Elektronische Geschäftsprozesse

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1 Fakultät für Informatik LS XIV Software Engineering Elektronische Geschäftsprozesse Sommersemester 2014 Prof. Dr. Jakob Rehof TU Dortmund LS XIV Software Engineering

2 Inhalt der Vorlesung I Elektronische Geschäftsprozesse Teil 1 Einführung und Überblick Konzept der Veranstaltung, Inhalt, Rahmenbedingungen Historie betrieblicher Informationssysteme Business Process Management, wichtige Begriffe Teil 2 Funktionalitäten von Process Management Systemen Überblick und Einführung in das PMS AristaFlow Prozessvorlagen und Anwendungsfunktionen Organisationsmodellierung und Bearbeiterzuordnungen Teil 3 Formale Grundlagen von Prozessbeschreibungssprachen Korrektheitsaspekte von Prozessmodellen Klassische Petri-Netze, höhere Petri-Netze Andere Ansätze (ECA, DECLARE, CSP)

3 Inhalt der Vorlesung II Elektronische Geschäftsprozesse Teil 4 Weitere Konzepte von Prozessbeschreibungssprachen Foliensätze Fehler und Ausnahmebehandlung Flexibilität zur Laufzeit Prozessschema-Evolution Bereitgestellt von Prof. Dr. Peter Dadam, Uni Ulm Folien sind als Begleitbuch zur Veranstaltung zu sehen Teile der Folien sind als Selbststudium zu erfassen Veranstaltungskonzept Übungen begleiten, vertiefen und unterstützen die Vorlesung Praktisches Beispiel (AristaFlow) wird sukzessive erarbeitet Homogenes Zusammenspiel beider Veranstaltungen

4 Projekt elektronische Geschäftsprozesse (egp) 2014

5 Termine Vorlesungstermine ab dem immer montags Uhr, OH 14, E 02 Feiertage führen zum Ausfall der Vorlesung am und Übungstermine ab dem wöchentlich Übungsgruppe 1: Di, 12:15-13:00 Uhr (MSW 16, Raum E31) Übungsgruppe 2: Di, 13:15-14:00 Uhr (MSW 16, Raum E31) Übungsgruppe 3: Mi, 10:15-11:00 Uhr (OH 14, Raum 304) Übungsgruppe 4: Mi, 11:15-12:00 Uhr (OH 14, Raum 304) Abschlussklausur , 16:30-18:30 Uhr, 60 Min. schriftliche Prüfung (Audimax) , 15:00-17:00 Uhr, 60 Min. schriftliche Prüfung

6 Übungen zur Veranstaltung Gruppenzuteilung und Material Anmeldung zur Übung zur Veranstaltung via LSF Elektronischer Arbeitsraum (EWS) Veranstaltungsseite https://ls14-www.cs.tu-dortmund.de Screencasts über AristaFlow auf Ablauf der Übungen Abgabe der Lösungen per Mail zum angegebenen Termin (harte DL) Praktische Lösungen müssen ohne Aufwand ausführbar sein Gruppenarbeit bis zu 4 Teilnehmern, jeglicher Versuch von Plagiaten führt zum sofortigen Ausschluss aus der Veranstaltung! Übungsleiter und Ansprechpartner Dipl.-Inf. Nina Harmuth (OH 14, Raum 111), nina.harmuth(at)cs.tu-dortmund.de

7 Rahmenbedingungen Bachelor-Studierende Elektronische Geschäftsprozesse Studienleistung (BPO) Ist Voraussetzung für die Teilnahme an Modulprüfung Mindesten 40% der Punkte in den Übungen (in der ersten und zweiten Hälfte) Modulprüfung (BPO) Ist schriftliche Abschlussklausur Mindestens 40% der Punkte in der Abschlussklausur Diplom-Studierende Leistungsnachweis (DPO) Ist unbenoteter, sog. Schein Mindestens 40% der Punkte in der Abschlussklausur Fachprüfung (DPO) -> keine Fachprüfung über egp möglich!!

8 Historie Beginn 1950er 1960er 1970er 1980er 1990er

9 Historie Beginn 1950er 1960er 1970er 1980er 1990er 2004 Adam Smith (* ) An Inquiry into Nature and Causes of the Wealth of Nations, 1776 Systematische Untersuchung ökonomischer Zusammenhänge in arbeitsteiliger Welt (industrielle Arbeit in grundlegende Aufgaben zerlegen) Frederick W. Taylor (* ) Scientific Management, 1911 Rein wissenschaftliche Herangehensweise zur Optimierung von Arbeit, Unternehmen und Unternehmensführung Trennung von disponierender und ausführender Arbeit Zeit- und Bewegungsstudien, Vorgabe Arbeitspensum Optimierung der Arbeitsabläufe (systematische Prozessanalyse) Beginn der klassischen Nationalökonomie 1776 Begründer der wissenschaftlichen Betriebsführung

10 Historie Beginn 1950er 1960er 1970er 1980er 1990er 2004 Henry Ford (* ) Fabrikarbeit mit Massenproduktion des Model T Permanentes Fließband zur Produktionssteigerung 84 Einzelschritte als getaktete, monotone Routinetätigkeiten Konsumgesellschaft Fließbandtechnik von Eli Olds 1902 Max Weber (* ) Wirtschaft und Gesellschaft, 1922 Leistungsfähige Strukturen von Wirtschaft und Verwaltung durch Regeln Bürokratiemodell mit fachlich ausgerichtetem Personal und organisatorischem Modell (Arbeitsteilung, Amtshierarchie ) Bürokratiemodell des Gründervaters der deutschen Soziologie

