Eine Methode zur Entwicklung dynamischer Geschäftsprozesse auf Basis von Ereignisverarbeitung

H e r a u s g e b e r

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E. h. Dr. h. c. Dieter Spath

Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Prof. e. h. mult. Dr. h. c. mult. Hans-Jörg Bullinger

Institut für Arbeitswissenschaft und Technologiemanagement IAT

der Universität Stuttgart, Stuttgart

Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO, Stuttgart

F R A U N H O F E R V E R L A G

B a n d 1 5

. U H Ą L P L U  9 L G D Ë N R Y L É

Eine Methode zur Entwicklung dynamischer Geschäftsprozesse auf Basis

von Ereignisverarbeitung

Kontaktadresse:

Institut für Arbeitswissenschaft und Technologiemanagement IAT der Universität Stuttgart und

Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO

Nobelstraße 12, 70569 Stuttgart Telefon + 49 711 970-01, Fax -2299 www.iat.uni-stuttgart.de www.iao.fraunhofer.de Schriftenreihe zu Arbeitswissenschaft und Technologiemanagement Herausgeber:

Univ. Prof. Dr.-Ing. E.h. Dr. h. c. Dieter Spath Univ. Prof. Dr.-Ing. habil. Prof. e.h. mult. Dr. h.c. mult. Hans-Jörg Bullinger

Institut für Arbeitswissenschaft und Technologiemanagement IAT der Universität Stuttgart und

Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO

%LEOLRJUDğVFKH,QIRUPDWLRQGHU Deutschen Nationalbibliothek:

Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen National-ELEOLRJUDğHGHWDLOOLHUWHELEOLRJUDğVFKH'DWHQVLQG im Internet über www.dnb.de abrufbar.

D 93

Zugl.: Stuttgart, Univ., Diss., 2014

Fraunhofer-Informationszentrum Raum und Bau IRB, Stuttgart

Für den Druck des Buches wurde chlor- und säurefreies Papier verwendet.

© by FRAUNHOFER VERLAG, 2014 Fraunhofer-Informationszentrum Raum und Bau IRB

Postfach 800469, 70504 Stuttgart Nobelstraße 12, 70569 Stuttgart Telefon +49 711 970-2500, Fax -2508 E-Mail verlag@fraunhofer.de

http:// verlag.fraunhofer.de

Alle Rechte vorbehalten

Dieses Werk ist einschließlich aller seiner Teile ur-heberrechtlich geschützt. Jede Verwertung, die über die engen Grenzen des Urheberrechts gesetzes hin-ausgeht, ist ohne schriftliche Zu stimmung des Ver-lages unzulässig und strafbar. Dies gilt insbesondere IđU9HUYLHOIÃOWLJXQJHQ²EHUVHW]XQJHQ0LNURYHUğO-mungen sowie die Speicherung in elektronischen Systemen. Die Wiedergabe von Warenbezeichnun-gen und Handelsnamen in diesem Buch berechtigt nicht zu der Annahme, dass solche Bezeichnungen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetz gebung als frei zu betrachten wären und des-halb von jedermann benutzt werden dürften. Soweit in diesem Werk direkt oder indirekt auf Gesetze, Vorschriften oder Richtlinien (z.B. DIN, VDI) Bezug genommen oder aus ihnen zitiert worden ist, kann der Verlag keine Gewähr für Richtigkeit, Vollständig-keit oder Aktualität über nehmen.

ISSN 2195-3414

Grundlage der Arbeiten am Institut für

Arbeitswissenschaft und Technologie

mana-gement IAT der Universität Stuttgart und

am kooperierenden Fraunhofer-Institut für

Arbeitswirtschaft und Organisation IAO

ist die Überzeugung, dass unternehmerischer

Erfolg in Zeiten globalen Wettbewerbs vor

allem bedeutet, neue technologische Poten -

zi ale nutzbringend einzusetzen. Deren

er-folgreicher Einsatz wird vor allem durch die

Fähigkeit bestimmt, kunden- und mitarbeiter-

orientiert Technologien schneller als die Mit

-bewerber zu entwickeln und anzuwenden.

Dabei müssen gleichzeitig innovative und

anthropozentrische Konzepte der Arbeits

-organisation zum Einsatz kommen. Die

syste-matische Gestaltung wird also erst durch die

Bündelung von Management- und

Technolo-giekompetenz ermöglicht. Dabei wird durch

eine ganzheitliche Betrachtung der Forschungs-

und Entwicklungsthemen gewährleistet,

dass wirtschaftlicher Erfolg,

Mitarbeiterinter-essen und gesellschaftliche Auswir kungen

immer gleichwertig berücksichtigt werden.

Die im Rahmen der Forschungsarbeiten an

den Instituten entstandenen Dissertationen

werden in der »Schriftenreihe zu

Arbeits-wissenschaft und Technologiemanagement«

veröffentlicht. Die Schriftenreihe ersetzt die

Reihe »IPA-IAO Forschung und Praxis«,

herausgegeben von H. J. Warnecke,

H.-J. Bullinger, E. Westkämper und D. Spath.

In dieser Reihe sind in den vergangenen

Jahren über 500 Dissertationen erschienen.

Die Herausgeber wünschen den Autoren,

dass ihre Dissertationen aus den Bereichen

Arbeitswissenschaft und Technologie -

mana gement in der breiten Fachwelt als

wichtige und maßgebliche Beiträge wahr-

genommen werden und so den Wissens-

stand auf ein neues Niveau heben.

Diese Arbeit wurde während meiner Tätig-

keit als wissenschaftlicher Mitarbeiter am

Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und

Organisation IAO in Stuttgart angefertigt.

Die wesentlichen Konzepte der Methode

wurden im Rahmen des vom

Bundesministeri-um für Wirtschaft und Technologie (BMWi)

geförderten Forschungsprojekts THESEUS/

TEXO (siehe http://theseus.pt-dlr.de/de/texo.

php) erarbeitet. Der Anwendungsfall und

die Grundidee der Arbeit stammen aus dem

ebenfalls vom BMWi geförderten

Forschungs-projekt iC-RFID (intelligentes Catering mittels

5DGLRIUHTXHQ],GHQWLğNDWLRQVLHKHKWWS

www.pt-ikt.de/de/95.php).

Ich bedanke mich bei Herrn Prof. Ing.

Dr.-Ing. E.h. Dr. h.c. Dieter Spath für die

wohl-wollende Förderung und die wissenschaftliche

Betreuung meiner Arbeit. Mein Dank gilt

auch Herrn Prof. Dr.-Ing. Prof. E.h. Dr.-Ing.

E.h. Dr. h.c. mult. Engelbert Westkämper i.R.

für die Übernahme des Mitberichts. Ebenso

danke ich Frau Prof. Dr. rer. pol. Dipl.-Ing.

Meike Tilebein für die Wahrnehmung des

zweiten Mitberichts und die Vorbereitung

auf den Dissertationsvortrag.

danken, die meine Arbeit inhaltlich begleitet

und mich mit wertvollen Anregungen,

kon-struktiver Kritik und Motivation jederzeit

unterstützt hat. Weiterhin danke ich meinen

Kolleginnen und Kollegen im Competence

Center Electronic Business für die angenehme

Zusammenarbeit, allen voran Nico Weiner für

den ständigen Ansporn, die hilfreichen Impulse

bei der Besprechung unserer Dissertationen

und vor allem die gemeinsame Zeit. Mein

Dank gilt auch Thomas Renner für die

Mög-lichkeit der Beteiligung an den

Forschungs-projekten und die anregenden Diskussionen

sowie allen Co-Autoren meiner

wissenschaft-lichen Publikationen für die gute Koopera-

tion. Nicht zuletzt möchte ich mich bei allen

Studenten bedanken, die als Teilnehmer von

Studienprojekten oder als wissenschaftliche

Hilfskräfte zum Gelingen dieser Arbeit

beige-tragen haben, insbesondere bei Daniel Huss

für seinen unermüdlichen Einsatz und seine

kompetente Unterstützung. Meinem

Gefähr-ten David Tastekin danke ich herzlich für das

gemeinsame Arbeiten an unseren

Dissertatio-QHQGLHKÃXğJHQ(UPXQWHUXQJHQXQGGLH

wohltuenden Ablenkungen.

dieser Arbeit und darüber hinaus immer zur

Seite standen und stehen, allen voran meiner

Frau Antonija, meinen Eltern Stanka und

Mirko sowie meiner Familie, von Herzen

danken: hvala za sve!

Stuttgart, im Mai 2014

.UHĄLPLU9LGDËNRYLÉ

Von der Fakultät Konstruktions-, Produktions- und Fahrzeugtechnik der Universität Stuttgart

zur Erlangung der Würde eines Doktor-Ingenieurs (Dr.-Ing.) genehmigte Abhandlung

Vorgelegt von

Dipl.-Ing. Dipl.-Kfm. Krešimir Vidačković geboren in Waiblingen

Hauptberichter: Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. Dr. h.c. Dieter Spath

Mitberichter: Prof. Dr.-Ing. Prof. E.h. Dr.-Ing. E.h. Dr. h.c. mult. Engelbert Westkämper i.R. Mitberichterin: Prof. Dr. rer. pol. Dipl.-Ing. Meike Tilebein

Tag der mündlichen Prüfung: 24.4.2014

Institut für Arbeitswissenschaft und Technologiemanagement IAT der Universität Stuttgart

and keep movin’ forward...”

