Vorlesungsagenda Übersicht - WillkommenReduktion der Arbeitszeit pro Auto um 87,6% (12,5 Stunden ->...

Informationsmanagement Vorlesung 12: Grundlagen der Prozessmodellierung

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Maass Lehrstuhl für Betriebswirtschaftslehre, insb. Wirtschaftsinformatik im Dienstleistungsbereich (Information and Service Systems ISS) Universität des Saarlandes, Saarbrücken SS 2012 Donnerstags, 10:00 – 12:00 Uhr (s.t.) Audimax, B4 1

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Maass

26.07.12 Slide 2

Vorlesungsagenda Übersicht

1.  Einleitung Managementsicht des Informationsmanagement

2.  Grundlagen des Informationsmanagement 3.  Aufgaben des Informationsmanagement – Management der Informationswirtschaft (2-stündig!) 4.  Aufgaben des Informationsmanagement – Management der Informationssysteme und

Führungsaufgaben (2-stündig!) 5.  Aufgaben des Informationsmanagement – IT-Controlling

Unternehmensarchitekturen 6.  Grundlagen der Unternehmensarchitekturen – Gastvortrag Dr. Steffen Roehn (2-stündig!)

Systemarchitekturen 7.  Architekturen von Informationssystemen 8.  Webarchitekturen (2-stündig!) 9.  Mobile & Cloud Computing

Datenmodellierung 10.  Grundlagen der Datenmodellierung (2-stündig!) 11.  Semantische Datenrepräsentationen (2-stündig!)

Prozessmodellierung 12.  Grundlagen der Prozessmodellierung


26.07.12 Slide 3

Warum Geschäftsprozesse?

•  Adam Smith (1776): Grundsatz der Arbeitsteilung, d.h. der Fragmentierung von Aufgaben in Teilaufgaben und der Spezialisierung von Arbeit bzw. Arbeitskräften -> Ziel: Verbesserung von betrieblichen Arbeitsabläufen

•  Frederick W. Taylor (1911): Weiterentwicklung der Idee -> Taylorismus

Wer (Akteure) macht was (Aufgaben), wann (zeitliche Abfolge), wie (Qualität), womit (Ressourcen) und zu welchem Zweck (Unternehmensziele)?

•  Henry Ford (1926): Demonstration der Effizienz des Konzepts -> Einsatz von Montagebändern, die Werkstücke von einem Arbeiter zum nächsten transportierten -> Reduktion der Arbeitszeit pro Auto um 87,6% (12,5 Stunden -> 93 Minuten) (Kreitling, 2011)

•  Fritz Nordsieck (1932): Unterscheidung zwischen Aufbau- und Prozessorganisation - „Der Betrieb ist in Wirklichkeit ein fortwährender Prozess, eine ununterbrochene Leistungskette. [...] anzustreben ist in jedem Fall eine klare Prozessgliederung.“ -> Workflow-Diagramme für Arbeitsteilung, Aktivitätenabfolge und Aufgabenzuweisung

•  Michael Hammer & James Champy (1993): Business Reengineering (BR) = Neu-Strukturierung von Geschäftsprozessen, um messbare Verbesserung von Leistungsgrößen wie Kosten, Qualität, Service und Zeit zu erzielen

•  Seit Mitte der 90er Jahre: IT-Systeme mit offenen (Kommunikations-)Standards zur Geschäftsprozessmodellierung


26.07.12 Slide 4

Geschäftsprozesse und deren Modellierung

Merkmale von Geschäftsprozessen: •  Verfolgung eines oder mehrerer Ziele

(abgeleitetet aus Unternehmenszielen) •  Zerlegbar in Teilaufgaben von

Aufgabenträgern, die Organisationseinheiten angehören

•  Unternehmensressourcen notwendig (z.B. Personal, Material)

•  Geschäftsprozess tangiert oft mehrere Funktionsbereiche (z.B. Beschaffung, Produktion oder Vertrieb) -> liegt somit oftmals "quer" zur klassischen Aufbauorganisation (siehe nächste Folie)

