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Lehrstuhl für Wirtschaftsinformatik und Electronic Government Universität Potsdam
Chair of Business Information Systemsand Electronic GovernmentUniversity of Potsdam
Univ.-Prof. Dr.–Ing. habil. Norbert Gronau Lehrstuhlinhaber | Chairholder
August-Bebel-Str. 89 | 14482 Potsdam | Germany
Tel +49 331 977 3322Fax +49 331 977 3406
E-Mail ngronau@lswi.deWeb lswi.de
Workflowgestützte GeschäftsprozesseGeschäftsprozessmanagement
1
Motivation zur Einführung von Workflows Dreidimensionale Ansicht eines Workflows Workflow-Typen Workflow-Lebenszyklus Workflow-Management-Systeme
2
Motivation zur Einführung von Workflows Dreidimensionale Ansicht eines Workflows Workflow-Typen Workflow-Lebenszyklus Workflow-Management-Systeme
3
Spezialisierung betrieblicher Anwendungen
Quelle: Becker, Luczak 2003, S. 44
Mit der Trennung der Anwendungslogik von der Ablaufsteuerung werden die Workflow-basierten Aufgaben ausgegliedert.
Spezifikation derApplikationen
Verteilungsgrad der Anwendung
Applikationslogik
Prozesslogik
Datenmanagement
MonolithischesAnwendungssystem
Applikationslogik
Prozesslogik
Datenmanagement
Zusätzliche Auslagerungder Ablaufsteuerung
Applikationslogik
Datenmanagement
Prozesslogik
Auslagerung der Datenhaltung
ERP-
System
Prozesslogik
WFMS
DBMS
Datenmanagement
4
Anwendungssysteme im betrieblichen Umfeld
Quelle: Becker, Luczak 2003, S. 44
Das Workflow-Management ermöglicht es, Prozesse über diese Anwendungen hinweg zu definieren.
Buy-Side In-Side Sell-Side
Supply Chain Management
NetzwerkplanungNetzweite Ausführungsplanung
E-Procurement
B2B-MarktplätzeAuktionenAusschreibungen O
PE
RAT
IVA
NA
LYTI
SC
H
ERP
Finanz- und Rechnungswesen
Produktion und Logistik
Vertrieb
Personal OP
ER
ATIV
AN
ALY
TIS
CH
ERP
Elektronische Marktplätze (B2B, B2C)
Auktionen
Ausschreibungen
OP
ER
ATIV
AN
ALY
TIS
CH
Lieferanten Kunden
Querschnittssysteme
Wissensmanagement Bürosysteme Dokumentenmanagmentsystem OP
ER
ATIV
AN
ALY
TIS
CH
Unternehmensgrenze
5
Workflow-Management (WFM) Workflow-Management-Systeme (WFMS)
Workflow (WF)
Begriffe und Definitionen im Workflow-Management
Quelle: Möbus 1999, S. 19; Gadatsch 2003, S. 33
Formal beschriebener, ganz oder teilweise automatisierter GeschäftsprozessZeitliche, fachliche und ressourcenbezogene Spezifikation zur automatischen Steuerung des Arbeitsablaufs
Gestaltung aller Aufgaben zur Spezifikation, Modellierung, Ausführung und Steuerung von WorkflowsÜberwachung, Protokollierung und Integration der zur Durchführung der erforderlichen Arbeitsschritte benötigten Applikationen
Vorgangssteuerndes BetriebssystemLaufzeitkomponente zur Koordination des Workflows Grafische Modellierungskomponente zur Definition der Arbeitsumgebung und der Abläufe
6
Workflow Management ist die automatisierteKoordination und Kontrolle von Geschäftsprozessen.