In einem dynamischen Geschäftsumfeld, mit dem viele Unternehmen heutzutage konfrontiert sind, ist die Umsetzung des sogenannten Echtzeitunternehmens zu einer Notwendigkeit geworden. Dem-nach sind im Wettbewerb stets zeitaktuelle Informationen zu nutzen, um Ineffizienzen im Geschäfts-betrieb zu vermeiden. In diesem Kontext erweist sich die Orientierung an Geschäftsprozessen als wesentlicher Faktor, wobei deren Automatisierung mittels Informations- und Kommunikationssys-temen eine bedeutende Rolle spielt. Die zunehmende Dynamik im Geschäftsumfeld stellt jedoch höhere Anforderungen an die Anpassungsfähigkeit von informationstechnisch unterstützten Ge-schäftsprozessen, als mit den bewährten Geschäftsprozessmodellen abzubilden ist. Diese müssen nun selbst dynamische Eigenschaften aufweisen, wodurch sie sich zur Laufzeit möglichst zeitnah an die jeweils aktuelle Situation anpassen können.

Die noch junge Disziplin der Ereignisverarbeitung, englisch Complex Event Processing (CEP), liefert ein geeignetes Konzept zur Dynamisierung von Geschäftsprozessen. Im Kern realisiert diese die Echtzeitverarbeitung von auftretenden Ereignissen, um bedeutsame Beziehungen innerhalb ei-ner Vielzahl von Ereignissen zu identifizieren und unmittelbar darauf zu reagieren. Hierfür werden die Ereignisverarbeitungsregeln derart definiert, dass alle eingehenden Ereignisse in Echtzeit nach sogenannten Ereignismustern analysiert werden, welche jeweils relevante Situationen repräsentie-ren und die Generierung weiterer Ereignisse als unmittelbare Reaktion auslösen. Somit können Geschäftsprozessmodelle mit dynamischen Eigenschaften ausgestattet werden, indem sie mit Ereig-nisverarbeitung angereichert werden. Für diesen kombinierten Fachbereich hat sich im englischen Sprachgebrauch der Begriff Event-Driven Business Process Management (EDBPM) etabliert.

Trotz einiger existierender Ansätze in diesem Umfeld steht bisher allerdings keine umfassen-de Methoumfassen-de zur Verfügung, die eine moumfassen-dellbasierte Entwicklung von dynamischen Geschäftspro-zessen auf Grundlage von Konzepten der Ereignisverarbeitung bis hin zu deren automatisierter Ausführung ermöglicht. Ziel dieser Arbeit ist daher die Konzeption und Umsetzung einer solchen Methode, wobei in erster Linie fachlich orientierte Experten und nur in geringerer Priorisierung IT-Entwickler adressiert werden. Neben einem Vorgehen mit verantwortlichen Rollen behandelt diese Arbeit vornehmlich das zugrunde liegende Ereignisverarbeitungsmodell sowie dessen automatische Transformation in ausführbaren Code.

Das Vorgehen zur Modellierung und Ausführung dynamischer Geschäftsprozesse auf Basis von Ereignisverarbeitung beruht auf einem Top-Down-Ansatz. Demnach werden zunächst im Geschäfts-prozessmodell die Stellen mit den erforderlichen dynamischen Eigenschaften identifiziert, die auf Wirkungen von Ereignissen zur Laufzeit zurückzuführen sind, und als sogenannte Dynamikein-heiten modelliert. Anschließend werden die entsprechenden Ereignisverarbeitungsregeln und das zugehörige Ereignismodell spezifiziert.

Mit der sogenannten EPMN (Event Processing Model and Notation) wird ein neuartiges Modell für die Echtzeitverarbeitung von Ereignissen und insbesondere von komplexen Beziehungen zwi-schen mehreren Ereignissen eingeführt. Für die EPMN wird ein Metamodell definiert, mit dem die

verfügbaren Elemente sowie die Syntax ihrer Verknüpfungen zu Ereignisverarbeitungsregeln for-mal beschrieben werden. Das Metamodell basiert auf dem Eclipse Modeling Framework (EMF), das sich auf die plattformunabhängigen Technologien XML (Extensible Markup Language) und Java stützt und eine umfassende Werkzeugkette für die modellbasierte Softwareentwicklung zur Verfü-gung stellt. Die EPMN enthält auch eine grafische Notation, mit der die Ereignisverarbeitungsregeln letztlich modelliert werden. Um eine möglichst nahtlose Integration mit dem Geschäftsprozessmo-dell zu gewährleisten, orientiert sich die Notation visuell an der BPMN (Business Process Model and Notation), die in der Version 2.0 als ausführbares Geschäftsprozessmodell eingesetzt werden kann.

Zur Spezifizierung der Ereignisse, welche innerhalb der Ereignisverarbeitungsregeln zum Ein-satz kommen, wird ein frei definierbares Ereignismodell basierend auf XML Schema vorgeschlagen. Die Entwicklung des Ereignismodells wird im Rahmen der konzipierten Methode dermaßen unter-stützt, dass die in den Ereignisverarbeitungsregeln genutzten Ereignisattribute jeweils automatisch extrahiert werden und für die Definition des Ereignismodells zur Verfügung stehen.

Der modellbasierten Entwicklung folgend kann das Ereignisverarbeitungsmodell, welches in EPMN plattformunabhängig definiert wird, in eine plattformspezifische Ereignisverarbeitungsspra-che, englisch Event Processing Language (EPL), transformiert werden, um als Code direkt in einer Ereignisverarbeitungsplattform ausführbar zu sein. Dies entspricht der Transformation eines platt-formunabhängigen Modells, englisch Platform-Independent Model (PIM), in eine plattformspezifi-sche Implementierung, englisch Platform-Specific Implementation (PSI). Da in dieser Arbeit die frei verfügbare und weitverbreitete Ereignisverarbeitungsplattform Esper als Ausführungsumgebung vorgesehen ist, werden die erforderlichen Transformationsschablonen für deren spezifische Ereig-nisverarbeitungssprache definiert und umgesetzt.

Das Vorgehen mit dem zugrunde liegenden Modell dynamischer Geschäftsprozesse wird durch prototypisch entwickelte Softwarewerkzeuge unterstützt. Hierbei handelt es sich einerseits um ein webbasiertes Modellierungswerkzeug und andererseits um eine Ausführungsumgebung.

Die Ergebnisse dieser Arbeit werden anhand eines Anwendungsfalls aus der Luftfahrt bewertet, indem die konzipierte Methode im Rahmen des Managements von Echtzeitversorgungsketten im Catering eingesetzt wird.

In a dynamic business environment, many companies are faced with these days, the implementation of the so-called Real-Time Enterprise has become imperative. Thus, up-to-date information has to be used in competition at all times in order to avoid inefficiencies in business operations. In this con-text, the alignment with business processes turns out to be a crucial factor while their automation through information and communication systems plays a major role. However, the increasing dyna-mics in the business environment imposes higher requirements on the adaptability of IT-supported business processes than what is applicable with the established business process models. These now have to feature dynamic capabilities themselves for being able to adapt at runtime to each current situation as soon as possible.

The emerging discipline of Complex Event Processing (CEP) provides a suitable concept for dy-namizing business processes. Basically, it realizes the real-time processing of occurring events in order to identify meaningful relations within a multitude of events and react on them immediately. For this purpose, event processing rules are defined such that all incoming events are analyzed in realtime for so-called event patterns which represent relevant situations each and initiate the gene-ration of additional events as immediate reactions. Thus, business process models may be equipped with dynamic capabilities by enriching them with event processing. For this combined discipline, the term Event-Driven Business Process Management (EDBPM) has established itself.

Despite some existing approaches in this context, no comprehensive method is available yet offering model-driven development of dynamic business processes resting upon concepts of event processing right up to their automated execution. Therefore, the goal of this thesis is to design and realize such a method, whereas business experts are addressed above all while IT developers are on a lower priority. Beside a procedure with responsible roles, this thesis especially covers the underlying event processing model as well as its automated transformation into executable code.

The procedure for modeling and execution of dynamic business processes resting upon event processing is based on a top-down approach. Thus, the positions with required dynamic capabilities within the business process model are identified at first, which are impacts of events at runtime, and so-called dynamic entities are modeled. Subsequently, the corresponding event processing rules and the related event model are specified.

With the so-called EPMN (Event Processing Model and Notation), a novel model for the real-time processing of events and particularly of complex relations between several events is introduced. A meta-model for the EPMN is defined describing formally the available elements as well as the syntax of their connections into event processing rules. The meta-model is based on the Eclipse Modeling Framework (EMF), which rests upon the platform-independent technologies XML (Exten-sible Markup Language) and Java and provides a comprehensive toolset for model-driven software development. The EPMN also offers a graphical notation being used for the actual modeling of the event processing rules. In order to ensure an as seamless as possible integration with the business

process model, the notation is visually oriented towards the BPMN (Business Process Model and Notation), which in version 2.0 is usable as an executable business process model.

For the specification of the events being used within the event processing rules, a freely definable event model based on XML schema is proposed. The development of the event model within the scope of the designed method is supported such that the event attributes used in the event proces-sing rules are extracted automatically each and are available for the definition of the event model.

Following the model-driven development approach, the event processing model being defined in a platform-independent way with EPMN may be transformed into a platform-specific Event Pro-cessing Language (EPL) in order to be directly executable in an event proPro-cessing platform. This corresponds to the transformation of a Platform-Independent Model (PIM) into a Platform-Specific Implementation (PSI). As in this thesis, the freely available and wide-spread event processing plat-form Esper is envisaged as the execution environment, the required transplat-formation templates for its specific Event Processing Language are defined and implemented.

The procedure with the underlying model of dynamic business processes is supported by proto-typically developed software tools. These are on the one hand a web-based modeling tool and on the other hand an execution environment.

The results of this thesis are evaluated with an use case from the aviation industry by utilizing the designed method for the management of real-time supply chains for catering.

