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Inferenzregel-basierte Steuerung der Ablauflogik von Geschäftsprozessen

Diplomarbeit 2002 110 Seiten

Informatik - Wirtschaftsinformatik

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Tabellenverzeichnis

Abkürzungsverzeichnis

Symbolverzeichnis

1 Einleitung

2 Geschäftsprozesse
2.1 Geschäftsprozessmodellierung
2.2 Methoden zur Geschäftsprozessmodellierung
2.2.1 Interaktions- und Vorgangs-Ereignis-Schema
2.2.2 Aufgabenkettendiagramm
2.2.3 Petri-Netz-basierte Modelle
2.2.4 Ereignisgesteuerte Prozessketten

3 Workflows
3.1 Workflow-Management
3.2 Workflow-Modelle
3.3 Workflow-Managementsysteme
3.4 Integration von Geschäftsprozessmodellierung und Workflow-Management

4 Inferenz
4.1 Bayes Theorem
4.2 Dempster-Shafer-Theorie
4.3 Neuronale Netze
4.4 Fuzzy-Technologie

5 Fuzzy-Steuerung eines Workflows
5.1 Steuerung für eine Antragszuweisung nach üblicher Praxis
5.2 Steuerung für eine effizientere Antragszuweisung

6 Fazit

Literaturverzeichnis

Zitierte Literatur

Verzeichnis der Gesprächspartner

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Beispiel eines Prozesses zur Kreditantragsbearbeitung

Abbildung 2: Korrelation zwischen materiellem und informationellem Prozess

Abbildung 3: Unternehmensarchitektur und Vorgehensmodell der SOM-Methodik

Abbildung 4: Verknüpfungsarten einer Ereignisgesteuerten Prozesskette

Abbildung 5: Grundstruktur einer (erweiterten) Ereignisgesteuerten Prozesskette

Abbildung 6: Beispiel für die Funktion eines Prozesswegweisers

Abbildung 7: Steuerungsmodell eines Informationssystems

Abbildung 8: Die Real-Time-erweiterte Ereignisgesteuerte Prozesskette (rEPK)

Abbildung 9: Umwandlung polyärer in binäre Verknüpfungen (mehrere Ausgabestränge)

Abbildung 10: Umwandlung polyärer in binäre Verknüpfungen (mehrere Eingabestränge)

Abbildung 11: Beziehungsdiagramm für Workflows

Abbildung 12: Workflow zur Kreditantragsbearbeitung

Abbildung 13: Referenzmodell der Workflow Management Coalition

Abbildung 14: Geschäftsprozess- und Workflow-Ebene

Abbildung 15: Eindeutige Definition des Begriffes „niedrige“Kredithöhe

Abbildung 16: Unscharfe Festlegung des Begriffes „niedrige“Kredithöhe

Abbildung 17: Standard-Zugehörigkeitsfunktionen der Ausprägungen für Kredithöhe

Abbildung 18: Die Standardfunktionen im Überblick

Abbildung 19: Spline-Zugehörigkeitsfunktionen der Ausprägungen für Kredithöhe

Abbildung 20: Zugehörigkeitsfunktionen der Ausprägungen für Kreditwürdigkeitsrating

Abbildung 21: Zugehörigkeitsfunktionen der Ausprägungen für Notwendige Kompetenz

Abbildung 22: Unscharfe Gesamtbewertung von Notwendige Kompetenz (abgeschnitten)

Abbildung 23: Unscharfe Gesamtbewertung von Notwendige Kompetenz (gestaucht)

Abbildung 24: Beispiel für eine ungünstige Anwendung der Center Of Gravity-Methode

Abbildung 25: Beispiel für die Mean Of Maximum-Methode

Abbildung 26: Struktur eines Fuzzy-Logik-Systems

Abbildung 27: Zugehörigkeitsfunktionen der Ausprägungen für Auslastung

Abbildung 28: Zugehörigkeitsfunktionen der Ausprägungen für Fernbleiben

Abbildung 29: Zugehörigkeitsfunktionen der Ausprägungen für Freie Kapazität

Abbildung 30: Zugehörigkeitsfunktionen der Ausprägungen für Priorität

Abbildung 31: Zugehörigkeitsfunktionen der Ausprägungen für Zuteilung

Abbildung 32: Aufbau der Funktion „Sachbearbeiter zuweisen“ für übliche Praxis

Abbildung 33: Aufbau der Funktion „Sachbearbeiter zuweisen“ für effizientere Zuteilung

Tabellenverzeichnis

Tabelle 1: Merkmale zur Kategorisierung von Prozessen

Tabelle 2: Klassifikationssystem für Ereignisse

Tabelle 3: Beispiel einer Krankheitsstatistik

Tabelle 4: Beispiel für die Kombination von unabhängigen Hinweisen

Tabelle 5: Zugehörigkeitsfunktion der Relation R für das Beispiel Kredithöhe

Tabelle 6: Regelsatz zur Bestimmung der notwendigen Kompetenz

Tabelle 7: Begriffszuordnungen der Fuzzy-Theorie

Tabelle 8: Definition der Implikation in Aussagenlogik

Tabelle 9: Definition der Implikation in Fuzzy-Logik unter den hiesigen Annahmen

Tabelle 10: Kreditantragsinformationen bei Privatkunden

Tabelle 11: Datenbankinformationen bei Privatkunden

Tabelle 12: Aus dem Fuzzy-Expertensystem zur Bonitätsbeurteilung übernommene Daten

Tabelle 13: Regelmenge zur Kreditantragszuweisung an die zuständige Kreditabteilung

Tabelle 14: Regelmenge zur Bestimmung von Freie Kapazität

Tabelle 15: Regelmenge zur Bestimmung von Zuteilung an die Sachbearbeiter

Tabelle 16: Variablenstruktur der Fuzzy-Logik-Workflow-Steuerung

Abkürzungsverzeichnis

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

1 Einleitung

Geschäftsprozesse werden modelliert und redesigned, um effizientere Prozessabläufe zu erhalten. Von einem guten Geschäftsprozessmodell kann man Zeit- und Kostenersparnisse erwarten, was wiederum den Geschäftserfolg steigert. Während diese Methoden in den Anfängen eher die Domäne der Wirtschaftswissenschaftler waren, konzentrierte sich die Informatik im Geschäftsprozessbereich auf das sogenannte Workflow-Management. Die Geschäftsprozessmodellierung bemüht sich eher um organisatorische Verbesserungen und befindet sich gewöhnlich auf einer hohen Abstraktionsstufe, wohingegen das Workflow-Management prozessorientiert ist und sehr viel detaillierter beschrieben wird, da die dortige Implementationsnähe nach ausführlichen Daten verlangt.

