Seminar "Prozessmanagement - Ansätze, Techniken, Sprachen und Werkzeuge"

Dozent

Prof. Dr.-Ing. M. Nagl

+49/241/80-21301

nagl@i3.informatik.rwth-aachen.de

Betreuende Assistenten

Dipl.-Inform. Thomas Heer	Dipl.-Inform. René Wörzberger
+49/241/80-21310	+49/241/80-21316
heer@i3.informatik.rwth-aachen.de	rwoerz@i3.informatik.rwth-aachen.de

News

• Die Themenzuteilung ist erfolgt (s.u.). Die Literatur kann am Lehrstuhl abgeholt werden.
• Am 13.06.2007 um 10:30 Uhr findet im Raum 5056 (Informatikzentrum, Erweiterungsgebäude 2, neben AH 5) eine weitere Informationsveranstaltung zu diesem Seminar statt.
• Am 06.06.2007 um 10:30 Uhr findet im Raum 5056 (Informatikzentrum, Erweiterungsgebäude 2, neben AH 5) eine Informationsveranstaltung zu diesem Seminar statt.

Anmeldung

Die Anmeldung läuft über die zentrale Seminarplatzvergabe der Fachgruppe Informatik vom 11.06.2007 bis 24.06.2007.

Überblick

Dienstleistungsunternehmen (Banken, Versicherungen etc.) aber auch Entwicklungshäuser (Maschinenbau, Softwareentwicklung etc.) haben einen steigenden Bedarf an Software-Werkzeugen, die die Planung, Ausführung und Überwachung ihrer Geschäftsprozesse (z.B. Schadensregulierung) bzw. Entwicklungprozesse (z.B. Entwicklung eines Softwaresystems oder einer chemischen Anlage) erleichtern.

In der Industrie weitverbreitet sind sogenannte Workflow- und Projekt-Managementsysteme für die Unterstützung solcher Prozesse. Erstere zielen eher auf kurzlebige, stark automatisierte Geschäftsprozesse ab, letztere eher auf langlebige Entwicklungsprozesse. Diese Systeme haben u.a. folgende Mängel:

1. Insbesondere Workflow-Managementsysteme erlauben die Änderung von in Ausführung befindlicher Prozesse nicht oder nur sehr eingeschränkt.
2. Die Auswirkungen solcher dynamischen Änderungen auf die Dauer und Kosten eines Prozesses bleiben unberücksichtigt.
3. Workflow- und Projekt-Managementsysteme werden häufig parallel eingesetzt, allerdings getrennt voneinander, wodurch Synergieeffekte nicht genutzt werden können.

Die inhaltlichen Zielsetzungen des Seminars sind:

1. Stand der Technik: Schaffung eines Überblicks über gängige Sprachen (z.B. BPEL), Formalismen (z.B. Petri-Netze) und Techniken (z.B. Web-Services und Service-orientierte Architekturen (SOA)) im Bereich der informatischen Unterstützung von Geschäfts- und Entwicklungsprozessen.
2. Stand der Forschung: Vorstellung von Forschungsansätzen, die die Lösung der obigen Probleme (dynamische Änderungen, Integration von Workflow- und Projektmanagement) anstreben.

Voraussetzungen

Besuch einer der vom Lehrstuhl angebotenen Vorlesungen ("Softwaretechnik", "Modellierung von Softwarearchitekturen", "Ada95") ist von Vorteil und sollte bei der Anmeldung angegeben werden.

Zeitplan

Themenvorstellung und -vergabe, Besprechung der Richtlinien für die Ausarbeitung	16.10.2007 um 10 Uhr
Abgabe und Besprechung der Gliederung/Schreibprobe	11.11.2007 23:59 Uhr
Abgabe der ersten Version der Ausarbeitung	09.12.2007 23:59 Uhr
Besprechung und Rückgabe der ersten Version der Ausarbeitung	17.12. - 19.12.2007
Abgabe der zweiten Version der Ausarbeitung und der ersten Version der Folien	16.01.2008 23:59 Uhr
Rückgabe der Korrekturen (Ausarbeitung, Folien)	21.01. - 23.01.2008
Probevorträge und Besprechung der zweiten Version der Folien	28.01. - 30.01.2008
Blockseminar	13.02. - 14.02.2008
Abgabe der finalen Version der Ausarbeitung	24.02.2008 23:59