Zusammenfassung 11 Abstract 13 Abkürzungen 17 Abbildungen 19 Tabellen 21 Listings 23 1 Einführung 25

1.1 Hintergrund und Motivation . . . 25

1.2 Problemstellung . . . 27

1.3 Zielsetzung und Fokus der Betrachtungen . . . 29

1.4 Vorgehen und Aufbau der Arbeit . . . 30

2 Stand der Wissenschaft und Technik 33 2.1 Automatisierung von Geschäftsprozessen . . . 33

2.1.1 Merkmale und Kriterien . . . 34

2.1.2 Gegenüberstellung geeigneter Modellierungssprachen . . . 36

2.2 Konzept der Ereignisverarbeitung . . . 40

2.2.1 Merkmale und Kriterien . . . 43

2.2.2 Bewertung von Funktionalitäten der Ereignisverarbeitung . . . 46

2.3 Dynamische Geschäftsprozesse auf Basis von Ereignisverarbeitung . . . 47

2.3.1 Merkmale und Kriterien . . . 48

2.3.2 Gegenüberstellung vorhandener Forschungsansätze . . . 50

2.4 Zusammenfassung der wesentlichen Erkenntnisse und Defizite . . . 54

3 Lösungsansatz und Anforderungen 55 3.1 Lösungsansatz . . . 55

3.2 Anforderungen . . . 57

4 Konzeption der Methode 63 4.1 Bezugsrahmen und wesentliche Gestaltungsprinzipien . . . 63

4.1.1 Charakterisierung dynamischer Geschäftsprozesse . . . 63

4.1.2 Grundlagen des Methoden-Engineering . . . 64

4.1.3 Modellbasierte Softwareentwicklung . . . 66

4.2 Vorgehen . . . 71

4.3 Beteiligte Rollen . . . 73

5 Modellierung auf Geschäftsprozessebene 75 5.1 Modellierung von Geschäftsprozessen ohne Dynamik . . . 75

5.2 Segmentierung und Bildung von Dynamikeinheiten . . . 77

6 Konzeption des Ereignisverarbeitungsmodells 81 6.1 Metamodell . . . 81 6.1.1 Sprachkonstrukte . . . 81 6.1.2 Ereignisse . . . 83 6.1.3 Fenster . . . 84 6.1.4 Operatoren . . . 89 6.2 Grafische Notation . . . 96 6.2.1 Container . . . 96 6.2.2 Ereignisse . . . 97 6.2.3 Operatoren . . . 98 6.2.4 Fenster . . . 100 6.2.5 Verbindungen . . . 103 6.3 Ereignismodell . . . 105

6.4 Transformation in plattformspezifische Implementierung . . . 108

6.4.1 Abhängigkeiten bei der Transformation . . . 110

6.4.2 Ereignisstromhierarchie . . . 111 6.4.3 Transformationsübergangsmodell . . . 113 6.4.4 Transformationsschablonen . . . 113 7 Softwaretechnische Implementierung 125 7.1 Webbasiertes Modellierungswerkzeug . . . 125 7.1.1 Implementierte Komponenten . . . 126 7.1.2 Softwarearchitektur . . . 127 7.1.3 Benutzung . . . 128 7.2 Ausführungsumgebung . . . 130 7.2.1 Softwarearchitektur . . . 130 7.2.2 Benutzung . . . 131

8 Anwendung und Bewertung 133 8.1 Management von Echtzeitversorgungsketten im Luftfahrt-Catering . . . 133

8.2 Anwendung der konzipierten Methode . . . 136

8.3 Bewertung der Anforderungserfüllung . . . 145

9 Schlussbetrachtung 151 9.1 Kritische Würdigung . . . 151

9.2 Ausblick . . . 152

Referenzen 155 Anhang 169 A Englisch-Vokabeln für die Implementierung . . . 169

B Metamodell des Ereignisverarbeitungsmodells . . . 171

C Metamodell des Transformationsübergangsmodells . . . 175

D Quellcodes der Transformationsvorschriften . . . 183

A-ME . . . Anforderung bezüglich Methoden-Engineering A-MQ . . . Anforderung bezüglich Modellierungsqualität

A-MQ-BA . . . Anforderung bezüglich Modellierungsqualität zur Benutzeradäquanz A-MQ-DA . . . Anforderung bezüglich Modellierungsqualität zur Domänenadäquanz A-MQ-MA . . . Anforderung bezüglich Modellierungsqualität zur Modelliereradäquanz A-MQ-OA . . . Anforderung bezüglich Modellierungsqualität zur Organisationsadäquanz A-MQ-VA . . . Anforderung bezüglich Modellierungsqualität zur Verständnisadäquanz A-MQ-WA . . . Anforderung bezüglich Modellierungsqualität zur Werkzeugadäquanz A-PS . . . Anforderung bezüglich der Problemstellung

ARIS . . . Architektur integrierter Informationssysteme

BAM . . . Business Activity Monitoring BEMN . . . Business Event Modeling Notation bm . . . Business Models

BMWi . . . Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie BPEL4People . . . WS-BPEL Extension for People

BPM . . . Business Process Management

BPMN . . . Business Process Model and Notation BPMS . . . Business Process Management System BPR . . . Business Process Redesign

CEP . . . Complex Event Processing

dbpm . . . Dynamic Business Process Management DSL . . . Domain-Specific Language

EBNF . . . Extended Backus-Naur Form ECA . . . Event, Condition, Action EDA . . . Event-Driven Architecture

EDBPM . . . Event-Driven Business Process Management EMF . . . Eclipse Modeling Framework

EMOF . . . Essential Meta Object Facility EPK . . . Ereignisgesteuerte Prozesskette EPL . . . Event Processing Language

EPMN . . . Event Processing Model and Notation EPTS . . . Event Processing Technical Society ESP . . . Event Stream Processing

FIFO . . . First In, First Out

FMC . . . Fundamental Modeling Concepts

GoM . . . Grundsätze ordnungsmäßiger Modellierung GUI . . . Graphical User Interface

HTTP . . . Hypertext Transfer Protocol

IATA . . . International Air Transport Association

iC-RFID . . . intelligentes Catering mittels Radiofrequenz-Identifikation ICAO . . . International Civil Aviation Organization

IEC . . . International Electrotechnical Commission IKT . . . Informations- und Kommunikationstechnik

ISO . . . International Organization for Standardization IT . . . Informationstechnik

JBI . . . Java Business Integration JMS . . . Java Message Service JSON . . . JavaScript Object Notation

MDA . . . Model-Driven Architecture

MDSD . . . Model-Driven Software Development moby . . . Methodology for Business Dynamics MOF . . . Meta Object Facility

MOFM2T . . . MOF Model to Text Transformation Language

OASIS . . . Organization for the Advancement of Structured Information Standards OMG . . . Object Management Group

PIM . . . Platform-Independent Model PSI . . . Platform-Specific Implementation PSM . . . Platform-Specific Model

RDF . . . Resource Description Framework RFID . . . Radiofrequenz-Identifikation

SCM . . . Supply Chain Management SEQUAL . . . Semantic Quality Framework SOA . . . Service-Oriented Architecture SVG . . . Scalable Vector Graphics

UML . . . Unified Modeling Language US-Dollar . . . United States Dollar

W3C . . . World Wide Web Consortium

WS-BPEL . . . Web Services Business Process Execution Language WS-EventDescriptions Web Services Event Descriptions

WS-HumanTask . . . . Web Services Human Task

WSDL . . . Web Services Description Language WSDM . . . Web Services Distributed Management

XMI . . . XML Metadata Interchange XML . . . Extensible Markup Language XSD . . . XML Schema Definition

Abbildung 1.1: Vorgehen und Aufbau der Arbeit . . . 31

Abbildung 2.1: Phasenmodell bei der Automatisierung von Geschäftsprozessen . . . 34

Abbildung 2.2: Elemente ereignisgesteuerter Architekturen . . . 40

Abbildung 2.3: Logische Strukturierungsschichten von Ereignisverarbeitungssystemen . . . . 43

Abbildung 2.4: Ebenen dynamischer Geschäftsprozesse . . . 49

Abbildung 4.1: Elemente der Methodenbeschreibung und deren Zusammenhänge . . . 64

Abbildung 4.2: Bezugsrahmen einer domänenspezifischen Modellierungssprache . . . 67

Abbildung 4.3: Wesentliche Elemente des Ecore-Metamodells . . . 69

Abbildung 4.4: Zusammenhänge der Modelle für die Entwicklung . . . 70

Abbildung 4.5: Vorgehen in der Übersicht . . . 72

Abbildung 5.1: Modellierungsframework mit BPMN (Business Process Model and Notation) . 75 Abbildung 5.2: Beziehungen innerhalb einer Dynamikeinheit . . . 79

Abbildung 6.1: Wesentliche Elemente des Metamodells . . . 81

Abbildung 6.2: Ereignisse im Metamodell . . . 83

Abbildung 6.3: Fenster im Metamodell . . . 85

Abbildung 6.4: Bedingungsoperatoren im Metamodell . . . 89

Abbildung 6.5: Beziehungsoperatoren im Metamodell . . . 92

Abbildung 6.6: Container in der grafischen Notation . . . 96

(a) Ereignisregel-Container (b) Fenster-Container Abbildung 6.7: Ereignisse in der grafischen Notation . . . 97

(a) Eingehendes Ereignis (b) Generiertes Ereignis Abbildung 6.8: Bedingungsoperatoren in der grafischen Notation . . . 98

(a) Filteroperator (b) Kardinalitätsoperator (c) Absenzoperator Abbildung 6.9: Beziehungsoperatoren in der grafischen Notation . . . 99

(a) Konjunktionsoperator (b) Disjunktionsoperator (c) Sequenzoperator (d) Funktionsoperator Abbildung 6.10: Feste Fenster in der grafischen Notation . . . 101

(a) Festes Ereignisfenster (b) Festes Ereigniszeitfenster (c) Festes Zeitereignisfenster (d) Festes Zeitfenster Abbildung 6.11: Beispielhafte Sonderfälle bei festen Fenstern in der grafischen Notation . . . . 102

(a) Mit Filteroperator (b) Mit Kardinalitätsoperator (c) Mit periodischer Wiederholung Abbildung 6.12: Gleitende Fenster in der grafischen Notation . . . 103

(a) Gleitendes Zeitfenster (b) Gleitendes Längenfenster

Abbildung 6.13: Verbindungen in der grafischen Notation . . . 103 (a) Ereignisverbindung

