Konstruktion integrierter Geschäfts-Geschäftsprozessmodelle. Konzeption einer Modellierungsmethodik unter Nutzung hybrider zeitdiskret-zeitkontinuierlicher Simulationssysteme

Von Aristoteles stammt das Zitat "Das Ganze ist mehr als die Summe seiner Teile". Es steht stellvertretend für die Denkweise der griechischen Philisophie der Antike, die geprägt war vom ganzheitlichen Denken. Im Lauf der Jahrhunderte verlor dieses Denken jedoch seine Bedeutung und wurde spätestens in der Renaissance durch das Denken in Elementen abgelöst. Dieses jedoch stößt überall da an seine Grenzen, wo ein Problem nicht in kurze isolierbare Kausalketten oder in Beziehungen zwischen wenigen Variablen aufgespalten werden kann. Integrierte Geschäfts-Geschäftsprozessmodelle bestehen aus miteinander gekoppelten Geschäfts- und Geschäftsprozessmodellen, die in Form grafischer Systeme oder in Form von hybriden zeitdiskret-zeitkontinuierlichen Simulationssystemen modelliert werden. Sie können ein Instrument sein, Unternehmungen sowohl ganzheitlich und aggregiert, als auch in ihren Elementen, zu beschreiben, zu analysieren und zu gestalten. Sie bieten Potenziale, zu detaillierten, gleichzeitig aber auch ganzheitlichen Problemlösungen zu gelangen. Diese sind notwendig, da auch Unternehmungen mehr als nur die Summe von Funktionsbereichen und Ressourcen sind. Auch sie sind ein Ganzes.Aristoteles once said: “The whole is greater than the sum of its parts”. This quotation represents the way of thinking of the ancient Greek Philosophy, which was shaped by the holistic thinking. However, this kind of thinking lost its significance over the centuries and was replaced with the thinking of elements during the Renaissance at the latest. However, this has its limits too, especially when the problem cannot be broken down into short isolatable chains of cause and effect or in dependencies between only few variables. Integrated business-business process models consist of linked business models and business process models, modelled in form of graphic systems or in the form of hybrid time discrete-time continuous simulation systems. They can be an instrument to describe, to analyse and to design enterprises both holisticly and aggregated, as well as in their elements. Therefore these models offer the capability to reach detailed, but at the same time also holistic problem solvings. They are necessary, because enterprises are more than just the sum of their functions and resources, they are a whole as well

Model-based Specification of RESTful SOA on the Basis of Flexible SOM Business Process Models