Workflow-Management anhand von Beispielen
Quelle: Joosten 1997
z.B. Weiterleitung, Initiierung von Aktivitäten, Erinnerungsfunktion, Überwachung, Rollenauflösung
z.B. Zugriffssicherung,Eskalation,
Fristen
z.B. Schadensfallbearbeitung, Kreditantrag, Börsen-Transaktion,
Auftragsmanagement
7
Prozesssteuerung KundenzufriedenheitEnabler für Business Reengineering
Ziele des Workflow-Managements
Quelle: Gadatsch 2003, S. 41
Verbesserung der Prozessqualität und -transparenzVerkürzung der DurchlaufzeitenReduktion der Prozesskosten
Permanente Anpassung an organisatorische ÄnderungenAutomatisierung der ProzesssteuerungIntegration heterogener Informationssysteme
Verbesserung der KundenzufriedenheitEinheitliche Benutzungsoberflächen
8
Workflow-Management vs. Business Reengineering
Quelle: Gadatsch 2003, S. 45
Das Workflow-Management zielt auf die Automatisierung von standardisierbaren Geschäftsprozessen ab.
Business Reengineering Workflow Management
Ziel Inhaltliche Gestaltung der
Arbeitsabläufe zu Umsetzung der strategischen Unternehmensziele
Unterstützung der operativen Prozessausführung durch
Umsetzung der Geschäftsprozessziele
Ebene Makro-Ebene Mikro-Ebene
AufgabenschwerpunktNeugestaltung der
Geschäftsprozesse zur Erreichung der Geshäftsstrategieziele
Voll- und Teilautomatisierte Umsetzung der
Geschäftsprozesse im Rahmen der Ziele der Geschäftsstrategie
Ergebnis Hinsichtlich der Geschäftsziele gestaltete Geschäftsprozesse
Hinsichtlich der zu erreichenden Geschäftsprozessziele (teil-)
automatisierte Geschäftsprozesse
9
Unterscheidung von Geschäftsprozess- vs. Workflowmodell
Prozessmodell
Geschäftsprozessmodell Workflowmodell
Prozessorientierte Organisations-
gestaltung
Workflow-Management
10
Stark arbeitsteilige Prozessausführung
Hohe Frequenz der Geschäftsvorfälle
Gut strukturierte Prozesse
Erforderliche Prozessmerkmale für Workflow-Einsatz
Quelle: Krallmann 2002, S. 303
Zahlreiche heterogene Einzelapplikationen
Eindeutige Definition des Ablaufs, des Informationsbedarfs der Einzeltätigkeit und der Bearbeiter sowie stabile Prozessstruktur, d.h. geringe Änderungen der Abläufe
Mehrwert bei vielen und räumlich weit verteilten Bearbeitern
Vorteile durch Workflow-Einsatz erst nach häufiger Ausführung
Integration verschiedener Einzelapplikationen unter einer einheitlichen Oberfläche
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Konventionelle Abwicklung
Beispiel konventionelle vs. Workflow-gestützte Abwicklung
Quelle: Gadatsch 2003, S. 328f.
Workflow-gestützte Abwicklung
12
Konventioneller AnsatzWorkflowgestützter Ansatz
Konventionelle vs. Workflow-gestützte Abwicklung
Quelle: Gadatsch 2003, S. 328f.
Beschleunigte ProzessdurchführungFrühzeitige PlausibilitätsprüfungMaschinelle Sicherstellung der GenehmigungsprozedurenAbruf des Status der Bestellung jederzeit möglich
Umständlicher Genehmigungsprozess führt zu ZeitverlustenPapiergestützer Genehmigungsprozess ohne PlausibilitätsprüfungMitarbeiter müssen Genehmigungsregeln im Detail kennen und einhaltenKeine maschinelle Information über Status des Genehmigungsprozesses
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Motivation zur Einführung von Workflows Dreidimensionale Ansicht eines Workflows Workflow-Typen Workflow-Lebenszyklus Workflow-Management-Systeme
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Dreidimensionale Ansicht eines Workflows - Dimensionen
Quelle: Aalst 2002
Alle Fälle einer Prozessinitiierung
Ressourcen-dimension
Prozessdimension
Falldimension
Definierte Aufgaben eines Prozesses
Relevante und einsetzbare Ressourcen eines Prozesses
15
Dreidimensionale Ansicht eines Workflows
Quelle: Aalst 2002
Ressourcen-dimension
Prozessdimension
Falldimensionwork item
AufgabeFall
Ressource
Aktivität
16
Zustand eines Falls
Ein Workflow-Prozess dient der Bearbeitung gleichartiger Fälle.
