Navigating in Complex Process Model Collections

The increasing adoption of process-aware information systems (PAIS) has led to the emergence of large process model collections. In the automotive and healthcare domains, for example, such collections may comprise hundreds or thousands of process models, each consisting of numerous process elements (e.g., process tasks or data objects). In existing modeling environments, process models are presented to users in a rather static manner; i.e., as image maps not allowing for any context-specific user interactions. As process participants have different needs and thus require specific presentations of available process information, such static approaches are usually not sufficient to assist them in their daily work. For example, a business manager only requires an abstract overview of a process model collection, whereas a knowledge worker (e.g., a requirements engineer) needs detailed information on specific process tasks. In general, a more flexible navigation and visualization approach is needed, which allows process participants to flexibly interact with process model collections in order to navigate from a standard (i.e., default) visualization of a process model collection to a context-specific one. With the Process Navigation and Visualization (ProNaVis) framework, this thesis provides such a flexible navigation approach for large and complex process model collections. Specifically, ProNaVis enables the flexible navigation within process model collections along three navigation dimensions. First, the geographic dimension allows zooming in and out of the process models. Second, the semantic dimension may be utilized to increase or decrease the level of detail. Third, the view dimension allows switching between different visualizations. All three navigation dimensions have been addressed in an isolated fashion in existing navigation approaches so far, but only ProNaVis provides an integrated support for all three dimensions. The concepts developed in this thesis were validated using various methods. First, they were implemented in the process navigation tool Compass, which has been used by several departments of an automotive OEM (Original Equipment Manufacturer). Second, ProNaVis concepts were evaluated in two experiments, investigating both navigation and visualization aspects. Third, the developed concepts were successfully applied to process-oriented information logistics (POIL). Experimental as well as empirical results have provided evidence that ProNaVis will enable a much more flexible navigation in process model repositories compared to existing approaches

Konfigurierbare Visualisierung komplexer Prozessmodelle

Die in heutigen Unternehmen durch Informationssysteme unterstützten Geschäftsprozesse werden zunehmend komplexer. Häufig existieren keine zentralen Steuereinheiten, sondern die Ausführung eines Prozesses ist auf viele heterogene Systeme verteilt. Ohne entsprechende Werkzeugunterstützung ist es daher schwer, einen Überblick über den aktuellen Ausführungsstatus solcher fragmentierter Prozesse zu bewahren. Eine Visualisierungskomponente, welche die Prozesse (inkl. relevanter Applikationsdaten) durchgängig darstellt, ist hier essenziell. Allerdings muss eine solche Komponente in der Lage sein, die Informationsbedürfnisse der verschiedenen Benutzergruppen adäquat zu befriedigen. Typischerweise gibt es hier unterschiedliche Anforderungen an eine Prozessvisualisierung im Hinblick auf Detaillierungsgrad, angezeigte Daten und graphische Informationsaufbereitung. Heutige Werkzeuge stellen Prozesse meist in exakt derselben Form dar, wie sie vom Prozessmodellierer ursprünglich gezeichnet worden sind. Eine flexible Anpassung der Darstellung an die Bedürfnisse des Betrachters ist nicht oder nur in sehr engen Grenzen möglich. Diese Arbeit stellt mit Proviado ein Rahmenwerk für die konfigurierbare Visualisierung komplexer Prozesse vor. Proviado ermöglicht sowohl eine strukturelle als auch eine graphische Anpassung der Prozessvisualisierung. Mit Hilfe eines mächtigen View-Mechanismus können Prozessmodelle strukturell an die Bedürfnisse ihrer Betrachter angepasst werden, indem Prozesselemente reduziert oder zu abstrakten Elementen aggregiert werden. Es werden View-Bildungsoperationen bereitgestellt, die in mehreren Schichten organisiert sind. Mittels Konfigurationsparametern, die die Eigenschaften der resultierenden Prozessmodelle beeinflussen, kann die View-Bildung flexibel konfiguriert und an die Bedürfnisse des jeweiligen Anwendungsfalls angepasst werden. Weitere Möglichkeiten zur graphischen Konfiguration einer Prozessvisualisierung bietet ein fortschrittlicher Template-Mechanismus. Zum einen können die für die Visualisierung zu verwendenden Symbole einfach definiert werden. Zum anderen erlaubt dieser Mechanismus eine flexible Zuordnung der Symbole einer Prozessnotation zu Prozesselementen. Diese Zuordnung kann entweder statisch (z.B. abhängig vom Prozesselementtyp) oder dynamisch, d.h. abhängig von Laufzeitdaten (z.B. Ausführungszustand), erfolgen. Diese beiden Basismechanismen werden ergänzt um Konzepte, die für die Realisierung einer umfassenden Visualisierungskomponente unverzichtbar sind. Dazu zählen unter anderem die Anbindung prozessunterstützender Systeme (d.h. die Integration von Modell- und Laufzeitdaten) sowie Konzepte für das automatische Layout dynamisch berechneter Prozessgraphen. Insgesamt können mit Proviado Prozessvisualisierungen strukturell und graphisch an die Bedürfnisse des jeweiligen Betrachters angepasst werden. Die entsprechenden Darstellungen bieten allen in die Prozesse involvierten Personen eine wesentlich bessere Unterstützung bei der täglichen Arbeit als derzeit verfügbare Systeme