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Kapitel 5
Ein Konzept zur Modellierung von Workflows

5.1 Entwicklung eines Rahmenkonzeptes
5.1.1 Gestaltungsebenen des Business Reengineering

 
  • Geschäftsstrategie; Ausgangspunkt für die Geschäftsprozess und Workflowmodellierung.
     
  • Prozess; Das Geschäftsprozessmanagement umfasst planerisch, organisatorisch und kontrollierende Ma▀nahmen zur zielorientierten Unternehmensteuerung. Die Modellierung der Geschäftsprozesse erfolgt computerunterstützt, so dass die Modelldaten in einem Repository abgelegt wurden können und für nachgelagerte Analyse und eine Weiterbearbeitung zur Verfügung stehen.
     
  • Informationssystem; Entwicklung von Applikationen mit Hilfe von Methoden des Software-Engineering. Die prozessbezogene Informationen sein in die Gestaltung von Programmen und Transaktionen auf die von der Prozessebene Bezug genommen wird. Mehr dazu > softwareentwickelung@software-entwicklungsmodelle
     
  • Gestaltung der Aufbauorganisation; Auf der Ebene der Geschäftsstrategie sind Geschäftsfelder sowie Grö▀ere organisatorische Einheiten festzulegen und deren Hauptaufgaben festzulegen. Auf der Ebene der Geschäftsprozesse sind Entsprechend den Anforderungen der Geschäftsprozesse weitere Untergliederungen der Aufbauorganisation vorzunehmend und den Organisationseinheiten Teilaufgaben zuzuweisen.


  • 5.1.2 Workflow Life-Cycle

     Phasenmodelle werden in Software-Engineering dazu eingesetzt, den Prozess eines Softwareentwicklungsprojektes systematisch zu gliedern. Sie zerlegen hierzu das Entwicklungsziel eines Softwareprojektes in weniger komplexe Phasenziele. Life-Cycle-Modelle können als Spezialfall der Phasenmodelle betrachtet werden. Sie drücken durch das Wort Cycle die iterative Wiederholung einzelner Phasen aus, bis das Angestrebte Teilergebnis erreicht worden ist. Life-Cycle-Modelle erleichtern die Softwareentwicklung durch phasenspezifische Werkzeuge und unterstützen das Projektmanagement.

    Das Workflow Life-Cycle-Modell enthält drei Teilzyklen:
    1. Strategisch orientierte Gestaltung der Geschäftsprozesse
    2. Organisatorisch DV-Technische Umsetzung der Workflows
    3. Ausführung und Überwachung der Workflow- Instanzen


    5.1.3 Modellierungsebene

    Geschäftsprozessmodellierung


     Die Geschäftsprozessmodellierung Beschreibt die betriebswirtschaftlichorganisatorische Funktion eines Arbeitsablaufes und den groben zeitlich-logischen Ablauf. Sie dient der strategisch ausgerichteten Gestaltung der Prozesse. Ihrer Schwerpunkt liegt auf der Prozessgestaltung, die auch als Build-Time bezeichnet wird. Unter Geschäftsprozessmodellierung ist die strukturierte Beschreibung von Geschäftsprozessen unter Verwendung einer formalen Notation zu verstehen. Das Ergebnis der Geschäftsprozessmodellierung ist ein Geschäftsprozessmodell. Das Geschäftsprozessmodell beschreibt:
    1. Die zeitlich logische Abfolge betriebswirtschaftlicher Aktivitäten,
    2. Die Aktivitäten auslösenden Ereignisse,
    3. Die an der Ausführung von Aktivitäten beteiligten Organisationseinheiten,
    4. Die für die Aufgabenerfüllung eingesetzten Informationssysteme sowie
    5. Die benutzten, erzeugten oder veränderten Informationen.