•  Verwendung von Informationsträgern (z.B. Nachricht über Auftragsbestätigung) zur Realisierung

Beispiel: Auftragsabwicklung in einem Produktionsbetrieb

"Ein Geschäftsprozess besteht aus einer zusammenhängenden abgeschlossenen Folge von Tätigkeiten (Aktivitäten), die zur Erfüllung einer betrieblichen Aufgabe notwendig sind. Die Tätigkeiten werden von Aufgabenträgern in organisatorischen Einheiten mit ihrer Aufbau- und Ablauforganisation unter Nutzung der benötigten Produktionsfaktoren geleistet." (Staud, 2006, S. 9)

(Funk et al., 2010)


26.07.12 Slide 5

Geschäftsprozesse und deren Modellierung

•  Geschäftsprozessmodellierung = sämtliche Aktivitäten, die mit der Konstruktion von Geschäftsprozessmodellen verbunden sind

•  Einsatz von Informationsmodellen als Wissensträger und Kommunikationsmedium -> repräsentieren betriebswirtschaftlich relevante Sachverhalte (Becker & Schütte, 2004)

•  3 grundlegende Merkmale von (Prozess-)Modellen (Stachowiak, 1973; Kosiol, 1961; Ahlemann, 2006): o  Abbildungsmerkmal: Modelle

repräsentieren ein reales System (Realweltausschnitt)

o  Verkürzungsmerkmal: Modelle abstrahieren von Details des realen Systems und verkürzen somit den Realweltausschnitt

o  Pragmatisches Merkmal: Verfolgung von pragmatischen Zielen; Modelle werden für einen bestimmten Zweck konstruiert

•  Verwendung einer Modellierungssprache

(Wöhe, 1990)

Betriebsorganisation

Aufbauorganisation •  Sinnvolle Aufspaltung der Gesamtaufgabe des

Betriebs in Teilaufgaben •  Aufgabenanalyse und Aufgabensynthese zur

Bildung von Stellen (Organisationseinheiten)

Ablauforganisation •  Gestaltung von Arbeitsprozessen unter

Berücksichtigung von Raum, Zeit, Sachmitteln und Personen


26.07.12 Slide 6

Warum müssen Geschäftsprozesse modelliert werden?

Geschäftsprozess beschreibt logische Sicht auf Abläufe im Unternehmen als Menge von Aktivitäten

Resultat = Workflow-Beschreibung = formale Spezifikation eines Geschäftsprozesses “The terms workflow, workflow process, or sometimes simply process refer to a formal, executable description of a business process.” (Alonso et al., 2004)

•  Ziel: automatisierte Abarbeitung von Geschäftsprozessen und deren Abbildung auf Dienste der Anwendungslogik

•  Umsetzung eines Geschäftsprozesses in einen formalen Workflow -> einzelne Schritte / Aktivitäten müssen verfeinert -> diese können später auf Dienste der Anwendungslogik (IT-Services) abgebildet werden, z.B. Zugriff auf CRM

•  Resultat: Workflow-Beschreibung, die formalisiertes, abstraktes Modell des Geschäftsprozesses enthält

Implementierung - Anwendungslogik mit diversen Diensten, z.B. CRM, Lagerverwaltung

(Schill & Springer, 2012)


26.07.12 Slide 7

Grundlagen

•  Grundlage für Modellierung von Geschäftsprozessen -> Petri-Netze (Petri, 1962)

•  Petri-Netze = Formalismus zur Beschreibung nebenläufiger, kommunizierender Prozesse


= Stelle = passive Komponente (Objekt)

Beispiel: = Transition = aktive Komponente (Methode)

= Kante = Beziehung zwischen Komponenten

•  Aktivitäten in Geschäftsprozessen = Transitionen •  Zustände bzw. Verarbeitungergebnisse von

