قرار گیرند.
2. خدمات مبتنی بر تقاضا:رایانش ابری می‌تواند سرویس¬ها و منابع مورد نیاز کاربران را بر اساس تقاضا پاسخگو باشد و آنان را قادر می‌سازد تا منابع محاسباتی مورد نیازشان را بر حسب تقاضا انتخاب نمایند. کاربران از بهترین نحوه دسترسی به این منابع لذت می‌برند.
3. تضمین کیفیت خدمات:محیط‌های سیستم رایانش ابری می‌توانند کیفیت سرویس نظیر پهنای باند CPU و ظرفیت حافظه را برای کاربران تضمین نمایند.
4. سیستم های خود مدیریتی:در یک سیستم خود مدیریتی، سخت‌افزار، نرم‌افزار و داده‌های رایانش ابری می‌توانند به طور خودکار پیکربندی و تنظیم شوند.
5. محاسبات به عنوان سرویس:محاسبات از راه دور است و این فرآیند به عنوان یک سرویس ارائه می‌گردد.
6. شفافیت:ساختار و فرایند پشتیبانی از داده‌ها برای کاربران شفاف است.
7. کاهش قابل‌توجه در هزینه‌های نرم‌افزار و سخت‌افزار:کاربران ممکن است نیاز به خرید نرم‌افزار و سخت‌افزار برای مدیریت داده‌های خود داشته باشند؛ که این امر به واسطه زیرساخت‌های از راه دور میسر می‌گردد.
8. انعطاف‌پذیری و مقیاس‌پذیری:کاربران به راحتی می‌توانند منابع محاسباتی و مقیاس مورد نیاز آن را خریداری نمایند.

3- BPM در رایانش ابری
در کسب‌وکار، رایانش ابری دسترسی و استفاده از سرویس های کسب‌وکار را به شیوه‌ای جدید نمایش می‌دهد؛ به علاوه به واسطه آن انقلابی در بحث اقتصادی ایجاد شده است چرا که با وجود مقیاس وسیعی از زیرساخت به اشتراک گذارده شده، برای هر برنامه کاربردی یا واحد کسب‌وکار تنها بخشی خصوصی از این فضای اشتراکی مورد استفاده قرار می‌گیرد و بنا بر تقاضا و در لحظه مقیاس و کیفیت سرویس مورد نظر فراهم می‌گردد. مهم‌تر از همه، رایانش ابری برای سازمان‌ها مدل قیمت‌گذاری جدیدی را ارائه می‌نماید که به واسطه آن نیاز به سرمایه‌گذاری‌های بسیار زیاد برای دستیابی به اهداف سازمانی نیست، بلکه مدل اقتصادی جدید بر مبنای پرداخت به ازای هر کاربر، هر ماه و انواع متنوعی از نحوه‌های استفاده مطرح شده است.
رایانش ابری منجر به حذف بسیاری از هزینه‌ها برای پیاده‌سازی BPM شده است که نه تنها برای پلت فرم BPM نیست بلکه سرورهای سخت‌افزاری، پایگاه داده و کامپوننت های ذخیره‌سازی، منابع تست و توسعه و غیره را نیز تحت تأثیر قرار می‌دهد. رایانش ابری توسعه فرآیندها را با استفاده از ارائه‌دهندگان سرویس های خارجی و یا ترکیب یا سرویس های داخلی فراهم می‌نماید.
صرف‌نظر از مقیاس ارائه، رایانش ابری اجازه می‌دهد تا کسب‌وکار بر روی نوآوری‌های پیوسته به جای جزئیات توسعه سرویس، میزبانی و نگهداری تمرکز نماید و در نتیجه موانعی که BPM با آن روبرو است را به طور چشمگیری کاهش بدهد.
با استفاده از رایانش ابری، کسب‌وکار قادر خواهد بود که سرعت بهبود فرآیندها را افزایش دهد و از وابستگی به منابع IT کمیاب فارغ شود؛ به علاوه کسب‌وکار می‌تواند راه‌حل‌های جدیدی را در توسعه فرایندها به دنبال داشته باشد که به طور کامل از IT مستقل است یا تنها وابستگی اندکی بدان دارد.
با کاهش موانع در تست و تغییر، کسب‌وکار خود مدیریت در واقع تراز IT سازمانی را افزایش می‌دهد و بلوغ BPM در آینده منجر به هموارتر شدن راه‌های پیاده‌سازی آن در مقیاس سازمانی می‌گردد.