Die Umwelt von Unternehmen zeichnet sich in der heutigen Zeit durch eine hohe Dynamik und stetig wachsende Komplexität aus. In diesem Umfeld ist die rasche Anpassung der betrieblichen Leistungserstellung eine notwendige Konsequenz, um die Wettbewerbsfähigkeit eines Unternehmens und dadurch sein Überleben sicherzustellen. Bei der evolutionären Anpassung betrieblicher Systeme ist die Flexibilität betrieblicher Geschäftsprozesse ein zentraler Erfolgsfaktor. In der Vergangenheit führten flexible Geschäftsprozesse jedoch meist zu verringerten Automatisierungsgraden der unterstützenden Anwendungssysteme (AwS), und damit zu Inkonsistenzen im betrieblichen Informationssystem. Die Bereitstellung von Lösungsansätzen für eine zügige Entwicklung von AwS und ihre Ausrichtung auf veränderte fachliche Anforderungen ist Aufgabe der Systementwicklung. Bisherige Konzepte, Hilfsmittel und IT-Architekturen beantworten die Frage nach einer ganzheitlichen und systematischen Gestaltung und Pflege von AwS und deren konsistenten Abstimmung mit flexiblen Geschäftsprozessen jedoch methodisch nicht adäquat. Als Antwort auf diese Frage wird in der vorliegenden Arbeit die SOM-R-Methodik konstruiert, einer modellbasierten Entwicklungsmethodik auf Basis des Semantischen Objektmodells (SOM) für die ganzheitliche Entwicklung und Weiterentwicklung von RESTful SOA auf Basis flexibler SOM-Geschäftsprozessmodelle. Mit der RESTful SOA wird durch die Gestaltung service-orientierter Architekturen (SOA) nach dem Architekturstil REST eine Zielarchitektur für flexibel anpassbare AwS entworfen. Ein wesentlicher Beitrag dieser Arbeit besteht in der methodisch durchgängigen Zusammenführung der fachlichen Geschäftsprozessebene mit den softwaretechnischen Ebenen der RESTful SOA. Durch die Definition eines gemeinsamen Begriffssystems und einheitlichen Architekturrahmens wird eine modellbasierte Abbildung von Konzepten des SOM-Geschäftsprozessmodells in die Spezifikationen von Ressourcen sowie weiteren Bausteinen des AwS realisiert. Die Modellierung von Struktur und Verhalten der Geschäftsprozesse mit SOM ist dafür eine wichtige Voraussetzung. Der zweite zentrale Beitrag dieser Arbeit ist ein modellbasierter Lösungsansatz zur Unterstützung der Pflege von betrieblichen Informationssystemen. Die SOM-R-Methodik wird hierzu um ein Vorgehensmodell sowie Ansätze zur Analyse der Auswirkungen von Strukturänderungen und der Ermittlung von Assistenzinformationen für die Weiterentwicklung von AwS erweitert. Die werkzeuggestützte Bereitstellung dieser Informationen leitet den Systementwickler bei der zielgerichteten Anpassung von RESTful SOA, bzw. der dazu korrespondierenden Modellsysteme, an die Änderungen flexibler SOM-Geschäftsprozessmodelle an. Die praktische Anwendung der SOM-R-Methodik wird im Rahmen einer Fallstudie demonstriert und erläutert.Strong dynamics and a continuous increase of complexity characterize a company’s environment at present times. In such an environment, the rapid adaptation of the production and delivery of goods and services is a necessary consequence to ensure the survival of a company. A key success factor for the evolutionary adaptation of a business system is the flexibility of its business processes. In the past, flexible business processes generally lead to a reduced level of automation in the supported application system, and consequently to inconsistencies in the business information system. The provision of appropriate solutions for the quick development of application systems and their alignment to changing business requirements is a central task of the system development discipline. Current concepts, tools and IT architectures do not give a methodically adequate answer to the question of a holistic and systematic design and maintenance of application systems, and their consistent alignment with flexible business processes. As an answer to this question, the SOM-R methodology, a model-based development method based on the Semantic Object Model (SOM) for the holistic development and maintenance of RESTful SOA on the basis of flexible SOM business process models, is designed in this work. Through applying the architectural style REST to service oriented architectures (SOA), the RESTful SOA is designed as the target software architecture of flexible adaptable application systems. The first main contribution of this research is a methodically consistent way for bridging the gap between the business process layer and the software technical layers of the RESTful SOA. Defining a common conceptual and architectural framework realizes the mapping of the concepts of SOM business process models to the model-based specification of resources and other modules of the application system. Modeling the structure and behavior of business processes with SOM is an important prerequisite for that. The second main contribution of this work is a model-based approach to supporting the maintenance of business information systems. Therefore, various approaches for analyzing the effect of structural changes and deriving assistance information to support the application system maintenance extend the SOM-R methodology. The tool-supported provision of this information guides the system developer in adapting a RESTful SOA, or rather the corresponding modeling system, to the structural changes of flexible SOM business process models. A case study demonstrates and explains the practical application of the SOM-R methodology

Herausforderungen bei der Prozessunterstützung im Operationssaal: Aktivitätserfassung und Datenspeicherung als Grundlage zur Erkennung des chirurgischen Prozesses

