Transformation einer EPK in eine formalisierte Methode

Dieser Beitrag untersucht die Transformation einer Ereignisgesteuerten Prozesskette in diverse formalisierte Modellierungsmethoden. Die hierfür gewählten formalen Methoden sind Business Process Model and Notation, Unified Modeling Language, Subjektorientiertes Business Process Management und Petrinetze. Das Ziel dieser Arbeit ist es, die Vor- und Nachteile der Methoden zu definieren und eine geeignete Methode für sowohl Modellierung als auch Automatisierung von Geschäftsprozessen zu finden. Zunächst werden theoretische Grundlagen der Geschäftsprozessmodellierung dargestellt. Des Weiteren wird auf die gesonderten Charakteristika der vorgestellten Methoden eingegangen. Ein besonderer Fokus liegt hier auf dem Thema Syntax und Semantik der Methoden. Nachfolgend werden die Ergebnisse der Transformation sowie die Vorteile und Nachteile der gewählten Methoden kritisch betrachtet. Als Grundlage für den Vergleich wurde das Beispiel eines Bewerbungsverfahrens als Ereignisgesteuerte Prozesskette entwickelt

Strukturen und Werkzeuge für eine durch das Anlagenpersonal modifizierbare und ergänzbare Petrinetzanlagensteuerung

Die Zielsetzung dieser Arbeit ist ein System, das den Rückgriff auf den Systementwickler für den Nutzer einer Fertigungsanlage auch bei Produktänderungen, Maschinenveränderungen und neu einzufügender automatischer Fehlerhandhabung möglichst weitgehend überflüssig macht. Das System soll auf die in der Praxis vorkommenden Fertigungsstrukturen anwendbar sein. Dazu gehören Fertigungsanjagen mit bzw. ohne Routing-Flexibilität, mit über beschränkte Puffer oder unmittelbar zwischen Maschinen realisiertem Werkstücktransport, mit mehreren Auftragstypen bzw. Produkt-Varianten, mit Montage- bzw. Demontageaktivitäten sowie mit fehlerbehafteten Abläufen. Aus der Anforderung der Umsetzung einfacher Spezifikationen in Petrinetze folgt die Zielsetzung der Abbildung des Wissens eines Petrinetzexperten in die Form eines (wissensbasierten) Programmes. Die grundsätzliche Realisierbarkeit eines solchen Programmes erscheint deshalb plausibel, weil ein Petrinetzexperte bei der Generierung eines Petrinetzes aus Spezifikationen der Fertigungsfachleute nach bestimmten Generierungsregeln vorgeht. Die Schwierigkeit ist, daß die von einem Petrinetzfachmann „benutzten“ Regeln und sonstigen Modelle zunächst nur implizit als Expertenwissen vorhanden sind. Eine Umsetzung in ein Programm erfordert die Ermittlung der Regeln in expliziter Form und eine Modellierung des nicht-regelbasierten deskriptiven Wissens sowie eine Strukturierung dieses Wissens sowie der Petrinetzmodellierung. D.h. zunächst muß gefragt werden, wie wir als Petrinetzexperten aus einer Spezifikation eines Facharbeiters oder Betriebsingenieurs ein Petrinetz generieren. Die Ergebnisse der hierzu durchgeführten Untersuchungen und das daraus entwickelte und implementierte Programmsystem sind Gegenstand von Kapitel 2, ebenso wie ein exemplarischer Fertigungsprozeß, eine Softwareduplizierzelle (Testzelle), die zur Verifizierung der Ansätze und zur Illustration der Einzelschritte in dieser Arbeit dient. Das in Kapitel 2 dargestellte Programmsystem generiert übersichtliche Petrinetze basierend auf einer Aufspaltung in eine vom Systemingenieur zu implementierende Anlagenbeschreibung und eine vom Facharbeiter vorgebbare Anlagennutzung. Es werden die auf der Ebene der Anlagenbeschreibung und der Ebene der Petrinetz-Anlagensteuerung notwendigen Informationen und geeigneten Basis-Strukturen erläutert. Darüberhinaus wird zur verbesserten Strukturierung und Steigerung der Übersichtlichkeit der Petrinetz-Anlagensteuerung in Kapitel 3 ein neu entwickeltes Verfahren zur automatischen Bildung hierarchischer Petrinetze erläutert. Scheduling-Algorithmen und Verklemmungsbehebungsverfahren für die generierten Petrinetze werden anschließend in Kapitel 4 beschrieben. Hier werden lokale Suchverfahren erläutert und mit einigen heuristischen Prioritätsregeln verglichen, die optimierte Schaltfolgen zur Überführung eines Petrinetzes von einer Anfangs- in eine Zielmarkierung ermitteln. Das in dieser Arbeit gewählte Optimierungskriterium ist der Makespan. Als Basis dienen Petrinetzmodelle, die für das Scheduling durch das Petrinetzgenerierungssystem ebenfalls automatisch erzeugt werden und sich von den Petrinetzen zur Steuerung im wesentlichen dadurch unterscheiden, daß die den Fertigungs- und Transportoperationen zugeordneten Ausführungszeiten im Petrinetz modelliert und somit die Rückmeldungen der unterlagerten Ebenen an die Petrinetzsteuerung (z.B. „Operation fertig“) durch die Zeitbewertungen ersetzt werden. Kapitel 5 faßt die Arbeit zusammen und bewertet die Ergebnisse