Mittlerweile wird es als sinnvoll angesehen, beide Ansätze zu vereinen[1], wobei das Geschäftsprozessmodell als Hilfe bei der Workflow-Entwicklung verwendet werden kann und das Workflow-Management andererseits die Umsetzung des Geschäftsprozesses in ein Anwendungssystem darstellt. Diese Verbindung wird auch Geschäftsprozessmanagement genannt, und obwohl diese Idee äußerst nützlich erscheint, so zeigt die Praxis doch noch Mängel. Das hat den Grund, dass der Übergang zwischen dem informalen Geschäftsprozessmodell und der formalen Beschreibung des Workflows schwer zu bewältigen ist.

Zwei Methoden zur Vereinigung der beiden Ansätze werden dabei favorisiert. Zum einen der sequenzielle Ansatz, welcher das zu Anfang erstellte Geschäftsprozessmodell später um für den Workflow wichtige Informationen erweitert. Dabei können für die beiden Ebenen unterschiedliche Modelle verwendet werden. Zum andern der integrierte Ansatz, bei dem schon von Anfang an eine enge Korrelation zwischen Workflow- und Geschäftsprozessmodell besteht.

In dieser Arbeit soll ein Geschäftsprozess und darauf aufbauend eine Workflow-Steuerung modelliert werden. Dabei steht im Vordergrund, die bisher mit klassischen Methoden gesteuerten Ablauflogiken (z. B. Aussagenlogik mit scharfen Werten, hier auch als duale Logik bezeichnet) durch eine Inferenz-basierte Steuerung zu ersetzen. Dies hat den Grund, dass klassische Verfahren für komplexe Entscheidungsprobleme oft nicht geeignet oder zumindest zu aufwendig sind. Am Ende wird die Zweckmäßigkeit eines solchen Ansatzes bewertet werden.

Während man Inferenzverfahren eher dem Fachgebiet der Künstlichen Intelligenz zurechnet, wo sie z. B. für Expertensysteme verwendet werden, feiert eine Inferenz-Methode bereits seit Jahren in der Wirtschaft große Erfolge bei der Steuerung von Industrieprozessen. Hierbei handelt es sich um die sogenannte Fuzzy-Logik, die geeignet scheint, menschliche Entscheidungsstrukturen nachzuvollziehen. Deshalb wird diese Arbeit speziell die Möglichkeiten einer Workflow-Steuerung mit Fuzzy-Logik untersuchen.

Dazu wird zuerst Kapitel 2 in Geschäftsprozesse und deren Modellierung einführen, sowie einige Modellierungsmethoden vorstellen. Die Ereignisgesteuerten Prozessketten stehen dort im Mittelpunkt, da sie auch zur Modellierung des in dieser Arbeit entwickelten Geschäftsprozesses verwendet werden. Kapitel 3 behandelt Workflows und deren Management, wobei auch die in diesem Zusammenhang wichtigen Workflow-Modelle und Workflow-Managementsysteme betrachtet werden. Außerdem geht das Kapitel auf die Kombination von Geschäftsprozessmodellierung und Workflow-Management ein. Kapitel 4 betrachtet das Gebiet der Inferenz und einige wichtige Inferenz-Methoden. Speziell werden dort die Fuzzy-Technologien hervorgehoben. Danach präsentiert Kapitel 5 eine auf Fuzzy-Logik beruhende Workflow-Steuerung, sowie eine unter gewissen Voraussetzungen effizientere Lösung mit geringerem Anteil an Fuzzy-Logik-Elementen. Kapitel 6 enthält schließlich ein Schlusswort zu den erarbeiteten Ergebnissen.

Zur Erläuterung der einzelnen Themenbereiche wird durchgehend das Beispiel eines Geschäftsprozesses zur Kreditantragsbearbeitung betrachtet und allmählich mit den einzelnen Themen weiterentwickelt.

2 Geschäftsprozesse

„Allgemein ist ein Geschäftsprozeß eine zusammengehörende Abfolge von Unternehmensverrichtungen zum Zweck einer Leistungserstellung. Ausgang und Ergebnis des Geschäftsprozesses ist eine Leistung, die von einem internen oder externen „Kunden“ angefordert und abgenommen wird.“[2]

Geschäftsprozesse erhält man, wenn man das System „Unternehmen“ prozessorientiert betrachtet. Ausschlaggebend für die Modellierung von Geschäftsprozessen sind erwartete Verbesserungen in den Unternehmensabläufen (z. B. Beschleunigung von Arbeitsabläufen), genaue Dokumentation der Unternehmensorganisation und dergleichen mehr, was den Unternehmenserfolg steigern soll. Die Dokumentation kann sowohl das Verständnis der Mitarbeiter für die Zusammenhänge im Unternehmen erhöhen, als auch als Basis für das Design eines Anwendungssystems zur Steuerung der Geschäftsprozesse dienen.

In den letzten Jahren ist der zunehmende Übergang der Unternehmen von einer strukturorientierten, statischen zu einer verhaltensorientierten, dynamischen Sicht ihrer Organisation zu beobachten. Während die strukturorientierte Sicht zeitlich unabhängige Regelungen in der Organisation des Unternehmens betrachtet (z. B. Hierarchien), so stellt die verhaltensorientierte Sicht die zeitlich-logischen Regelungen der Unternehmensabläufe in den Vordergrund (Prozessorientierung). Dabei wird nun eine funktionsübergreifende Organisation der Unternehmensabläufe über die effiziente Erfüllung der Einzelfunktionen gestellt.[3]

Das Verständnis von Geschäftsprozessen im wirtschaftlichen Sinn unterscheidet sich von dem Prozessbegriff der Informatik. Im wirtschaftlichen Sinn können z. B. Akteure im Prozess auch Menschen sein und der Prozess kann zum Teil außerhalb des Rechners stattfinden. Im Folgenden wird von diesem Verständnis ausgegangen.