Die aktuelle Gesundheitsversorgung ist geprägt durch eine steigende Komplexität, die durch die Verzahnung verschiedener medizinischer Bereiche und die Nutzung immer komplexerer, technisch unterstützter Behandlungsmöglichkeiten bedingt ist. Gleichzeitig stehen Kliniken und das medizinische Fachpersonal unter einem hohen Kosten- und Zeitdruck. Für das Erreichen einer optimalen Behandlung des Patienten durch minimalinvasive und mikrochirurgische Eingriffe sind zunehmend Ansätze notwendig, die auf eine Interoperabilität verschiedener Systeme setzen und die Verwendung von zusätzlichen (semi )automatischen Unterstützungssystemen ermöglichen. Diese Arbeit beschäftigt sich mit Herausforderungen bei der Prozessunterstützung im Operationssaal. Dabei liegt der Fokus auf der Aktivitätserfassung und Datenspeicherung als Grundlage zur Erkennung des chirurgischen Prozesses. In einem ersten Schritt wurde ein theoretisches Vorgehensmodell für die intraoperative Prozessunterstützung auf der Basis eines geschlossenen Regelkreises entwickelt. Dabei steht der chirurgische Prozess im Zentrum. In weiteren Schritten wurden ein System zur Erfassung des aktuellen Arbeitsschrittes auf Basis der vorhandenen Videodaten (z.B. Mikroskopie, Ultraschall) sowie eine zentrale Speicherlösung für den Operationssaal entwickelt. Diese zentralen Komponenten sollen es Systemen ermöglichen, während des Eingriffs Daten an die verschiedenen Nutzer bereitzustellen und diese gleichzeitig für eine spätere Dokumentation vorzuhalten. Im weiteren Verlauf der Arbeit werden Ansätze zum Erreichen einer Interoperabilität von Medizingeräten und IT-Systemen im Gesundheitswesen vorgestellt, da technische Systeme neben zusätzlicher Sensorik eine wertvolle Informationsquelle für die Erfassung des aktuellen Prozesses im Operationssaal darstellen. Im Rahmen der Arbeiten des Projektes OR.NET (BMBF, 2012-2016) wurde mit der IEEE 11073-SDC-Standardfamilie eine Möglichkeit zur offenen Vernetzung geschaffen. Konzeptionell integriert werden die Systeme durch eine Beschreibung von Mehrwertdiensten von der einfachen Anzeige von Geräteparametern bis hin zur Teilautomatisierung von technischen Arbeitsschritten auf Basis des Kommunikationsstandards IEEE11073-SDC. Diese wurden basierend auf dieser Basistechnologie gemeinsam mit verschiedenen Projektpartnern entwickelt und mit Klinikern und Klinikbetreibern evaluiert. Die Ergebnisse der Evaluation zeigen, dass durch eine syntaktische und semantische Interoperabilität neue, nutzbringende Funktionen umgesetzt und die Arbeit der verschiedenen Nutzergruppen im Gesundheitssystem effektiv unterstützt werden können.:Inhalt Abstract Abkürzungsverzeichnis Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis 1 Einleitung 1.1 Motivation für diese Arbeit 1.2 Zielsetzung der Arbeit 2 Grundlagen der Arbeit 2.1 Aktuelle Operationssäle 2.2 Prozessunterstützung 2.2.1 Workflow und Prozessmodellierung 2.2.2 Workflow in der Medizin 2.2.3 Kontextsensitive Systeme 2.3 Klinische Anwendungsfälle im Rahmen der Arbeit 2.3.1 Intrakranielle Eingriffe am Gehirn 2.3.2 Transsphenoidale Hypophysenadenomentfernung 2.3.3 Sanierende Ohr-OP 3 Vorgehensmodell zur Prozessunterstützung 3.1 Interpretation und Action 3.2 Data analysis und Monitoring 3.3 Mögliche Herangehensweisen bei der Umsetzung einer Prozessunterstützung 4 Erfassung prozessrelevanter Daten im Operationssaal 4.1 Stand der Forschung 4.1.1 Team Assessment und Performanzüberwachung 4.1.2 OP-Dokumentation, Qualitätssicherung und Elektronische Patientenakte (EPA) 4.1.3 Workflow Recognition 4.2 Erkennung der Interaktion zwischen Medizingerät und medizinischem Personal basierend auf der Analyse von Videodaten 4.2.1 Methode 4.2.2 Evaluation 4.2.3 Diskussion 4.3 Erfassung von Informationen durch OP-Integration 4.3.1 Stand der Forschung 4.3.2 Grundlagen des Projektes OR.NET 4.3.3 Zusammenfassung 5 Datenspeicherung im Operationssaal (Surgical Data Recorder und die Erweiterungen auf Basis von OR.NET) 5.1 Surgical Data Recorder 5.1.1 Anforderungsanalyse 5.1.2 Systemkonzept 5.1.3 Evaluationsstudie 5.2 Anpassungen des Datenaufzeichnungskonzeptes im Rahmen des OR.NET-Projekts 5.3 Diskussion und Vergleich der Ansätze 6 Mehrwertdienste auf Basis einer offenen Vernetzung 6.1 Setzen von eingriffsspezifischen Informationen auf den angeschlossenen Geräten 6.2 Anzeige von Informationen im Sichtfeld des Chirurgen 6.3 Mehrwerte durch Datenintegration 6.4 Funktionen mit Nutzung von Prozessinformationen 7 Entwicklung der OP-Demonstratoren und Evaluation der implementierten Mehrwertdienste mit verschiedenen Anwendergruppen 7.1 Anforderungsanalyse für den Leipziger Demonstrator 7.2 Infrastruktur des Demonstrators 7.3 Integrationsszenarien in den Demonstratoren 7.4 Umgesetzte Mehrwertdienste im Leipziger Demonstrator 7.5 Vorgehen bei der Evaluation des Leipziger Demonstrators 7.5.1 Technische Evaluation 7.5.2 Klinische Evaluation 7.6 Ergebnisse der Evaluation 7.6.1 Technische Evaluation 7.6.2 Klinische Evaluation 7.7 Diskussion der Ergebnisse 8 Ausblick auf Weiterentwicklungen der offenen Vernetzung im Operationssaal 9 Zusammenfassung 10 Literatur 11 Anhang 11.1 Modellierung der sanierenden Ohr-OP als EPK inkl. möglicher Vernetzungsszenarien 11.2 Übersicht der umgesetzten Use-Cases im Leipziger Demonstrator 136 11.3 Fragenkatalog OP-Personal 11.4 Fragebogen Betreiber 12 Eigenständigkeitserklärung 13 Eigene Literatur 14 Danksagun

