Durchgängige Modellierung von prozessorientierten Anwendungen mit BPMN 2.0

127 Pages·2010·1.58 MB·German

by  Jochen Schmitzl

Fakult(cid:228)t f(cid:252)r Ingenieurwissenschaften und Informatik
Institut f(cid:252)r Datenbanken und Informationssysteme
in Kooperation mit der Daimler AG
Masterarbeit
im Studiengang Informatik
Durchg(cid:228)ngige Modellierung von
prozessorientierten Anwendungen mit
BPMN 2.0
vorgelegt von
Jochen Schmitzl
Juni 2010
Erstgutachter: Prof. Dr. Manfred Reichert
Betreuer: Dr. Thomas Beuter, Daimler AG
Durchgef(cid:252)hrt bei: Daimler AG

Kurzfassung
Um wettbewerbsf(cid:228)hig zu bleiben, m(cid:252)ssen Unternehmen ihre Arbeitsabl(cid:228)ufe st(cid:228)ndig kontrollieren
undverbessern.DazuwerdendieAbl(cid:228)ufeinGesch(cid:228)ftsprozessmodellenfestgehalten.Diesewerden
anschlie(cid:255)end analysiert und optimiert, mit der Zielsetzung Liege- und Bearbeitungszeiten zu
verk(cid:252)rzen und die vorhandenen Ressourcen besser zu nutzen.
Eine weitere Verbesserung der Produktivit(cid:228)t kann durch eine Unterst(cid:252)tzung des Arbeitsablaufes
durch IT-Systeme erreicht werden. Dazu wird das Prozessmodell weiter detailliert und formali-
siert und in einem weiteren Schritt implementiert. Dabei werden zunehmend serviceorientierte
Architekturenverwendet.DiesebildenGesch(cid:228)ftsprozessemittelslosegekoppelterEinheiten(Ser-
vices) ab. Ziel dieser Entkopplung ist es, die Flexibilit(cid:228)t zu erh(cid:246)hen. Teile des Gesch(cid:228)ftsprozesses
(Services) sollen in einem anderen Umfeld wiederverwendet werden k(cid:246)nnen, um so Kosten zu
sparen.
Die Modellierung des Gesch(cid:228)ftsprozesses wird zu Beginn durch die Fachabteilung durchgef(cid:252)hrt.
Diese modelliert den Gesch(cid:228)ftsprozess grob, ohne auf jedes Detail einzugehen. Dazu verwenden
sie eine m(cid:246)glichst einfach verst(cid:228)ndliche Notation. Um den Gesch(cid:228)ftsprozess durch IT-Systeme
ausf(cid:252)hren zu k(cid:246)nnen, wird er anschlie(cid:255)end von der IT-Abteilung detailliert und formalisiert. Da-
zu wird eine formale Notation ben(cid:246)tigt. Die Modellierung sollte m(cid:246)glichst durchg(cid:228)ngig gestaltet
werden. Durchg(cid:228)ngig hei(cid:255)t die Verwendung einer einheitlichen Notation, um eine Wiederver-
wendung der Modelle zu erreichen und die Kommunikation zwischen Fach- und IT-Abteilung
zu verbessern. Die von der Fachabteilung erstellten Modelle k(cid:246)nnen bei einer durchg(cid:228)ngigen
Modellierung direkt von der IT-Abteilung (cid:252)bernommen und formalisiert werden.
Bei der Modellierung eines Gesch(cid:228)ftsprozesses m(cid:252)ssen neben dem Ablauf der Arbeitsschritte
noch weitere Informationen, wie etwa beteiligte Personen oder verwendete und generierte Daten,
abgebildet werden.
In der vorliegenden Arbeit werden Ans(cid:228)tze zur durchg(cid:228)ngigen Modellierung entwickelt und be-
wertet. Es werden Ans(cid:228)tze zur fachlichen Modellierung von Bearbeiterzuordnung, Daten, Aus-
nahmen und Flexibilit(cid:228)tsstellen im Prozessmodell entwickelt. Die Ans(cid:228)tze werden bewertet und
jeweils ein Ansatz ausgew(cid:228)hlt. Es wird gezeigt, wie die modellierten Informationen in einem
weiteren Schritt detailliert und formalisiert werden k(cid:246)nnen.
Die Ans(cid:228)tze werden jeweils auf ihre Realisierbarkeit mittels der Business Process Model and
Notation 2.0 (BPMN 2.0) gepr(cid:252)ft. Die BPMN 2.0 ist eine neue Notation, die derzeit in einer
Betaversion vorliegt. Sie wurde mit dem Ziel entwickelt, eine Notation zu scha(cid:27)en, die so einfach
ist,dasssievonderFachabteilungverstandenwird.Gleichzeitigsollsiejedochsoformalsein,dass
sievonderIT-Abteilungverwendetwerdenkann,umeinformalesModelldesGesch(cid:228)ftsprozesses
zu erstellen. Aufgrund dieser Eigenschaften eignet sie sich f(cid:252)r eine durchg(cid:228)ngige Modellierung.
IndieserArbeitwerdenzudemvorhandeneWerkzeugeevaluiert.Dabeiwirduntersucht,inwieweit
die BPMN 2.0 bereits unterst(cid:252)tzt wird und ob die vorgestellten Ans(cid:228)tze mit den Werkzeugen
umgesetzt werden k(cid:246)nnen.
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Vorwort
Die vorliegende Arbeit entstand im Jahr 2010 als Masterarbeit bei der Daimler AG.
Mein Dank gilt Herrn Dr. Thomas Beuter, der die Anregung f(cid:252)r diese Arbeit lieferte und sie
seitens der Daimler AG betreute. Bei der Durchf(cid:252)hrung der Arbeit stand er mir mit Rat und
Tat zur Seite und unterst(cid:252)tzte mich von der Konzeption bis zur Korrektur der Arbeit.
EinspeziellerDankgiltHerrnDr.ThomasBauerundHerrnStephanBuchwald,diemirebenfalls
jederzeit hilfreich zur Seite standen.
Weiter m(cid:246)chte ich mich bei Herrn Prof. Dr. Manfred Reichert sowie Dr. Thomas Beuter f(cid:252)r die
(cid:220)bernahme des Erst- und Zweitgutachtens bedanken.
Ferner gilt mein Dank meiner Familie und meinen Freunden, die mich in allen Phasen meines
Studiums unterst(cid:252)tzten.
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Eigenst(cid:228)ndigkeitserkl(cid:228)rung
