Referenzprozessmodellierung: Methoden, Konzepte und Transformationen

Historisch gewachsene Strukturen und Abläufe stellen Unternehmen vor neuen Herausforderungen. Diese bestehen im erhöhten Wettbewerbsdruck, kürzer werdenden Produktlebenszyklen und neuen Arbeitsmethoden. Innerhalb dieses Umfelds ist es notwendig, die vorhandenen Geschäftsprozesse stets zu verbessern und den neuen Anforderungen anzupassen. Um die Anpassungsvorgänge zu beschleunigen haben sich Referenzmodelle bewährt. Referenzmodelle oder Referenzinformationsmodelle stellen durch ihre Allgemeingültigkeit vordefinierte und bewährte Abläufe dar, an der sich Unternehmen ihre spezifischen Modelle ableiten können. Die vorliegende Arbeit versucht zuerst ein Überblick über die vorhandenen Methoden und Konzepte innerhalb der Referenzprozessmodellierung zu geben. Dabei werden auch vorhandene Referenzmodelle aufgelistet und ihre Einsatzgebiete aufgezeigt. Ein weiterer Bereich, welches diese Arbeit umfasst, ist die Transformation von vorhandenen Referenzmodellen. Die Transformation erfolgt von ereignisgesteuerten Prozessketten nach Business Process Model and Notation (BPMN) 2.0. Diese Arbeit wird die Durchführbarkeit der Transformation nach BPMN 2.0 aufzeigen und die gesammelten Erkenntnisse wiedergeben

Approximative Verfahren auf erweiterten Fork/Join-Warteschlangennetzen zur Analyse von Logistiknetzen

Die Modellierung und Analyse Diskreter Ereignisorientierter Dynamischer Systeme (DEDS) ist in der Informatik seit langer Zeit ein wichtiger Themenschwerpunkt. In diesem Kontext haben sich Warteschlangennetze insbesondere im Anwendungsgebiet Computer und Kommunikationssysteme aufgrund der Verfügbarkeit sehr zeit– und platzeffizienter analytisch–algebraischer Analyseverfahren als adäquater Modellformalismus bewährt. Die Verfügbarkeit dieser Methoden in integrierten Modellierungs– und Analysewerkzeugen einerseits und die Interpretation alternativer Anwendungsfäalle als DEDS andererseits legen den Wunsch nahe, das Warteschlangeninstrumentarium auf weitere Anwendungsgebiete anzupassen. Speziell in der Logistik kommt der optimalen Planung, Steuerung und Optimierung von Systemen und damit deren Modellierung und Analyse eine entscheidende Bedeutung zu, da der Erfolg vieler Industrieunternehmen in zunehmendem Maße von der optimalen Auslegung ihrer Logistik beeinflußt wird. Das Warteschlangeninstrumentarium läßt sich häufig zur Analyse sehr grober logistischer Prozeßketten einsetzen, es versagt jedoch für detaillierte Modelle, da die effizienten algebraischen Analyseverfahren einigen typischen Eigenschaften logistischer Systeme nicht zugänglich sind. Mit dieser Motivation liegt das Ziel der vorliegenden Dissertation darin, einen Beitrag hinsichtlich der Anpassung der effizienten Analyseverfahren für Warteschlangennetze auf Prozeßketten zu leisten. Spezielles Augenmerk wird auf den Aspekt der Synchronisation komplexer paralleler Abläufe gelegt, der essentieller Bestandteil vieler logistischer Systeme ist. Aufgrund seiner hohen Flexibilität wird zur Analyse von Prozeßketten das Dekompositionsverfahren nach Kühn/Whitt herangezogen. Diese Methode ist ein approximatives Verfahren zur stationären Analyse einer recht allgemeinen Klasse offener Warteschlangennetze. Die Idee dieses Verfahrens liegt in der Zerlegung eines Warteschlangennetzes in Teilnetze, die isoliert voneinander analysiert werden. Die Interaktion der Teilnetze untereinander wird über das Input/Output–Verhalten hergestellt. Durch die Beschreibung der Netzlast durch sog. Phasenverteilungen wird die Analyse der isolierten Stationen auf die Betrachtung sog. Quasi–Birth–and–Death Prozesse zurückgeführt, die sich anhand Matrix–geometrischer Methoden effizient analysieren lassen. Zur Berücksichtigung paralleler Abläufe wird das Dekompositionsverfahren zunächst um die Analyse eines sehr einfachen Typs sog. Fork/Join–Netze angereichert. Die isolierte Analyse einfacher Fork/Join–Netze basiert auf einem von Balsamo vorgestellten approximativen Modell (Upper-Bound Modell). Im Zentrum der Arbeit steht die Entwicklung einer neuen umgebungsabhägigen Aggregierungstechnik, die es erlaubt, die Analyse komplexer, erweiterter Fork/Join–Netze auf die Analyse einfacher Fork/Join–Netze zurückzuführen. Die Aggregate haben die Eigenschaft, daß sie komplexe Warteschlangennetze hinsichtlich der ersten beiden Momente der Durchlaufzeitverteilung exakt durch FCFS–Single-Server Stationen ersetzen. Die erarbeitete Technik zur Analyse erweiterter Fork/Join–Warteschlangennetze wird anhand zweier Beispiele aus dem Anwendungskontext Logistik und anhand einer Internet–basierten Meta–Suchmaschine erprobt. Zur Beurteilung der Approximationsgüte werden die erzielten Analyseresultate mit Simulationsergebnissen verglichen. Dabei werden fallweise sehr zufriedenstellende Approximationsgüten erreicht

