Adaptive Process Management in Cyber-Physical Domains

The increasing application of process-oriented approaches in new challenging cyber-physical domains beyond business computing (e.g., personalized healthcare, emergency management, factories of the future, home automation, etc.) has led to reconsider the level of flexibility and support required to manage complex processes in such domains. A cyber-physical domain is characterized by the presence of a cyber-physical system coordinating heterogeneous ICT components (PCs, smartphones, sensors, actuators) and involving real world entities (humans, machines, agents, robots, etc.) that perform complex tasks in the “physical” real world to achieve a common goal. The physical world, however, is not entirely predictable, and processes enacted in cyber-physical domains must be robust to unexpected conditions and adaptable to unanticipated exceptions. This demands a more flexible approach in process design and enactment, recognizing that in real-world environments it is not adequate to assume that all possible recovery activities can be predefined for dealing with the exceptions that can ensue. In this chapter, we tackle the above issue and we propose a general approach, a concrete framework and a process management system implementation, called SmartPM, for automatically adapting processes enacted in cyber-physical domains in case of unanticipated exceptions and exogenous events. The adaptation mechanism provided by SmartPM is based on declarative task specifications, execution monitoring for detecting failures and context changes at run-time, and automated planning techniques to self-repair the running process, without requiring to predefine any specific adaptation policy or exception handler at design-time

Systematische Analyse des aktuellen Forschungsstandes von Prozessmodellen im Kontext der Industrie 4.0

Die Schlagwörter Smart Factory, Cloud-Computing sowie Internet-of-Things sind in den ver-gangenen Jahren in den Fokus von Wirtschaft und Politik gerückt. Sie stehen für einen ver-meintlichen Paradigmenwandel, der sogenannten vierten industriellen Revolution, die im deutschsprachigen Raum unter dem Konzept der „Industrie 4.0“ bekannt ist. Die vorliegende Masterarbeit gibt einen umfassenden Überblick über die aktuellen Verständ-nisse von Prozessmodellen und deren mögliche Anwendungen im Zusammenhang mit den Themen dieser vierten industriellen Revolution. Ziel der Arbeit ist es, mit Hilfe einer systema-tischen Analyse der aktuellen Fachliteratur verschiedene Prozessmodellierungsansätze im Kontext der Industrie 4.0 zu identifizieren und zu präsentieren. In diesem Zusammenhang wird eine Untersuchung über den zeitlichen Verlauf von Publikationen, über die unterschiedlichen Themenschwerpunkte der wissenschaftlichen Untersuchungen und der Relevanz für die je-weiligen Forschungsgebiete durchgeführt. Vor dem Hintergrund der Industrie 4.0 sollen die Untersuchungsergebnisse momentane An-wendungsgebiete der Prozessmodellierung in Unternehmen und Forschungsbemühungen der Wissenschaft aufzeigen, sowie weitere potenzielle Applikationen und offene Fragen untersu-chen