Abbildung 1 zeigt einen Prozess zur Kreditantragsbearbeitung (als Ereignisgesteuerte Prozesskette modelliert), der durchgehend in dieser Arbeit als Beispiel verwendet wird. Im späteren Verlauf werden für den Workflow relevante Objekte hinzugefügt und es wird allmählich alles notwendige Wissen über diesen Prozess erläutert (Modellierungskonzept, Komponenten, Funktionsweise usw. – siehe auch Abbildung 12 auf S. 1).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1: Beispiel eines Prozesses zur Kreditantragsbearbeitung

Der weitere Abschnitt richtet sich weitgehend nach der Sicht von Heilmann[4]:

„Ein Prozeß oder auch Geschäftsprozeß

1. setzt sich aus einer Kette von Aktivitäten zusammen, die in einer logischen und zeitlichen Ablauffolge durchzuführen sind,
2. generiert aus unterschiedlichen Inputs einen Output (Prozeßergebnis, Prozeßleistung), welcher für den Prozeßkunden (Leistungsabnehmer) ein Ergebnis von Wert darstellt,
3. bezieht sich auf bestimmte Kostenobjekte.“

Ein Prozess hat einen definierten Prozessbeginn und ein definiertes Prozessende. Der Beginn wird durch ein Ereignis (Trigger) ausgelöst, das Ende ist über die Zielerreichung definiert. Der Prozess wird vom Prozesskunden angestoßen und endet wieder bei diesem. Durchführung und Ergebnis des Prozesses orientieren sich an dem Kunden (customer focus), wobei den externen Kunden (Geschäftspartnern) größere Bedeutung zukommt als den internen (unternehmensinterne Stellen wie Rechnungsabteilung, Produktion usw.).

Jede Prozessausführung bezieht sich auf ein Objekt (Kostenobjekt). Das eigentliche Be- bzw. Verarbeiten des Objekts geschieht jedoch nicht durch den Prozess, sondern erfolgt im Zuge der Aktivitätenausführung. Hierbei handelt es sich also nur um eine indirekte Beziehung.

Es werden verschiedene Kriterien zur Klassifikation der vielfältigen Unternehmensprozesse vorgeschlagen, um eine Komplexitätsreduktion zu erreichen. Dabei kann man z. B. zwischen Bedeutung, Objektbezug und Charakter unterscheiden.[5]

Mit Bedeutung ist die Bedeutung der Prozesse für das Unternehmen gemeint:

Prozesse sind Kerngeschäftsprozesse (core business processes), wenn sie einen signifikanten Einfluss auf einen oder mehrere der Faktoren haben, die den Erfolg eines Unternehmens oder einer Wertschöpfungskette bestimmen. Dies sind also Prozesse von entscheidender strategischer Bedeutung (z. B. der Prozess der Kreditvergabe in einem Kreditinstitut). Nach einhelliger Meinung gibt es lediglich eine begrenzte Zahl von Kerngeschäftsprozessen innerhalb eines Unternehmens. Die Anzahl hängt dabei stark von unternehmens- und branchenspezifischen Gegebenheiten ab.

Der Objektbezug unterscheidet Prozesse hinsichtlich der Objekte, auf die sie sich beziehen (speziell zwischen materiellen und informationellen Prozessen):

Materielle Prozesse meinen Materialflüsse, wie Verarbeitung, Transport und Lagerung von Realobjekten (z. B. Produkte, Materialien usw.), wohingegen informationelle Prozesse Informationsflüsse beinhalten, also Informationen erzeugen und verarbeiten. Da informationelle Prozesse die materiellen Prozesse in vielen Fällen steuern, sind sie eng mit diesen verbunden. Somit ist eine eindeutige Trennung zwischen beiden Kategorien oftmals nicht möglich.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2 veranschaulicht diesen Sachverhalt.

Abbildung 2: Korrelation zwischen materiellem und informationellem Prozess[6]

Der informationelle Prozess Beschaffungsauftrag steuert (teilweise) z. B. den materiellen Prozess Rohmaterial (denn neues Rohmaterial muss transportiert und gelagert werden). Ähnlich verhält es sich auch mit den übrigen dargestellten Prozessen. Fertigungsaufträge geben Produkte in Auftrag, Distributionsaufträge überwachen die Verteilung der fertigen Produkte und Kundenaufträge sorgen dafür, dass der Kunde die gewünschten Artikel bekommt.

Als hilfreich kann sich eine solche Unterscheidung jedoch für die Prozessanalyse erweisen. In der Praxis wird nämlich die größte Effizienz nur durch eine gute zeitliche und örtliche Abstimmung zwischen Material- und Informationsflüssen erreicht.

Der Charakter von Geschäftsprozessen unterscheidet zwischen Wertschöpfungs-, Unterstützungs- und Managementprozessen:

Wertschöpfungsprozesse (Primärprozesse) generieren Kundenzufriedenheit bzw. Kundenwert (customer value). Sie zeichnen sich durch vielfältige Interaktionen mit und Beziehungen zu den externen Kunden aus. Als Beispiele seien hier Innovations-, Supply Chain- und Serviceprozess genannt.

Während der Innovationsprozess sich auf die grundlegende Leistungsdefinition des Unternehmens bezieht (z. B. Erforschung und Entwicklung von Sach- und Dienstleistungen usw.), beinhaltet der Supply Chain-Prozess das Management der Material- und Informationsflüsse im Zusammenhang mit der Erstellung und Verwertung des primären Leistungsprogramms des Unternehmens.

Serviceprozesse beinhalten gewöhnlich zusätzliche Dienstleistungen (Mehrwertdienste), die neben den Kernprodukten angeboten werden (z. B. das Erbringen von Reparaturleistungen oder Inspektionen, aber auch Leasing oder Ratenzahlung).

Unterstützungsprozesse erzeugen den Rahmen für den reibungslosen Ablauf der Wertschöpfungsprozesse (z. B. Instandhaltungs-, Informationsversorgungs- oder Personalentwicklungsprozesse). Im Gegensatz zu den Wertschöpfungsprozessen werden diese Leistungen jedoch hauptsächlich von internen Kunden abgenommen.