    Workflowmodellierung

      Unterder Workflowmodellierung ist die strukturierte Beschreibung von Workflows unter Verwendung einer formalen Notation zu verstehen. Das Ergebnis der Workflowmodellierung ist ein Workfowmodell. Das Workflowmodell spezifiziert:

    1. Die zeitlich-logische Abfolge der Einzelaktivitäten
    2. Die Einzelaktivitäten auslösenden Ereignisse
    3. Die Für die Aufgabenerfüllung erforderlichen Qualifikationsprofile
    4. Die an der Ausführung der Aktivitäten beteiligten Organisationseinheiten, Stellen und Personen und deren Qualifikationen
    5. Die für die Aufgabenerfüllung eingesetzten Programme sowie
    6. Die benutzten, erzeugten oder veränderten Workflowrelevanten Daten

    Repository

    Das Repository spezifiziert die Notationselemente, die auf der Geschäftsprozess- und Workflowebene verwendet werden im Detail. Es stellt die Verknüpfung zur Implementierung von Prozessmodellen in WFMS dar und ist damit die Ausgangsbasis für die Simulation von Workflowmodellen und die automatisierte Ausführung von WFs durch WFMS.


    5.1.4 Modellierungssichten

     Zur Reduktion der Modellierungskomplexität uns der verständlichen sowie nachvollziehbaren Darstellung der Prozesse ist ein Sichtenkonzept notwendig. Es unterteilt das Gesamtmodell des Prozessmodellierung auf beiden Modellierungsebenen in Überschaubare Darstellungsbereiche und beschreibt jede Teilsicht mit Hilfe angemessener Modellierungsmethoden.
    Die Prozesssicht ist jeweils die Prozessorientierte Darstellungsform beider Modellierungsebenen und damit in beiden Fällen die zentrale Modellierungssicht.


    5.2 Anforderungen an ein Modellierungskonzept

    Allgemeinen Anforderungen an ein Modellierungskonzept


     
  • Methodisches Vorgehen:
    Es ist eine Grundvoraussetzung für die Anwendbarkeit Erweiterbarkeit des Modellierungskonzeptes. Ein Modellierungskonzept erfordert insbesondere einen Ansatz zur Trennung der unterschiedlichen Abstraktionsebenen von Prozessen: Meta-Ebene, Typ-Ebene und Ausprägungs-Ebene.
    Die Meta-Ebene gibt den Rahmen für die Notation vor, der für die Ausprägung konkreter Workflowmodelle zur Verfügung steht. Die Typ-Ebne setzt auf der Meta-Ebene auf und dient der Erstellung von Prozessmodellen auf der Basis der zuvor definierten Methode.
  • Flexibilität:
    Eine Modellierungsmethode soll unabhängig vom aktuellen Anwendungsbereich für die Darstellung von Prozessmodellen einsetzbar sein. Die Modellierung unterschiedlicher Anwendungsbereiche kann dennoch Unterschiedliche Modellelemente erfordern. Daher ist es notwendig dass ein Modellierungskonzept um zusätzlicher Modellierungskonstrukte erweiterbar ist, um derartige neue Anforderungen erfüllen zu können.
  • Verständlichkeit:

  • Die Anforderung der Verständlichkeit zielt zum einen auf die Unterstützung des Modellierers und andererseits auf Mitarbeiter in Fachbereichen, da Prozessmodelle im Rahmen der IST-Analyse und SOLL-Konzeption von Prozessmodellen eingesetzt werden Können.
      Anforderungen an die Mächtigkeit eines der Notation eines Modellierungskonzeptes.

  • Organisationsmodellierung:
    (1) Organisatorische Strukturen
    (2) Rollenkonzept
    (3) Prozessmodellierung
    (4) Auswahl
    (5) Wiederholung
    (6) Optionale Ausführung
    (7) Ablaufsteuerung


  • 5.3 Entwicklung eines Meta-Modell

    5.3.1 Meta-Modelle als methodische Grundlage für die Entwicklung einer Notation


     Ein Modell ist ein System, das ein anderes System zielorientiert abbildet. Der Systembegriff wird hierbei formal definiert, d.h. das Modell wird als formales System aus einem realen Objekt abgeleitet. Für die Abbildung der notwendigen Informationen aus dem Realsystem in das Modellsystem ist ein Regelwerk erforderlich, um die Modellierung hinsichtlich der Vorgehensweise zu unterstützen. Meta-Modelle beschreiben eine allgemeinen Rahmen in Form einen Typdefinition für die Erstellung der Modellsystemen. Konkrete Modellsysteme lassen sich aus einem Meta-Modell ausprägen.