Modellgetriebene Entwicklung überwachter Webservice-Kompositionen

Ziel der Arbeit ist es, existierende Ansätze für die Entwicklung von WS-Kompositionen dahingehend zu ergänzen, dass die Überwachungsbelange zielgerichtet und effizient berücksichtigt werden können. Die Prinzipien der modellgetriebenen Softwareentwicklung werden dazu genutzt, um (1) eine plattformunabhängige Spezifikation der Belange und (2) eine vollständig automatisierte Überführung dieser Spezifikation in lauffähige Implementierungen zu ermöglichen

Zugriffskontrolle in dienstorientierten Architekturen

Diese Arbeit zeigt, wie Zugriffskontrolle im Kontext Webservice-basierter dienstorientierter Architekturen umgesetzt werden kann. Dazu wird zunächst eine querschnittlich nutzbare, dienstorientierte Zugriffskontroll-Architektur entwickelt, die eine Erweiterung der dienstorientierten Fach-Architektur darstellt. Parallel wird ein Zugriffskontroll-Modell und eine zugehörigen Policy-Sprache spezifiziert sowie die Einbettung in einen modellgetrieben Software-Entwicklungsprozess geschaffen

Management von Datenanalyseprozessen

Die vorliegende Arbeit präsentiert eine umfassende, interdisziplinäre Methodik zum Management von Datenanalyseprozessen. Sie betrachtet die Planung, Steuerung und Revision dieser Prozesse und bezieht die Problemspezifikation, die Prozessspezifikation und die Ressourcen- spezifikation ein. Damit gestattet sie eine in Bezug auf die für Datenanalysevorhaben relevanten Modellierungsobjekte vollständige Repräsentation