11 Historie Beginn 1950er 1960er 1970er 1980er 1990er 2004 Fritz Nordsieck (* ) Grundlagen der Organisationslehre, 1934 Rationalisierung der Betriebsorganisation, 1955 Unterscheidung zwischen Betriebsaufbau und Betriebsablauf Betriebliche Aufgaben (sozial-objektivierte Zieles) analysieren, gliedern und auf organisatorische Teilbereiche verteilen Aufgabengliederung (Zerlegung in Unteraufgaben und Arbeitszyklen) Kernstück des Betriebsablaufs Der Betrieb ist in Wirklichkeit ein fortwährender Prozess, eine ununterbrochene Leistungskette [...] anzustreben ist in jedem Fall eine klare Prozessgliederung Betriebswirtschaftliche Organisationslehre Gedankliche Grundlage der Prozessorientierung

12 Historie Beginn 1950er 1960er 1970er 1980er 1990er 2004 Teilaufgabe 1 Teilaufgabe 2 Teilaufgabe 3 Teilaufgabe 4 Arbeitsteiliger Prozess Aufteilung der Gesamtaufgabe in Teilaufgaben Bearbeitung der Teilaufgaben durch verschiedene Personen Gesamtzusammenhang für Einzelnen nicht mehr erkennbar Vertikale Optimierung Teilaufgabe zum Selbstzweck Optimierung Optimierung angelehnt an [Da10]

13 Programm Elektronische Geschäftsprozesse Historie Beginn 1950er 1960er 1970er 1980er 1990er er Jahre Elektrische Schaltkreise noch keine Betriebssysteme, jedes Programm musste direkt auf dem zugehörigen Computer ausgeführt werden Datenträger existierten noch nicht, daher wurden Programme fest in Maschine verdrahtet 1950er Jahre Programme fest in Computersystem verdrahtet

14 Historie Beginn 1950er 1960er 1970er 1980er 1990er er Jahre Stapelverarbeitung (batch processing) auf Großrechnern Programme in Form von Lochkartenstapeln über Lochkartenleser in internen Speicher eingelesen Drucker für Datenausgabe Erste Host/Terminal- Systeme 1960er Jahre Multiprogrammierung auf Großrechnern Gleichzeitiges Ausführen mehrere Programme Mechanismen wie spooling etc. Erste textbasierte Terminals bestehend aus Textbildschirm und Tastatur Lochkartenleser Gastinstanzen Hostsystem Drucker

15 Historie Beginn 1950er 1960er 1970er 1980er 1990er er Jahre Anwendungsentwicklung from scratch Basisfunktionalitäten hart in monolithischen Anwendungsprogrammen codiert Enge Verbindung von Assembler-Code und Hardware Portierung von Anwendungen auf neues System ist redevelopment- Unternehmung Redevelopment von Anwendungen für verschiedene Systeme Anwendungsprogrammierung aufwändig, kostenintensiv und ineffizient

16 Anwendung Anwendung Elektronische Geschäftsprozesse Historie Beginn 1950er 1960er 1970er 1980er 1990er 2004 Mitte 1960er Jahre Anwendungsspezifische Datenorganisation Funktionalitäten für Speicherung und Beschaffung von Daten in Anwendung selber 1960er Jahre Anwendungsspezifische Datenspeicher (Dateien) hoher Programmieraufwand in jeder Anwendung Starke Kopplung zwischen Datenstruktur der Anwendung und des Speichers hoher Implementations- und Reorganisationsaufwand Redundante Datenspeicherung mehrere Anwendungen Gefahr der Dateninkonsistenz bei Änderungen Database Database Anwendungen überwiegend mainframe-lösungen als Monolithen mit Dateien

17 Historie Beginn 1950er 1960er 1970er 1980er 1990er er Jahre Vernetzung Server Based Computing Zentrale Bereitstellung der Ressourcen (Prozessoren, Speicher) Textbasierte Terminals ohne Rechenleistung Verbindung der Terminals mit Großrechnern über serielle Schnittstelle (Koaxialkabel, twisted pair etc.) Problem des konkurrierenden Zugriffs Server Based Computing 1970er Jahre Verbindung der Terminals mit dem Großrechner

18 Historie Beginn 1950er 1960er 1970er 1980er 1990er er Jahre Information als wichtige Unternehmensressource verstärktes Interesse an verbundenen (integrierten) Anwendungen erfordert gemeinsame Nutzung von Daten erfordert Lösen des Redundanzproblems Datenbankbasierte Anwendungssysteme Management von Daten mit wiederverwendbaren Funktionalitäten Übergang zu datenbankbasierten Anwendungssystemen