    (1) Bereitstellung eines Beschreibungsrahmens für Modellierungsmethoden

     Meta-Modelle liefern einen Beschreibungsrahmen für Methoden zur Prozessmodellierung. Wird ein Meta-Modell als Grundlage für ein Modellierungskonzept verwendet, hat es eine unmittelbare Auswirkung auf die Mächtigkeit und Flexibilität der Modellierung sowie die Ausführung der Prozesse, da das Meta-Modell die Semantik des Modellierungskonzeptes festlegt. Legt das Meta-Modell für die Prozessmodellierung beispielsweise fest, das es für die Abbildung der Organisationsstruktur lediglich Modellierungskonstrukte wie Organisation, Stelle und Person gibt, so kann die Aufgabenzuordnung nur durch eine direkte Personenspezifikation erfolgen.


    (2) Schaffung einer Grundlage für die Erstellung von Referenzmodellen

     Die bisher veröffentlichen Meta-Modelle betreffen nur einen Teil des Gesamten Bezugsrahmen, der sich aus der Geschäftsprozess- und Workflowmodellierung ergibt. Insbesondere fehlt eine Präzise Ableitung der Notation für die Geschäftsprozess- und Workflowmodellierung aus einem zuvor definierten Meta-Modell, das den Rahmen für diese Modellierungsebenen und deren Betrachtungssichten vorgibt.


    5.3.2 Meta-Workflowmodell

     Das Meta-Workflowmodell wird durch die Prozesssicht und die Struktursichten Organisationsstruktur, Aktivitätsstruktur, Applikationsstruktur und Informationsstruktur beschreiben.


    Prozesssicht

     Die Prozesssicht spezifiziert die zeitlich-logischen Abhängigkeiten des Prozesses auf dem Detaillierungsgrad der Workflowebene. > prozesssicht@visualisierung/sichtbarkeit


    Kontrollfluss, Workflowobjekt, Verknüpfungsoperator, Prozesskonektor

      Ein Kontrollfluss kann zwischen den folgenden Paaren von Modellkonstrukten auftreten.
    1. Prozesskonnektor-Verknüpfungsoperator
    2. Prozesskonnektor-Workflowobjekt
    3. Workflowobjekt-Workflowobjekt
    4. Workflowobjekt-Verknüpfungsoperator
    5. Verknüpfungsoperator-Verknüpfungsoperator

     Die aufgeführten Kontrollflussbeziehungen können jeweils in einen synchronen und einen asynchronen Kontrollfluss spezialisiert werden. Der synchrone Kontrollfluss beschreibt parallelauszuführende Workflows innerhalb von Workflow-Ketten und asynchrone Workflows werden unabhängig von einander abgearbeitet.


    Ereignis

     Ereignisse werden analog zur Geschäftsprozessebene nicht durch ein eigenes Symbol repräsentiert, sondern als Attribut des Kontrollflusses im Workflowmodell dargestellt. Die Untergliederung entspricht ebenfalls dem Meta-Geschäftsprozessmodell. Für die Notation werden, formale Ereignisvariable verwendet, die durch das WFMS interpretierbar sind.


    Aktivitätsträger, organisatorische Zuordnung  
    Aktivitätsträger werden über die Beziehung organisatorische Zuordnung keinem, einem oder mehreren Workflowobjekten zugeordnet. Sie steuern Workflowobjekte oder werden Über die Resultate von ausgeführten Workflowobjekten informiert. Das Modellkonstrukt organisatorische Zuordnung verbindet die Konstrukte Aktivitätsträger und Workflowobjekt. Ein Aktivitätsträger kann mit keiner, einer oder mehreren organisatorischen Zuordnungen verbunden werden. Das Symbol für die organisatorische Zuordnung steuert Workflow ist analog zur Geschäftsprozessebene ein vom Aktivitätsträger abgehender gestrichelter Pfeil.


