Petri-Netzbasierte Modellierung und Analyse von Risikoaspekten in Geschäftsprozessen

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1 Petri-Netzbasierte Modellierung und Analyse von Risikoaspekten in Geschäftsprozessen Zur Erlangung des akademischen Grades eines Doktors der Wirtschaftswissenschaften (Dr. rer. pol.) von der Fakultät für Wirtschaftswissenschaften des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) genehmigte DISSERTATION von Dipl.-Inform.-Wirt. Stefanie Betz Tag der mündlichen Prüfung: Referent: Korreferent: Prof. Dr. Andreas Oberweis Prof. Dr. Ute Werner Karlsruhe,

2 Inhaltsverzeichnis \ Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis V X Abkürzungsverzeichnis 1 1 Einleitung Problemstellung Zielsetzung Aufbau der Arbeit 9 2 Grundlagen der Geschäftsprozessmodellierung Geschäfitsprozess Geschäftsprozessmanägement Modellierung von Geschäftsprozessen Sprachen zur Modellierung von Geschäftsprozessen Anforderungen an Sprachen zur Modellierung von Geschäftsprozessen Petri-Netze Fazit 64 3 Grundlagen des Risikomanagements Definition des Begriffs Risiko Risikomanagement Risikoidentifikation Risikobewertung Risikoreduktion Risikokontrolle Geschäftsprozessmanagement und Risikomanagement Fazit 82 4 Risikobewusste Geschäftsprozessmodellierung 84 I

3 4.1 Anforderungen an eine Sprache zur Modellierung und Analyse von Risikoaspekten in Geschäftsprozessen Kriterien zur Bewertung existierender Ansätze Ansätze zur integrierten Modellierung und Analyse von Risiken und Geschäftsprozessen Fazit Risikobewusste Geschäftsprozessmodellierung mit Petri-Netzen Konzeptuelles Modell für die Modellierung und Analyse von Risikoaspekten in Geschäftsprozessen Klassifikation von Risiken im Kontext von Geschäftsprozessen Risikoaspekte Modellierung risikobewusster Geschäftsprozesse auf Basis von Petri- Netzen Semi-formale Modellierung risikobewusster Geschäftsprozesse auf Basis von einfachen Petri-Netzen Formale Modellierung risikobewusster Geschäftsprozesse auf Basis von XML-Netzen Fazit Analyse risikobewusster Geschäftsprozesse Ziele der Analyse von risikobewussten Geschäftsprozessen Funktionale Analyse Strukturanalyse Dynamische Eigenschaften Quantitative Analyse Simulative Analyse Simulation der RBXN Fazit Vorgehensmodell zur Modellierung und Analyse von Risikoaspekten in Geschäftsprozessen Grundlagen V orgehensmodelle Bestehende Vorgehensmodelle in der Systementwicklung Sequenzielle Modelle Iterative Vorgehensmodelle 182 II

4 7.3 Vorgehensmodell zur Modellierung und Analyse von risikobewussten Geschäftsprozessen Phase 1: Modellierung der Geschäftsprozesse Phase 2: Risikoidentifikation und -bewertung sowie Integration der Risiken in die Geschäftsprozesse als Basis weiterer Risikomanagementaktivitäten Phase 3: Simulation und Auswahl der Risikoreduktionsmaßnahmen Phase 4: Selektion der ausgewählten Geschäftsprozessvariante und Anpassung des Geschäftsprozesses Fazit Softwareunterstützung für die Modellierung und Analyse von Risikoaspekten in Geschäftsprozessen Existierende Petri-Netzbasierte Werkzeuge zur Modellierung und Analyse von Geschäftsprozessen Anforderungen an ein Petri-Netzbasiertes Werkzeug zur Modellierung und Analyse von Risikoaspekten in Geschäftsprozessen Nicht-funktionale Anforderungen Funktionale Anforderungen Das Modellierungswerkzeug KIT-Horus Technische Grundlagen für die Realisierung der Risikokomponenten Grundlegende Funktionen des RiskNet Plug-ins und des Simulation Plugins Modellieren der Risikobewussten XML-Netze (RBXN) Modellieren der Risikoreduktionsmaßnahmen Simulation der RBXN Evaluation des Softwarewerkzeugs Theoretische Grundlagen von Nutzertests Planung und Durchfuhrung der Nutzertests Grenzen der Validität des Nutzertests Fazit Anwendungsfall global verteilte Softwareentwicklung Global verteilte Softwareentwicklung Anwendungsfall Phase 1: Softwareentwicklungsprozess modellieren 251 III

5 9.2.2 Phase 2: Risiken im global verteilten Sofitwareentwicklungsprozess identifizieren, bewerten und in den Prozess integrieren Simulation und Bewertung der Risikoreduktionsmaßnahmen Selektion der ausgewählten Prozessvarianten und Anpassung des Softwareentwicklungsprozesses Evaluation der Petri-Netzbasierten Modellierung und Analyse von Risikoaspekten in Geschäftsprozessen Grenzen der Validität der Evaluation des Ansatzes Fazit Zusammenfassung und Ausblick Zusammenfassung Beitrag der Arbeit Grenzen der Arbeit Weiterführende Forschungsfragen 298 Literaturverzeichnis 301 Anhang A: XML-Schema eines Risikoelements 330 Anhang B: Ansätze zum integrierten Management von Sicherheitsanforderungen und Geschäftsprozessen 332 Anhang C: Fragebogen 336 IV