Modellierung Und Ausführung Von Workflows Mit Petri-Netzen

ISBN-13: 9783815426005 / Niemiecki / Miękka / 1996 / 302 str.

Andreas Oberweis

Opis

1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 1. 1 Betriebliche Ablaufe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 1. 2 Zweck der Ablaufrnodellierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 1. 3 Informations- und kommunikationstechnische Unterstiitzung fur betriebliche Ablaufe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 1. 4 Zielsetzung dieses Buches . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 1. 5 Gliederung des Buches . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 2 Modellierung betrieblicher Ablaufe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 2. 1 Anforderungen an Modellierungssprachen fiir betriebliche Ablaufe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 2. 2 Modellierungskonzepte rur betriebliche Ablaufe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 2. 2. 1 Formularorientierte Sprachen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 2. 2. 2 FluBorientierte Sprachen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 2. 2. 3 Exkurs: Semantische Datenmodelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 2. 2. 4 Mangel existierender Ablauf-Modellierungssprachen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 3 Grundlagen von Workflow-Managementsystemen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 3. 1 Begriffsklarung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 3. 2 Historische Urspriinge von Workflow-Managementsystemen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 3. 2. 1 Groupware-Systeme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 3. 2. 2 Datenbanksysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 3. 2. 3 Kaufmannische Standardanwendungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 3. 2. 4 Hypermediasysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 3. 2. 5 Entscheidungsunterstiitzungssysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 3. 2. 6 Expertensysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 3. 3 Ziele des Einsatzes eines Workflow-Managementsystems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 3. 4 Benutzergruppen eines Workflow-Managementsystems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 3. 5 Lebenszyklus eines Ablauf(schema)s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 3. 6 Aufgaben eines Workflow-Managementsystems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 3. 6. 1 Planung und Modellierung eines Ablaufschemas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 3. 6. 2 Ablaufsimulation und -analyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 3. 6. 3 Ablaufplanung und -initiierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 3. 6. 4 Einfiihrung eines neuen bzw. geiinderten Ablaufschemas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 3. 6. 5 Ausfiihrung von AbHiufen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 3. 6. 6 Nachtriigliche Evaluierung und Optimierung von Abliiufen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 3. 6. 7 Archivierung von Abliiufen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 3. 7 Probleme beim Einsatz von Workflow-Managementsystemen . . . . . . . . . . . . . .

Spis treści

Vorwort.- 1 Einleitung.- 1.1 Betriebliche Abläufe.- 1.2 Zweck der Ablaufmodellierung.- 1.3 Informations- und kommunikationstechnische Unterstützung für betriebliche Abläufe.- 1.4 Zielsetzung dieses Buches.- 1.5 Gliederung des Buches.- 2 Modellierung betrieblicher Abläufe.- 2.1 Anforderungen an Modellierungssprachen für betriebliche Abläufe.- 2.2 Modellierungskonzepte für betriebliche Abläufe.- 2.2.1 Formularorientierte Sprachen.- 2.2.2 Flußorientierte Sprachen.- 2.2.3 Exkurs: Semantische Datenmodelle.- 2.2.4 Mängel existierender Ablauf-Modellierungssprachen.- 3 Grundlagen von Workflow-Managementsystemen.- 3.1 Begriffsklärung.- 3.2 Historische Ursprünge von Workflow-Managementsystemen.- 3.2.1 Groupware-Systeme.- 3.2.2 Datenbanksysteme.- 3.2.3 Kaufmännische Standardanwendungen.- 3.2.4 Hypermediasysteme.- 3.2.5 Entscheidungsunterstützungssysteme.- 3.2.6 Expertensysteme.- 3.3 Ziele des Einsatzes eines Workflow-Managementsystems.- 3.4 Benutzergruppen eines Workflow-Managementsystems.- 3.5 Lebenszyklus eines Ablauf(schema)s.- 3.6 Aufgaben eines Workflow-Managementsystems.- 3.6.1 Planung und Modellierung eines Ablaufschemas.- 3.6.2 Ablaufeimulation und -analyse.- 3.6.3 Ablaufplanung und -initiierung.- 3.6.4 Einführung eines neuen bzw. geänderten Ablaufischemas.- 3.6.5 Ausführung von Abläufen.- 3.6.6 Nachträgliche Evaluierung und Optimierung von Abläufen.- 3.6.7 Archivierung von Abläufen.- 3.7 Probleme beim Einsatz von Workflow-Managementsystemen.- 4 Architektur von Workflow-Managementsystemen.- 4.1 Komponenten von Workflow-Managementsystemen.- 4.1.1 Komponenten zur Modellierung, Simulation und Analyse eines Ablaufschemas.- 4.1.2 Dictionary.- 4.1.3 Komponenten zur Ausführungsunterstützung von Abläufen.- 4.1.4 Benutzungsoberfläche.- 4.2 Vorschläge für Workflow-Managementsysteme.- 4.3 Offene Probleme.- 5 NF2-Relationen/Transitionen-Netze zur Modellierung betrieblicher Abläufe.- 5.1 Petri-Netze.- 5.2 Modellierungsprobleme mit Prädikate/Transitionen-Netzen.- 5.3 NF2-Relationenmodell.- 5.3.1 NF2-Relationsschema.- 5.3.2 Ordnungen auf NF2-Relationen.- 5.3.3 Negativ einer Instanz.- 5.4 NF2-Relationen-Netze.- 5.5 Filtertabellen.- 5.6 NF2-Relationen/Transitionen-Netze (NR/T-Netze).- 5.6.1 Strukturelle Aspekte von NR/T-Netzen.- 5.6.2 Dynamische Aspekte von NR/T-Netzen.- 5.7 Nebenläufigkeit in NR/T-Netzen.- 5.8 Modellierungsbeispiel.- 5.9 Deklarative Sprachkonstrukte in NR/T-Netzen.- 5.10 Vergleich mit existierenden Petri-Netz-Varianten.- 5.10.1 NR/T-Netze und Pr/T-Netze.- 5.10.2 NR/T-Netze und andere höhere Petri-Netz-Erweiterungen.- 6 Evolutionäre Entwicklungsstrategie für Ablaufschemata.- 6.1 Ein 4-Schichten-Modell für Ablauf-Beschreibungssprachen.- 6.2 Einordnung von Petri-Netzen in das 4-Schichten-Modell für Ablauf- Beschreibungssprachen.- 6.3 Evolutionäre Entwicklung komplexer NR/T-Netz-Schemata.- 6.3.1 Modellierung spezieller Aspekte in Kanal/Instanzen-Netzen.- 6.3.2 Entwicklung eines Netz-Schemas durch Evaluierung, Verfeinerung, Formalisierung und Integration informaler Netz-Fragmente.- 6.3.3 Schrittweise Anpassung eines Referenz-Ablauf- und Referenz-Datenschemas.- 6.4 Beispielablauf: Software-Entwicklungsprozeß.- 7 Simulationskonzepte für Petri-Netze.- 7.1 Ziele der Simulation.- 7.2 Simulation mit höheren Petri-Netzen.- 7.3 Simulationsunterstützung für evolutionäre Systementwicklung.- 7.4 Graphische Anfragesprache für Petri-Netz-Simulationsläufe.- 7.5 Petri-Netz-Simulationsmodell für eingebettete Abläufe.- 8 Architektur eines NR/T-Netz-basierten Workflow-Managementsystems.- 8.1 Die Architektur im Überblick.- 8.2 Die Komponenten im einzelnen.- 8.2.1 Modellierungskomponente.- 8.2.2 Simulator.- 8.2.3 Dictionary-Komponente.- 8.2.4 Ausführungskomponente.- 8.2.5 Benutzungsoberfläche und Groupware-Komponenten.- 9 Zusammenfassung und Ausblick.- 9.1 Zusammenfassung der wichtigsten Resultate.- 9.2 Implementierung.- 9.3 Ausblick auf künftige Entwicklungen.- Anhang: Grundlagen von Petri-Netzen.- 1 Netz-Transformationen.- 2 Spezielle Netz-Typen.- Stichwortverzeichnis.

