Modellierung planbarer Abweichungen in Workflow-Management-Systemen

Workflow-Management-Systeme (WfMS) sind eine vielversprechende Technologie für die Realisierung prozessorientierter Anwendungen. Allerdings bieten heutige WfMS keine ausreichende Unterstützung zur Behandlung von Ausnahmen. Im ADEPT-Projekt haben wir deshalb fortschrittliche Modellierungs- und Ausführungskonzepte entwickelt, die auf eine Erhöhung der Flexibilität von WfMS zielen. Sie ermöglichen es zum einen, planbare Abweichungen vom Standardablauf eines Arbeitsprozesses bereits zur Modellierzeit festzulegen, zum anderen können nicht vorhersehbare Abweichungen auch dynamisch zur Laufzeit erfolgen. Dieser Beitrag konzentriert sich auf den erstgenannten Aspekt. Er zeigt auf, wie sich planbare Abweichungen sinnvoll modellieren lassen, welche Anforderungen dabei bestehen und welche Möglichkeiten bzw. Grenzen mit einem solchen Ansatz verbunden sind. Unsere Erfahrung mit konkreten Anwendungen aus dem Krankenhausbereich hat gezeigt, dass entsprechende Modellierungsmöglichkeiten einen wichtigen Beitrag zur Erhöhung der Flexibilität von WfMS leisten

Dynamische Ablaufänderungen in Workflow-Management-Systemen

Workflow-Management-Systeme (WfMS) unterstützen die elektronische Abwicklung von Arbeitsprozessen (engl. Workflow). Heutige WfMS erzwingen meist die starre Ausführung des vormodellierten Workflow, d.h. von dem einmal geplanten Ablauf kann zur Ausführungszeit nicht oder nur unter erheblichen Problemen abgewichen werden. Einerseits ist dadurch die praktische Tauglichkeit dieser Systeme stark eingeschränkt, andererseits darf die Unterstützung von Ad-hoc-Abweichungen zur Laufzeit (z.B. dynamisches Hinzufügen, Löschen oder Überspringen von Arbeitsschritten) aber nicht dazu führen, daß es im weiteren Verlauf der Workflow-Ausführung zu Konsistenzproblemen (z.B. Lost Updates) oder gar Fehlern (z.B. Aufruf von Anwendungskomponenten mit fehlenden Parameterdaten) kommt. Dies sicherzustellen, wird mit zunehmender Komplexität und Ausdrucksmächtigkeit des verwendeten Workflow-Beschreibungsformalismus (Workflow-Metamodell) jedoch immer schwieriger

Effiziente Verträglichkeitsprüfung und automatische Migration von Workflow-Instanzen bei der Evolution von Workflow-Schemata

Sollen Workflow-Management-Systeme (WfMS) in umfassender Weise für die rechnerbasierte Verwaltung und Steuerung von Geschäftsprozessen einsetzbar sein, müssen die von ihnen verwalteten Workflow-Schemata und -Instanzen bei Bedarf rasch anpassbar sein. Dabei müssen die auf Basis eines (alten) Workflow-Schemas erzeugten Instanzen auch nach dessen Änderung ungestört weiterlaufen können, etwa durch Bereitstellung geeigneter Versionskonzepte. Sehr viel schwieriger wird es, wenn die angewandten Schemänderungen – wo gewünscht und möglich – auch auf die bereits (vielleicht in großer Zahl) laufenden Workflow-Instanzen übertragen werden sollen. Dies bei Bedarf zu können – und zwar ohne Inkonsistenzen oder Fehler zu verursachen – ist aber ungemein wichtig, wenn ein WfMS breit und flexibel einsetzbar sein soll. In diesem Beitrag wird ein Ansatz zur effizienten Prüfung der Verträglichkeit von Workflow-Instanzen mit einem geänderten Workflow-Schema vorgestellt. Durch Einbeziehung aller Beschreibungskonstrukte (z.B. auch Schleifen und Datenflüsse) und damit zusammenhängender Fragestellungen wird darüber hinaus zum ersten Mal die Grundlage für ein umfassendes Änderungsmanagement geschaffen. Außerdem wird aufgezeigt, wie der Benutzer bei der Migration verträglicher Instanzen auf das neue Schema konkret unterstützt werden kann

Workflowbasierte Unterstützung von sich ändernden Entwicklungsprozessen - Anforderungen und Lösungsansätze