Managementprozesse (Führungsprozesse) sind zuständig für Planung, Kontrolle und Koordination (z. B. strategische Planung oder Budgetierung). Außerdem legen sie Leistungspotenzial und Ausrichtung von Unternehmen bzw. Wertschöpfungsketten fest.

Einen Überblick über die besprochenen Kategorisierungsmerkmale bietet Tabelle 1.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Tabelle 1: Merkmale zur Kategorisierung von Prozessen[7]

2.1 Geschäftsprozessmodellierung

Modelle sind Abbildungen eines Realitätsausschnittes (z. B. eines Geschäftsprozesses). Sie stellen eine Abstraktion der Eigenschaften eines realen Objektes dar, wobei dessen wesentliche Strukturen und Verhaltensweisen erhalten bleiben sollen (Homomorphie).[8] Ihr Ziel ist die Erhöhung der Transparenz des Systems, wobei sich Informationsgehalt und Verständlichkeit die Waage halten sollten. Aus einem Modell können zur Komplexitätsbeherrschung Teilmodelle gebildet werden, die jeweils eine andere Sicht auf das Problem darstellen. Die Geschäftsprozessmodellierung stellt nun eine spezielle Form der Systemmodellierung dar.

„Ein Unternehmensprozeßmodell ist das Abbild der dynamischen Aspekte eines betrieblichen Informationssystems, d.h. der Darstellung der durchzuführenden Funktionen in ihrer zeitlich-logischen Abhängigkeit. Die Ablauflogik wird durch die Ereignisse determiniert. Das Unternehmensprozeßmodell besteht aus der gleichgewichtigen Betrachtung von aktiven (Funktionstypen) und passiven (Ereignistypen) Elementen eines Informationssystems in einer einheitlichen und konsistenten Struktur. Es bildet somit die Basis für den objektorientierten Systementwurf.“[9]

„Zwecke zum Aufstellen von betriebswirtschaftlichen Geschäftsprozeßmodellen sind:

- Optimierung organisatorischer Veränderungen im Rahmen des BPR
- Speicherung von Organisationswissen
- Nutzung der Prozeßdokumentationen zur ISO-9000 ff.-Zertifizierung
- Berechnung der Kosten von Geschäftsprozessen
- Nutzung der Prozeßinformationen zur Einführung und Anpassung (Customizing) von Standardsoftware oder Workflow-Systemen“.[10]

Rump gliedert diese Liste noch auf und sieht die Motivation zur Erstellung von Geschäftsprozessen damit in folgenden Punkten:[11]

- Dokumentation der Unternehmensabläufe: Durch eine aktuelle Dokumentation der Ablauforganisation sollen den Mitarbeitern die Zusammenhänge und Abhängigkeiten im Unternehmen nähergebracht werden, da diesen oft der nötige Überblick fehlt.
- Geschäftsprozessoptimierung: Aufgrund der ganzheitlichen Sichtweise, die das Modell bietet, können Verbesserungen der Ablauforganisation Organisationseinheiten übergreifend (also im ganzen Unternehmen, anstatt nur in einzelnen Abteilungen) durchgeführt werden. Bei der Geschäftsprozessoptimierung unterscheidet man zwischen evolutionärem (Verbesserung vorhandener Unternehmensabläufe z. B. durch neue Technologien) und revolutionärem (radikale Neugestaltung der Abläufe) Ansatz. Während bei ersterem die aktuellen Unternehmensprozesse aufgenommen (Ist-Modellierung), diskutiert und umstrukturiert werden, favorisiert letztere Methode die sofortige Modellierung neuer Prozesse (Soll-Modellierung).
- Simulationsstudien: Simulationsstudien dienen dem Vergleichen und Bewerten der Geschäftsprozesse (Anhaltspunkt für die Optimierung).
- Strategische Informationssystemplanung: Die aus der Geschäftsprozessmodellierung erhaltenen Informationen sind hilfreich für Planung und Entwicklung der Informationstechnik im Unternehmen (benötigte Anwendungssysteme, Informationsbedarf, Schnittstellen).
- Zertifizierung nach ISO 9000: Eine Zertifizierung hat Marketingeffekte und wird oft vom (unternehmerischen) Abnehmer verlangt. Die ISO 9000ff-Normen stellen dabei die zu erfüllenden Vorgaben (entwicklungsphasenabhängige Qualitätsziele, Maßnahmen zur Zielerreichung usw.). Die Dokumentation des Herstellungs- und Entwicklungsprozesses durch die Geschäftsprozessmodellierung kann für die Zertifizierung genutzt werden.
- Auswahl und Einführung von Standard-Software: Hierbei richtet man sich danach, ob Geschäftsprozessoptimierung oder Software-Einführung im Vordergrund stehen oder ob beides integriert wird. Das Geschäftsprozessmodell kann zum Vergleich mit den Referenzmodellen (Sammlungen von Geschäftsprozessschemata) der Software-Lieferanten herangezogen werden, welche die von dem Software-System unterstützten Geschäftsprozesse dokumentieren. Dadurch stehen mehr Informationen für die Kaufentscheidung, sowie für die spätere Anpassung der Software an das Unternehmen (customizing) zur Verfügung.
- Entwicklung von Individual-Software: Die Geschäftsprozessmodellierung dient dabei als Vorlage für die Anforderungsdefinition der Individual-Software und kann sogar in CASE-Werkzeuge übernommen werden.
- Entwicklung von Workflow-Management-Anwendungen: Durch Geschäftsprozessmodellierung erhält man abstrakte Beschreibungen der Vorgänge, die bei der Workflow-Modellierung und –Implementierung konkretisiert werden.