Aktivitäten = Stellen •  Verknüpfung von Aktivitäten eines

Geschäftsprozesses = Kanten

Petr i -Netze er lauben formale Beschreibung von Workflow-Strukturen m i t s e q u e n t i e l l e r , paralleler und bedingter A u s f ü h r u n g v o n Aktivitäten (inklusive Vor- und Nachbedingung)


26.07.12 Slide 8

Modellierungsansätze für Geschäftsprozesse

•  Darstellung der Petri-Netze aber abstrakt und auf strukturelle und dynamische Aspekte von Workflows beschränkt (z.B. keine Angaben zu Verantwortlichkeiten für die Ausführung von Aktivitäten; Arten der Datenspeicherung oder Nachrichtentypen)

•  Zudem: Modellierung von Geschäftsprozessen häufig durch Domänenexperten mit geringem technischem Hintergrund

Modellierung von Geschäftsprozessen mit Hilfe von Modellierungssprachen mit grafischer Repräsentation und Unterstützung durch Werkzeuge

z.B. UML-Aktivitätsdiagramme (Booch et al. 1999) •  Fokus liegt nicht auf Modellierung von Workflows;

Aspekte komplexer Workflows können nicht abgedeckt werden


(Grafik: Elmer, 2005 – Software Engineerung, Universität Basel)


26.07.12 Slide 9

Modellierungsansätze für Geschäftsprozesse


z.B. Business Process Model and Notation (BPMN) (OMG, 2008) •  Basierend auf Flussdiagrammen •  Einfache, grafische Notation •  Überführung von BPMN-

Diagrammen in ausführbare Workflows

•  Transfer der wirtschaftlichen in technische Sicht

•  Standardisierung

z.B. Ereignisgesteuerte Prozesskette (EPK) (Keller et al., 1992) •  Methodik und Notation zur Beschreibung von Geschäftsprozessen

-> Element des ARIS-Konzepts •  Hohe Komplexität -> hoher Schulungs- und Einarbeitungsaufwand

(Allweyer, 2005)


26.07.12 Slide 10

Business Process Model and Notation (BPMN)

•  2002 von Stephen A. White entwickelt - 2005 durch Object Management Group (OMG) zur weiteren Entwicklung übernommen

•  Seit 2006 ist BPMN offizieller Standard der OMG •  Grundlegende Elemente der Notation (Auszug)

Flow Objects

Activities Aktivitäten in einem Geschäftsprozessdiagramm

Events •  Ereignis, z.B. Erreichen eines bestimmten Datums •  3 Klassen von Events: (1) Start, Intermediate und End

(Position im Geschäftsprozess), (2) Catching und Throwing Event (Wirkung im Geschäftsprozess), (3) Timer, Message, Exception Event etc. (Art des Events)

Gateways Entscheidungspunkte oder Punkte, an denen verschiedene Kontrollflüsse zusammenlaufen

x

Beispiel: Paralles Gateway ohne Bedingung; Synchronisierung

Beispiel: Exklusives Gateway; Auswahl genau einer Kante

(Schill &

Springer, 2012; Funk et al., 2010; O

MG

, 2008; Bilder teilw

eise wikipedia.de)


26.07.12 Slide 11


Connecting Objects Sequence Flows •  verbinden Activities, Gateways und Events •  stellen dar, in welcher Reihenfolge Activities

ausgeführt werden

Message Flows •  Zeigt Austausch

von Nachrichten an

•  Temporäre Verbindung

Swimlanes (Schwimmbahnen) •  Pool = Teilnehmern in einem Workflow, d.h. Benutzer,

Rolle oder System •  Lane = Unterteilung eines Pools über dessen komplette

Länge

Artifacts •  Annotation = Kommentar •  Data Object = Artefakt, das der Geschäftsprozess bearbeitet;

elektronisch oder physisch •  Group = Visuelle Zusammenfassung von Elementen •  Association = Beziehung zwischen Flow Objects und Artifacts