Themen

Themenbeschreibung

Thema: Einführung in das Prozessmanagement

Betreuer: René Wörzberger, Bearbeiter: Gerhard Offergeld
Diese Arbeit soll ein Überblick über das Prozessmanagement geben. Dazu gehört insbesondere die Vorstellung eines terminologischen Rahmens und die Erläuterung modellierungsrelevanter Aspekte (z.B. Aktivitäten, Dokumente und Ressourcen).
Literatur: All05, Jab99

Thema: Informatische Unterstützung des Prozessmanagements

Betreuer: René Wörzberger, Bearbeiter: Violett Panahabadi
In dieser Arbeit soll ein Überblick über den Stand der Technik bzgl. informatischer Unterstützung des Prozessmanagements geben. Es sollen unterschiedliche Systemtypen (angefangen von Groupware/CSCW-Systemen bis zu BPMS-Systemen) charakterisiert und deren Vor- und Nachteile einander gegenübergestellt werden.
Literatur: DAH05 Kapitel 1-4, 14, 15; WAM+07 Kapitel 1 und 2; http://office.microsoft.com/de-de/project/default.aspx; http://www.cscw-market.org; http://www.bscw.de

Thema: Formalismen für das Prozessmanagement

Betreuer: René Wörzberger, Bearbeiter: Maximilian Odenbrett
Prozessmanagementsystem basieren auf verschiedenen Formalismen. In dieser Arbeit sollen die gebräuchlisten vorgestellt werden. Dazu gehören beispielsweise Petri-Netze und Graphtransformationen. Neben der Darstellung des reinen, abstrakten Formalismus soll jeweils ebenso die konkrete Anwendung auf die Anwendungsdomäne des Prozessmanagements beschrieben werden.
Literatur: Aal98, DAH05 Kapitel 7, Aal96 zu Petri-Netzen; KKS98, Kra98 zu Graphtransformationen; Hav05 Kapitel 3

Thema: WebServices

Betreuer: René Wörzberger, Bearbeiter: Arnd Ißler
WebServices sind mittlerweile eine gebräuchliche Technik im Umfeld des Prozessmanagements. In dieser Arbeit soll die Funktionsweise von WebServices und relevante Standards in diesem Umfeld erläutert werden. Dabei soll kritisch erörtert werden, inwieweit WebServices lediglich eine Adaption bestehender Konzepte und Techniken sind bzw. einen signifikaten Fortschritt darstellen.
Literatur: - ACKM03 komplett; http://www.w3.org/

Thema: WS-BPEL (WebServices Business Process Execution Language)

Betreuer: René Wörzberger, Bearbeiter: Eva-Maria Erps
WS-BPEL ist eine mittels XML notierte Prozessbeschreibungssprache, die im Bereich stark automatisierter Geschäftsprozesse eine wichtige Rolle spielt. Diese Ausarbeitung soll diese Sprache vorstellen. Die Darstellung aufasst auch die verschiedenartigen Vorläufer von WS-BPEL (XLANG, WSFL) sowie den Bezug zu WebService-Standards, auf denen WS-BPEL aufbaut.
Literatur: Hav05, ACKM03, WAM+07; DAH05 Kapitel 13

Thema: BPMN (Business Process Execution Language)

Betreuer: René Wörzberger, Bearbeiter: Olexandr Kovalenko
Die BPMN ist ebenfalls eine Prozessbeschreibungssprache, befindet sich allerdings auf einem höheren Abstraktionsniveau als WS-BPEL. Damit ist sie zur Prozessmodellierung für Domänenexperten ohne technisches Hintergrundwissen geeignet. Umgekehrt sind in BPMN augedrückte Prozessmodelle nicht direkt ausführbar. In dieser Arbeit sollen Sprache BPMN vorgestellt werden ebenso wie Ansätze für eine Abbildung auf eine ausführbare Sprache wie BPMN.
Literatur: Hav05 Kapitel 6, http://www.bpmn.org/