Da Geschäftsprozessen eine Vielzahl von Gesichtspunkten zu eigen sind, kann man sie auch auf sehr unterschiedliche Weise beschreiben. Weil hierzu jedoch eine große Menge an Modellierungsmethoden notwendig ist, die bestimmte Sichtweisen fokussieren, besteht die Gefahr, manche Sichten auf den Geschäftsprozess zu vernachlässigen. Daher sollte die Art der gewählten Darstellung vom Modellierungsziel abhängig gemacht werden:

Für eine eher funktionsorientierte Sicht auf Prozesse kann man z. B. den Funktionsbaum verwenden, der eine Hierarchie von Funktionen in Form eines Baumes darstellt. Eine starke Konzentration auf die Erzeugung, Versendung und Umwandlung von Informationen bietet das Datenfluss-Diagramm. Das Data Dictionary bezieht sich auf Struktur, Eigenschaften und Verwendungszweck von Daten und wird gewöhnlich als Text dargestellt, obwohl auch eine grafische Repräsentation als Syntaxdiagramm möglich ist. Das Jackson-Diagramm stellt sowohl Daten- als auch Kontrollstrukturen in den Mittelpunkt und benutzt zu deren Darstellung Baumstrukturen. Eine weitere Datenorientierte Sicht bietet das weit verbreitete Entity-Relationship-Modell (ERM), dessen Fokus auf der Beschreibung permanent gespeicherter Daten und deren Beziehungen untereinander liegt.

Aus den Erkenntnissen der objektorientierten Programmierung entsprang der Ansatz der objektorientierten Modellierung, in deren Mittelpunkt sogenannte Objekte stehen, wobei unter einem Objekt ein Gegenstand des Interesses verstanden wird (z. B. Kunde, Bestellung usw.). Beliebt als grafische Notation in der objektorientierten Modellierung ist das Klassen-Diagramm, das Klassen von Objekten mit ihren Eigenschaften (Attributen), Handlungsmöglichkeiten (Operationen/Methoden) und Beziehungen untereinander (z. B. Vererbung) darstellt. Ist der zeitliche Ablauf von Prozessen wichtig, so können Interaktions-Diagramme zur Modellierung benutzt werden, welche den Verlauf von Vorgängen an einer Zeitachse zeigen.

Die Ablauflogik der so erstellten Modelle wird durch Kontrollstrukturen beschrieben. Als Beispiel sei der semi-formale Pseudo-Code genannt, der an Programmiersprachen wie Pascal bzw. C++ erinnert, oder das Struktogramm (Nassi-Shneiderman-Diagramm), das gut geeignet ist, lineare Kontrollstrukturen grafisch zu veranschaulichen, allerdings keine Sprünge zeigen kann. Eine gute Methode, Aktionen mit Bedingungen zu verknüpfen, bieten die Entscheidungstabellen bzw. deren grafische Form, die Entscheidungsbäume. Sie sind vor allem geeignet, um eine Vielzahl von Aktions-/Bedingungsbeziehungen (WENN..., DANN... –Regeln) kompakt darzustellen. Einen hervorragenden Überblick über diese und weitere Methoden gibt Balzert [12] .

Gewöhnlich werden bei der Modellierung die grafischen Beschreibungsformen den eindimensionalen (wie z. B. Text) wegen ihrer Anschaulichkeit vorgezogen. Diese haben jedoch den Nachteil, dass sie oft keine eindeutige, formale Semantik besitzen und daher für eine formale Analyse ungeeignet sind. Sogar die Interpretation verschiedener beteiligter Personen kann aus diesem Grund unterschiedlich ausfallen, was zu Missverständnissen führt.

Schon seit Jahren ist ein Trend hin zu Rahmenkonzepten (z. B. der Objektorientierten Analyse von Coad/Yourdon[13], die zur allgemeinen Systementwicklung gedacht ist, dem ARIS-Modell von Scheer[14], das speziell auf Geschäftsprozesse ausgerichtet ist usw.) zu erkennen. Diese vereinen mehrere Werkzeuge zur Systementwicklung, um der Unübersichtlichkeit durch die Vielfalt der Methoden zu begegnen und damit die Entwicklungsarbeit zwischen mehreren Partnern zu erleichtern und die Kosten für die Einführung von Software zu verringern.

2.2 Methoden zur Geschäftsprozessmodellierung

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Vor der umfangreichen Einführung der in dieser Arbeit verwendeten Ereignisgesteuerten Prozessketten (EPK), werden hier der Vollständigkeit halber einige weitere Verfahren zur Geschäftsprozessmodellierung angeführt. Zum genaueren Studium sei jedoch auf die jeweiligen Quellen verwiesen.

2.2.1 Interaktions- und Vorgangs-Ereignis-Schema

Abbildung 3: Unternehmensarchitektur und Vorgehensmodell der SOM-Methodik[15]

Das Semantische Objektmodell (SOM) von Ferstl/Sinz[16] dient der Modellierung betrieblicher Systeme und der Spezifikation von Anwendungssystemen. Der Ansatz richtet sich nach der in Abbildung 3 dargestellten Unternehmensstruktur mit den Modellebenen Unternehmensplan (U-Plan), Geschäftsprozessmodelle und verschiedenen Spezifikationen.

Das ebenfalls in Abbildung 3 zu sehende Vorgehensmodell (V-Modell) beinhaltet die Modellsichten zur Spezifikation der Modellebenen. Dabei werden der Unternehmensplan durch die Modellsichten Objektsystem und Zielsystem, die Geschäftsprozesse durch Interaktionsschemata (strukturorientiert) und Vorgangs-Ereignis-Schemata (verhaltensorientiert) und die Spezifikationen durch ein Konzeptuelles Objektschema (KOS) und Vorgangsobjektschemata (VOS) beschrieben.

2.2.2 Aufgabenkettendiagramm

Bei PROMET werden Geschäftsprozesse durch Ablaufspezifikationen dargestellt. Die Prozessbeschreibung besteht dabei aus einem Aufgabenkettendiagramm, einem Aufgabenverzeichnis und stellenbezogenen Dokumenten.[17]

Das Aufgabenkettendiagramm besteht aus grafischen Beschreibungsmitteln wie Knoten, Kanten und Spalten, welche die Aufgaben des Geschäftsprozesses, die zeitlichen Abhängigkeiten zwischen diesen und die Aufgabenträger repräsentieren. Es kann durch Zeitangaben, Häufigkeit von Flüssen, Kontrollkonstrukte und einer Symbolik für Aufgabentypen erweitert werden.

Das Aufgabenverzeichnis ist eine Tabelle, die zu jeder Aufgabe eine genaue Beschreibung enthält und sie über eine eindeutige Nummer mit dem Aufgabenkettendiagramm in Beziehung setzt.

