12.11.2003Peter Palaga & Matthias Pätzold 1
Anwendungsspezifische Informationssysteme
Grundlagen der Prozessmodellierung
Seminar: Integration- & Service-Engineering- Grundlagen der Prozessmodellierung -
Peter Palaga & Matthias PätzoldWintersemester 2002/2003
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Anwendungsspezifische Informationssysteme
Grundlagen der Prozessmodellierung
Agenda
Motivation• Intuitive Modelldefinition• Warum ist die Modellierung so wichtig?
Abstammungen verschiedener Modelle• Softwareentwicklung
Übersicht Softwareentwicklungsprozess Entstandene Fragen in Bezug auf das IE/SE Sichten und Modelle
o Entity-Relationship-Modello Zustandsautomaten
• BWL Blueprinting GAP
Neuere Entwicklungen als Vereinigung beider „Strömungen“• ARIS• Microsoft Visio (Vortrag um 15:00)
Matthias Pätzold
Peter Palaga
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Grundlagen der Prozessmodellierung
Motivation – Intuitive Modelldefinition
Intuitiv gesprochen:
- Erfassen eines Teilbereichs der Welt/„Realität“
- Abstraktion von „weniger wichtigen“ Aspekten
- Repräsentation in einer Art Schema/Diagramm/Beschreibung
- vor allem werden graphische Modelle zum besseren Verständnis
benutzt
- auch sind mathematisch fundierte Modelle interessant aufgrund
ihrer Aussagekraft zu „semantischer Korrektheit“ und anderen
Eigenschaften des erstellten Modells
Was versteht man unter einem Modell?
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Grundlagen der Prozessmodellierung
Motivation – Warum ist Modellierung wichtig?
Früher: HW- & SW-Technik war teuer & unflexibel
die Optimierungsmöglichkeiten wurden dementsprechend gesucht
Jetzt: Hardware ist billiger & SW-Technik viel flexibler (WebServices...)
Steigende SW-Komplexität, Modelle zur Wahrung des Überblicks und korrekten Planung, Definition usw. erforderlich
Die Optimierungsmöglichkeiten liegen nun bei der organisatorischen Gestaltung der Unternehmensabläufe
Was brauchen wir also für Modelle?
- Modelle für Daten, Kommunikation (UML, ER...) im Bereich der Softwareentwicklung
- Modelle zur Optimierung von Arbeitsabläufen/Geschäftsprozessen, Ressourcenplanung usw.
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Abstammungen verschiedener Modelle
Es haben sich mit der Zeit verschiedene, nebeneinander existierende Modelle für unterschiedliche Anwendungen entwickelt. Im wesentlichen stammen diese aber aus dem
1. Software-Engineering und dem2. betriebswirtschaftlichen Bereich.
Aus Sicht eines Informatikers könnte man meinen:
„Die Phasen im Softwareentwicklungsprozess einschließ-lich der zugehörigen Modelle können mit geringen Modifi-kationen auf die Prozesse im Bereich des Integration-
und Service-Engineerings übertragen werden.“
Ob dies wirklich der Fall ist, soll mit unserer Projektarbeit geklärt werden.
These:
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Grundlagen der Prozessmodellierung
Übersicht Softwareentwicklungsprozess
Legende:
In der VorlesungSoftwaretechnikbehandelten Themen
= Übergabe von Teilprodukten
= Informationsaustausch
= Unterstützung
= Einfluß
Einführung und Überblick
V Unternehmensmodellierung
1 Grundlagen 2 ObjektorientierteUnternehmensmodellierung
I SW-Entwicklung
6 Die Wartungs- & Pflegephase
5 Die Abnahme- undEinführungsphase
4 Die Implementierungsphase
3 Die Entwurfsphase
2 Die Definitionsphase
1 Die Planungsphase
III SW-Qualitäts-management
6 Produktqualität– Systeme
5 Produktqualität– Komponenten
4 Prozeßqualität
3 ManuellePrüfmethoden
2 Qualitäts-sicherung
1 Grundlagen
II SW-Management
6 K ontrolle
5 Leitung
4 Personal
3 Organisation
2 Planung
1 Grundlagen
IV Querschnitte und Ausblicke4 Sanierung1 Prinzipien
& Methoden3 Wieder-
verwendung2 CASE
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Grundlagen der Prozessmodellierung
Entstandene Fragen in Bezug auf IE/SE
• Brauche ich eine solche Einteilung in Phasen beim IE/SE?
• Welche Phase ist wie stark im IE/SE ausgeprägt?
• In welcher Phase werden welche Modelle verwendet, um welche Aspekte zu modellieren und warum gerade diese?
• Welche Rolle spielen die folgenden Begriffe? EAI (Enterprise Application Integration) ERP (Enterprise Resource Planning)
Ja, denn eine strukturierte Vorgehensweise spart Zeit, Kosten und vermindert Fehlerhäufigkeit
Ergebnis der Forschung im späteren Vortrag
Ergebnis der Forschung im späteren Vortrag
Einige Phasen sind nicht so stark ausgeprägt wie im Software-Engineering, aber z.B. die Planungs- und Entwurfsphase ist extrem wichtig für spätere Phasen!