(b) Ereignistransfer (c) Assoziation

Abbildung 6.14: Abhängigkeitsgraph bei der Transformation . . . 110 Abbildung 6.15: Ereignisstromhierarchie in der Esper-Umsetzung zur Laufzeit . . . 112

Abbildung 7.1: Ablauf bei der Entwicklung mit dem Modellierungswerkzeug . . . 126 Abbildung 7.2: Softwarearchitektur des Modellierungswerkzeugs . . . 128 Abbildung 7.3: Screenshot des Modellierungswerkzeugs . . . 129 Abbildung 7.4: Softwarearchitektur der Ausführungsumgebung . . . 130 Abbildung 7.5: Screenshot der Benutzerschnittstelle der Ausführungsumgebung . . . 132

Abbildung 8.1: Informations- und Materialfluss im Anwendungsfall . . . 135 Abbildung 8.2: Exemplarische Dynamikeinheit . . . 136 Abbildung 8.3: Exemplarische Ereignisverarbeitungsregel in grafischer Notation . . . 137 Abbildung 8.4: Exemplarisches Ereignismodell des generierten Ereignisses . . . 141 Abbildung 8.5: Exemplarisches Ereignismodell der eingehenden Bestellung . . . 142

Tabelle 2.1: Kriterien für Modellierungssprachen für dynamische Geschäftsprozesse . . . 36 Tabelle 2.2: Bewertung von Modellierungssprachen für dynamische Geschäftsprozesse . . . . 39 Tabelle 2.3: Kriterien für Funktionalitäten der Ereignisverarbeitung . . . 46 Tabelle 2.4: Bewertung von Funktionalitäten der Ereignisverarbeitung . . . 47 Tabelle 2.5: Kriterien für das Management dynamischer Geschäftsprozesse . . . 50 Tabelle 2.6: Gegenüberstellung von Forschungsansätzen für dynamische Geschäftsprozesse . 53

Tabelle 3.1: Anforderungen bezüglich Methoden-Engineering . . . 57 Tabelle 3.2: Anforderungen bezüglich Modellierungsqualität zur Domänenadäquanz . . . 59 Tabelle 3.3: Anforderungen bezüglich Modellierungsqualität zur Verständnisadäquanz . . . . 59 Tabelle 3.4: Anforderungen bezüglich Modellierungsqualität zur Benutzeradäquanz . . . 59 Tabelle 3.5: Anforderungen bezüglich Modellierungsqualität zur Modelliereradäquanz . . . 60 Tabelle 3.6: Anforderungen bezüglich Modellierungsqualität zur Werkzeugadäquanz . . . 60 Tabelle 3.7: Anforderungen bezüglich Modellierungsqualität zur Organisationsadäquanz . . . 60 Tabelle 3.8: Anforderungen bezüglich der Problemstellung . . . 61

Tabelle 4.1: Wesentliche Gestaltungselemente der konzipierten Methode . . . 65 Tabelle 4.2: Beteiligte Rollen und deren Verantwortlichkeiten . . . 74 Tabelle 4.3: Erforderliches Know-how zur Ausführung der Aktivitäten des Vorgehens . . . 74

Tabelle 5.1: Flexibilitätstypen auf Geschäftsprozessebene . . . 77 Tabelle 5.2: Elemente in einer Dynamikeinheit . . . 79 Tabelle 5.3: Wesentliche Aspekte der Ausführungssemantik . . . 80

Tabelle 6.1: Charakterisierung der wesentlichen Elemente des Metamodells . . . 82 Tabelle 6.2: Obligatorisches Attribut aller wesentlichen Elemente des Metamodells . . . 83 Tabelle 6.3: Attribut einer Eigenschaftszuweisung im Metamodell . . . 84 Tabelle 6.4: Arten von Fenstern im Metamodell . . . 85 Tabelle 6.5: Kombinationen von Auslösern für feste Fenster im Metamodell . . . 86 Tabelle 6.6: Attribut eines Zeitpunkts im Metamodell . . . 86 Tabelle 6.7: Attribut einer Zeitdauer im Metamodell . . . 87 Tabelle 6.8: Attribute eines festen Fensters im Metamodell . . . 88 Tabelle 6.9: Attribute von gleitenden Fenstern im Metamodell . . . 88 Tabelle 6.10: Arten von Operatoren im Metamodell . . . 89 Tabelle 6.11: Arten von Bedingungsoperatoren im Metamodell . . . 89 Tabelle 6.12: Attribute eines Filterausdrucks im Metamodell . . . 90 Tabelle 6.13: Attribut eines Filteroperators im Metamodell . . . 90 Tabelle 6.14: Attribute eines Kardinalitätsoperators im Metamodell . . . 91 Tabelle 6.15: Semantik eines Kardinalitätsoperators im Metamodell . . . 91 Tabelle 6.16: Arten von Beziehungsoperatoren im Metamodell . . . 92 Tabelle 6.17: Attribut eines Sequenzsegments im Metamodell . . . 94 Tabelle 6.18: Attribute eines Funktionsausdrucks im Metamodell . . . 95 Tabelle 6.19: Attribut eines Funktionsoperators im Metamodell . . . 95 Tabelle 6.20: Symbole für feste Fenster in der grafischen Notation . . . 101 Tabelle 6.21: Verknüpfungsoptionen einer Ereignisverbindung in der grafischen Notation . . . 104 Tabelle 6.22: Verknüpfungsoptionen einer Assoziation in der grafischen Notation . . . 104

Tabelle 8.1: Exemplarische Ereignisse und Ereignistypen . . . 138 Tabelle 8.2: Eigenschaften der exemplarischen Kardinalitätsoperatoren . . . 138

Tabelle 8.3: Eigenschaften der exemplarischen Filterausdrücke . . . 139 Tabelle 8.4: Eigenschaften des exemplarischen Funktionsausdrucks . . . 139 Tabelle 8.5: Eigenschaften des exemplarischen festen Fensters . . . 139 Tabelle 8.6: Exemplarische extrahierte Eigenschaften für die Eigenschaftszuweisung . . . 139 Tabelle 8.7: Exemplarische Eigenschaften des generierten Ereignisses . . . 140 Tabelle 8.8: Exemplarische Anweisungen für die Eigenschaftszuweisung in Esper . . . 140 Tabelle 8.9: Bewertung der Anforderungserfüllung in der Übersicht . . . 149

Listing 6.1: Syntax der Eigenschaftszuweisung in Extended Backus-Naur Form (EBNF) . . . . 106 Listing 6.2: Aufbau einer beispielhaften Konfigurationsdatei für Esper . . . 109 Listing 6.3: Erzeugung des Esper-Moduls in der Haupt-Transformationsschablone . . . 113 Listing 6.4: Erzeugung von Wrapper- und Zeitticker-Ereignisströmen . . . 114 Listing 6.5: Erzeugung von Auslöser-Ereignisströmen von festen Fenstern . . . 114 Listing 6.6: Erzeugung separater Ereignisströme von Ereignistypen . . . 115 Listing 6.7: Beispiel eines transformierten Ereignisstroms für einen Ereignistyp . . . 115 Listing 6.8: Erzeugung des übergreifenden Ereignisstroms von Ereignistypen . . . 115 Listing 6.9: Verknüpfung eingehender Ereignisse und Ereignistypen . . . 116 Listing 6.10: Prüfung der Übereinstimmung eingehender Ereignisse . . . 116 Listing 6.11: Erzeugung übereinstimmender und nicht-übereinstimmender Ereignisströme . . 116 Listing 6.12: Unterscheidung von Fensterarten . . . 117 Listing 6.13: Erzeugung gleitender Zeitfenster . . . 118 Listing 6.14: Beispiel eines transformierten gleitenden Zeitfensters . . . 118 Listing 6.15: Erzeugung gleitender Längenfenster . . . 118 Listing 6.16: Beispiel eines transformierten gleitenden Längenfensters . . . 118 Listing 6.17: Unterscheidung von festen Fenstern . . . 119 Listing 6.18: Erzeugung fester Ereignisfenster . . . 119 Listing 6.19: Beispiel eines transformierten festen Ereignisfensters . . . 119 Listing 6.20: Unterscheidung von Arten von Beziehungsoperatoren . . . 120 Listing 6.21: Erzeugung von Konjunktionsoperatoren mit gleitenden Fenstern . . . 121 Listing 6.22: Beispiel eines transformierten Konjunktionsoperators . . . 121 Listing 6.23: Erzeugung von Funktionsoperatoren mit gleitenden Fenstern . . . 122 Listing 6.24: Beispiel eines transformierten Funktionsoperators . . . 122 Listing 6.25: Erzeugung von generierten Ereignissen . . . 123 Listing 6.26: Überführung der Eigenschaftszuweisung . . . 123 Listing 6.27: Beispiel einer Eigenschaftszuweisung für ein generiertes Ereignis . . . 124 Listing 6.28: Beispiel eines transformierten generierten Ereignisses . . . 124

Listing 8.1: Exemplarische Eigenschaftszuweisung für das generierte Ereignis . . . 140 Listing 8.2: Exemplarisches Ereignisverarbeitungsmodell . . . 142 Listing 8.3: Exemplarische Esper-Anweisungen . . . 143

Listing B.1: Metamodell des Ereignisverarbeitungsmodells . . . 171

Listing C.1: Metamodell des Transformationsübergangsmodells . . . 175

Listing D.1: TransformationsschablonegenerateEpl.mtl . . . 183 Listing D.2: TransformationsschablonegenerateHelperStreams.mtl . . . 184 Listing D.3: TransformationsschablonegenerateEventTypeStreams.mtl . . . 185 Listing D.4: TransformationsschablonegenerateIncomingEventStreams.mtl . . . 186 Listing D.5: TransformationsschablonegenerateWindowStreams.mtl . . . 187 Listing D.6: TransformationsschablonegenerateSlidingTimeWindow.mtl . . . 188 Listing D.7: TransformationsschablonegenerateSlidingEventWindow.mtl . . . 188 Listing D.8: TransformationsschablonegenerateFixedWindow.mtl. . . 188 Listing D.9: TransformationsschablonegenerateUnboundedWindow.mtl . . . 190 Listing D.10: TransformationsschablonegenerateOperatorStreams.mtl . . . 191 Listing D.11: TransformationsschablonegenerateSlidingWindowOperators.mtl. . . 192 Listing D.12: TransformationsschablonegenerateFixedWindowOperators.mtl . . . 194