(Schill &

Springer, 2012; Funk et al., 2010; O

MG

, 2008; Bilder teilw

eise wikipedia.de)


26.07.12 Slide 12


Petri-Netz

BPMN-Diagramm •  Beschreibung des

Geschäftsprozesses bleibt abstrakt und klar getrennt von technischen Details

•  Technischer Hintergrund beim Modellierer nicht notwendig

•  BMPN 2.0: XML-Schema-Definition zur Repräsentation von BMPN-Modellen -> einfacher Austausch zwischen Werkzeugen

•  BMPN-Diagramme mittels Ausführungssemantik heute auf bestimmten Plattformen auch direkt ausführbar, ansonsten Übersetzung in Business Process Execution Language (BPEL) oder XML Process Definition Language (XPDL)



26.07.12 Slide 13

Ausführung von Geschäftsprozessen (BPMN & BPEL)

•  Abstrakte Beschreibung der Geschäftsprozesse (BMPN) muss in ausführbare Beschreibungen überführt werden -> Aktivitäten müssen an konkrete Dienste der IT-Infrastruktur gebunden werden

•  Business Process Execution Language (BPEL) = von OASIS (Organization for the Advancement of Structured Information Standards) verabschiedeter Standard einer Spezifikationssprache für ausführbare Workflows

•  Basis: XML-Schema

Umsetzung von BPMN-Diagramm in BPEL



26.07.12 Slide 14


Workflows in BPEL auf zwei Ebenen beschreibbar: ①  Workflows als abstrakte Prozesse (nicht-technisch) -> Definition des Ablaufs als Choreographie von

Diensten (Beschreibung der Schnittstellen, Nachrichtenaustausch zwischen Diensten) ②  Workflows als ausführbare Prozesse (technisch) -> Orchestrierung von Diensten = Binden des

Geschäftsprozesses and Dienstinstanzen bei konkreten Anbietern; z.B. PayPal-Service zur Bezahlung

Umsetzung von BPMN-Diagramm in BPEL Definition eines Partnerverweises in

einem BPEL-Prozess

•  Partnerverweise definieren Beziehung zwischen Aufrufendem (Geschäftsprozess) und Aufgerufenem (konkretem Service)


26.07.12 Slide 15


Definition eines Partnerverweises in

einem BPEL-Prozess

Definition eines Partnerverweises in WSDL (Web

Service Description Language)


Inhaltliche Fragen zur Vorlesung


26.07.12 Slide 17


Frage (1): Bitte erklären Sie nochmals die Graphik

“Die neue Form von Information”

Information (Daten)

Informations- prozesse

Daten, Programme

Informationsobjekte

•  interaktiv •  multimedial •  ubiquitär

Informatik

Vorlesung 3 – Management der Informationswirtschaft Die neue Form von Information (Folie 9)


26.07.12 Slide 18


Vorlesung 4 – Management der Informationssysteme Referenzmodelle (Folien 13 und 17)

Frage (2): Sind Referenzmodelle, wie

Frameworks, Leitfäden zur Erstellung meines IS oder sind es Unterstützer beim

Einsatz einer Software?

Was ist ein IS Referenzmodell? •  Referenzmodelle von Softwareherstellern: Unterstützen die Prüfung des Einsatzes einer

speziellen Standardsoftware •  Dokumentationsfunktion: Kunde kann vor Kauf der Software feststellen, ob die Software

seinen Anforderungen entspricht (Funktionalität und Abläufe) •  Schulungsfunktion: Schulung der Mitarbeiter nach Erwerb der Software •  Dokumentation der Abläufe im Betrieb des Kunden

Was ist ein Referenzmodell? •  Informationsmodell, welches auch in anderen

Anwendungskontexten als dem ursprünglichen wiederverwendet wird.