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Grundlagen der Prozessmodellierung
Sichten und Modelle
System
Masken-generator SA
Assoziationsmatrix
RT-Erweiterung von SA
Funktionen
Funktions-baum
Geschäfts-prozesse
DFD
Dynamik
Petri-Netz Zustandsautomat Kontrollstrukturen Sequenzdiagramm
Grafik-Editor Kontroll-
strukturen Regeln
Daten Multidimensionale
Datenmodellierung ER DD
OOA
Legende:ER = Entity Relationship RT = Realtime Analysis
= Benutzungs- DD = Data Dictionary OOA = Object Oriented Analysis oberfläche DFD = Datenflussdiagramm SA = Structured Analysis
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Sichten und Modelle
Funktions-baum
DataDictionary1979
Klassen-diagramm1980/1990
Strukto-gramm1973
PAP(Programm-ablaufplan)1966
Pseudo-code
ET(Entschei-dungsta-belle)1957
Regeln Petri-Netz1962
FunktionaleHierarchie
Informa-tions-fluss
Daten-Strukturen
Entitäts-typen &Beziehungen
Klassen-Strukturen
Kontroll-Strukturen
Regel-basierteSicht
EndlicherAutomat
Neben-läufigeStrukturen
Funktionale Sicht Datenorientierte Sicht Objekt-orientierteSicht
Algorith-mischeSicht
Zustandsorientierte Sicht
Sequenz-diagramm1987
Szenario-basierteSicht
Konzepte und Sichten
wenn–dann-Strukturen
Inter-aktions-Strukturen
Daten-flussdia-gramm1966
ER(Entity Re-lationship)1976
Zustands-automat1954
Geschäfts-prozess(1987)
Arbeits-ablauf
Aktivitäts-diagramm1997
Kollabora-tionsdia-gramm
häu
fig
verw
en
det
selte
n v
erw
en
det
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Entity-Relationship-Modell
• Entity-Relationship-Modell (ER-Modell) 1976 von P. Chen zur Datenmodellierung entwickelt
• Ziel Beschreibung der permanent gespeicherten Daten und ihre Beziehungen untereinander. Die Analyse der Information erfolgt aus fachlogischer Sicht.
• Ergebnis Konzeptionelles Modell, das gegen Veränderungen der Funktionalität weitgehend stabil
ist. Semantische Datenmodellierung Erweiterung um Aggregation und Vererbung
• Beispiel: Fallstudie »Seminarorganisation« (Chen-Notation)
Kunde bucht Veranstaltung wird durch-geführt von Doz ent
Nummer
Dauer
vom
bis
Umsatz
gehört zu
Seminartyp
Kurztitel
Name
Adresse
Kontak t
Biografie
Titel
Name
Adresse
Kontakt
M M MM
M
1
Zielsetzung
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Zustandsautomaten
Viele Systeme und Geräte zeigen ein Verhalten, das von der bis dahin durchlaufenen Historie abhängt. Das aktuelle Verhalten wird durch den internen Zustand bestimmt, der durch vorausgegangene Eingaben oder Ereignisse erreicht worden ist. Zur Modellierung solcher Systeme eignen sich Zustandsautomaten (finite state machine), auch endliche Automaten (finite automation, sequential machine) genannt.
Gegenüber einem allgemeinen Automaten besitzen endlich Automaten nur eine endliche Zahl von Zuständen. Bei deterministischen endlichen Automaten gibt es zu einer Eingabe von einem Zustand aus höchstens einen Zustandsübergang (transition) in einen anderen Zustand, während bei nichtdeterministischen endlichen Automaten mehrere Übergänge für dieselbe Eingabe möglich sind.
Zustandsautomaten können alsZustandsdiagramm, Zustands-tabelle oder Zustandsmatrixdargestellt werden.
Ziel beim Aufstellen eines Zustands-automaten ist es, mit möglichstwenig Zuständen auszukommen.