Listing D.13: TransformationsschablonegenerateUnboundedWindowOperators.mtl . . . 196 Listing D.14: TransformationsschablonegenerateGeneratedEventStreams.mtl . . . 197 Listing D.15: Transformationsschablonequeries.mtl . . . 198 Listing D.16: Transformationsschablonemacros.mtl . . . 200

Listing E.1: Exemplarisches Ereignismodell des generierten Ereignisses . . . 207 Listing E.2: Exemplarisches Ereignismodell der eingehenden Bestellung . . . 208 Listing E.3: Esper-Modul der beispielhaften Ereignisverarbeitungsregel . . . 209

Die vorliegende Arbeit beschreibt eine Methode zur Entwicklung dynamischer Geschäftsprozesse, die mittels eines modellbasierten Ansatzes auf Grundlage von Ereignisverarbeitung konzipiert, pro-totypisch umgesetzt und im Rahmen eines Anwendungsfalls aus der Luftfahrt für das Management von Echtzeitversorgungsketten evaluiert wird.

1.1

Hintergrund und Motivation

Im Zuge der Globalisierung der Wirtschaft ist eine hohe Wettbewerbsdynamik entstanden, der vie-le Unternehmen mit der Konzentration auf Kernkompetenzen zu begegnen versuchen. Hieraus er-gibt sich meist die Notwendigkeit, mit spezialisierten Teilnehmern in unternehmensübergreifenden Wertschöpfungsketten zusammenzuarbeiten und diese nutzbringend zu koordinieren.1 _Zugleich kristallisieren sich durch die Verbreitung des Internets und der damit einhergehenden Transparenz der Märkte zunehmend mündige Kunden heraus, die Unternehmen vor immer größere Herausfor-derungen stellen. Diese sind gekennzeichnet durch gestiegene Erwartungen bezüglich individuellen Produkten und reichhaltigen Dienstleistungen bei gleichzeitig abnehmender Markentreue.2_Darüber hinaus stehen heutige Unternehmen unter dem Druck des immer schnelleren Wandels und der ste-tig neuen technologischen Möglichkeiten.3_{In einem solch turbulenten Geschäftsumfeld hängt der} Unternehmenserfolg entscheidend mit den Fähigkeiten zusammen, Veränderungen berücksichtigen und adäquat mit komplexen und schnell veränderlichen Situationen umgehen zu können.4

Diesen Anforderungen nach einer schnelleren Reaktionsfähigkeit kann mit dem Konzept des so-genannten Echtzeitunternehmens, englisch Real-Time Enterprise, begegnet werden.5 _{Unter einem} Echtzeitunternehmen wird laut Definition des Analystenhauses Gartner ein Unternehmen verstan-den, das im Wettbewerb stets zeitaktuelle Informationen nutzt, um vermeidbare Verzögerungen im ausschlaggebenden Geschäftsbetrieb zu beseitigen.6_{Zugleich wird durch unmittelbaren und} trans-parenten Informationsaustausch die Vernetzung mit Kunden und Geschäftspartnern intensiviert.7 Der Begriff Echtzeit wird hier nicht im strikten Sinne der Informatik verstanden,8_{sondern vielmehr} aus einer betriebswirtschaftlichen Perspektive betrachtet, wonach die Grundidee einer möglichst zeitnahen Bereitstellung von Informationen in allen relevanten Systemen propagiert wird, ohne präzise Vorgaben zur Erfüllung von Echtzeit zu formulieren.9

Als wesentliche Konzepte beim Management von Echtzeitunternehmen fungieren insbesondere die Integration, die Automatisierung und die Individualisierung:10

1_{vgl. Baumgarten u. a. 2002, S. 34; Kuhlin und} Thiel-mann 2005, S. 4

2_{vgl. Abolhassan 2003, S. 2}

3_{vgl. Kuhlin und Thielmann 2005, S. 4}

4_{vgl. Spath und Dill 2002, S. 163 f.; Westkämper 2009,} S. 8–15

5_{vgl. Kuhlin und Thielmann 2005, S. 2 f.; Picot und} Hess 2005, S. 31

6_{vgl. Drobik u. a. 2002, S. 1}

7_{vgl. Alt u. a. 2004, S. 20}

8_{vgl. Young 1982; Burns und Wellings 2009, S. 2;} Ben-Ari 2006, S. 285–288

9_{vgl. Fleisch und Österle 2004, S. 4}

10_{vgl. Fleisch und Österle 2004, S. 4–7; Kuhlin und} Thiel-mann 2005, S. 3

○ Integration beinhaltet die unmittelbare Erfassung interner und externer Daten ohne Zeitver-zug mittels integrierter Informationssysteme, sodass die Entstehung von gepufferten und so-mit zurückgehaltenen Informationen vermieden wird. Zudem werden sofortige Analysen die-ser Daten in Echtzeit ermöglicht. Hierfür ist allerdings sowohl eine vereinbarte Strukturie-rung der Dateninhalte als auch deren semantische Kompatibilität sicherzustellen.

○ Automatisierung ist ein weiterführendes Konzept der Integration an zweckmäßigen Stellen im Geschäftsbetrieb, wodurch reale und informationstechnische Abläufe automatisch mitein-ander verzahnt werden. Dabei werden zum einen relevante Informationen aus dem betriebli-chen Umfeld maschinell und kontextsensitiv extrahiert und zum anderen autonome Entschei-dungen durch Informationssysteme gefällt, die direkte Aktionen in der realen Welt auslösen. ○ Individualisierung bezieht sich auf die Konfiguration von Produkten und Dienstleistungen nach den individuellen Wünschen der Kunden zur Steigerung von Kundenzufriedenheit und Kundenbindung.11 _{Aus Kostengründen empfiehlt sich für Unternehmen meist eine} ausgewo-gene Form der kundenindividuellen Standardisierung mit einem sinnvollen Mix aus struktu-rierten und standardisierten Varianten, die jeweils maßgeschneidert konfiguriert werden.12

Veranschaulicht anhand dieser drei Schlüsselkonzepte, stellt die zugrunde liegende Informations-technik (IT) den offenkundigen Treiber der Gestaltung von Echtzeitunternehmen dar. Im Anschluss an die kurz nach der Jahrtausendwende geschwundene Euphorie, dass elektronischer Geschäfts-verkehr die Wirtschaftsverhältnisse umordnen würde, besteht mittels der nun wesentlich besser begriffenen Technologien und ihrer Potenziale tatsächlich die Möglichkeit, die Herausforderungen im globalen Wettbewerb durch das Konzept des Echtzeitunternehmens zu meistern.13_{Allerdings ist} bei der Umsetzung dieses Konzepts eine intensive Orientierung des Unternehmens an seinen Ge-schäftsprozessen als Kernaufgabe in den Mittelpunkt zu rücken und über die technischen Aspekte zu priorisieren, da jede Organisation im Grundsatz auf Basis ihrer Geschäftsprozesse operiert.14

Ein Geschäftsprozess bezeichnet dabei eine Reihe von Aktivitäten, die in einer organisatorischen und technischen Umgebung in koordinierter Weise von einem Unternehmen ausgeführt werden, um in ihrer Gesamtheit ein Geschäftsziel zu erreichen, wobei auch Interaktionen mit den Geschäfts-prozessen anderer Organisationen eine bedeutende Rolle spielen können.15 _{Seit den 90er Jahren} durchläuft der Fokus von Geschäftsprozessen eine stetige Evolution.16_{Im Rahmen des sogenannten} Business Process Redesign (BPR) wurde zunächst eine lokale Optimierung von innerbetrieblichen Prozessen angestrebt, indem wiederkehrende Arbeitsabläufe mittels geeigneter IT-Lösungen auto-matisiert wurden.17 _{Mit der Verbreitung des sogenannten Supply Chain Management (SCM) als} unternehmensübergreifendem Managementkonzept verlagerte sich der Schwerpunkt auf zwischen-betriebliche Geschäftsprozesse mit dem Ziel der globalen Optimierung gesamter

Wertschöpfungs-11_{vgl. McKenna 1997, S. 38}

12_{vgl. Lampel und Mintzberg 1996, S. 24 f. und 28 f.} 13_{vgl. Österle 2002, S. 120 f.}

14_{vgl. Alt u. a. 2004, S. 21; Jost und Wagner 2003, S. 104}

15_{vgl. Davenport und Short 1990, S. 12; Weske 2007, S.} 5; Becker und Kahn 2008, S. 6 f.