Die stellenbezogenen Dokumente fassen die Aufgaben nach Stellen zusammen, um durch Kapazitätsplanung die erforderliche Stellenanzahl zu bestimmen. Enthalten sind hier unter anderem ein Funktionendiagramm und eine Stellenbeschreibung.

PROMET erlaubt also eine aktivitätsbasierte Modellierung von Geschäftsprozessen, deren Ergebnis sich durch die zusätzlichen Dokumente (Aufgabenverzeichnis, stellenbezogene Dokumente) gut als Organisationshandbuch eignet.

2.2.3 Petri-Netz-basierte Modelle

Modellierungskonstrukte des Petri-Netzes sind Stellen und Transitionen, die durch gerichtete Kanten zu einem bipartiten Graphen verbunden werden. Dabei repräsentieren Stellen statische Aspekte (Dokumente, Daten usw.) und Transitionen Ereignisse, Aktivitäten oder lokale Zustandsübergänge. Mittlerweile sind durch Erweiterungen mehrere verschiedene Petri-Netz-Arten entstanden (Stellen/Transitionen-Netze, gefärbte Petri-Netze usw.), die zum Teil unterschiedliche Mächtigkeit besitzen.[18]

Die Vorteile von Petri-Netzen sind die formale Definition, die formales Analysieren erlaubt, die Unterstützung sowohl der Top-Down- wie auch der Bottom-Up-Methode bei der Modellierung und die Möglichkeit zur präzisen und kompakten Darstellung zeitlich-logischer Abhängigkeiten.

Es gibt mehrere Ansätze zur Geschäftsprozessmodellierung auf Basis von Petri-Netzen, wie sie z. B. van der Aalst/van Hee [19] oder Oberweis [20] beschreiben.

2.2.4 Ereignisgesteuerte Prozessketten

Ereignisgesteuerte Prozessketten haben sich in Deutschland zu einem Quasi-Standard zur Geschäftsprozessmodellierung entwickelt. Dies ist nicht zuletzt der Verbreitung des bereits erwähnten ARIS-Modells und des damit verbundenen ARIS-Toolsets zu verdanken, das Geschäftsprozesse gewöhnlich unter Verwendung von Ereignisgesteuerten Prozessketten modelliert. Aber auch die Verwendung Ereignisgesteuerter Prozessketten im R/3-Referenzmodell der SAP AG hat sicherlich dazu beigetragen, dass viele Unternehmen ihre Geschäftsprozesse mittlerweile als Ereignisgesteuerte Prozessketten modelliert haben, da hierdurch ein Vergleich der Unternehmensprozesse mit denen des R/3-Modells erleichtert wird.

Zuerst sollte geklärt werden, was hier unter Ereignissen und Funktionen verstanden wird:[21]

Eine Funktion ist eine semantische Verarbeitungsregel, die einen Eingangszustand in einen Zielzustand umwandelt. Sie stellt die Aktivität eines Geschäftsprozesses oder einen betriebswirtschaftlichen Vorgang dar. Funktionen werden durch Rechtecke mit abgerundeten Ecken abgebildet.

Ereignisse lösen Funktionen aus und können auch deren Ergebnis sein. Sie repräsentieren einen eingetretenen betriebswirtschaftlichen Zustand. Ereignisse werden als Sechsecke dargestellt.

Abstrahiert man von den realen Ausprägungen, erhält man Ereignis- und Funktionstypen.

„Die „Ereignisgesteuerte Prozeßkette (EPK)“ enthält, welche Ereignistypen welche Funktionstypen auslösen und welche Ereignistypen von welchen Funktionstypen erzeugt werden.“[22]

Durch das gegenseitige Auslösen und Erzeugen von Ereignis- und Funktionstypen entsteht eine Kette. Das hier verwendete Beispiel einer Kreditantragsbearbeitung ist als Ereignisgesteuerte Prozesskette in Abbildung 1 auf S. 1 dargestellt.

Es ist möglich, zwischen Ereignis- und Funktionstypen Verknüpfungsoperatoren anzugeben. Diese beschreiben, wie verknüpft wird. Die konjunktive Verknüpfung (AND), wird durch das Symbol Ù in einem Kreis bezeichnet, die disjunktive Verknüpfung (XOR), durch xor in einem Kreis und die adjunktive Verknüpfung (OR), durch Ú in einem Kreis.

Die Verknüpfungsart beschreibt, was verknüpft wird. Sind mehrere Ereignistypen mit einem Funktionstyp verknüpft, ist dies eine Ereignistypverknüpfung, werden hingegen mehrere Funktionstypen mit einem Ereignistyp verknüpft, ist dies eine Funktionstypverknüpfung.

Eine Übersicht der Verknüpfungsarten bietet Abbildung 4 (S. 1). Die durchkreuzten Verknüpfungen sind in der originalen Ereignisgesteuerten Prozesskette nicht erlaubt. Dies wird damit begründet, dass nur Funktionen Änderungen der Informationsobjekte durchführen können und daher vorhergehende Ereignisse keine Entscheidungen beeinflussen. In der ersten Reihe der Abbildung sieht man Ereignisverknüpfungen mit auslösenden Ereignissen. Dort bedeutet die XOR-Verknüpfung, dass Funktion F 1 ausgeführt wird, wenn entweder Ereignis E 1 oder Ereignis E 2 eingetreten ist. Bei der AND-Verknüpfung wird F 1 ausgeführt, wenn E 1 und E 2 eingetreten sind. F 1 wird bei der OR-Verknüpfung ausgeführt, wenn E 1 oder E 2 oder beide Ereignisse eingetreten sind. Die zweite Reihe der Abbildung zeigt Ereignisverknüpfungen mit erzeugten Ereignissen. Die XOR-Verknüpfung wertet das Ergebnis von Funktion F 1 aus und lässt je nachdem entweder E 1 oder E 2 eintreten. Bei der AND-Verknüpfung treten beide Ereignisse ein und die OR-Verknüpfung bewirkt wiederum ein Eintreten eines der beiden Ereignisse oder beider (je nach Ergebnis der Funktion F 1). Durch die erwähnten Ausnahmen gibt es bei Funktionsverknüpfungen nur eine Möglichkeit für erzeugende Ereignisse (Reihe 3).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 4: Verknüpfungsarten einer Ereignisgesteuerten Prozesskette[23]