Innovationen der Automobilindustrie beruhen immer mehr auf elektronischen Steuergeräten und Software. Verteilte Teams entwickeln diese in drei bis fünfjährigen Projekten. Dabei verwendete Prozesse zur Unterstützung und Koordination werden in Informationssystemen umgesetzt. Das dynamische Umfeld führt zu sich ständig ändernden Bedingungen, an die sich das Projekt, die Prozesse, die Mitarbeiter und letztendlich auch das Informationssystem anpassen müssen. Die Grundlage und den Schwerpunkt dieser Arbeit bildet die Untersuchung von Prozessen im Rahmen der Entwicklung eingebetteter Steuergeräte. Vor allem Änderungen und deren Ursachen werden aufgezeigt. Besonders das Problem- und Änderungsmanagement kann in seiner Entwicklung über acht Projekte hinweg verglichen werden. Darauf aufbauend wird eine Kategorisierung entwickelt, um die gefundenen Änderungen einordnen zu können. Die Kategorisierung beschreibt die Änderungen in zwei Dimensionen: nach Ursache und Planbarkeit. Diese beiden Teile sind breit angelegt, um die Herausforderungen des Anforderungsgebiets aufzuzeigen. Die gemachten Beobachtungen werden im Folgenden vertieft. Die sich aus den Fallbeispielen ergebenden Anforderungen werden an den Fähigkeiten des Prozessmanagementsystems ADEPT gespiegelt. Punktuell wird gezeigt, wie die Flexibilität realisiert werden kann, die sich aus den Fallbeispielen ergibt. Benutzer reagieren flexibel auf sich ändernde Rahmenbedingungen. Dieses mentale Modell der Benutzer bildet die Vorlage, um die gewünschte Verhaltensweise in prozessbasierten Informationssystemen, am Beispiel ADEPT, abbilden zu können

Die Realisierung eines graphischen Workflow-Editors in Java

Ausgehend von verschiedenen Ansätzen zur Modellierung von Workflows, wie z.B. Petri-Netzen, wird in dieser Arbeit ein graphischer, syntaxgesteuerter Workflow-Editor realisiert, der die schnelle und komfortable Modellierung von Workflows erlaubt. Grundlage des Editors ist das formal verifizierbare ADEPT-Basismodell mit seinen verschiedenen Konstrukten. Da viele Editoren heutiger Workflow-Management-Systeme den Benutzer meist nicht bei der Modellierung eines korrekten Workflows unterstützen, werden in dieser Arbeit verschiedene Aspekte zur Sicherstellung der Korrektheit eines Workflows erläutert. Neben der syntaktischen Korrektheit des Prozeßgraphen ist die Prüfung der korrekten Datenversorgung daher ein Schwerpunkt dieser Arbeit. Aus diesem Grund werden verschiedene Datenflußanalyse-Algorithmen aufgezeigt. Beispielsweise kann der Editor mit Hilfe dieser Algorithmen parallele Schreiboperationen erkennen und anzeigen. Desweiteren wird ein Verfahren zur Visualisierung eines Workflow-Graphen mit seinen Grundlagen beschrieben. Aufbauend auf diesen Konzepten wird die Implementierung des Workflow-Editors in dieser Arbeit dokumentiert

Service-oriented IT-Systems for Highly Flexible Business Processes

Der vorliegende Band „Dienstorientierte IT-Systeme für hochflexible Geschäftsprozesse“ enthält ausgewählte Ergebnisse des Forschungsverbundes forFLEX aus den Jahren 2008 - 2011. Ausgehend von einer Charakterisierung des Forschungsfeldes und zwei fallstudienbasierten Anwendungsszenarien werden Fragen der Analyse, der Modellierung und Gestaltung sowie der Infrastruktur, Sicherheit und Werkzeugunterstützung von hochflexiblen Geschäftsprozessen und ihrer Unterstützung durch dienstorientierte IT-Systeme untersucht. Das Buch wendet sich an IT-Fach- und Führungskräfte in Wirtschaft und Verwaltung sowie an Wissenschaftler, die an der Analyse und Gestaltung von Flexibilitätspotenzialen (teil-) automatisierter Geschäftsprozesse interessiert sind

Erhöhung der Flexibilität und Durchgängigkeit prozessorientierter Applikationen mittels Service-Orientierung