19 Anwendung Anwendung Anwendung Elektronische Geschäftsprozesse Historie Beginn 1950er 1960er 1970er 1980er 1990er er Jahre Management von Daten durch dedizierte Subsysteme Datenbankmanagement-Systeme (DBMS) Hierarchische Datenmodelle und Netzwerkmodelle Ursprung relationaler Datenbanken in relationalem Datenmodell von Edgar Frank Ted Codd IBM System R. neben Ingres erster Prototyp relationaler DBMS auf Basis von SEQUEL Entwicklung deklarativer Datenmanipulationssprachen (Anfragesprachen), SQL Datenmodelle 1970er Jahre DBMS Database Integration von Anwendungen -> Gemeinsame Nutzung von Daten

20 Historie Beginn 1950er 1960er 1970er 1980er 1990er er Jahre Darstellung von Daten, Datenanalyse Entity-Relationship (ER) Model mit der Chen-Notation Peter Chen, Chen Pin-Shan (*1947) Grafische Darstellung der Daten und ihrer Beziehungen untereinander (de-facto-standard für Darstellung von Datenmodellen) noch heute Bestandteil vieler SW-Entwicklungsmethoden und -Tools, Tor zur grafischen Softwareentwicklung, Grundlage für objektorientierte Analyse- und Design-Methoden beeinflusste SW-Werkzeuge von IBM, Microsoft und Oracle logisches Datenmodell erlaubt systemunabhängige Analyse und Design von Datenstrukturen Grundlage für das Design relationaler Datenbanken ER-Modell revolutionierte die Datenmodellierung

21 Historie Beginn 1950er 1960er 1970er 1980er 1990er 2004 Mitte 1970er Jahre Erich Kosiol (* ) Organisation der Unternehmung Analyse-Synthese-Schema für Aufgaben Arbeitsanalyse: Zerlegung sämtlicher Aufgaben in kleinste Elemente (sog. Gangelemente) zerlegt, Gliederung dieser nach Zwecken Traditionelle Betriebswirtschaftliche Organisationslehre (1976) Aufbauend auf Nordsiecks Arbeiten: Arbeitssynthese: Zusammenfassen dieser Elemente zu effizienten Arbeitsschritten (räumlich, zeitlich, personell), Verteilung auf Organisationseinheiten (sog. Aufgabenträger), inhaltliche und zeitliche (Neu-) Dimensionierung der Aufgaben

22 Historie Beginn 1950er 1960er 1970er 1980er 1990er er Jahre Vernetzung von Rechnern ARPAnet (Advanced Research Projects Agency Network) Projekt des amerikanischen Verteidigungsministeriums zur Verknüpfung von Rechnern, basierend auf packet switching (56 kbit/s) 4 ARPANET-Knoten verbinden Knoten amerikanischer Universitäten SNDMSG und READMAIL erstes -System Netzwerkprotokolle NCP (Network Control Program), abgelöst von TCP (Transmission Control Protocol), aufgeteilt in TCP und IP (TCP/IP) Erste FTP-Spezifikation (File Transfer Protocol) 1983 Auslösung des militärischen Teils zu MILNET und Entwicklung von DNS (Domain Name System) 1989 ARPANET abgeschaltet, bzw. zu Internet weiterentwickelt Vorläufer des Internets

23 Historie Beginn 1950er 1960er 1970er 1980er 1990er er Jahre Desktop Computing (Einrichtung von Bildschirmarbeitsplätzen) Graphische Benutzerschnittstellen für Informationssysteme Kleine, persönliche standalone personal computer durch Mikroprozessoren der 70er Jahre (Apple I & II, Commodore PET, IBM-PC) 83: Apple Lisa mit graphischer Benutzeroberfläche Heimcomputer mit TV-Ausgang und Tonausgabe (Commodore C64, Amiga-Reihe, Atari ST) Mehr Rechenleistung, mehr Funktionalitäten Forderung nach Vernetzung der personal computer in Unternehmen Local Area Network (LAN) Desktop Computing & Local Area Network 1980er Jahre Benutzeroberfläche Anwendung DBMS Database Bildschirmarbeitsplätze-> integrierte, datenbandbasierte Online-Informationssysteme

24 Historie Beginn 1950er 1960er 1970er 1980er 1990er er Jahre Wildwuchs an betrieblichen Unternehmensanwendungen Informationssysteme mit Enterprise Applications Sinkende HW-Preise, höhere Leistungsfähigkeit, Industrialisierung der Software-Entwicklung Vielzahl an betrieblichen Anwendungen Pools von abteilungsspezifischen Unternehmensanwendungen mit ähnlichen Funktionalitäten Systeme verwalten eigene lokale Daten schlecht sichtbare Datenabhängigkeiten, hoher Aufwand bei Änderungen Rechnungsverwaltung DBMS BS Enterprise Applications 1980er Jahre AV DB RV DB Auftragsverwaltung DBMS BS Enterprise Applicationen mit redundanten Daten und Datenabhängigkeiten

25 Historie Beginn 1950er 1960er 1970er 1980er 1990er er Jahre Integrierte ERP-Systemen (Enterprise Resource Planning) Dateninkonsistenzen beheben Gemeinsame Plattform mit gemeinsamer DB Funktionalitäten durch Menge von Anwendungsmodulen bereitgestellt, die eine Vielzahl einzelner heterogener Unternehmensanwendungen ersetzt Auch sekundäre Prozesse (Beschaffung, Zulieferung, Fertigung, Vertrieb, Rechnungswesen, Finanzwesen, Personalwesen) Wurzel in 70er Jahren MRP I Materialbedarfsplanung in 80er weiterentwickelt zu MRP II Management mit durchgängiger Planung Erste ERP-Systeme von SAP (R2), Oracle, Navision, Sage Datenbank Integrierte ERP- Systeme 1980er Jahre Client 1 Client 2 Client n ERP Server Application DBMS BS ERP DB Gemeinsame Plattform für Anwendungssysteme mit gemeinsamer Datenbank