•  Hat allgemeingültigen Charakter für gesamte Branche •  Ausgangsbasis für weitere Entwicklungen


26.07.12 Slide 19


Vorlesung 7 – Architekturen von Informationssystemen Anwendungsorientierte Middleware (Folie 11) •  Setzt auf kommunikationsorientierter Middleware auf •  Erweitert diese um...

-  Laufzeitumgebung -  Dienste -  Komponentenmodell

•  Beispiele: CORBA, J2EE/Java EE, .Net

(Ham

merschall, 2005)

Verteiltes System

KommunikationsinfrastrukturBetriebs-system

Laufzeitumgebung

Anwendungs-komponente



Komponentenmodell

Dienste Dienste

Frage (3): Was sind Laufzeitumgebung, Dienste

und Komponentenmodell konkret?


26.07.12 Slide 20


Vorlesung 7 – Architekturen von Informationssystemen Architekturmodelle (Folie 14-18) (3) Komponentenbasiertes Architekturmodell

Frage (4.1): Ist im komponentenbasierten

Architekturmodell kein Rechner explizit für z.B. Lagerverwaltung oder

Auftragsbearbeitung zuständig wie im objektorientierten Architekturmodell, in welchem ein Rechner für eine Aufgabe zuständig ist (Vorverarbeitungsserver,

Kundenadministration...)?

•  Weiterentwicklung des objektorientierten Architekturmodells

•  Anwendungsfunktionen werden von Eigenschaften der verteilten Systeme getrennt

•  Jede Komponente erfüllt einen bestimmten Zweck und wird erst beim Start auf ihren jeweiligen aktuellen Einsatzzwecks hin konfiguriert, Änderungen im Quellcode sind nicht notwendig

•  Eine Laufzeitumgebung kümmert sich um die Verwaltung (z.B. Starten, Stoppen) der aktuell benötigten Komponenten

(nach Schill & Springer, 2012)


26.07.12 Slide 21


Vorlesung 7 – Architekturen von Informationssystemen Architekturmodelle (Folie 14-18) (4) Dienstorientiertes Architekturmodell

Frage (4.2): Nach welcher Art von Diensten richtet sich

die Architektur? (Beispiel)

Was ist gemeint mit "Vergleichbar mit Komponenten kapseln Dienste

Funktionalität und Daten jedoch auf einer höheren konzeptionellen Ebene, z.B.

komplette Geschäftsprozesse" ?

•  Prozessorientierter Ansatz mit Diensten als Basiskonzept

•  Dienste werden im verteilten System angeboten, gesucht und genutzt

•  Vergleichbar mit Komponenten. Dienste kapseln Funktionalität und Daten jedoch auf einer höheren konzeptionellen Ebene, z.B. komplette Geschäftsprozesse

•  Jeder Dienst hat eine Schnittstelle über die er angefragt wird

•  Ziel: Interoperabilität über Plattform- und Unternehmensgrenzen hinweg

Beispiel: Service Oriented Architectures (SOA) realisiert als SOAP Web Services

(nach Schill & Springer, 2012)


26.07.12 Slide 22


Vorlesung 7 – Architekturen von Informationssystemen Kommunikationsmodelle (Folie 24)

Frage (5): Wer ist wann Empfänger und

Sender? Können sich diese Rollen auch verändern?

(Beispiel) •  Kommunikationsmodelle beschreiben das Protokoll der

Kommunikation zwischen verschiedenen Knoten in verteilten Systemen, die sog. Interprozesskommunikation (IPC)

•  Es wird zwischen synchroner und asynchroner Kommunikation unterschieden

(Hammerschall, 2005)

•  Direktes Ergebnis •  Leicht implementierbar •  Enge Kopplung •  Hohe Abhängigkeit

(besonders im Fehlerfall)

