Erweiterte Kontroll- und Datenflusskonzepte in ADEPT

Durch den zunehmenden Wettbewerbsdruck wird es für Unternehmen immer wichtiger, innerbetriebliche Prozesse zu optimieren - beispielsweise durch den Einsatz von Workowmanagementsystemen. An der Universität Ulm wird deshalb seit über zehn Jahren im Bereich des Workowmanagements geforscht. Im Rahmen dieser Forschung wurde unter Anderem mit dem ADEPT-Metamodell eine Workowsprache und - mit dem ADEPT2-Workowmanagementsystem - eine zugehörige prototypische Implementierung dieser Sprache entwickelt. ADEPT wurde mit dem Ziel entworfen, die in der Praxis relevanten Prozessabläufe bestmöglich zu unterstützen und dabei gleichzeitig die Robustheit und Korrektheit der Prozesse zu garantieren. Wie sich im Laufe der Zeit immer wieder gezeigt hat, lassen sich die meisten in der Praxis vorkommenden Prozesse mit ADEPT2 problemlos modellieren, dieses Ziel wurde also im Groÿen und Ganzen erreicht. Allerdings sind in den letzten Jahren in der Praxis auch einige Prozessabläufe aufgefallen, die bislang vom System nicht optimal unterstützt werden, so dass hier ein gewisser Verbesserungsbedarf besteht. Langfristig wird selbstverständlich eine bestmögliche Unterstützung auch dieser Abläufe angestrebt, so dass untersucht werden muss, wie eine Unterstützung der dafür nötigen Ablaufkonzepte sowohl in das Metamodell als auch in die konkrete Implementierung des Systems integriert werden kann. In dieser Arbeit wird genau dieses für die folgenden Konzepte anhand von Anforderungen aus der Praxis untersucht: - Variable Parallelität bzw. Multiinstanzaktivitäten - Lose Synchronisation paralleler Verzweigungen - Flexible Endknoten - Abhängige XOR-Entscheidungen - Verzögerte XOR-Entscheidungen - ODER-Verzweigungen Zu jedem dieser Konzepte wird die prinzipielle Umsetz-barkeit diskutiert und wenn nötig die erforderlichen Erweiterungen des ADEPT-Metamodells beschrieben. Desweiteren wird ein Weg zur Implementierung des jeweiligen Konzepts skizziert und ein Abgleich mit den Workow Patterns vorgenommen. Als Abrundung wird schlieÿlich die Verfügbarkeit der untersuchten Konzepte in zwei anderen Workowsprachen (YAWL und WS-BPEL 2.0) untersucht

Analyse expliziter Zustandsverwaltung als Mittel der Synchronisation

Parallelität ist fester Bestandteil moderner Softwareentwicklung. Nebenläufige Zugriffe auf geteilte Ressourcen müssen synchronisiert werden, da sonst Softwarefehler wie Data-Races entstehen. Zur Synchronisation werden neben etablierten auch häufig »selbstgestrickte« zustandsbasierte Mechanismen eingesetzt. Diese implementieren oft endliche Automaten. Bestehenden leichtgewichtigen, auf Mustererkennung ausgerichteten Ansätzen zur Analyse von Synchronisationseigenschaften expliziter Zustandsverwaltung fehlt es an Mächtigkeit, um solche Muster befriedigend zu analysieren. Diese Abhandlung stellt einen neuen, deutlich schwergewichtigeren Ansatz zur Analyse expliziter Zustandsverwaltung als Mittel der Synchronisation vor. Dabei reduziert statische Analyse in der Sprache C geschriebene Systeme auf im formalen Prozesskalkül CSP verfasste Modelle. Refinement-Checker untersuchen, ob Paare von Zugriffen auf Variablen im Modell ein Data-Race bilden. Lässt sich das Data-Race im Modell ausschließen, ist es dank konservativer Approximierung auch im ursprünglichen System unerreichbar. Die Modellierung und Vorverarbeitung des Modells wird erläutert. Die Evaluation zeigt, dass der neue Ansatz oft eine bessere Einschätzung der Synchronisationseigenschaften expliziter Zustandsverwaltung liefert als bisherige Ansätze. Die Anwendung auf reale eingebettete Systeme aus Automobilen demonstriert, dass der Ansatz praktisch einsetzbar ist