26 Historie Beginn 1950er 1960er 1970er 1980er 1990er Jahre ERP-Systeme bieten in integrierter Form benötigte Informationen für betriebliche Geschäftsprozesse Anwendungssysteme auf gemeinsamer Plattform Integrierte ERP- Systeme ERP-System angelehnt an [Da10]

27 Historie Beginn 1950er 1960er 1970er 1980er 1990er Jahre ERP-Systeme bieten in integrierter Form benötigte Informationen für betriebliche Geschäftsprozesse Anwendungssysteme auf gemeinsamer Plattform Integrierte ERP- Systeme Abläufe nur in den Köpfen der Mitarbeiter und dies i.d.r. auch nur partiell ERP-System angelehnt an [Da10]

28 Historie Beginn 1950er 1960er 1970er 1980er 1990er 2004 Michael Gaitanides (*1942) Prozeßorganisation: Entwicklung, Ansätze und Programme prozeßorientierter Organisationsgestaltung, 1983 Ablauforganisation. In: Handbuch der Organisation, 1992 Michael E. Porter (*1947) Competitive Advantage: Creating and Sustaining Superior Performance (Vaule Chains/ Wertschöpfungsketten), 1985 Wettbewerbsvorteile: Spitzenleistungen erreichen und behaupten, 1989 August-Wilhelm Scheer (*1941) Wirtschaftsinformatik. Referenzmodelle für industrielle Geschäftsprozesse, 1988 EDV-orientierte Betriebswirtschaftslehre, 1990 Ablauforientierte Oganisationslehre im Fokus, Anfänge der Prozessorientierung

29 Historie Beginn 1950er 1960er 1970er 1980er 1990er 2004 Thomas H. Davenport (*1954) Process Innovation: Reengineering Work through Information Technology, 1992 Michael Martin Hammer (* ) / James A. Champy (*1942) Reengineering the corporation: a manifesto for business revolution, 1993 Reengineering Management, 1995 Das prozessorientierte Unternehmen: Die Arbeitswelt nach dem Reengineering, 1997 Einzug der Prozessorientierung in die Unternehmenspraxis

30 Historie Beginn 1950er 1960er 1970er 1980er 1990er 2004 Business Process Reengineering (BPR) Alle bisherigen Geschäftsprozesse wegwerfen und ITgestützt neu gestalten in der Praxis nicht durchführbar, da keine Migration BPR-Kernidee radikal Besser: Erhebung und Analyse bestehender Geschäftsprozesse Anpassung der Geschäftsprozesse durch IT (eigentliches Reengineering)

31 Historie Beginn 1950er 1960er 1970er 1980er 1990er er Jahre Arbeitsteilung, Analyse der Arbeitsschritte Ablauforganisation in Unternehmen Betriebliche Prozesse, Geschäftsprozesse Unterstützung und Optimierung von Geschäftsprozessen Unterstützung der Arbeitsschritte durch Anwendungsprogramme Austausch der Daten zwischen den Anwendungsprogrammen (gemeinsame Datenbasis, Vernetzung der Teilsysteme)

32 Historie Beginn 1950er 1960er 1970er 1980er 1990er er Jahre Arbeitsteilung, Analyse der Arbeitsschritte Ablauforganisation in Unternehmen Betriebliche Prozesse, Geschäftsprozesse Unterstützung und Optimierung von Geschäftsprozessen Wie kann ein Unternehmen mit Hilfe von IT unterstützt werden, um betriebliche Prozesse besser organisieren und effizient gestalten zu können Unterstützung der Arbeitsschritte durch Anwendungsprogramme Austausch der Daten zwischen den Anwendungsprogrammen (gemeinsame Datenbasis, Vernetzung der Teilsysteme) Wie kann man diese betriebswirtschaftlichen Anforderungen erfüllen, d.h. ein Unternehmen mit Hilfe von IT gezielt und ganzheitlich unterstützen

33 Historie Beginn 1950er 1960er 1970er 1980er 1990er er Jahre zunehmendes Interesse an rechnerunterstützter Modellierung & Analyse von Prozessen Aufkommen diverser Zeichen- & Modellierungswerkzeuge (Bonapart, ARIS, ) zunehmendes Interesse an IT-seitiger ( operativer ) Unterstützung von Prozessen Zeichen- und Modellierungstools Beispiel: Bonapart Beispiel: ARIS