Conceptual modeling of public services: A metaphor-oriented analysis

Gegenstand dieser Dissertation ist die konzeptuelle Modellierung öffentlicher Dienstleistungen. Konzeptuelle Modelle öffentlicher Dienstleistungen dienen zur Beschreibung der Anwendungsdomänen von Informationssystemen, die zur Erbringung der öffentlichen Dienstleistungen eingesetzt werden. Sie beschreiben die fachlichen Konzepte, die in der Domäne relevant sind und in den Informationssystemen implementiert werden. Deshalb nehmen die konzeptuellen Modelle im Entwicklungsprozess dieser Informationssysteme eine wichtige Rolle ein. Als sprachliche Ausdrücke spiegeln konzeptuelle Modelle zudem wider, wie der Modellierer die Anwendungsdomäne bewusst aber auch unbewusst konzeptuell erschließt. Vor diesem Hintergrund wird im Rahmen dieser Dissertation die konzeptuelle Modellierung öffentlicher Dienstleistungen aus Sicht der sogenannten Theorie der konzeptuellen Metapher (conceptual metaphor theory) untersucht. Diese Theorie basiert auf der Grundannahme, dass es sich bei Metaphern nicht um Kombinationen von Wörtern aus unterschiedlichen Domänen handelt. Vielmehr sind (konzeptuelle) Metaphern als eine Abbildung von Konzepten einer Quelldomäne auf die Konzepte einer Zieldomäne zu verstehen. Konzeptuelle Metaphern sind folglich ein kognitiver Mechanismus, mittels dessen eine Zieldomäne, wie z. B. die der hier betrachteten Domäne der öffentlichen Dienstleistungen, konzeptuell erschlossen wird. Ziel dieser Dissertation ist es, zu erarbeiten, mit welchen konzeptuellen Metaphern das Konzept der öffentlichen Dienstleistung konzeptuell erschlossen wird. Darüber hinaus soll gezeigt werden, wie die konzeptuellen Metaphern in konzeptuellen Modellen öffentlicher Dienstleistungen realisiert sind. Dazu wird in dieser Dissertation eine für diese Untersuchung geeignete Methode zur Identifikation und Beschreibung von konzeptuellen Metaphern für das Konzept der öffentlichen Dienstleistung erarbeitet. Die Methode wird auf Veröffentlichungen zum Thema der konzeptuellen Modellierung öffentlicher Dienstleistungen angewendet. Das Ergebnis der Untersuchung ist ein Katalog konzeptueller Metaphern für das Konzept der öffentlichen Dienstleistung. Der Katalog umfasst 23 konzeptuelle Metaphern, die modelliert und erläutert werden. Ferner werden Voraussetzungen und Beispiele für die Anwendung der jeweiligen konzeptuellen Metapher gegeben.Subject of this thesis is the conceptual modeling of public services. Conceptual models describe the domains of information systems used for providing public services. Conceptual models of public services play a key role in the development process of such information systems because conceptual models describe the relevant concepts of the domain which will be “implemented” in these information systems. As conceptual models are also lingual artifacts they reflect the modeler’s view on the domain described. This also includes how the modeler himself conceptualizes and understands the domain. Against this background, the conceptual modeling of public services is analyzed from the perspective of the so-called conceptual metaphor theory. The main assumption of the conceptual metaphor theory is that metaphors are not just unusual combination of words coming from different domains but mappings of concepts of a source domain to the concepts of a target domain. As such, conceptual metaphors are a crucial mechanism in understanding and conceptualizing the target domain, such as the domain of public services. This thesis intends to identify conceptual metaphors used to conceptualize the concept of public service and to analyze how such conceptual metaphors are realized in conceptual models for public services. To this end, a definition of the concept of conceptual metaphor as well as a method for identifying, describing, and modeling conceptual metaphors for the concept of public service are developed. Applying the definition and the method on publications regarding the conceptual modeling of public services, 23 conceptual metaphors for the concept of public services are identified, described and modeled. Furthermore, prerequisites and examples for applying these conceptual metaphors in the context of conceptual modeling are given

Multikonferenz Wirtschaftsinformatik (MKWI) 2016: Technische Universität Ilmenau, 09. - 11. März 2016; Band II

Übersicht der Teilkonferenzen Band II • eHealth as a Service – Innovationen für Prävention, Versorgung und Forschung • Einsatz von Unternehmenssoftware in der Lehre • Energieinformatik, Erneuerbare Energien und Neue Mobilität • Hedonische Informationssysteme • IKT-gestütztes betriebliches Umwelt- und Nachhaltigkeitsmanagement • Informationssysteme in der Finanzwirtschaft • IT- und Software-Produktmanagement in Internet-of-Things-basierten Infrastrukturen • IT-Beratung im Kontext digitaler Transformation • IT-Sicherheit für Kritische Infrastrukturen • Modellierung betrieblicher Informationssysteme – Konzeptuelle Modelle im Zeitalter der digitalisierten Wirtschaft (d!conomy) • Prescriptive Analytics in I