Ist Ereignis E 1 eingetreten, werden bei einer AND-Verknüpfung die Funktionen F 1 und F 2 gestartet. Die vierte und letzte Reihe der Abbildung zeigt durch Funktionsverknüpfung erzeugte Ereignisse. Bei der XOR-Verknüpfung tritt Ereignis E 1 ein, wenn entweder Funktion F 1 oder Funktion F 2 ausgeführt wurde. Der AND-Verknüpfer erwartet die Ausführung beider Funktionen, bevor Ereignis E 1 eintritt und beim OR-Verknüpfer können entweder eine oder beide Funktionen ausgeführt sein.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 5: Grundstruktur einer (erweiterten) Ereignisgesteuerten Prozesskette[24]

Im Folgenden werden noch weitere Symbole erklärt, die in Ereignisgesteuerten Prozessketten Verwendung finden, jedoch eigentlich eine Erweiterung der ursprünglichen Definition darstellen. Die Grundstruktur einer (erweiterten) Ereignisgesteuerten Prozesskette mit den erwähnten Symbolen zeigt Abbildung 5 (S. 1).

Prozesswegweiser zeigen den weiteren Verlauf des Prozesses in einer anderen Ereignisgesteuerten Prozesskette an. Sie werden durch das Funktionssymbol über dem Ereignissymbol dargestellt.

Abbildung 6: Beispiel für die Funktion eines Prozesswegweisers

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Während Ereignisse, Funktionen, Verknüpfungsoperatoren und Prozesswegweiser durch den durch einen gestrichelten Pfeil repräsentierten Kontrollfluss verbunden werden, gilt dies nicht für folgende Symbole, die zur Verbindung mit der Daten- und Organisationssicht verwendet werden:

Informationsobjekte werden durch gerichtete Kanten mit Funktionen verbunden, wobei die Richtung der Kante indiziert, ob Daten bei der Funktionsausführung benötigt oder erzeugt werden. Informationsobjekte werden durch ein normales Rechteck dargestellt.

Organisationseinheiten sind durch ungerichtete Kanten mit einer Funktion verknüpft. Sie geben an, wer die Funktion ausführt und sind durch ein horizontal gezogenes Oval dargestellt.

Dort aktiviert Ereignis 1 die Funktion 1, welche von Organisationseinheit A ausgeführt wird und die Daten von Informationsobjekt 1 als Input erhält. Dabei wird Informationsobjekt 2 produziert. Der XOR-Verknüpfer erzeugt je nach Ergebnis von Funktion 1 entweder Ereignis 2 oder Ereignis 3. Ereignis 3 wiederum stößt einen Prozess an, auf den Prozesswegweiser 1 zeigt. Abbildung 6 (S. 1) stellt den Verweis auf einen anderen Prozess dar. Dabei aktiviert Ereignis E 3 in Prozess A 1 einen Prozesswegweiser, der auf den Prozess A 2 zeigt. Dieser beginnt mit einem Prozesswegweiser auf A 1, um die Herkunft des Verweises anzuzeigen, und dem auslösenden Ereignis E 3 aus Prozess A 1.

Wie schon erwähnt, haben solche anschaulichen Modellierungs-Methoden wie Ereignisgesteuerte Prozessketten gewöhnlich den Nachteil einer informalen Syntax- und Semantikdefinition, was einer formalen Analyse im Weg steht. Daher wurden in der Literatur entsprechende Formalisierungsversuche unternommen, um diesen Mangel zu beheben (z. B. von Langner/Schneider/Wehler[25] oder Rump[26] ).

2.2.4.1 Erweiterung von Ereignisgesteuerten Prozessketten

Mittlerweile wurden mehrere Versuche unternommen, die Möglichkeiten der Ereignisgesteuerten Prozessketten, besonders im Hinblick auf die Steuerung der Ablauflogik, zu erweitern. Hier soll ein solcher Ansatz beispielhaft angegeben werden, um einerseits zu zeigen, dass noch weiteres Potenzial in Ereignisgesteuerten Prozessketten liegt und andererseits, um das Gebiet der Steuerungslogik einzuführen. Hier wird auf eine Echtzeiterweiterung der Ereignisgesteuerten Prozessketten, nämlich die rEPK (Real-Time-erweiterte EPK), eingegangen, welche sich gut als Steuerungsmodell für Informationssysteme eignet. Beschrieben wird sie in Anlehnung an Hoffmann/Wein/Scheer[27]. Eine Übersicht über die Zusammenhänge ist in Abbildung 7 zu sehen.

[...]


[1] Vgl. Galler, J., Scheer, A.-W.: Workflow-Projekte: Vom Geschäftsprozessmodell zur unternehmensspezifischen Workflow-Anwendung, in: Information Management, (10):20-27, 1995 und Deiters, W.: Prozeßmodelle als Grundlage für ein systematisches Management von Geschäftsprozessen, in: Informatik Forschung und Entwicklung, 12(2):52-60, 1997

[2] Scheer, A.-W.: ARIS – Vom Geschäftsprozeß zum Anwendungssystem, 3. Aufl., Springer, Berlin et al., 1998, S. 3

[3] Vgl. Scheer, A.-W.: ARIS – Vom Geschäftsprozeß zum Anwendungssystem, 3. Aufl., Springer, Berlin et al., 1998, S. 2-3 und Rump, F. J.: Geschäftsprozeßmanagement auf der Basis ereignisgesteuerter Prozeßketten, Teubner, Stuttgart et al., 1999, S. 11

[4] Heilmann, M. L.: Geschäftsprozess-Controlling, Verlag Paul Haupt, Bern et al., 1996, S. 89

[5] Vgl. Heilmann, M. L.: Geschäftsprozess-Controlling, Verlag Paul Haupt, Bern et al., 1996, S. 92-98

[6] Quelle: Heilmann, M. L.: Geschäftsprozess-Controlling, Verlag Paul Haupt, Bern et al. 1996, S. 94

[7] Quelle: Heilmann, M. L.: Geschäftsprozess-Controlling, Verlag Paul Haupt, Bern et al., 1996, S. 99

[8] Vgl. Scheer, A.-W.: ARIS – Vom Geschäftsprozeß zum Anwendungssystem, 3. Aufl., Springer, Berlin et al., 1998, S. 4