34 Historie Beginn 1950er 1960er 1970er 1980er 1990er er Jahre Carl Adam Petri ( ) Neue Grundlagen der theoretischen Informatik Durchbruch Studium der Mathematik, 1962 Promotion zum Doktor der Naturwissenschaft, Dissertationsschrift: Kommunikation mit Automaten neue Computer-Architektur mit einzelnen, selbstständigen, asynchronen und damit leistungsfähigeren Komponenten (Kellerspeicher) ausgehend von endlichen Automaten Informatik kann nicht auf sequentiellen Modellen aufbauen, statt Ereignis- Zeit lieber Ursache-Wirkung als Paradigma Vorstellung globaler Zustände (sequentielle Modelle) zu Gunsten lokaler Zustände aufgeben (Aktionen verändern Komponenten) der Petri-Netz Theorie aus den 1960ern axiomatische Theorien der Nebenläufigkeit aufgestellt (zustandsbehaftet durch Marken)

35 Historie Beginn 1950er 1960er 1970er 1980er 1990er 2004 Mitte der 90er Jahre erste Welle : Workflow-Management-Systeme vorwiegend Unterstützung manueller Tätigkeiten im Vordergrund erste Idee eines Workflows war elektronische Umlaufmappe Integration von Anwendungssystemen oft nur rudimentär oder gar nicht vorgesehen Dokumente Vorgangsmappe Haftzettel Aktionen: Laufweg Laufweg Anlegen Weiterleiten Wiedervorlage AP Word, Excel,... Ablegen... Mappendokumente

36 Historie Beginn 1950er 1960er 1970er 1980er 1990er 2004 Mitte der 90er Jahre erste Welle : Workflow-Management-Systeme Generic Workflow Product Structure der Workflow Management Coalition [WfMC 95]

37 Historie Beginn 1950er 1960er 1970er 1980er 1990er 2004 Mitte der 90er Jahre erste Welle : Workflow-Management-Systeme Workflow Reference Model der WfMC (Workflow Management Coalition) [WfMC 95]

38 Historie Beginn 1950er 1960er 1970er 1980er 1990er 2004 Ende 1990er Jahre Domänenabhänige Entwicklung von EA-Systemen Silos von ERP-, SCM- (Supply Chain Management) und CRM- (Customer Relationship 1990er Jahre GUI GUI Management) Systemen Gleiche Probleme wie bei heterogenen Unternehmens- Anwendungen Jahre zuvor Application Logic of CRM Systems DBMS BS CRM DB GUI Application Logic of SCM Systems Silos von EA- Systemen Enterprise Applications with redundant data and date dependies DBMS BS Application Logic of ERP Systems DBMS BS SCM DB ERP DB

39 Historie Beginn 1950er 1960er 1970er 1980er 1990er er Jahre Verschaltung von EA-Systemen (bilaterale Kopplung) anfangs bilateral verkoppelt hohe Komplexität, hoher Pflegeaufwand EA- Kopplung Beispiel: Bilaterale Kopplung

40 Historie Beginn 1950er 1960er 1970er 1980er 1990er 2004 Ende 1990er Jahre Integration von EA-Systemen (Kopplung über Nachrichtenbus) heute Enterprise Application Integration (EAI) EAI Bridge Enterprise Service Bus put msg get msg Beispiel: Kopplung mittels Message-Orientierter Middleware (MOM)

41 Historie Beginn 1950er 1960er 1970er 1980er 1990er 2004 Seit ca zweite Welle : Prozess-Management-Systeme auf Basis von SOA Fertigwarenlager Wareneingang WE-Lager Konstruktion WE-Kontrolle Auftragsbearbeitung Einkauf Produktplanung Versand Buchhaltung Auftragsannahme Rechnungsprüfung Fertigung angelehnt an [Da10]

42 Historie Beginn 1950er 1960er 1970er 1980er 1990er 2004 Seit ca zweite Welle : Prozess-Management-Systeme Ziel: umfassende Prozessunterstützung (Prozessmanagement) Infragestellen der monolithischen ERP-Architekturen service-orientierte Architekturen (SOA) individuell aufrufbare Anwendungsfunktionen (Services) Auflösen der monolithischen Systeme angelehnt an [Da10]

43 Historie Beginn 1950er 1960er 1970er 1980er 1990er 2004 Seit ca zweite Welle : Prozess-Management-Systeme Ziel: umfassende Prozessunterstützung (Prozessmanagement) Infragestellen der monolithischen ERP-Architekturen service-orientierte Architekturen (SOA) individuell aufrufbare Anwendungsfunktionen (Services) Auflösen der monolithischen Systeme S 1 S 2 S 3 S 4 S 5 S 6 S 7 S 8 S 9 S 10 S 11 S

44 Historie Beginn 1950er 1960er 1970er 1980er 1990er 2004 Seit ca zweite Welle : Prozess-Management-Systeme Ziel: umfassende Prozessunterstützung (Prozessmanagement) Infragestellen der monolithischen ERP-Architekturen service-orientierte Architekturen (SOA) individuell aufrufbare Anwendungsfunktionen (Services) Auflösen der monolithischen Systeme Process-Management-System S 1 S 2 S 3 S 4 S 5 S 6 S 7 S 8 S 9 S 10 S 11 S

45 Historie Beginn 1950er 1960er 1970er 1980er 1990er 2004 Allgemeiner Ansatz: Process Management Systeme Trennung von Prozesslogik und Anwendungslogik Process-Management-System Kaufteile beschaffen Ware prüfen Ware versenden Rechnung erstellen angelehnt an [Da10]

46 Historie Beginn 1950er 1960er 1970er 1980er 1990er 2004 IST-Zustand Prozessorientierte Denkweise kommt in Unternehmen an Erstmals stehen Technologien zur Verfügung, mit denen prozessorientierte Unternehmensanwendungen entwickelt werden können