Höhere Flexibilität für IT-gestützte Prozesse ist eine der zentralen Erwartungen, die von Anwenderseite an eine Service-orientierte Architektur (SOA) gestellt wurden. Insbesondere sollen fachliche Anforderungen an Geschäftsprozesse rasch in betriebliche Informationssysteme, d.h. die technische Implementierung der Prozesse, überführt werden können. Des Weiteren ist die Fähigkeit, auf Änderungen der fachlichen oder technischen Ebene schnell und korrekt zu reagieren, unabdingbare Voraussetzung für den Betrieb prozessorientierter Applikationen in einer SOA. Eine Herausforderung ist in diesem Zusammenhang die Diskrepanz zwischen den Anforderungen der Fachbereiche und den vom IT-Bereich realisierten technischen Implementierungen (sog. Business-IT-Gap). Um den genannten Herausforderungen gerecht zu werden, bedarf es einer durchgängigen Definition, Verwaltung und Pflege von Prozessen, Services und Datenobjekten, sowohl auf fachlicher als auch auf technischer Ebene. Informationen zum Beziehungsgeflecht zwischen fachlichen und technischen Prozessen, Services und Datenobjekten sind in heutigen Unternehmensarchitekturen meist nicht vorhanden, was zu weiteren Problemen führt. So ist etwa bei Außerbetriebnahme eines Services nicht immer nachvollziehbar, welche (prozessorientierten) Applikationen davon betroffen sind. Dadurch ist es wiederum schwierig sicherzustellen, dass die Deaktivierung einzelner Services oder Service-Versionen in der Folge nicht zu unerwarteten Fehlern führt, etwa dass ein implementierter Geschäftsprozesses nicht mehr ausführbar ist. Die vorliegende Arbeit adressiert mit ENPROSO (Enhanced Process Management through Service Orientation) diese Problemfelder und stellt einen Ansatz zur Verbesserung der Konsistenz zwischen fachlichen Anforderungen und implementierten Prozessen dar. Die Verwaltung und Konsistenzsicherung des komplexen Beziehungsgeflechts fachlicher und technischer Artefakte wird durch geeignete Methoden und Vorgehensmodelle für eine durchgängige Prozessmodellierung unterstützt. So lassen sich bereits bei der fachlichen Modellierung benötigte Informationen (z.B. über wiederverwendbare Services) explizit dokumentieren. Dadurch entsteht bereits während der fachlichen Analyse und Konzeptentwicklung eine detaillierte Beschreibung des zu implementierenden Sachverhalts. Zudem ist es möglich, fachliche Anforderungen schon in frühen Phasen der Softwareentwicklung vollständig zu dokumentieren und dadurch Aufwände für die Implementierung in späteren Phasen zu reduzieren. Zur Verwaltung der von einer SOA benötigten Artefakte ist ein umfassendes und generisches Repository-Metamodell notwendig, das die konsistente Speicherung aller Artefakte mit allen relevanten Beziehungen ermöglicht. Auf diese Weise kann die Konsistenz der gegenwärtig im Repository dokumentierten Artefakte sichergestellt werden

Management datengetriebener Prozessstrukturen

Unternehmen erreichen ihre Geschäftsziele zunehmend durch das systematische Management ihrer Geschäftsprozesse. Um komplexe Geschäftsziele zu realisieren, lassen sich diese Prozesse meist verknüpfen und so Prozessstrukturen aufbauen. Ein sehr komplexes Geschäftsziel ist beispielsweise die Entwicklung der Fahrzeugelektronik im Automobilbau. Hierbei müssen insbesondere die zahlreichen Abhängigkeiten zwischen elektronischen Systemen erfasst und in entsprechende Abhängigkeiten zwischen Entwicklungsprozessen umgesetzt werden. Das Ergebnis ist eine datengetriebene Prozessstruktur, die eine starke Beziehung zwischen der Struktur des Produkts und den auszuführenden Prozessen beschreibt. Sie enthält hunderte bis tausende Prozesse mit entsprechenden Abhängigkeiten. Die Erstellung und Koordination einer datengetriebenen Prozessstruktur ist sehr aufwändig und kann manuell kaum bewerkstelligt werden. Die vorliegende Arbeit stellt mit COREPRO (Configuration Based Release Processes) eine durchgängige IT-Lösung für die Unterstützung datengetriebener Prozessstrukturen vor. COREPRO erlaubt ihre formale Beschreibung und Ausführung basierend auf einem intuitiven Basismodell. Wir führen eine Modellierungsunterstützung ein, die die Modellierungsaufwände für datengetriebene Prozessstrukturen signifikant reduziert. Ferner erlaubt COREPRO die Adaption datengetriebener Prozessstrukturen auf einer hohen Abstraktionsebene, indem Änderungen einer Produktstruktur direkt auf Adaptionen der zugehörigen Prozessstruktur transformiert werden. Geeignete Konsistenzanalysen stellen sicher, dass bei der Adaption zur Laufzeit mögliche Ausnahmesituationen erkannt werden. Diese lassen sich in COREPRO durch verschiedene innovative Mechanismen behandeln. Sie erlauben dem Nutzer nicht nur flexible Eingriffe in den Ablauf einer Prozessstruktur, sondern zeigen ihm auch die Konsequenzen derartiger Eingriffe an. Die korrekte, verklemmungsfreie Ausführung der Prozessstruktur wird hierbei durchgehend garantiert