[9] Keller, G., Nüttgens, M., Scheer, A.-W.: Semantische Prozeßmodellierung auf der Grundlage „Ereignisgesteuerter Prozeßketten (EPK)“, in: Scheer, A.-W. (Hrsg.): Veröffentlichungen des Instituts für Wirtschaftsinformatik, Heft 89, Saarbrücken, 1992, S. 15

[10] Scheer, A.-W.: ARIS – Vom Geschäftsprozeß zum Anwendungssystem, 3. Aufl., Springer, Berlin et al., 1998, S. 3

[11] Vgl. Rump, F. J.: Geschäftsprozeßmanagement auf der Basis ereignisgesteuerter Prozeßketten, Teubner, Stuttgart et al., 1999, S. 20-23

[12] Balzert, H.: Lehrbuch der Software-Technik - Software-Entwicklung, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg et al., 1996

[13] Coad, P., Yourdon, E.: Objektorientierte Analyse, Prentice Hall, München, 1994

[14] Scheer, A.-W.: ARIS – Vom Geschäftsprozeß zum Anwendungssystem, 3. Aufl., Springer, Berlin et al., 1998 und Scheer, A.-W.: ARIS – Modellierungsmethoden, Metamodelle, Anwendungen, 3. Aufl., Springer, Berlin et al., 1998

[15] In Anlehnung an: Quelle: Ferstl, O. K., Sinz, E. J.:Grundlagen der Wirtschaftsinformatik – Band 1, 3. Auflage, Oldenbourg, München et al., 1995, S. 177 und S. 179

[16] Vgl. Ferstl, O. K., Sinz, E. J.: Der Ansatz des Semantischen Objektmodells (SOM) zur Modellierung von Geschäftsprozessen, in: Bamberger Beiträge zur Wirtschaftsinformatik Nr. 21, Otto-Friedrich-Universität Bamberg, Bamberg, 1994 und Ferstl, O. K., Sinz, E. J.: Grundlagen der Wirtschaftsinformatik – Band 1, 3. Auflage, Oldenbourg, München et al., 1995, S. 176-208

[17] Vgl. Österle, H.: Business Engineering: Prozeß und Systementwicklung, Springer, Berlin, 1995 und Rump, F. J.: Geschäftsprozeßmanagement auf der Basis ereignisgesteuerter Prozeßketten, Teubner, Stuttgart et al., 1999, S. 27-29

[18] Vgl. Balzert, H.: Lehrbuch der Software-Technik - Software-Entwicklung, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg et al., 1996, S. 298-322 und Rump, F. J.: Geschäftsprozeßmanagement auf der Basis ereignisgesteuerter Prozeßketten, Teubner, Stuttgart et al., 1999, S. 30-32

[19] Aalst, W. M. P. van der, Hee, K. M. van: Framework for business process redesign, in: Callahan, J. R. (Hrsg.): Proceedings of the Fourth Workshop on Enabling Technologies: Infrastructure for Collaborative Enterprises (WETICE 95):36-45, IEEE Computer Society, Los Alamitos, 1995

[20] Oberweis, A.: Modellierung und Ausführung von Workflows mit Petri-Netzen, Teubner-Reihe Wirtschaftsinformatik, Teubner, Stuttgart, Leipzig, 1996

[21] Vgl. Keller, G., Nüttgens, M., Scheer, A.-W.: Semantische Prozeßmodellierung auf der Grundlage „Ereignisgesteuerter Prozeßketten (EPK)“, in: Scheer, A.-W. (Hrsg.): Veröffentlichungen des Instituts für Wirtschaftsinformatik, Heft 89, Saarbrücken 1992, S. 9-11 und Rump, F. J.: Geschäftsprozeßmanagement auf der Basis ereignisgesteuerter Prozeßketten, Teubner, Stuttgart et al., 1999, S. 57-61

[22] Keller, G., Nüttgens, M., Scheer, A.-W.: Semantische Prozeßmodellierung auf der Grundlage „Ereignisgesteuerter Prozeßketten (EPK)“, in: Scheer, A.-W. (Hrsg.): Veröffentlichungen des Instituts für Wirtschaftsinformatik, Heft 89, Saarbrücken, 1992, S. 13

[23] Quelle: Rump, F. J.: Geschäftsprozeßmanagement auf der Basis ereignisgesteuerter Prozeßketten, Teubner, Stuttgart et al., 1999, S. 60

[24] In Anlehnung an: Quelle: Rump, F. J.: Geschäftsprozeßmanagement auf der Basis ereignisgesteuerter Prozeßketten, Teubner, Stuttgart et al., 1999, S. 59

[25] Langner, P., Schneider, C., Wehler, J.: Prozeßmodellierung mit ereignisgesteuerten Prozeßketten (EPKs) und Petri-Netzen, in: Wirtschaftsinformatik 39(5):479-489, 1997 und Langner, P., Schneider, C., Wehler, J.: Ereignisgesteuerte Prozessketten und Petri-Netze, Technischer Bericht 196, Fachbereich Informatik der Universität Hamburg, 1997

[26] Rump, F. J.: Geschäftsprozeßmanagement auf der Basis ereignisgesteuerter Prozeßketten, Teubner, Stuttgart et al., 1999

[27] Hoffmann, W., Wein, R., Scheer, A.-W.: Konzeption eines Steuerungsmodells für Informationssysteme – Basis für die Real-Time-Erweiterung der EPK (rEPK), in: Scheer, A.-W. (Hrsg.): Veröffentlichungen des Instituts für Wirtschaftsinformatik, Heft 106, Saarbrücken, 1993

Details

Seiten
110
Jahr
2002
ISBN (eBook)
9783638192347
ISBN (Buch)
9783638698719
Dateigröße
859 KB
Sprache
Deutsch
Katalognummer
v13629
Institution / Hochschule
Universität des Saarlandes – Institut für Wirtschaftsinformatik (Lehrstuhl Prof. A.-W. Scheer)
Note
2,6
Schlagworte
Inferenzregel-basierte Steuerung Ablauflogik Geschäftsprozessen

Autor

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Titel: Inferenzregel-basierte Steuerung der Ablauflogik von Geschäftsprozessen