47 Wichtige Begrifflichkeiten Elektronische Geschäftsprozesse Prozess-Orchestrierung Komposition mehrerer (Web-) Services, welche einen ausführbaren Prozess (Workflow) realisieren [W3C] Geschäftsprozesslogik (Reihenfolge und Ausführungsbedingungen der Aufrufe firmeninternen und externer (Web-) Services) aus Perspektive des Beteiligten Kontrollfluss (control flow) Zeitliche Abfolge (Reihenfolge) einzelner Prozessschritte (Aktivitäten)

48 Wichtige Begrifflichkeiten Elektronische Geschäftsprozesse Basis-Strukturierungsmöglichkeiten des Kontrollflusses Sequentielle Ausführung A B C D Alternative Ausführung (XOR Split/Join) A C B D Parallele Ausführung (AND Split/Join) A C B D Iterative Ausführung (Schleifen; Loop) A B

49 Wichtige Begrifflichkeiten Elektronische Geschäftsprozesse Datenfluss (data flow) Daten, die bei der Ausführung des Workflows zwischen den Aktivitäten ausgetauscht werden Realisierungsformen des Datenflusses Explizite Modellierung des Datenflusses Keine Modellierung des Datenflusses Kontrollfluss = Datenfluss (sog. control flow token beinhalten Datencontainer) Kein Wissen über Datenfluss, d.h. Prozessschritte versorgen sich selbst

50 Wichtige Begrifflichkeiten Elektronische Geschäftsprozesse Grundsätzliches zu Datenflüssen Bei Modellierung oder Implementierung von Aktivitäten vorgeben ob/ welche Input- bzw. Output-Parameter die Aktivität hat ob die Versorgung eines Parameters obligatorisch oder optional ist ob die Aktivität Seiteneffekte im Sinne versteckter Datenflüsse hat ob Identifier oder gesamter Datensatz übergeben wird Welche Art von Parametern zugelassen sind ( Variablen, Record- Strukturen, XML-Dokumente, Referenz auf einen Dokumentenordner, ) Vollständiges Wissen über Datenflüsse ermöglicht Erkennen etwaiger Widersprüche zum Kontrollfluss Erkennen unvollständiger Versorgung von Aufrufparametern bereits zur Modellierungszeit

51 Unsere Terminologie Prozesse Business Process/ Geschäftsprozess fachlicher / betrieblicher Arbeitsablauf in einem Unternehmen gemäß der strategischen Unternehmensausrichtung und Organisationsstruktur, zum Erlangen eines Unternehmensziels, der IT-technisch unterstützt sein kann, es nicht muss Workflow modellierte, IT-technische Realisierung eines strukturierten Geschäftsprozesses, die ausführungsspezifische Details enthält und automatisiert durch die Engine eines WfM- Systems zur Ausführung gebracht werden kann Elektronischer Geschäftsprozess modellierter, fachlicher, zeit- logischer Ablauf von Arbeitsschritten, der IT- technisch unterstützt wird. Er wird durch die Engine eines WfM-Systems zur Ausführung gebracht oder durch die Engine eines Informations- Systems

52 Wichtige Begrifflichkeiten Elektronische Geschäftsprozesse Business Process Management Betriebswirtschaftliches (business) BPM vs. Technologisches (technology) BPM Fachlichkeit von Prozessen (GP) Prozesse sind betriebliche Abläufe Betriebswirtschaftliches BPM Methoden zur Geschäftsprozessanalyse Grafischen Repräsentation von GPs Geschäftsprozessoptimierung Ablauforganisation Fachlicher Prozess / Ablauf IT-Unterstützung von Prozessen Prozesse können (autom.) ausgeführt werden (informations-) technologisches BPM IT-technische Unterstützung zum / zur Management mit Hilfe von IT-Systemen Automatisierung von Prozessen Realisierung von Prozessen Ausführung von Prozessen Workflow / Workflow Management Sichten auf BPM nach IDS Scheer [TS06]

53 Unsere Definition Business Process Management (BPM) Ganzheitliches BPM Managementkonzept, das Methoden und Techniken bereitstellt, mit deren Hilfe operationale GPs sowohl hinsichtlich menschlicher als auch anwendungsorientierter Aspekte modelliert, gesteuert, simuliert und ihre entsprechenden Workflow-Spezifikationen mittels Software implementiert, automatisiert ausgeführt, analysiert und optimiert werden können Ganzheitliches Business Process Management Betriebswirtschaftliches BPM Modellierung und Analyse eines Geschäftsprozesses, Managementphilosophie im Unternehmen (Diskussions- und Entscheidungsgrundlage) (informations-) technologisches BPM Modellierung, Implementierung, (autom.) Ausführung, Monitoring und Analyse entsprechender ausführbarer Workflow-Spezifikationen, EAI Kombinierte Definition von BPM aus Weske und van der Aalst [NH10]