Thema: Dynamische Prozessmanagementsysteme

Betreuer: René Wörzberger, Bearbeiter: Thomas Lisson
Die meisten Prozessmanagementsysteme trennen strikt zwischen Definitions- und Laufzeit eines Prozesses. Das hat i.A. zur Folge, dass strukturelle Änderungen, beispielsweise zusätzliche Aktivitäten, zur Laufzeit am Prozess (genauer: Prozess-Instanz) nicht vorgenommen werden können. Diese Arbeit soll sich mit Prozessmanagementsystemen auseinandersetzen, die Änderungen an laufenden Prozess-Instanzen erlauben und darstellen, welche Arten von Änderungen jeweils möglich sind.
Literatur: Wes01, Rin04 (s. insbesondere Abschnitt zu Related Work), RRD04, ReDa98, ElKe95, Aal01, SSO01, CIJ+00, VoWe98, Kra00, ElMa97

Thema: Integration von Workflow- und Projektmanagement

Betreuer: Thomas Heer, Bearbeiter: Marcel Soboll
In vielen Unternehmen werden derzeit Projektmanagementsysteme zur Planung der Projekte und Workflowmanagementsysteme zur Automatisierung von Teilprozessen eingesetzt. Diese beiden Ebenen sind bislang nur unzureichend integriert. Eine Integration von Workflow- und Projektmanagement ist allerdings jedoch für das Monitoring und das Controlling des übergreifenden Gesamtprozesses erforderlich. In dieser Arbeit sollen daher aktuelle Forschungsansätze zur Integration von Workflow- und Projektmanagement vorgestellt und verglichen werden.
Literatur: Bau04, BRB05, MDB+00, CC02

Thema: Monitoring und Controlling von Entwicklungsprozessen

Betreuer: Thomas Heer, Bearbeiter: Michael Schmitz
Das Monitoring und Controlling von Entwicklungsprozessen ist die Vorraussetzung dafür, dass mögliche Verzögerungen vorzeitig erkannt werden. Zudem kann durch die Fortschrittsmessung und die längerfristige Speicherung der erhobenen Daten der Entwicklungsprozess analysiert werden. Es kann die Produktivität einzelner Entwickler oder ganzer Projektteams ermittelt werden, und es können strukturelle Schwachstellen des Prozessmodells identifiziert werden, die zu Engpässen und Verzögerungen führen. Somit ist das Monitoring die Vorraussetzung für die Prozessverbesserung. In dieser Arbeit soll die Fortschrittsmessung in Softwareentwicklungsprozessen vorgestellt werden. Dabei sind folgende Fragestellungen zu beantworten: Welche Maße werden verwendet, wie werden die Vortschrittsdaten erhoben, und wie werden die ermittelten Werte zur Optimierung der Prozesse verwendet?
Literatur: MR00, DHW06, EOG02, AEN01, FC99 (Kapitel 2-4)

Thema: Zeitplanung in Workflowsystemen

Betreuer: Thomas Heer, Bearbeiter: Andreas Hannig
Aktuelle Workflowsysteme dienen in erster Linie der Automatisierung der Abläufe, zur Koordination der Mitarbeiter, sowie zur Vereinfachung der Arbeit der Prozessbeteiligten durch Bereitstellung aller erforderlichen Ressourcen. Die Zeitplanung wurde bislang in Workflowsystemen vernachlässigt. Sie beschränkt sich auf die Definition von Deadlines für Aktivitäten und die Ausnahmebehandlung, im Fall, dass diese Deadlines nicht eingehalten werden. In dieser Arbeit sollen Forschungsarbeiten beleuchtet werden, die sich mit weiteren Aspekten der Zeitplanung in Workflowsystemen beschäftigen. Dies sind unter anderem die Modellierung von strukturellen und expliziten zetlichen Einschränkungen, die Überprüfung ihrer Konsistenz zur Definitionszeit eines Workflows, sowie die Reaktion auf Verletzungen der Einschränkungen zur Laufzeit.
Literatur: EP00, EPR99, MO99, Mar00