vorbestellt
zur Abholungbereit
Buch defekt/ entfernen()
neues Buch liegt vor/ erfassen()
Ausleihwunsch/ vorbestellen()
Leser gibt Buch zurück/ zurueckgeben()
Ausleihwunsch/ ausleihen()
präsent
ausgeliehenBuch verloren/ entfernen()
after (Abholfrist vorbei)
Leserholt Buch ab/ ausleihen()
Leser gibt Buch zurück/ zurueckgeben()
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Fahrplan
• Motivation• Modelldefinition• Warum ist die Modellierung so wichtig? • Abstammungen verschiedener Modelle• Softwareentwicklung
• Entstandene Fragen• Übersicht Softwareentwicklungsprozess• Sichten und Modelle
Entity-Relationship-Modell Zustandsautomaten
BWL-Modelle Blueprinting GAP
Integration der Zwei Entwicklungslinien (BWL & SW-Engineering) ARIS
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BWL-Modelle
Überzeugungen aufgrund der gelesenen Literatur:• Modellierung im Bereich BWL existiert nicht lange (+-5 Jahren)• Es gibt keine mit der UML vergleichbar
standardisierte/bekannte/verbreitete Modellierungssprachen• Blueprinting (wird ausgearbeitet)• GAP (wird ausgearbeitet)
• Modelle oft entweder ganz intuitiv, oder ad hoc & wenig formalisiert
• Die BWL-Leute leihen sich die Ausdrucksmittel aus der SW-Engineering (ER-Modell, UML) aus
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Fahrplan
• Motivation• Modelldefinition• Warum ist die Modellierung so wichtig? • Abstammungen verschiedener Modelle• Softwareentwicklung
• Entstandene Fragen• Übersicht Softwareentwicklungsprozess• Sichten und Modelle
Entity-Relationship-Modell Zustandsautomaten
• BWL-Modelle Blueprinting GAP
Integration der Zwei Entwicklungslinien (BWL & SW-Engineering)
ARIS
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ARIS 1
• Nicht nur ein Stück Software• Vielmehr ein Konzept/Framework zur Beschreibung von
Geschäftsprozessen eines Unternehmens mit allen ihrer wesentlichen Merkmale
ARISArchitektur integrierter Informationssysteme
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ARIS 2
Ein Unternehmensprozess wird vollstädig durch
Vorgänge/FunktionenEreignisseOrganisationseinheitenRessourcenLeistungen& ihre Daten
Beschrieben
Vollständige Beschreibung aller Zusammenhänge eines Prozesses würde das Modell sehr Komplizieren & zu Redundanzen führen.
-> Sichten-> Ebenen
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Sichten in ARIS 1
• Die Beziehungen der Komponenten innerhalb einer Sicht sehr hoch
• Zwischen den Sichten jedoch nur eine relativ lose Kopplung
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Sichten in ARIS 2
• Die Zerlegung ermöglicht es, die die Sichten weitgehend unabhängig voneinander und mit den spezialisierten Mitteln zu Beschreiben.
• Die Zusammenhänge der Prozesselemente durch die Zerlegung verloren
-> die neue Steuerungssicht wird aufgenommen
• Die Ressourcensicht in ARIS wird durch ein Life-Cycle-Konzept der Beschreibungsebenen aufgelöst; Die Ressourcen werden auf den Beschreibungsebenen DV-Konzept und Implementierung der anderen Sichten behandelt
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Ebenen in ARIS
• Life-Cycle-Modelle beschreiben normalerweise den Lebenslauf eines Informationssystems.
x
• Das Life-Cycle-Modell von ARIS definiert unterschiedliche Beschreibungsebenen, die sich in ihrer Nähe zur Informationstechnik unterscheiden.
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Grundlagen der Prozessmodellierung
Ebenen in ARIS; BW Problemstellung
• Ausgangspunkt: betriebswirtschaftliche Problemstellung.
• Die Beschreibung umfasst hier grobe Tatbestände, die sehr nahe an den fachlichen Zielsetzungen und der fachlichen Sprachwelt orientiert sind.
• Dabei werden auch die Möglichkeiten der Informationstechnik zur Unterstützung betriebswirtschaftlicher Prozesse und Entscheidungen mit einbezogen.
• Zur Darstellung werden nur halbformale Beschreibungsmethoden eingesetzt.
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Ebenen in ARIS
Fachkonzept• Stellt das zu unterstützende betriebswirtschaftliche
Anwendungskonzept in einer mehr formalisierten Beschreibungssprache dar
• wird auch als semantische Modellierung bezeichnet
DV-Konzept• Anpassung der Fachbeschreibung an generelle
Beschreibungskonstrukte der Informationstechnik
Implementierung• wird das DV-Konzept auf konkrete hardware- und
softwaretechnische Komponenten übertragen. Hiermit wird die Verbindung zur Informationstechnik hergestellt.
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Sichten & Ebenen in ARIS
• Mit der Sichtenbildung und den Beschreibungs-ebenen einschließlich betriebswirtschaftlichen Ausgangslösung ist das ARIS-Konzept entwickelt.
• Jede der Beschreibungs-sichten wird in den Fachkonzept, DV-Konzept und Implementierung beschrieben.
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Grundlagen der Prozessmodellierung
Zusammenfassung
• ARIS stellt eine Integrierte Architektur dar;Bringt die Ansätze aus der BWL & Software-Engineering auf eine gemeinsame Plattform.
• Im Vergleich mit UML besitzt umfangreiche Möglichkeiten die aus der BWL-Sicht wichtige Teile der Geschäftsprozessen zu modellieren (Steuerung, Organisation, Resourcen,...)
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Grundlagen der Prozessmodellierung
Quellen
• Becker, Kugeler, Rosemann: Prozessmanagement. 2. Auflage, Springer-Verlag, Berlin 2000
• Hoeth, Ulrike; Schwarz, Wolfgang: Qualtiätstechniken für die DienstleistungHAnser, Berlin 2001
• Hennig, Björn: Prozessorientiertes Qualitätsmanagement von Dienstleistungen; Deutscher Universitäts-Verlag, Wiesbaden 2001
• Methodenhandbuch von ARIS 6.1