54 Modellierung von Prozessen Zweckorientierung Differenzierung notwendig, ob Prozess modelliert wird Als Diskussions- und Entscheidungsgrundlage für das Management Als Vorgabe für die technische Umsetzung Für quantitative Untersuchungen verschiedener Prozessalternativen Zur Erstellung von Organisationshandbüchern Problematik Vollständige Erfassung der Abläufe notwendig Meist stark vergröberte Sicht auf den Prozess Bei Verzweigungen oft Auswahlwahrscheinlichkeiten für alternative Pfade (zur Durchführung von Analysen und Simulationen) statt konkrete Prädikate hinterlegt

55 Modellierung von Prozessen Zwecke und Anforderungen Diskussions- und Entscheidungsgrundlage für Management Diskussion auf unterschiedlichen Hierarchieebenen mit unterschiedlichen Personengruppen mit unterschiedlichem Wissen und Interesse Höheres Management Fachabteilung Technische Ebene Strategische Ebene Operative Ebene Ausführungs- und Umsetzungsebene unterschiedliche Anforderungen an Art, Darstellung und Detaillierungsgrad der Modellierung

56 Abstraktionsebenen der Prozessmodellierung Ebene 1 Strategisches Prozessmodell Inhalt: Prozess im Überblick Ziel: Schnelles Verständnis Fachliche Ebene ( Business ) Ebene 2 Operatives Prozessmodell Inhalt: Operative Abläufe Ziel: Arbeits- und Umsetzungsgrundlage Technische Ebene ( IT ) Ebene 3a Technisches Prozessmodell Ebene 3b Implementierung von Anwendungsfunktionen Ebene 3b IT-Spezifikation Ebene 4b Konventionelle Implementierung Inhalt: Technische Details Ziel: Umsetzung Angelehnt an [FRH10]

57 Referenzmodelle der Prozessmodellierung Domänengetrieben SCOR (Supply-Chain-Operations-Reference-Model) etom (Telecom Operations Map) ITIL (IT Infrastructure Library)

58 Zusammenhang zwischen GP und Workflow Zweckorientierung Ein elektronisch unterstützter Prozess deckt meist nur Teile des gesamten Prozesses ab Für die Prozessoptimierung wird jedoch eine globale Perspektive benötigt, d.h. Wissen über den Prozess als Ganzes Herausforderung Darstellung des Prozesses auf verschiedenen Abstraktionsebenen bzw. Detaillierungsgraden mit unterschiedlichem Fokus bzw. Zweck: Verständlichkeit (je nach Zielgruppe unterschiedliche Bedürfnisse) Analysier- und Simulierbarkeit (Schätzung von Kosten und Ausführungszeiten) Ausführbarkeit von Instanzen des Prozessmodells (WF-Modell)

59 Lifecycle des Business Process Managements Monitoring Geschäftsprozess- Modellierung GP-Modellierung & GP-Optimierung Ausführung Simulation und Analyse Prozess- Optimierung Geschäftsprozess- Restrukturierung Geschäftsprozessanalyse Geschäftsstrategieentwicklung Workflow- Management Workflowmodellierung

60 Abstraktionsebenen der Prozessmodellierung Ebene 1 Strategisches Prozessmodell Inhalt: Prozess im Überblick Ziel: Schnelles Verständnis Fachliche Ebene Fachliche ( Business ) Ebene ( Business ) Technische Ebene ( IT ) Ebene 2 Operatives Prozessmodell Ebene 3a Technisches Prozessmodell Ebene 3b Implementierung von Anwendungsfunktionen Ebene 3b IT-Spezifikation Ebene 4b Konventionelle Implementierung Inhalt: Operative Abläufe Ziel: Arbeits- und Umsetzungsgrundlage Inhalt: Technische Details Ziel: Umsetzung Angelehnt an [FRH10]

61 Abstraktionsebenen der Prozessmodellierung Ebene 1 Strategisches Prozessmodell Inhalt: Prozess im Überblick Ziel: Schnelles Verständnis Fachliche Ebene ( Business ) Ebene 2 Operatives Prozessmodell Inhalt: Operative Abläufe Ziel: Arbeits- und Umsetzungsgrundlage Technische Ebene ( IT ) Ebene 3a Technisches Prozessmodell Ebene 3b Implementierung von Anwendungsfunktionen Ebene 3b IT-Spezifikation Ebene 4b Konventionelle Implementierung Inhalt: Technische Details Ziel: Umsetzung Angelehnt an [FRH10]

62 Abstraktionsebenen der Prozessmodellierung Ebene 1 Strategisches Prozessmodell Inhalt: Prozess im Überblick Ziel: Schnelles Verständnis Fachliche Ebene ( Business ) Ebene 2 Operatives Prozessmodell Inhalt: Operative Abläufe Ziel: Arbeits- und Umsetzungsgrundlage Technische Ebene ( IT ) Ebene 3a Technisches Prozessmodell Ebene 3b Implementierung von Anwendungsfunktionen Ebene 3b IT-Spezifikation Ebene 4b Konventionelle Implementierung Inhalt: Technische Details Ziel: Umsetzung Angelehnt an [FRH10]

63 Abstraktionsebenen der Prozessmodellierung Ebene 1 Strategisches Prozessmodell Inhalt: Prozess im Überblick Ziel: Schnelles Verständnis Fachliche Ebene ( Business ) Ebene 2 Operatives Prozessmodell Inhalt: Operative Abläufe Ziel: Arbeits- und Umsetzungsgrundlage Technische Ebene ( IT ) Ebene 3a Technisches Prozessmodell Ebene 3b Implementierung von Anwendungsfunktionen Ebene 3b IT-Spezifikation Ebene 4b Konventionelle Implementierung Inhalt: Technische Details Ziel: Umsetzung Angelehnt an [FRH10]