O autorze

Andreas Oberweis ist Professor für Angewandte Informatik an der Fakultät für Wirtschaftswissenschaften des Karlsruher Institut für Technologie (KIT). Außerdem ist er Direktor am Forschungszentrum Informatik (FZI) Karlsruhe im Forschungsbereich Software Engineering. Seine Interessen in Forschung und Lehre umfassen das Business Process Engineering und die Entwicklung betrieblicher Informationssysteme.

Blurb

Dieses Buch beschreibt einen auf Petri-Netzen basierenden integrierten Ansatz zur Modellierung von betrieblichen Abläufen und Objekten. Es wird eine evolutionäre Vorgehensweise zur Ablaufbeschreibung vorgestellt, welche von einer anwendungsnahen Notation zu einer präzisen und für die Ausführung mit Workflow-Managementsystemen geeigneten Notation führt. Basierend auf den Sprachkonzepten für die Ablaufbeschreibung wird die Architektur eines Workflow-Managementsystems konzipiert. Die Besonderheit dieses Systems besteht darin, daß Petri-Netze unmittelbar als Grundlage für die Ablaufkontrolle und -steuerung eingesetzt werden. Die beschriebenen Workflow-Engine kann auch als frei konfigurierbare Ablaufsteuerung von Standard-Softwaresystemen eingesetzt werden. Die Abläufe sind hier nicht "fest verdrahtet" in der Software enthalten, sondern als flexible Beschreibungen in Form eines Ablaufschemas gegeben, das im Rahmen der Ablaufmodellierung erstellt und optimiert worden ist. "... Das Buch setzt sich auf einem sehr anspruchsvollen Niveau mit den Workflow-Problemen auseinander, die in der Literatur i.d.R. sehr oberflächlich behandelt werden. Der Autor zeigt in anschaulicher und gut nachvollziehbarer Form, wie sich komplexe Objektstrukturen aus dem Datenmodell unmittelbar im NR/T-Netz repräsentieren lassen. Formale Netz-Schemata können schrittweise von informalen, anwendungsnahen Notationen abgeleitet werden. Das Werk von Oberweis stellt einen wichtigen Beitrag zur Modellierung betrieblicher Abläufe dar und ist somit für alle Forscher auf diesem Gebiet eine wichtige Literaturquelle. Aber auch für Entwickler und Anwender der Workflow-Managementsysteme bietet das Buch wertvolle Hilfen durch die praxisnahen Beispiele. Trotz der formalen Darstellung ist das Buch gut lesbar und verständlich aufbereitet." Wirtschaftsinformatik, Heft 2/April 1997