Integrationsmanagement

Der vorliegende Arbeitsbericht soll dem Leser Einblicke in unterschiedliche Aspekte des Integrationsmanagements geben, mit dessen unterschiedlichen Facetten und Problemen sich Jörg Becker seit Beginn seiner wissenschaftlichen Laufbahn intensiv beschäftigt hat. Hierbei wird der Terminus Integration weit gefaßt, damit die unterschiedlichsten Integrationsaspekte die Breite der Forschungsinteressen von Jörg Becker adäquat wiedergeben

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

Musterbasierte Kontrollflusssemantik für Geschäftsprozessmodellierungssprachen

Die Bedeutung einzelner Symbole ist bei Geschäftsprozessmodellierungssprachen häufig nicht eindeutig festgelegt, wodurch Missverständnisse zwischen Domänenexperten und Modellierern gefördert werden. In dieser Arbeit wird eine auf Kontrollflussmustern basierende Methode zur Beschreibung der Kontrollflusssemantik von graphischen Geschäftsprozessmodellierungssprachen vorgestellt. Darüber hinaus werden die effiziente Anwendbarkeit und grundsätzliche Nützlichkeit der Methode aufgezeigt

Kollaborative Softwareentwicklung auf Basis serviceorientierter Architekturen

Bei der Realisierung von SOA-basierter Unternehmenssoftware sind Teammitglieder in unterschiedlichen Bereichen und Ebenen mit speziellen Kenntnissen erforderlich, um die jeweils benötigten Artefakte zu erstellen. Die Arbeit beschreibt einen XML-Netz-basierten Ansatz zur Unterstützung einer kollaborativen Realisierung solcher Systeme, der eine integrierte formale Modellierung der verschiedenen Aspekte enthält und Transformationen in unterschiedliche Zieltechnologien ermöglicht

Kollaborative Softwareentwicklung auf Basis serviceorientierter Architekturen

Bei der Realisierung von SOA-basierter Unternehmenssoftware sind Teammitglieder in unterschiedlichen Bereichen und Ebenen mit speziellen Kenntnissen erforderlich, um die jeweils benötigten Artefakte zu erstellen. Die Arbeit beschreibt einen XML-Netz-basierten Ansatz zur Unterstützung einer kollaborativen Realisierung solcher Systeme, der eine integrierte formale Modellierung der verschiedenen Aspekte enthält und Transformationen in unterschiedliche Zieltechnologien ermöglicht

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

Fehlervermeidung und Prozessmonitoring in komplexen und dynamischen Großschadenslagen

In dieser Arbeit wird der Frage nachgegangen, inwieweit eine Computerunterstützung in komplexen, kritischen Arbeitsbereichen zu einer Harmonisierung der Handlungsabläufe und zur Verhinderung von Fehlern (z. B. Gedächtnisfehlern) beitragen kann. Als Beispiel eines komplexen und dynamischen Arbeitsbereiches wird das Agieren von Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben (BOS) in Großschadenslagen betrachtet. Motiviert durch den großen Erfolg von Checklisten in der Luftfahrt und in der Intensivmedizin, wird in dieser Arbeit eine systematische Übertragung des Checklisten-Prinzips auf den deutschen BOS-Bereich vorgeschlagen. Hierfür wird ein Rahmenwerk eines intelligenten elektronischen Checklisten-Assistenzsystems erarbeitet, das auch für alternative, soziotechnische Arbeitssysteme mit dem BOS-Bereich ähnlichen Merkmalen hilfreich zur Fehlervermeidung eingesetzt werden kann