4-  معماری BPM بر پایه رایانش ابری
BPM بر اساس زیرساخت‌های عمومی ابر، سرویس های محاسباتی و ذخیره‌سازی که توسط لایه IaaS ارائه می‌گردد را مورد استفاده قرار می‌دهد و ویژگی‌های کم هزینه بودن و مقیاس‌پذیری را ارائه می‌نماید، همان‌گونه که در شکل (2) مشاهده می‌نمایید.

لایه IaaS از محیط‌های منابع مجازی، شبکه و سیستم های ذخیره‌سازی فایل ها تشکیل شده است. در بالای لایه سخت‌افزار، این لایه، انتزاعی مجازی برای سخت‌افزار فیزیکی سنتی را ارائه می‌نماید و پیکربندی پویا را به منظور استفاده از زیرساخت‌های سخت‌افزاری مجازی فراهم می‌نماید. علاوه بر این، یک سیستم ذخیره‌سازی فایل به صورت توزیع‌شده را بر اساس منابع مجازی پیاده می‌نماید و یک سیستم فایل انتزاعی را در ماشین‌های فیزیکی متفاوت از طریق LAN نمود می‌دهد که شامل توزیع بار، زمان تحمل‌پذیری در برابر خطا، پیکربندی گره ها به شیوه پویا و قابلیت‌های پردازش موازی است. در لایه پلت فرم سرویس مبتنی بر ابر، BPM منابعی از محیط‌های اجرای عمومی را به اشتراک گذارده که از جمله آن‌ها می‌توان پایگاه داده، محیط‌های runtime جاوا، میان افزار و غیره را نام برد. موتور پردازش کسب‌وکار در محیطی اجرا می‌شود که مسئول بهره‌برداری از پردازش‌ها به بهترین نحوه ممکن است.
لایه PaaS یک فاکتور کلیدی در پیاده‌سازی BPM است. موتور پردازش کسب‌وکار یک محیط اجرایی پردازش کسب‌وکار است که اشیاء و کتابخانه‌های قوانین کسب‌وکار را در موتور دسترس‌پذیر می‌نماید. یک شیء کسب‌وکار یک شیء داده‌ای انتزاعی در میان بخش‌های متفاوت فرایندهای کسب‌وکار است. کتابخانه قوانین کسب‌وکار توسط تحلیل گران و طراحان به کار گرفته می‌شود.
به منظور دستیابی به استقلال در هر پیاده‌سازی، کتابخانه قوانین کسب‌وکار به طور پویا استانداردها را در طول اجرای عملیات تغییر می‌دهند. فرآیند کسب‌وکار یک شبیه‌سازی از فرآیندهای سازمانی سنتی است. نتایج و فرآیندهای مدل¬های ایجادشده را می‌توان به وسیله BPEL توصیف نمود. منطق فرآیند با بهره‌گیری از کامپوننت ها و قوانین متفاوت به دست می‌آید. سرویس های نرم‌افزاری در SaaS را می‌توان در فرآیندهای کسب‌وکار، پایش و مدیریت به کاربرد.
لایه SaaS بالاترین لایه رایانش ابری و نزدیک‌ترین لایه به کاربر است. ابزارهای فرآیندهای کسب‌وکار در این لایه قرارگرفته‌اند؛ و نرم-افزار شامل مدل‌سازی فرآیندهای کسب‌وکار (BPM)، تحلیل فرآیندهای کسب‌وکار (BPA) و پایش فعالیت‌های فرآیندی (BAM) است. لایه SaaS تعداد زیادی از برنامه‌های کاربردی فرآیندی و فرآیندهای کسب‌وکار را برای کاربران نهایی فراهم می‌نماید.
مدل‌سازی فرآیندهای کسب‌وکار و ابزارهای تجزیه و تحلیل بر پایه ابر، مخازن عمومی را به شیوه‌ای یکپارچه به اشتراک گذارده و مدل‌سازی مشترک و تجزیه و تحلیل آسان‌تر را میسر می‌نماید. تیم های پروژه BPM توزیع‌شده می‌توانند فضای کار تیمی خود را به سرعت ایجاد نموده و مورد استفاده قرار دهند.