Integrationsaspekte der Simulation: Technik, Orgnisation und Personal, Karlsruhe, 7. und 8. Oktober 2010 = Integration Aspects of Simulation: Equipment, Organization and Personnell, Karlsruhe, 7th and 8th October 2010

Die Integration technischer, organisatorischer und personalorientierter Aspekte in Simulationsverfahren ist das Leitthema der 14. Fachtagung der Arbeitsgemeinschaft Simulation (ASIM) innerhalb der Gesellschaft für Informatik, die vom Institut für Arbeitswissenschaft und Betriebsorganisation im Oktober 2010 ausgerichtet wurde. Der vorliegende Tagungsband gibt somit einen vertiefenden Einblick in neue Entwicklungen und Beispiele guter Praxis der Simulation über den deutschsprachigen Raum hinaus

Petri net supported control of complex controlling processes in a management holding: an application-oriented consideration from the perspective of coordination

In Anbetracht der steigenden Komplexität und Dynamik von Unternehmensprozessen ist das Interesse an entscheidungsunterstützenden, prozessorientierten Beschreibungsmethoden sowohl in der betriebswirtschaftlichen Praxis als auch Forschung ungebrochen. Konzernierte Unternehmen in Gestalt der zeitgemäßen Management-Holding sehen sich aufgrund ihrer Größe, Heterogenität und Multinationalität in besonderem Maße mit intransparenten Steuerungsprozessen konfrontiert. Zur Handhabung dieser relativen Führungskomplexität wird die Konzeption des koordinationsorientierten Konzerncontrolling herangezogen. Mit Hilfe vertikaler, horizontaler und zeitlicher Koordinationsprozesse sollen die fraktalen Führungsteilsysteme auf die Wertsteigerung des Gesamtkonzerns ausgerichtet werden. In instrumenteller Hinsicht zeigt sich jedoch, dass das controllingtypische Instrumentarium nur bedingt in der Lage ist, komplex-dynamische Sachverhalte prozessorientiert nachzubilden. Insofern resultiert aus den spezifischen Anforderungen ans Konzerncontrolling eine instrumentelle Lücke, zu deren Schließung die prozessorientierten Beschreibungsmethoden System Dynamics, Ereignisgesteuerte Prozessketten sowie Petri-Netze diskutiert werden. Aus der synoptischen Betrachtung geht ein qualitatives Vorteilhaftigkeitsprofil hervor, welches die Petri-Netz-Methode als problemadäquat erscheinen lässt. Erstmalig wird die ingenieurwissenschaftliche Petri-Netz-Methode aus dem Blickwinkel des präventiven Meta-Controlling zur Modellierung informatorischer Controlling-Prozesse innerhalb einer Management-Holding angewandt und so das Instrumentarium des Konzerncontrolling erweitert. Im Zuge dieser Komplementierung wird das äußerst facettenreiche Leistungspotenzial von Petri-Netzen aufgezeigt. Die Praxistauglichkeit im Hinblick auf Schwachstellenanalyse und Gestaltungsempfehlungen wird anhand der fiktiven Fallstudie „Petrimobil AG“ unter Einsatz des EDV-gestützten CPN-Tools verifiziert.The interest in decision-supporting, process-oriented description methods is so well in the business management practice and research unbroken in consideration of the increasing complexity and dynamics of enterprise processes. Group enterprises in the form of the up-to-date management holding feel confronted with non-transparent control processes due to their size, differences and multi-nationality in special measure. For the handling of this relative leadership complexity the conception of the coordination oriented group controlling is consulted. With the help of vertical, horizontal and temporal coordination processes the fractal leadership partial systems shall on the increase in value of the entire group enterprise. In regard with instruments it turns out, however, that the controlling typical instruments only caused are able to model complex dynamic facts process-orientedly. In this respect a gap with regard to instruments results from the specific requirements on the group controlling to whose shutdown the process-oriented description methods system dynamics, event-driven process chains as well as Petri nets are discussed. A qualitative profitability profile which makes the Petri net method seem problem adequate results from the synoptic consideration. The engineer scientific Petri net method is for the first time used for the modeling of informational controlling processes of inner half one management holding from the viewpoint of the preventative meta controlling and enlarges so the instruments of the group controlling. In the course of this complementation the extremely multifaceted performance potential of Petri nets is shown. The practice suitability with regard to weak-points analysis and design recommendations is verified using the fictitious case study "Petrimobil AG" below use of the EDP supported CPN tool