•  Effizient, da keine Blockierung

•  Geringe Fehlerabhängigkeit

•  Komplizierter umzusetzen

•  Ergebnis muss aktiv bezogen werden


26.07.12 Slide 23

Literatur

Bücher: •  Allweyer, T. (2005), Geschäftsprozessmanagement, W3l. •  Alonso, G.; Casati, F.; Kuno, H. & Machiraju, V. (2004), Web Services: Concepts, Architectures and Applications, Springer, Berlin. •  Becker, J. & Schütte, R. (2004), Handelsinformationssysteme, Verlag Moderne Industrie, Frankfurt am Main. •  Ford, H. (1926), Today and Tomorrow, Doubleday, Page and Company, Garden City. •  Funk, B.; Marx Gómez, J.; Niemeyer, P. & Teuteberg, F. (2010), Geschäftsprozessintegration mit SAP - Fallstudien zur Steuerung von

Wertschöpfungsprozessen entlang der Supply Chain, Springer. •  Hammer, M. & Champy, J. (1993), Reengineering the Corporation – A Manifesto for Business Revolution, Harper Collins, New York. •  Nordsieck, F. (1934), Grundlagen der Organisationslehre, Poeschel, Stuttgart. •  Nordsieck, F. (1932), Die schaubildliche Erfassung und Untersuchung der Betriebsorganisation, Poeschel, Stuttgart. •  Schill, A. & Springer, T. (2012), Verteilte Systeme - Grundlagen und Basistechnologien, Springer. •  Smith, A. (1776), An Inquiry into the Nature and Causes of the Wealth of Nations. •  Stachowiak, H. (1973), Allgemeine Modelltheorie, Springer, Wien. •  Staud, J. (2006), Geschäftsprozessanalyse: Ereignisgesteuerte Prozessketten und objektorientierte Geschäftsprozessmodellierung

für Betriebswirtschaftliche Standardsoftware, Springer, Berlin. •  Taylor, F. W. (1911), The principles of scientific management, Harper & Brothers, London. •  Wöhe, G. (1990), Einführung in die Allgemeine Betriebswirtschaftslehre, Vahlen.

Paper: •  Ahlemann, F. (2006), Unternehmensweites Projektcontrolling: Ein Referenzmodell für Software- und Organisationssysteme, in U.

Hoppe; B. Rieger; F. Teuteberg & T. Witte, ed., 'Schriften des Instituts für Informationsmanagement und Unternehmensführung (IMU), Bd 1. Eul', Lohmar, Köln.


26.07.12 Slide 24

Literatur

•  Booch, G.; Rumbaugh, J. & Jacobson, I. (1999), 'The Unified Modeling Language User Guide', Journal of Database Management 4, 51-52.

•  Keller, G.; Nüttgens, M. & Scheer, A. (1992), 'Semantische Prozeßmodellierung auf der Grundlage Ereignisgesteuerter Prozeßketten (EPK)'(Heft 89), Technical report, Institut fџr Wirtschaftsinformatik, Saarbrџcken.

•  Kosiol, E. (1961), 'Modellanalyse als Grundlage unternehmerischer Entscheidungen', Zeitschrift für handelswissenschaftliche Forschung 13, 318ff.

•  Kreitling, H. (2011), ‘Henry Ford und sein Fließband’, Welt am Sonntag, 05.06.2011. •  Object Management Group (OMG)‚ (2008), 'Business Process Management Initiative (BPMI): Business Process Modeling Notation

(BPMN) Information', Technical report. •  Petri, C. A. (1962), 'Kommunikation mit Automaten', PhD thesis, Technische Hochschule Darmstadt.


Univ.-Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Maass Lehrstuhl für Betriebswirtschaftslehre, insb. Wirtschaftsinformatik im Dienstleistungsbereich (Information and Service Systems ISS) Universität des Saarlandes, Saarbrücken

Vorlesungsagenda Übersicht - WillkommenReduktion der Arbeitszeit pro Auto um 87,6% (12,5 Stunden ->...

Documents

Transcript of Vorlesungsagenda Übersicht - WillkommenReduktion der Arbeitszeit pro Auto um 87,6% (12,5 Stunden ->...