Hiermit versichere ich, dass ich die vorliegende Arbeit selbst(cid:228)ndig verfasst und keine anderen als
die angegebenen Hilfsmittel verwendet habe. Sinngem(cid:228)(cid:255)e (cid:220)bernahmen aus anderen Werken sind
als solche kenntlich gemacht und mit genauer Quellenangabe (auch aus elektronischen Medien)
versehen.
Ulm, den 10. Juni 2010 Jochen Schmitzl
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Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung 1
1.1 Aufgabenstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.2 Anwendungsszenario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.3 Anforderungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.4 Aufbau der Arbeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2 Grundlagen 13
2.1 Vorgehensweise bei der Prozessmodellierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.1.1 Model Driven Architecture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.1.2 Weitere Vorgehensweisen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2.1.3 Prozessmodellierung bei der Daimler AG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2.2 Modellierungssprachen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.2.1 Petri-Netze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.2.2 EPK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
2.2.3 UML Aktivit(cid:228)tsdiagramme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
3 Einf(cid:252)hrung in die BPMN 21
3.1 Entwicklung und Ziele . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
3.2 Notationselemente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
3.2.1 Basiskonzepte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
3.2.2 Erweiterte Konzepte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
3.3 Diagramme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
3.3.1 Prozessdiagramm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
3.3.2 Kollaborationsdiagramm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
3.3.3 Choreographiediagramm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
3.3.4 Konversationsdiagramm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
4 Modellierung auf fachlicher Ebene 35
4.1 Bearbeiterzuordnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
4.1.1 Sicht der Fachmodellierer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
4.1.2 Umsetzung in BPMN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
4.2 Daten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
4.2.1 Sicht der Fachmodellierer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
4.2.2 Umsetzung in BPMN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
4.3 Ausnahmebehandlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
4.3.1 Sicht der Fachmodellierer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
4.3.2 Umsetzung in BPMN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
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Inhaltsverzeichnis
4.4 Flexibilit(cid:228)tsstellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
4.4.1 Sicht der Fachmodellierer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
4.4.2 Umsetzung in BPMN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
4.5 Zusammenfassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
5 Modellierung auf Systemebene 61
5.1 Bearbeiterzuordnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
5.1.1 Sicht der Systemmodellierer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
5.1.2 Umsetzung in BPMN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
5.2 Daten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
5.2.1 Sicht der Systemmodellierer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
5.2.2 Umsetzung in BPMN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
5.3 Ausnahmebehandlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
5.3.1 Sicht der Systemmodellierer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
5.3.2 Umsetzung in BPMN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
5.4 Flexibilit(cid:228)tsstellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
5.4.1 Sicht der Systemmodellierer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
5.4.2 Umsetzung in BPMN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
5.5 Zusammenfassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
6 Weiterentwicklung zur fertigen Applikation 79
6.1 Allgemeine Umsetzung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
6.2 Umsetzung mit BPMN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
7 Werkzeugunterst(cid:252)tzung 81
7.1 ARIS Design Platform . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
7.2 MID Innovator for Business Analysts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
7.3 IBM WebSphere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
7.4 Zusammenfassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
8 Diskussion 93
9 Zusammenfassung 97
Literaturverzeichnis 101
A Events in der BPMN 107
B Flexibilit(cid:228)t 109
C Glossar 111
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