Abstraktion von Prozessmustern im geotechnischen Bauplanungsprozess

Der Beitrag basiert auf den Ansätzen und Ergebnissen des Forschungsprojekts >Prozessorientierte Vernetzung von Ingenieurplanungen am Beispiel der GeotechnikVernetzt-kooperative Planungsprozesse im Konstruktiven Ingenieurbau< von der DFG gefördert wird. Ziel des gemeinsam mit dem Institut für Numerische Methoden und Informatik im Bauwesen an der TU Darmstadt durchgeführten Forschungsprojekts ist die Entwicklung einer netzwerkbasierten Kooperationsplattform zur Unterstützung von geotechnischen Ingenieurplanungen. Daher konzentriert sich das Forschungsprojekt auf die Abbildung und Koordination der Planungsprozesse für Projekte des Konstruktiven Ingenieurbaus vor dem Hintergrund der stark arbeitsteiligen Projektbearbeitung in einer verteilten Rechnerumgebung. Der Beitrag stellt die Abstraktion von Prozessmustern im Bauplanungsprozess als Basis für die dynamische Prozessmodellierung in einem Kooperationsmodell dar. Ziel ist es, durch die Identifikation der mit dem Entwurf und der Dimensionierung eines Bauteils verbundenen Planungs- und Abstimmungsprozesse einen bauteilbezogenen Katalog von Prozessmustern zu abstrahieren. Die einzelnen Prozessmuster werden in jedem Bauplanungsprozess dynamisch über geeignete Kopplungsmechanismen in das aktuelle Prozessmodell integriert, so dass die für den Bauplanungsprozess typischen Veränderungen der Konstruktion und der Zusammensetzung des Planungsteams im Prozessmodell berücksichtigt werden können. Dazu werden im Beitrag die bisherigen Ergebnisse der Analyse des Planungsprozesses eines großen innerstädtischen Bauvorhabens, das als Referenzobjekt dient, sowie typischer Planungsszenarien in der Geotechnik vorgestellt. Anschließend werden Grundlagen und methodische Ansätze zur Modellierung von Prozessen mit der Methode der farbigen Petri-Netze mit individuellen Marken vorgestellt. Anhand von Beispielen für bauteilorientierte Prozessmuster wird die Funktionalität der Prozessmuster in sich und im gegenseitigen Zusammenspiel erläuter