5-  فن‌آوری‌های کلیدی BPM در رایانش ابری

فن‌آوری‌های کلیدی BPM در رایانش ابری شامل موارد زیر است:

1. SOA:SOA می‌تواند یک سطح انتزاعی بالا از توابع سیستم های اطلاعاتی را فراهم نماید؛ سیستم های اطلاعاتی در سطح سرویس که منطبق بر فرآیندهای کسب‌وکار هستند، به طور مستقیم بر روی تک‌تک فعالیت‌ها، فرآیند مدل‌سازی عمل می‌نمایند و فعالیت‌های پایه‌ای در مدل فرایند کسب‌وکار به سرویس های خاصی که توسط سیستم های اطلاعاتی ارائه شده است، نگاشت می‌گردد.
2. 0:Web2.0 مبتنی با تمرکز بر تعامل با کاربر است و اجازه تعامل در میان کاربران متفاوت را به خوبی سایت های متفاوت می‌دهد. Web2.0 اجازه در اختیار داشتن مدل کسب‌وکار بر مبنای همکاری را در میان سمت‌های متفاوت در BPM را میسر می‌نماید. این فرآیندها  تغییرات سریع و بهبود در سطح مشارکت کاربران را به منظور ایجاد، تغییر و مدیریت فراهم می‌نماید.
3. BPMN و BPEL:BPEL و BPMN استانداردهای مدل‌سازی و اجرای فرایندهای کسب‌وکار هستند که توسط 0 مورد تأیید قرارگرفته‌اند؛ همچنین امکان تبدیل BPMN به BPEL نیز فراهم شده است. درحالی‌که BPM در حال حرکت به سمت رایانش ابری است، این فن‌آوری‌ها نقش بیشتری را بازی می‌کنند.

بزرگ‌ترین اثر رایانش ابری در سازمان‌های امروزی توجه به بهره‌وری در هزینه است. در درازمدت این موضوع منجر به صرفه‌جویی های چشمگیری در سازمان می‌گردد. همان طور که کسب‌وکار رشد نموده و پیچیده می‌گردد، “ابر” نیز نیازمند رشد و توسعه است و سیستم با در نظر گرفتن منافع اقتصادی مرتبط با مقیاس، بدون حتی دانستن آن بزرگ‌تر می‌گردد.

6-  نتیجه‌گیری
امروزه بحث رایانش ابری، الزاماً در بخش فن آوری اطلاعات سازمان‌ها مورد استفاده قرار نمی‌گیرد ولیکن امکان دسترس‌پذیری سرویس ها را فراهم نموده و از طرفی به عنوان عامل برخورد با موانع پیاده‌سازی BPM در سطح سازمانی شناخته شده است. در این مقاله به طور اجمالی اثرات BPM در رایانش ابری تشریح شد و به علاوه نکاتی پیرامون جایگاه رایانش ابری در تکنولوژی های امروزی مطرح گردید.
لازم به ذکر است که بدانیم معماری BPM بر پایه رایانش ابری نیز همچنان دارای مفاهیم و نکات بحث‌برانگیزی در آینده است. با توسعه رو به رشد بحث رایانش ابری ، BPM نیز بر اساس فن‌آوری‌های کلیدی SOA، Web2.0 ، وب معنایی و دیگر زمینه‌های مرتبط در حال توسعه است. آینده BPM به سمت کاربرد بر پایه ابر می‌باشد.