16_{vgl. Picot und Hess 2005, S. 31–40}

ketten durch Koordination von Materialflüssen und synchronisierten Datenaustausch.18_Die zuneh-mende Standardisierung von IT-Schnittstellen erwies sich für die Einbindung externer Partner als vorteilhaft.19 _{Folglich wurden weitergehende Geschäftsprozessnetzwerke mit einer modularen und} flexiblen Ad-hoc-Vernetzung möglich, die sich im Bereich von Produktionsnetzwerken20 _und zu-letzt im sogenannten Internet der Dienste herauskristallisiert haben, aus dem ganze Ökosysteme von Dienstanbietern hervorgegangen sind.21

Als wesentlicher Faktor von Echtzeitunternehmen erweist sich demnach das Management stan-dardisierter, automatisierbarer und über Unternehmensgrenzen hinweg integrierbarer Geschäfts-prozesse.22 _{Im Allgemeinen wird Geschäftsprozessmanagement, englisch Business Process} Manage-ment (BPM), als ganzheitliche Disziplin zur Gestaltung der Unternehmensführung verstanden, die von der strategischen Ausrichtung über Entwurf, Optimierung und Controlling von Geschäftspro-zessen bis hin zu deren operativen Ausführung reicht.23 _{Im Speziellen bezeichnet BPM ein} generi-sches Konzept zur Umsetzung von Informationssystemen, bei dem im Zuge der Automatisierung von Geschäftsprozessen deren operative Ausführung durch explizite und informationstechnisch spezifizierte Geschäftsprozessmodelle unterstützt wird (siehe Abschnitt 2.1).24

Die Anwendung von Geschäftsprozessmanagement mit all seinen Facetten hat zwar inzwischen auch in der Praxis breiten Zuspruch gefunden,25 _{jedoch stellt die zunehmende Dynamik im} Ge-schäftsumfeld deutlich höhere Anforderungen an die Anpassungsfähigkeit informationstechnisch unterstützter Geschäftsprozesse, als mit den bewährten, aber statischen Geschäftsprozessmodellen abzubilden ist. Diese müssen nun selbst dynamische Eigenschaften aufweisen, um sich zur Laufzeit möglichst zeitnah auf die jeweils aktuelle Situation anpassen zu können.26_{Laut Analystenhaus} Gart-ner ist die Umsetzung eiGart-ner dynamischen Form von Geschäftsprozessmanagement mittlerweile gar zur Notwendigkeit geworden.27

1.2

Problemstellung

Unter einem dynamischen Geschäftsprozess wird im Rahmen dieser Arbeit ein automatisierbarer Geschäftsprozess verstanden, dessen Ablauf vom Auftreten relevanter externer und interner Er-eignisse sowie insbesondere von deren Beziehungen untereinander abhängig ist und der sich in unmittelbarer Reaktion darauf in geeigneter Weise zur Laufzeit an diese anpasst. Ein dynamischer Geschäftsprozess ist in diesem Verständnis demnach ein ereignisgesteuerter Geschäftsprozess im Gegensatz zu ablauforientierten und somit eher statischen Geschäftsprozessen, welche wiederholt in derselben Weise ausgeführt werden.28

18_{vgl. Busch und Dangelmaier 2004, S. 3; Schwarzer und} Krcmar 2010, S. 229

19_{vgl. Spath u. a. 2005, S. 14 f.} 20_{vgl. Westkämper 2007, S. 7}

21_{vgl. Janiesch u. a. 2008, S. 73; Barros und Dumas 2006,} S. 36

22_{vgl. Spath u. a. 2005, S. 14} 23_{vgl. Scheer u. a. 2005a, S. 1–4}

24_{vgl. van der Aalst u. a. 2003b, S. 1; Jost und Kruppke} 2004, S. 17

25_{vgl. Scheer u. a. 2005a, S. 1–4}

26_{vgl. Schonenberg u. a. 2007, S. 1 f.; von Ammon u. a.} 2010, S. 372 f. und 378

27_{vgl. Pettey und Goasduff 2010}

Ein Ereignis bezeichnet in diesem Zusammenhang alles, was geschieht oder was als relevantes Geschehnis angesehen wird, wobei ein Ereignis im informationstechnischen Sinn als Ereignisobjekt zum Zwecke der maschinellen Verarbeitung verstanden wird.29_{Die Echtzeitverarbeitung von} Ereig-nissen, insbesondere die Identifikation komplexer Beziehungen zwischen Ereignissen im Rahmen sogenannter Ereignismuster, wird im englischen Sprachgebrauch mit Complex Event Processing (CEP) betitelt und im Folgenden als Ereignisverarbeitung bezeichnet. Gemeinsam mit der an Ereig-nissen ausgerichteten Architektur von Informationssystemen, englisch Event-Driven Architecture (EDA), stellt sie ein neuartiges und für dynamische Echtzeitsysteme zweckmäßiges Konzept dar (siehe Abschnitt 2.2).30 _{Für ein Unternehmen ist die Orientierung an relevanten Ereignissen aus} dem Geschäftsumfeld und die dazu erforderliche Nutzung von Ereignisverarbeitungssystemen ein probates Mittel, um in Echtzeit operieren zu können.31

Eine Dynamisierung von Geschäftsprozessen mittels Konzepten der Ereignisverarbeitung ist demnach ein angemessener Beitrag für das erforderliche Echtzeitmanagement in einem turbulen-ten Geschäftsumfeld. Als kombinierte Disziplin aus BPM und CEP hat sich hierfür im englischen Sprachgebrauch der Begriff Event-Driven Business Process Management (EDBPM) etabliert,32 _mit dem dynamische Geschäftsprozesse auf Basis von Ereignisverarbeitung adressiert werden (siehe Abschnitt 2.3). Diese sind insbesondere durch folgende Merkmale gekennzeichnet:33

○ Während der Ausführung des Geschäftsprozesses treten im Geschäftsumfeld vielfältige Ereig-nisse auf, die in ihrer Beschaffenheit zwar bekannt sind, deren Auftreten zur Laufzeit sowie deren konkrete Ausprägung allerdings unvorhersehbar sind.

○ Diese externen Ereignisse aus dem Geschäftsumfeld sowie interne Ereignisse aus dem laufen-den Geschäftsprozess beeinflussen zur Laufzeit laufen-den weiteren Verlauf des Geschäftsprozesses. ○ Nicht nur einzelne Ereignisse sind relevant, sondern insbesondere auch komplexe

Beziehun-gen zwischen mehreren Ereignissen, wie etwa temporale und sequenzielle BeziehunBeziehun-gen oder Operationen auf aggregierten und korrelierten Ereignissen. Diese sogenannten Ereignismus-ter sind zur Laufzeit aus der Vielzahl an auftretenden Ereignissen in Echtzeit zu identifizieren. ○ Im Zuge der Identifikation von bestimmten Ereignissen und Ereignismustern, die jeweils eine für den Geschäftsprozess relevante Situation widerspiegeln, sind automatisch unmittelbare Echtzeitreaktionen auszuführen. Diese richten den weiteren Verlauf des Geschäftsprozesses dynamisch auf die jeweils aktuellen Informationen aus den Ereignissen aus.

○ Die dynamische Berücksichtigung von Ereignissen in Echtzeit ist nur dann möglich, wenn der Geschäftsprozess selbst eine ausreichende Automatisierung aufweist.

Einen exemplarischen Anwendungsfall für eine derartige Problemstellung mit dynamischen Ge-schäftsprozessen verkörpert die Catering-Versorgungskette in der Luftfahrt. Die Ausführung die-ses unternehmensübergreifenden Geschäftsprozesdie-ses findet in einem dynamischen

Geschäftsum-29_{vgl. Luckham und Schulte 2008, S. 5}

30_{vgl. Luckham 2002, S. 29–39; Bruns und Dunkel 2010,} S. 5

31_{vgl. Schulte 2002; Luckham 2002, S. 30}

32_{vgl. von Ammon 2009}

33_{vgl. Etzion und Niblett 2010, S. 13 und 17 f.; Bruns und} Dunkel 2010, S. 28–30; von Ammon u. a. 2010, S. 371 f.; Barros u. a. 2007, S. 29 f.

feld mit unvorhersehbaren Ereignissen statt, die im weiteren Verlauf des Geschäftsprozesses un-mittelbar berücksichtigt werden müssen. Dazu gehören beispielsweise Flugverspätungen, Ad-hoc-Flugplanänderungen oder späte Buchungen. Eine zumindest teilweise IT-Unterstützung und Au-tomatisierung dieses in erster Linie manuell ausgeführten Geschäftsprozesses lässt sich zum ei-nen durch den Austausch aller Geschäftsdokumente zwischen den Teilnehmern in elektronischer Form erreichen und zum anderen insbesondere durch eine Ausrüstung der Catering-Trolleys mit RFID-Technologie (Radiofrequenz-Identifikation) zur kontaktlosen Funkübertragung relevanter Da-ten. Dadurch ergibt sich eine weitere Vielzahl an Ereignissen, die während der Ausführung des Ge-schäftsprozesses in Echtzeit zu verarbeiten sind. Von besonderer Relevanz sind dabei Ereignismus-ter, wie etwa temporale Beziehungen zwischen mehreren RFID-Ereignissen und späten Buchungs-ereignissen, an die der Verlauf des Geschäftsprozesses in Echtzeit angepasst werden muss.

Dieser Anwendungsfall beim Management von Echtzeitversorgungsketten im Luftfahrt-Catering wurde im Verbundprojekt iC-RFID (intelligentes Catering mittels Radiofrequenz-Identifikation) be-arbeitet, das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi) zwischen 2007 und 2010 gefördert wurde.34 _{Eine nähere Beschreibung erfolgt in Kapitel 8, wo die Methode auf Basis} dieses konkreten Anwendungsfalls eingesetzt und bewertet wird. Für die Erarbeitung der Methode wird jedoch die Problemstellung in generischer Weise zugrunde gelegt.

1.3

Zielsetzung und Fokus der Betrachtungen

Um der betrachteten Problemstellung bei dynamischen Geschäftsprozessen angemessen begegnen zu können, intendiert die vorliegende Arbeit die Konzeption und Umsetzung einer durchgängigen Methode zur Modellierung und Ausführung automatisierbarer Geschäftsprozesse mit dynamischen Eigenschaften basierend auf Konzepten der Ereignisverarbeitung. Trotz des starken IT-Bezugs durch Akzentuierung der Automatisierbarkeit sollen mit der konzipierten Methode in erster Linie fachlich orientierte Experten und nur in geringerer Priorisierung IT-Entwickler adressiert werden.