    Applikation, Informationssystem, Daten- und Informationsfluss, Workflow-Attribut und Workflow-Dokument

     Die Durchführung von WFs kann manuell, teilweise oder vollständig computerunterstützt erfolgen. Einem Workflwobjekt werden daher ein, kein oder mehrere Programme zugeordnet werden. Ein Programm kann keinem, einem oder mehreren WFs zugeordnet werden. Im falle der Computerunterstützung werden Programme eingesetzt die einzelne Attribute von Datenspeicher verarbeiten. Programmen wird daher kein, ein oder mehrere Datenflusse zugeordnet. Ein Datenfluss wird kein ein oder mehrere Workflow-Attribute zugeordnet. Ein Workflow-Attribut ist genau einem Datenfluss zugeordnet. Programme können schreibend (Write), lesend (Read) oder gleichzeitig schreibend und lesend (Update) auf Workflow-Attribute zugreifen. Der Ablauf eines computerunterstützten WFs kann durch Parameter gesteuert werden.


    Organisationsstruktursicht

      Die Workflowebene erfordert im vergleich zur Geschäftsprozessebene in der Organisationsstruktur eine höhere Detaillierung des Meta-Modells, da die Anforderungen an den Detaillierungsgrad der Workflowmodellierung im Vergleich zur Geschäftsprozessmodellierung höher sind. Die aus dem Objekttyp Bearbeiter abgeleiteten Objekttypen Mitarbeiter und Leiter unterscheiden sich durch ihren unterschiedlichen Verantwortungsumfang. Ein Leiter besetzt eine Stelle und ist verantwortlich für die Aufgabenerfüllung einer oder mehrerer Organisationseinheiten. Im Ausnahmefall ist einem Leiter keine Organisationseinheit zugeordnet. Eine Organisationseinheit wird von einem Leiter geleitet.


    Aktivitätsstruktursicht

      Der Objekttyp Workflowobjekt wird in WFs und Wokflowschritte und parallel hierzu in den obligatorischen und optionalen Workflow spezialisiert. Ein Workfloiwobjekt wird durch das aus der Geschäftsprozessebene übernommene Grundsymbol für den Geschäftsprozess dargestellt, allerdings mit einer weitergehenden Untergliederung, um der Notwendigkeit nach einem höheren Detaillierungsgrad gerecht zu werden. Die Spezialisierungen des Workflowobjektes werden durch mehrere Variationen des Grundsymbols, d. h. unterschiedliche Linien und zusätzliche Einträge dargestellt. Workflows haben eine hierarchische Struktur, was durch die Hierarchiebeziehung WF-WF im Meta-Modell dargestellt wird. Workflows können verfeinert werden in keinen, einen oder mehrere Workflowschritte. Dies wird durch die WF-WFS-Hierarchiebeziehung dargestellt. In Abb. 5.3.2 werden Workflow-Kategorien nach dem Strukturierungsgrad der unterstützte Arbeitsabläufe dargestellt.




     Abb.5.3.2 Workflow-Kategorien nach dem Strukturierungsgrad


    Applikationsstruktursicht

      Die Applikationsstruktursicht wird durch die Objekttypen Programm und Parameter, die Hierarchiebeziehung zwischen Programmen sowie eine Beziehung zwischen Parameter und Programm beschrieben. Programme können hierarchisch strukturiert sein und weisen daher eine Struktur auf. Diese Struktur wird durch die Hierarchiebeziehung besteht aus bzw. ist Bestandteil von ausgedruckt. Die Hierarchiebeziehung besteht aus drückt in diesem Fall aus dass jedes Programm aus einem oder mehreren Programmen, die dann als Unterprogramm bezeichnet werden können, bestehen kann. Ein Programm muss jedoch keine Unterprogramme enthalten. Die Beziehung ist Bestandteil von drückt aus dass ein Programm entweder Bestandteil eines anderen Programm ist oder ein eigenständiges Programm darstellt.


    Informationsstruktur sicht

     Der Datenspeicher wird zur Darstellung von Workflowrelevanten Informationen in Applikationsdatenspeicher und Workflowdatenspeicher unterschieden.
    Applikationsdatenspeicher enthalten maschinell verarbeitbare Daten von Applikationen, die jedoch nicht unter Kontrolle eines WFMS stehen. Workflowdokumente sind nicht maschinell verarbeitbare Informationsträger, die im Gegensatz zu Dokumenten jedoch Workflowrelevante Informationen enthalten und daher im Workflowmodell aufgeführt werden.