64 ARIS (Architektur integrierter Informationssysteme) Haus 1991 Prof. August-Wilhelm Scheer Ziel des Konzepts: Vollständige Erfüllung der Anforderungen bzgl. Effizienz und Kostenreduktion betrieblicher Informationssysteme Unterteilung des Systems in Sichten und Ebenen zur passenden Beschreibung einzelner Bereiche mit speziellen Methoden Sichten auf das BPM nach IDS Scheer [TS06]

65 ARIS (Architektur integrierter Informationssysteme) Haus Fachkonzept: Drei-Ebenen-Architektur Darstellung des betriebswirtschaftlichen Problems (Träger des Anwendungskonzepts), so dass es in Lösungen der IT umgesetzt werden kann Datenverarbeitungskonzept (DV) Dient der Anpassung des Fachkonzepts an Anforderungen zur IT-Umsetzung in allgemeiner, von Implementierung unabhängiger Form (lose Kopplung) Sichten auf das BPM nach IDS Scheer [TS06] Implementierung Hard- und Softwaregetriebene Umsetzung des DV-Konzepts als computergestützte Realisierung des Fachkonzepts

66 ARIS (Architektur integrierter Informationssysteme) Haus Organisation Organisationsstruktur, Struktur und Beziehungen und Zusammenfassung zu Organisationseinheiten, Aufbauorganisation Fünf-Sichten-Architektur Daten Informationsobjekte Elemente der Datensicht werden von Funktionen bearbeitet Steuerung Integration aller Sichten zur Beschreibung der GP Modellierungselemente aller Sichten in logischzeitlichem Ablauf Funktion Funktionen (Teilund Elementarfunktionen) Informationsinput und umgewandelter Output Organisationssicht Funktionssicht Datensicht Leistungssicht Steuerungssicht Leistung Dienst-, Sach- und finanzielle Leistungen, Unterscheidung zwischen Leistungsbedarf (Auslöser) und Leistungen (Produkte) Sichten auf das BPM nach IDS Scheer [TS06]

67 EPK (Ereignisgesteuerte Prozesskette) 1992 im Rahmen eines Forschungsprojekts des Instituts für Wirtschaftswissenschaften unter August-Wilhelm Scheer in Zusammenarbeit mit der SAP AG zur semiformalen, grafischen Beschreibung von Geschäftsprozessen entwickelt Methode zur Sichten-orientierten Modellierung von Geschäftsprozessen im Rahmen des ARIS-Hauses Beschreibung des Geschäftsprozesses als zeitlich-logische Abfolge betriebswirtschaftlicher Aufgaben mit dem Ziel der Leistungserstellung Zentraler Bestandteil der SAP-Referenzmodell und der ARIS- Konzepte (Grundlage modellgetriebener Ansätze für durchgängiges, werkzeuggestütztes betriebswirtschaftliches BPM)

68 eepk (erweiterte Ereignisgesteuerte Prozesskette) EPK Ereignis Funktion Ereignis: Vorbedingung für das Auslösen einer Funktion oder realisierte Nachbedingung einer Funktion Funktion: Repräsentiert eine im GP auszuführende Tätigkeit (weitere Aufteilung möglich) XOR Logische Verknüpfungen: UND ( ), ODER ( ) und XOR ( alternative XOR-Symbole:, ) Kontrollfluss, Verbindungselement Informationsobjekt Organisationseinheit Informationsobjekt: Informationen, die von einer Funktion gelesen oder geschrieben wird Organisationseinheit: Organisationseinheit, die für die Durchführung einer Funktion zuständig/ verantwortlich ist

69 EPK (Kurzeinführung) Beispiel Ereignis 1 aktiviert Funktion 1 erzeugt XOR erzeugt Ereignis 2 Ereignis

70 eepk (Kurzeinführung) Konventionen Anordnung des Kontrollflusses von oben nach unten bei Bedarf Platzierung der logischen Verknüpfungsoperatoren in zweigeteiltem Kreis obere Hälfte gibt an, wie die einmündenden Kontrollflüsse (ausgehend von Ereignissen oder Funktionen) verknüpft werden (Join) untere Hälfte gibt an, wie die ausgehenden Kontrollflüsse realisiert werden (Split) XOR Mündet nur eine Kante ein oder geht nur eine Kante vom Verknüpfungssymbol aus, so verzichtet man i.d.r. auf den zweigeteilten Kreis

71 eepk (Kurzeinführung) Modellierungsregeln I 1. Regel Einem Ereignis folgt stets eine Funktion und einer Funktion immer ein Ereignis 2. Regel Das Startereignis muss eingetreten sein, damit die erste Funktion stattfinden kann Das Schlussereignis liegt vor, nachdem die letzte Funktion ausgeführt wurde Am Anfang und am Ende einer EPK stehen nur Ereignisse und nie Funktionen 3. Regel Es können nur Elemente gleichen Typs mittels Operatoren verknüpft werden, d.h. entweder nur Ereignisse oder nur Funktionen

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