Der Fokus der Betrachtungen liegt dabei insbesondere auf der Handhabung der Ereignisverar-beitung. Diese soll auf der einen Seite den Entwurf eines plattformunabhängigen Ereignisverarbei-tungsmodells mit formalisiertem Metamodell und passender Notation umfassen, das sich nahtlos in das gewählte Geschäftsprozessmodell integrieren lässt. Auch ein entsprechendes Ereignismodell ist in diesem Zusammenhang zu berücksichtigen. Auf der anderen Seite soll es Transformationsvor-schriften beinhalten, um ein erstelltes Ereignisverarbeitungsmodell im Zuge eines modellbasierten Ansatzes automatisch in ausführbaren Code überführen zu können.

Für die Wechselwirkung zwischen der Ereignisverarbeitung und dem Geschäftsprozess, die sich letztlich in den dynamischen Eigenschaften des Geschäftsprozesses widerspiegelt, sollen im Rah-men der Methode zudem ein praxistaugliches Vorgehen entworfen und geeignete Rollen im

Unter-34_{siehe http://www.pt-ikt.de/de/95.php; Verbundpartner waren: Airbus Deutschland GmbH, autoID systems} GmbH, B&W Engineering GmbH & Co. KG, EADS Deutschland GmbH, Fachhochschule Köln, Fraunhofer-Einrichtung für Polymermaterialien und Composite PYCO, Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Orga-nisation IAO und MGS-Modular Galley Systems AG

nehmen zur Ausführung der zugehörigen Aktivitäten vorgeschlagen werden. Auch bei der Konzep-tion des Vorgehens ist auf Praxistauglichkeit für fachlich orientierte Experten zu achten.

Zur Demonstration des praktischen Einsatzes der Methode sind prototypische Softwarewerkzeu-ge, welche die Durchführung der Methode informationstechnisch unterstützen, ebenfalls Bestand-teil dieser Arbeit. Bei der Modellierung dynamischer Geschäftsprozesse insbesondere auf der Ebene der Ereignisverarbeitung soll deren grafische Entwicklung in der entworfenen Notation sowie die weitere Vervollständigung von Eigenschaften des Ereignisverarbeitungsmodells in geeigneter Wei-se ermöglicht werden. Die Transformation in ausführbaren Code soll dabei durch das Modellierungs-werkzeug automatisch im Hintergrund vorgenommen werden. Darüber hinaus soll die erforderliche Implementierung auch den Prototyp einer Ausführungsumgebung umfassen, in der erstellte Model-le dynamischer Geschäftsprozesse schließlich lauffähig sind, wobei der Fokus auch hier auf dem transformierten Ereignisverarbeitungsmodell liegen soll.

1.4

Vorgehen und Aufbau der Arbeit

Das Vorgehen dieser Arbeit beruht auf der sequenziellen Berücksichtigung der folgenden Interro-gativpronomen, die jeweils einen Bereich der Arbeit charakterisieren: Wozu? Was? Wie? Wohin? Wie in Abbildung 1.1 in visueller Anlehnung an eine Mindmap35 _{dargestellt, fügt sich der Aufbau} der Arbeit mit den jeweils aufgeführten Kapiteln in diese vier Bereiche ein.

Wozu?

Dieser Bereich umfasst den Zweck, dem die Themenstellung dieser Arbeit entspringt und der be-reits in den vorherigen Abschnitten dieses einführenden Kapitels erörtert wurde. Nach der Darle-gung der Motivation der Arbeit wurde die Problemstellung thematisiert, die sich allgemein bei der Entwicklung dynamischer Geschäftsprozesse auf Basis von Ereignisverarbeitung ergibt. Daraufhin wurde die Zielsetzung der Arbeit mit ihrem Betrachtungsfokus formuliert.

Was?

In diesem Bereich werden die inhaltlichen Bestandteile der Arbeit gekennzeichnet. Dazu wird zu-nächst im zweiten Kapitel der Stand der Wissenschaft und Technik in den relevanten Fachberei-chen analysiert und bewertet. Dies betrifft einerseits die Sachgebiete der Geschäftsprozessautoma-tisierung und der Ereignisverarbeitung sowie andererseits die vorhandenen Forschungsansätze zur Kombination dieser beiden Disziplinen, welche auf ihre Eignung zur Lösung der Problemstellung untersucht werden. Daraufhin werden zentrale Erkenntnisse und Defizite resümierend verzeichnet. Im Anschluss skizziert das dritte Kapitel den vorgesehenen Lösungsansatz, der in verallgemei-nerter Form zur Überwindung dieser Defizite beitragen kann. Es folgt die Sondierung allgemeiner Anforderungen an Methoden und Modellierungssprachen sowie konkreter Anforderungen aus der betrachteten Problemstellung dynamischer Geschäftsprozesse, die in dieser Arbeit zu erfüllen sind.

5 Modellierung auf Geschäsprozessebene Modellierung des Geschäsprozesses

ohne Dynamik

3 Lösungsansatz und Anforderungen Allgemeiner Lösungsansatz Allgemeine und konkrete Anforderungen

1 Einführung Wozu?

Wohin?

2 Stand der Wissenscha und Technik Automatisierung von Geschäsprozessen Konzept der Ereignisverarbeitung Dynamische Geschäsprozesse miels Ereignisverarbeitung

Erkenntnisse und Defizite Was?

Motivation Problemstellung

Zielsetzung

8 Anwendung und Bewertung Einsatz in konkretem Anwendungsfall Bewertung der Anforderungserfüllung

9 Schlussbetrachtung Kritische Würdigung

Ausblick Methode für dynamische

Geschäsprozesse auf Basis von Ereignisverarbeitung

Segmentierung des Geschäsprozesses und Bildung von Dynamikeinheiten

4 Konzeption der Methode Charakterisierung

dynamischer Geschäsprozesse

6 Konzeption des Ereignisverarbeitungsmodells Wie?

7 Sowaretechnische Implementierung Webbasiertes Modellierungswerkzeug

Ausführungsumgebung Behandlung des Ereignismodells Transformation in ausführbaren Code

Domänenspezifische Sprache mit Metamodell und grafischer Notation

Aspekte der Ausführungssemantik

Vorgehen Beteiligte Rollen Grundlagen des Methoden-Engineering Modellbasierte Sowareentwicklung

Wie?

Dieser Bereich beinhaltet den Kern der Arbeit und liefert im vierten Kapitel eine Abhandlung der konzipierten Methode zur Entwicklung dynamischer Geschäftsprozesse auf Basis von Ereignisver-arbeitung. Dazu wird eingangs der Bezugsrahmen mit den wesentlichen Gestaltungselementen der Methode erläutert, welcher eine Charakterisierung dynamischer Geschäftsprozesse sowie die Be-schreibung der Disziplinen des Methoden-Engineering und der modellbasierten Softwareentwick-lung umfasst. Das nachfolgend dargelegte Vorgehen enthält alle Aktivitäten der Methode in struk-turierter Anordnung, für deren Wahrnehmung im Unternehmen zudem entsprechende Rollen vor-geschlagen werden.

Das fünfte Kapitel behandelt die Modellierung auf Geschäftsprozessebene, wobei der Geschäfts-prozess zunächst ohne Berücksichtigung von Dynamik modelliert wird, woraus dann Dynamik-einheiten mit Ereigniskonstrukten gebildet werden. Zudem werden die wesentlichen Aspekte der Ausführungssemantik von Geschäftsprozessen aufgeführt.

Die Betrachtung der Ereignisverarbeitungsebene im sechsten Kapitel mit der Konzeption eines plattformunabhängigen Ereignisverarbeitungsmodells stellt einen wesentlichen Schwerpunkt der Arbeit dar. Dieses wird als domänenspezifische Sprache mit zugehörigem Metamodell und grafi-scher Notation sowie der Berücksichtigung des Ereignismodells entworfen. Um die Ausführbarkeit des Ereignisverarbeitungsmodells in einer dedizierten Ausführungsumgebung zu erreichen, ist im Zuge der modellbasierten Entwicklung eine automatische Transformation in eine spezifische Ereig-nisverarbeitungssprache unter Nutzung von Schablonen vorgesehen.

Das siebte Kapitel charakterisiert schließlich die unterstützenden Softwarewerkzeuge als pro-totypische Implementierung im Rahmen dieser Arbeit. Dabei handelt es sich zum einen um ein webbasiertes Modellierungswerkzeug als Entwicklungsumgebung zur Umsetzung der Methode und zum anderen um eine Laufzeitumgebung zur automatisierten Ausführung der entwickelten Modelle, die beide jeweils auf frei verfügbaren Komponenten aufsetzen.

Wohin?

Der abschließende Bereich der Arbeit klärt die Fragestellung, wohin die vorgeschlagene Lösung getragen werden kann. Dazu wird die konzipierte Methode im achten Kapitel im Rahmen eines Anwendungsfalls aus der Luftfahrt für das Management von Echtzeitversorgungsketten eingesetzt, woraufhin ihre Eignung bezüglich der gestellten Anforderungen geprüft und bewertet wird.

Im neunten und letzten inhaltlichen Kapitel folgt schließlich eine kritische Würdigung der Er-gebnisse dieser Arbeit sowie ein Ausblick auf mögliche Weiterentwicklungen.

Dieses Kapitel behandelt den aktuellen Stand der Technik in Forschung und Praxis in den relevanten Wissensgebieten. Geschäftsprozessmanagement in einer dynamischen Form stützt sich auf Konzep-te zur Automatisierung von Geschäftsprozessen sowie zur Echtzeitverarbeitung von Ereignissen, de-ren jeweilige Merkmale und Defizite nachfolgend aufgezeigt werden. Auch die in der Wissenschaft bereits aufgegriffene Kombination dieser beiden Disziplinen zur Handhabung ereignisgesteuerter Geschäftsprozesse wird kritisch bewertet, indem die Eignung der existierenden Forschungsansätze bezüglich der Problemstellung reflektiert wird. Schließlich werden die wesentlichen Erkenntnisse und Defizite des Stands der Wissenschaft und Technik resümierend zusammengefasst.