    5.4 Modellierung der Prozesssicht des Workflowmodells

    Syntax des Workflowdiagramms
     
  • Das Workflowdiagramm ist ein gerichteter beschrifteter Graph mit fünf Knotentypen (Workflow, Aktivitätsträger, Dokument, Datenspeicher und Verknüpfungsoperator) und vier Kantentypen (Kontrollfluss, Informationsfluss, Datenfluss und der organisatorischen Zuordnung).
  • Ein Kantentyp verbindet jeweils zwei Knotentypen
  • Der Kantentyp Kontrollfluss verknüpft den Knotentyp Workflow und wird verzweigt durch den Knotentyp Verknüpfungsoperator, er dient zugleich der Darstellung der Ereignissen.
  • Der Kantentyp organisatorische Zuordnung verbindet den Knotentyp WF mit dem Knotentyp Aktivitätsträger.
  • Der Kantentyp Informationsfluss verbindet den Knotentyp Workflow mit dem Knotentyp Dokument.
  • Der Kantentyp Datenfluss verbindet den Knotentyp Workflow mit dem Knotentyp Datenspeicher auf Attributebene.
  • Ein Workflowdiagramm beginnt mit mindestens einem Ereignis und endet mit mindestens einem Ereignis.
  • Workflowschritte werden durch Zwischenereignisse begonnen und beendet.


  • Organisationssicht des Workflowdiagramms

      Die Angaben zum Aktivitätsträger sind weitgehend optional. Obligatorisch ist die Angabe der Organisationen, also der rechtlichen Einheit, in der die Bearbeitung erfolgen soll. Der Bearbeiter kann im Workflowmodell entweder festgelegt oder offengelassen werden. Er wird in der Regel durch das WFMS zur Laufzeit im Rahmen der Rollenauflösung des WFMS ermittelt und der Workflowinstanz zugeordnet.


    Aktivitätssicht der Workflowdiagramms

      Die Ablaufbezogene Teilsicht des Workflowdiagramms beschreibt die Objekttypen Workflow und Ereignis sowie die Beziehungen Kontrollfluss und Verknüpfungsoperator. Die Notation für die Workflowmodellierung basiert auf der Symbolik der Geschäftsprozessebene. Das Workflow-Meta-Modell erfordert die Abbildung unterschiedlicher Workflowtypen sowie die Abbildung der unterschiedlichen Stufen der Applikationsintegration. Das Meta-Modell der Workflowebene setzt Modellelemente für die Zuordnung von Workflows zu organisatorischen Konstrukten voraus. Das Meta-Prozessmodell der Workflowebene stellt hinsichtlich der Ereignissteuerung und der Verknüpfungsoperatoren ähnliche Anforderungen, wie das Meta-Prozessmodell der Geschäftsprozessebene. Allerdings besteht der Bedarf, die Ereignisse präziser zu formulieren, damit eine Basis für die automatisierte Ablaufsteuerung geschaffen wird.

    Informationssicht des Workflowdiagramms

      Die für die Geschäftsprozessmodellierung eingeführten Symbole Datenspeicher und Dokument werden in die Ebene der Workflowmodellierung übernommen. Jedoch ist entsprechend den Anforderungen des Meta-Workflowmodells der Informationsstruktursicht eine Unterscheidung von Applikationsdaten und Workflowdaten notwendig bzw. von Dokumenten und Workflowdokumenten


    5.4.1 Modellierung der Struktursichten des Workflowmodells

     Die Struktursichten stellen die Informationsobjekte der Teilsichten des Workflowdiagramms in detaillierten Teilmodellen dar. Das Meta-Prozessmodell für die Organisationsstruktursicht der Workflowebene erfordert die Darstellung von Hierarchiebeziehungen der Objekttypen Organisationseinheit und Organisation. Eine weitere Aufgabe besteht darin, Stellen den zugehörigen Organisationseinheiten zuzuordnen sowie die Stellen mit Mitarbeitern zu besetzten. Ferner sind Stellen die zugehörigen Qualifikationen zuzuordnen.


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