Thema: Ressourcenmodelle und rollenbasierte Zugriffskontrolle

Betreuer: Thomas Heer, Bearbeiter: Jan Krassnigg
Das Management von Entwicklungsprozessen erfordert die Betrachtung von Aktivitäten, Produkten und Ressourcen. Alle drei Teilaskpekte eines Prozessmanagementsystems werden üblicherweise in separaten Teilmodellen modelliert. In einem Ressourcenmodell werden üblicherweise Mitarbeiter und ihre Rollen unterschieden. Eine Rolle definiert dabei die Fähigkeiten des Mitarbeiters und legt damit fest, welche Aufgaben er ausführen kann. Bei der rollenbasierten Zugriffskontrolle legen Rollen fest, welche Rechte ein Benutzer in einem System hat. In dieser Arbeit sollen Rollenmodelle von Prozessmanagementsystemen betrachtet werden, insbesondere im Hinblick auf die Integration der Zugriffskontrolle mit dem Ressourcenmodell. In aktuellen Workflowsystemen sind die Ressourcenmodelle noch nicht so ausgereift wie in Managementsystemen für Entwicklungsprozesse. In dieser Arbeit soll auch auf diesen Unterschied eingegangen werden.
Literatur: KW98, Mue99, SFK00, WBK03

Thema: Process Mining

Betreuer: Thomas Heer, Bearbeiter: Ronny Seidel
In Unternehmen, in denen noch keine Prozessmanagement bzw. Workflowmanagementsysteme zum Einsatz kommen, sind die Geschäftsprozesse nicht explizit modelliert. Die Explikation der implizit ausgeführten Prozesse kann auf verschiedene Arten erfolgen. Duch menschliche Begutachtung der verfügbaren Daten und Dokumente kann druch Analysten ein Prozessmodell erstellt werden. Dabei ist jedoch der Aufwand sehr hoch, und es kann nicht gewährleistet werden, dass das erstellte Prozessmodell tatsächlich alle relevanten Abläufe im Unternehmen abdeckt. Ein anderer Ansatz ist das Process Mining, bei dem mit Hilfe entsprechender Algorithmen, ein Prozessmodell aus protokollierten Daten abgeleitet wird. Dabei werden die Daten häufig in einem sogenannten Process Data Warehouse gespeichert. In dieser Arbeit sollen die Probleme beim Process Mining und verschiedene Lösungsansätze aus der Forschung vorgestellt werden.
Literatur: AW03, ADH+03, CW98a, CW98b

Thema: Workflow Transaktionen

Betreuer: Thomas Heer, Bearbeiter: Frank Birbacher
Insbesondere bei Workflows die organisationsübergreifend ausgeführt werden müssen Aspekte wie die Isolation der Workflowinstanzen und Rollback-Mechanismen im Fall des Scheiterns eines Workflows betrachtet werden. Das ACID Pardigma aus dem Bereich der Datenbanken ist für die Anwendung auf Workflows zu strikt. Beispiele für Fragen, die im Fall von Workflows beantwortet werden müsen, sind: Sollen gesamte Workflows oder nur einzelne Aktivitäten wie Transaktionen behandelt werden? Welche Änderungen sollen und können zurückgenommen werden, wenn spätere Worfklow Aktivitäten scheitern? In dieser Arbeit sollen Transaktionsmodelle für Workflowsysteme betrachtet werden. Dabei soll auch auf Ansätze im Bereich der WebServices eingegangen werden, die häufig für die Realisierung von Workflowmanagementsystemen verwendet werden.
Literatur: EL96, WS97, Mel07 (Kapitel 11), KE01 (Kapitel 9)

Thema: Prozess Modelle in der Softwaretechnik

Betreuer: Thomas Heer, Bearbeiter: Lisa Jacobs
In dieser Arbeit sollen anhand von drei Beispielen Entwicklungsprozesse in der Softwaretechnik betrachtet werden. Die Beispiele sind das V-Modell XT, das Prozessmodell PRINCE2 und der Unified Process. Dabei sollen die wesentlichen Charakteristika, Vorteile und Schwachstellen dieser verschiedenen Prozessmodelle erarbeitet werden, und es soll in Bezug auf spezielle Aspekte ein Vergleich vorgenommen werden.
Literatur: ZGK04, JBR99, VM07, OGC02

Referenzen

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Vorlagen

Termine