2.1

Automatisierung von Geschäftsprozessen

Über Geschäftsprozesse lässt sich die Unternehmensstrategie mit den unterstützenden Informations-und Kommunikationssystemen verknüpfen. In einem wirkungsvollen Unternehmensmanagement müssen demnach diese drei Ebenen der Strategie, der Geschäftsprozesse und der IT in ihrer Gesamt-heit berücksichtigt werden.36 _{Insbesondere bei der IT-Unterstützung der operativen} Geschäftspro-zessausführung auf der unteren Ebene ist es vorteilhaft, die Kluft zwischen den realen Geschäfts-prozessen und deren IT-Repräsentation möglichst klein zu halten.37

Der Einsatz von Modellierungstechniken für Geschäftsprozesse ist ein probates Mittel zur Ver-bindung der betriebswirtschaftlichen mit der informationstechnischen Perspektive, da ihre semifor-malen Beschreibungsmöglichkeiten sowohl verschiedene Problemstellungen der Betriebswirtschaft systematisch unterstützt als auch die erforderliche Exaktheit für die Gestaltung von Informations-systemen bietet.38 _{Ein Modell repräsentiert dabei im Allgemeinen ein Abbild eines Ausschnittes} der realen Welt, im konkreten Fall eines realen Geschäftsprozesses, das entweder in Form eines Ist-Modells die gegenwärtige Situation oder in der Ausprägung eines Soll-Modells eine zukünftig angestrebte Möglichkeit darstellt.39

Mit der Geschäftsprozessmodellierung werden verschiedene Einsatzzwecke verfolgt. Dies betrifft auf der einen Seite die Organisationsgestaltung, beispielsweise zur Dokumentation, Reorganisation, Optimierung oder Zertifizierung von strategischen und operativen Geschäftsprozessen. Auf der an-deren Seite kann hiermit die Gestaltung von Anwendungssystemen bestimmt werden, welche für die operative Geschäftsprozessautomatisierung eine bedeutende Rolle spielen.40 _{Um ein} Geschäfts-prozessmodell letztlich in einem Anwendungssystem abzubilden, existieren verschiedene alternati-ve Ansätze, wie etwa die Ableitung von zugehörigen Anwendungsfällen und anschließende klassi-sche Softwareentwicklung, die unternehmensspezifiklassi-sche Anpassung von Standardsoftware oder die direkte Umsetzung in ausführbare Modelle für eine geeignete Ausführungsumgebung.41_{Im Rahmen} dieser Arbeit wird lediglich der letztere Ansatz in Betracht gezogen.

36_{vgl. Scheer u. a. 2005a, S. 4; Österle und Winter 2003,} S. 12

37_{vgl. Krcmar 2010, S. 425 f.} 38_{vgl. Scheer 2002, S. 1 f.}

39_{vgl. Krcmar und Schwarzer 1994, S. 14 f.}

40_{vgl. Rosemann u. a. 2008, S. 57; Staud 2006, S. 17–22;} Rosenkranz 2006, S. 16 f.

2.1.1 Merkmale und Kriterien

Mit dem Einsatz von Modellierungstechniken für automatisierbare Geschäftsprozesse sind fach-lich sowie technisch spezifizierte Geschäftsprozessmodelle direkt und ohne Konsistenzbruch in ei-ner dedizierten Ausführungsumgebung, einem sogenannten Business Process Management System (BPMS), lauffähig.42_{Bei der Entwicklung derartiger Geschäftsprozessmodelle wird das in Abbildung} 2.1 illustrierte Phasenmodell herangezogen.

Ana lyse Mod elli_er u_n g K on fig urat ion Au sfü hr un g

Abbildung 2.1: Phasenmodell bei der Automatisierung von Geschäftsprozessen43

Nach der eingehenden Analyse eines neuen oder bestehenden Geschäftsprozesses, in Abbildung 2.1 durch die beiden ineinander laufenden Pfeile im linken oberen Bereich veranschaulicht, wird zunächst auf fachlicher Ebene dessen Modellierung in einer meist grafischen Notation durchge-führt. In der anschließenden Konfigurationsphase wird dieses fachliche Geschäftsprozessmodell mit technischen Details inklusive Ausführungssemantik angereichert, sodass es als formal spezi-fiziertes Modell44_{schließlich in einem geeigneten BPMS direkt ausgeführt werden kann.}45_Während der Ausführungsphase erfolgt häufig eine Überwachung des laufenden Geschäftsprozesses, um in einer anschließenden Iteration des gesamten Phasenmodells eine Optimierung des Geschäftspro-zessmodells basierend auf den hieraus analysierten Erkenntnissen durchführen zu können.46 _Der Fokus dieser Arbeit liegt insbesondere auf den Phasen von der Modellierung bis zur Ausführung, wohingegen die Analysephase vernachlässigt wird.

Das technisch spezifizierte Geschäftsprozessmodell, das einer formalen Syntax mit eindeutiger Ausführungssemantik folgt, wird häufig auch im deutschen Sprachgebrauch mit dem englischen Begriff Workflow betitelt,47 _{der historisch bedingt aus der informationstechnischen Unterstützung} menschlicher Arbeitsabläufe stammt. Obwohl diese Bezeichnung heutzutage durchaus breiter ge-fasst wird als in seiner ursprünglichen Bedeutung und insbesondere auch die prozessorientierte Integration unterschiedlicher Anwendungssysteme umfasst, repräsentiert ein Geschäftsprozess als

42_{vgl. van der Aalst 2004, S. 4; Weske 2007, S. 6 f.} 43_{in Anlehnung an Slama und Nelius 2011, S. 15} 44_{vgl. hierzu auch Abschnitt 4.1.3}

45_{vgl. Slama und Nelius 2011, S. 14 f.; van der Aalst 2004,} S. 4

46_{vgl. Weske 2007, S. 11–15}

47_{vgl. Freund und Götzer 2008, S. 18; van Lessen u. a.} 2011, S. 12; Becker u. a. 2009, S. 131

Abgrenzung dazu ein höherwertiges Gut im Unternehmen, mit welchem ein übergeordnetes Ge-schäftsziel verfolgt wird.48 _{Aus diesem Grund wird in dieser Arbeit anstatt von einem Workflow} weiterhin vom technischen Geschäftsprozessmodell gesprochen, wohl wissend dass nicht jeder Ge-schäftsprozess vollständig automatisierbar ist.

Durch die stetige Verbreitung von dienstorientierten Architekturen, englisch Service-Oriented Architecture (SOA), besteht für Unternehmen die Möglichkeit, Geschäftsprozesse auf Basis modu-larer elektronischer Dienste in einer lose gekoppelten Weise auch unternehmensübergreifend zu komponieren und zu automatisieren.49 _{Hierbei wird die wesentliche Geschäftslogik, welcher im} Allgemeinen eine lange Lebensdauer beigemessen wird, in elektronischen Diensten gekapselt, wäh-rend der übergreifende Geschäftsprozess die eher kurzfristig ausgerichteten und demnach verän-derlichen Kontrollstrukturen implementiert.50

Sogenannte Webservices stellen dabei eine auf XML (Extensible Markup Language) ausgerichtete und auf offenen Standards basierende Technologie zur Realisierung einer SOA dar, indem sie die in einer beliebigen Programmiersprache implementierte Anwendungslogik anhand vereinheitlichter Schnittstellen nach außen zur Verfügung stellen. Auf diese Weise können Webservices beispielswei-se aus einem Geschäftsprozess heraus aufgerufen werden, ohne ihre konkrete Implementierung zu kennen, was insbesondere in einem unternehmensübergreifenden Kontext ein bedeutender Faktor ist. Zur Änderung eines Geschäftsprozesses bedarf es dann lediglich einer Anpassung der Kontroll-strukturen mit veränderten Aufrufen der bestehenden oder zusätzlicher Webservices.51_Die Schnitt-stelle zum Zugriff auf einen Webservice wird dabei mittels der vom W3C (World Wide Web Consor-tium) standardisierten Web Services Description Language (WSDL) auf XML-Basis spezifiziert.52

Ferner können auch von Menschen ausgeführte Geschäftsaktivitäten als Dienste gekapselt und mit IT-Schnittstellen ausgestattet werden, indem die Aufforderung zum Beginn der manuellen Ak-tivität durch eine geeignete IT-Ausgabe signalisiert wird, woraufhin der erfolgreiche Abschluss der manuellen Aktivität oder ein möglicherweise erforderlicher Abbruch wiederum durch eine IT-Eingabe quittiert wird. Auf diese Weise ist auch die Integration manueller Aktivitäten in einen au-tomatisierten Geschäftsprozess möglich.53 _{Hierfür existiert die Spezifikation Web Services Human} Task (WS-HumanTask), die vom unabhängigen Standardisierungsgremium OASIS (Organization for the Advancement of Structured Information Standards) vereinheitlicht wird.54

Für die Modellierung und Ausführung von automatisierbaren Geschäftsprozessen ist eine pas-sende Notation erforderlich, die verschiedene Kriterien erfüllen muss. Bei der Betrachtung dyna-mischer Geschäftsprozesse im Rahmen dieser Arbeit spielen dabei auch solche Merkmale eine be-deutende Rolle, welche die Ausprägung dynamischer Eigenschaften anhand einer umfassenden Er-eignisorientierung und Ereignisverarbeitung begünstigen. Im Untersuchungsbereich sind verschie-dene Kriterien für die Auswahl einer tauglichen Modellierungssprache für das zugrunde liegende

48_{vgl. Smith und Fingar 2007, S. 49–51} 49_{vgl. van der Aalst u. a. 2007, S. 2} 50_{vgl. Krafzig u. a. 2007, S. 112–114}

51_{vgl. Weerawarana u. a. 2006, S. 20; Erl 2005, S. 49}

52_{vgl. W3C 2007}

53_{vgl. Weske 2007, S. 53 f.; Freund und Götzer 2008, S.} 59 und 85 f.