Qualitätssicherung von Modelltransformationen - Über das dynamische Testen programmierter Graphersetzungssysteme

Modelle und Metamodelle repräsentieren Kernkonzepte der modellgetriebenen Softwareentwicklung (MDSD). Programme, die Modelle (unter Bezugnahme auf ihre Metamodelle) manipulieren oder ineinander überführen, werden als Modelltransformationen (MTs) bezeichnet und bilden ein weiteres Kernkonzept. Für dieses klar umrissene Aufgabenfeld wurden und werden speziell angepasste, domänenspezifische Transformationssprachen entwickelt und eingesetzt. Aufgrund der Bedeutung von MTs für das MDSD-Paradigma ist deren Korrektheit essentiell und eine gründliche Qualitätssicherung somit angeraten. Entsprechende Ansätze sind allerdings rar. In der Praxis erweisen sich die vornehmlich erforschten formalen Verifikationsansätze häufig als ungeeignet, da sie oft zu komplex oder zu teuer sind. Des Weiteren skalieren sie schlecht in Abhängigkeit zur Größe der betrachteten MT oder sind auf Abstraktionen bezogen auf die Details konkreter Implementierungen angewiesen. Demgegenüber haben testende Verfahren diese Nachteile nicht. Allerdings lassen sich etablierte Testverfahren für traditionelle Programmiersprachen aufgrund der Andersartigkeit der MT-Sprachen nicht oder nur sehr eingeschränkt wiederverwenden. Zudem sind angepasste Testverfahren grundsätzlich wünschenswert, da sie typische Eigenschaften von MTs berücksichtigen können. Zurzeit existieren hierzu überwiegend funktionsbasierte (Black-Box-)Verfahren. Das Ziel dieser Arbeit besteht in der Entwicklung eines strukturbasierten (White-Box-)Testansatzes für eine spezielle Klasse von Modelltransformationen, den sog. programmierten Graphtransformationen. Dafür ist anhand einer konkreten Vertreterin dieser Sprachen ein strukturelles Überdeckungskonzept zu entwickeln, um so den Testaufwand begrenzen oder die Güte der Tests bewerten zu können. Auch müssen Aspekte der Anwendbarkeit sowie der Leistungsfähigkeit der resultierenden Kriterien untersucht werden. Hierzu wird ein auf Graphmustern aufbauendes Testüberdeckungskriterium in der Theorie entwickelt und im Kontext des eMoflon-Werkzeugs für die dort genutzte Story- Driven-Modeling-Sprache (SDM) praktisch umgesetzt. Als Basis für eine Wiederverwendung des etablierten Ansatzes der Mutationsanalyse zur Leistungsabschätzung des Kriteriums hinsichtlich der Fähigkeiten zur Fehlererkennung werden Mutationen zur synthetischen Einbringung von Fehlern identifiziert und in Form eines Mutationstestrahmenwerks realisiert. Letzteres ermöglicht es, Zusammenhänge zwischen dem Überdeckungskonzept und der Mutationsadäquatheit zu untersuchen. Im Rahmen einer umfangreichen Evaluation wird anhand zweier nichttrivialer Modelltransformationen die Anwendbarkeit und die Leistungsfähigkeit des Ansatzes in der Praxis untersucht und eine Abgrenzung gegenüber einer quellcodebasierten Testüberdeckung durchgeführt. Es zeigt sich, dass das entwickelte Überdeckungskonzept praktisch umsetzbar ist und zu einer brauchbaren Überdeckungsmetrik führt. Die Visualisierbarkeit einzelner Überdeckungsanforderungen ist der grafischen Programmierung bei Graphtransformationen besonders nahe, so dass u. a. die Konstruktion sinnvoller Tests erleichtert wird. Die Mutationsanalyse stützt die These, dass die im Hinblick auf Steigerungen der Überdeckungsmaße optimierten Testmengen mehr Fehler erkennen als vor der Optimierung. Vergleiche mit quellcodebasierten Überdeckungskriterien weisen auf die Existenz entsprechender Korrelationen hin. Die Experimente belegen, dass die vorgestellte Überdeckung klassischen, codebasierten Kriterien vielfach überlegen ist und sich so insbesondere auch für das Testen von durch einen Interpreter ausgeführte Transformationen anbietet