Revision und Controlling der IT-Security

Die Arbeit hat zum Ziel, ein Modell für die Sicherheit von Informationssystemen unter spezifischer Berücksichtigung der IT-Risiken, deren Management und der Möglichkeiten ihrer Beherrschung zu entwickeln. Im Mittelpunkt steht der strategische Umgang mit Risiken der Informationsverarbeitung resultierend aus der Ungewissheit der zukünftigen Entwicklung im Umfeld des Unternehmens. Diese Ungewissheit wird auf Basis des entwickelten Modells auf den Planungsebenen für eine geschäftsübergreifende Unternehmensstrategie untersucht. Diese Untersuchungsebenen sind gleichzeitig die Bewertungsdimensionen für die ex-ante Bewertung der IT-Security. Risiken der IT-Sicherheit können den Regelbetrieb massiv gefährden. Der Lösungsansatz der IT-Abteilung basiert darauf, bei der Entwicklung und Optimierung ihrer Systeme den störungsfreien Betrieb sicherzustellen. Neben den technisch-organisatorischen Maßnahmen zur Gewährleistung des störungsfreien Betriebs sind auch die Konzepte zum Umgang mit ITRisiken zwecks Gewährleistung des Regelbetriebs mit größtmöglicher Wertschöpfung bei akzeptablem Risiko von Bedeutung. Entsprechend gehört die Beherrschung von Risiken zu den strategischen Feldern eines Unternehmens und sichert den mittel- und langfristigen Geschäftserfolg. Die Forderung an das IT-Management (zunächst den störungsfreien Betrieb sicherzustellen) st zu erweitern um Potenziale für eine positive Auswirkung auf den Ertrag/Erfolg des Unternehmens. Ein zentraler interner Erfolgsfaktor ist die organisatorische Abwicklung der Geschäftsprozesse, sie bezieht sich auf die mittels geeigneter IT-Projekte umzusetzenden und zu optimierenden Geschäftsprozesse und Geschäftsmodelle des Unternehmens. Die Absicherung der strategischen Nutzenpotenziale soll durch ein adäquates IT-Security-Management erfolgen. Diese wird daran ausgerichtet, worauf geeignete Eskalations- und Risikobewältigungsstrategien sowie ein geeignetes Business Continuity Planning (Notfallplanung/Incident Management) abzielt: auf die Unterstützung/Herstellung der Handlungsbefähigung. Diese Überlegungen führen zu der IT-Security-Sicht auf die Sicherheit eines Systems: Unterstützung der Strategie konformen und IT-Nutzenpotenzial absichernden Gestaltung der organisatorischen Abwicklung der Geschäftsprozesse mit dem Ziel der Unterstützung strategisch-operativer Handlungsspielräume. Um die strategische Sicht zusammen mit der technisch-organisatorischen Sicht in einem Modell zu verknüpfen, werden Konzepte vor allem des Controllings im Zusammenhang mit der IT-Security als Projekt begleitende Aufgabe bei der Risiko-orientierten Analyse, Bewertung und Ausgestaltung der Sicherheit von Informationssystemen untersucht. Die im Kontext der Gestaltung der organisatorischen Abwicklung der Geschäftsprozesse mit dem Ziel der Unterstützung strategischer Handlungsspielräume relevanten Risiken werden gemanagt, indem das strategische Performance Management auf die strategische Planungs- und Lenkungsaufgabe bezüglich des IT-Securityprozesses übertragen wird. Die im technischorganisatorischen Kontext für die IT-Sicherheit von Systemen relevanten Risiken werden gemanagt, indem das operative Performance Management auf die operative Planungs- und Lenkungsaufgabe bezüglich des IT-Securityprozesses (abgeleitet aus der Abstimmung der Unternehmensziele und des IT-Securityprozesses aufeinander) übertragen wird. Das entwickelte Risiko-Controlling wird in dieser Arbeit als "strategisch-operatives" Risiko-Controlling bezeichnet; dadurch soll zum Ausdruck gebracht werden, dass die strategische und die operative Sicht eng miteinander verknüpft werden. Bei dem im Weiteren dargestellten strategisch-operativen IT-Security-Management, welches auf dem strategischoperativen Risiko-Controlling aufsetzt, knüpft der operative Teil an die Phase "Do" des vom strategischen Teil des IT-Security-Managements gesteuerten strategischen IT-Security-Prozesses an, repräsentiert quasi das Operative im Strategischen