Fall (Case)
Dreidimensionale Ansicht eines Workflows - Begriffe
Quelle: Aalst 2002
Schritt innerhalb des Prozessmodells/der ProzessdefinitionAusführung abhängig von der ProzessdefinitionBeispiele: Versicherungsfall, Kauforder, Beschwerde, etc.
Fall-Variablen (Fall-Parameter): Die Attribute eines Falls für sein RoutingBedingungen: Anforderungen, die erfüllt sein müssen
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AktivitätWork Item
Dreidimensionale Ansicht eines Workflows - weitere Begriffe
Quelle: Aalst 2002
Eine Aufgabe, die für einen bestimmten Fall durchzuführen istWerden von Ressourcen ausgeführt (Maschine, Software oder eine Person)
Entspricht einem Work Item Bearbeitung für einen bestimmten Fall von einer RessourceTripel aus einer Aufgabe, einem Fall und einer Ressource
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A, B, C, D - Aufgaben
Sequentiell
Parallel
Wahlweise
Iterativ
Prozess-Dimension: Routing von Fällen
Quelle: Hagen & Stucky 2004, S.38
A B C
AD
C
BAND-split AND-join
A B C
A D
C
BOR-split OR-join
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Arten von kontrollflussbasierten Workflowmustern
Quelle: Workflow Pattern 2006
Basic Control Patternsz.B. Arbitrary Cycles, Implicit Termination
Advanced Branching and Synchronization Patterns z.B. Multiple Choice, Synchronizing Merge, Multiple Merge
Structural Patternsz.B. Sequence, Parallel Split, Synchronization
Patterns Involving Multiple Instances z.B. MI without synchronization
State-based patternsz.B. Deferred Choice
Cancellation Patternsz.B. Cancel Activity
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Motivation zur Einführung von Workflows Dreidimensionale Ansicht eines Workflows Workflow-Typen Workflow-Lebenszyklus Workflow-Management-Systeme
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Workflow-Typen
Quelle: Gadatsch 2003, S. 321
Allgemeiner WorkflowProduktions-WorkflowTranaktions-Workflow
Fallbezogener Workflow Flexibler Workflow Ad hoc Workflow
Strukturierbarkeit der Arbeitsabläufe Vollständig Nicht vollständig Nicht möglich
Repetitvität der Arbeitsabläufe Sehr hoher Anteil Nur teilweise Anteil Kaum Anteil
Freiheitsgrad des Bearbeiters Keiner Hinsichtlich der
Ablaufsteuerung Hinsichtlich der
Ablaufsteuerung
Vorherige Definierbarkeit von
Arbeitsschritten Möglich Teilweise möglich Nicht möglich
Unterstützung durch eigenständige WFMS oder ERP-
integrierte WFMS WFMS oder Groupware-Systeme
modellierbar nicht modellierbar
22
Workflow-Typen in Abhängigkeit von der Wertschöpfung und der Prozesshäufigkeit
Production Collaborative
Administrative Ad Hoc
z.B. Kreditvergabe, Schadensbe- arbeitung
z.B. Dokumentation,Software-Entwicklung
z.B. Reisekosten- abrechnung, Urlaubsgenehmigung
z.B. FYI Mail,Kontrolle/
Genehmigung
hohe Wertschöpfung
geringeWertschöpfung
RepetitiverProzess
EinzigartigerProzess
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Eignung von Anwendungssystemtypen für Workflow-Typen
WFMS
Projekt-management
Groupware
Ad Hoc Colla-borative
Admi-nistrative
Production
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Motivation zur Einführung von Workflows Dreidimensionale Ansicht eines Workflows Workflow-Typen Workflow-Lebenszyklus Workflow-Management-Systeme
25
Workflow-Lebenszyklus
Quelle: Galler, Scheer 1995, S.22
Prozessanalyse und -design
Workflow-Modell-Implementierung
(Build-Time)
Workflow-basiertes Controlling
ProzessmodelleProzesswissen
Workflow-Ausführung (Run-Time)
ImplementierteWorkflow-Anwendung
Workflow-Audit-Trail-Daten
Workflow-Monitoring
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Workflow-Modellausführung
Workflowmodell-Implementierung
Prozessanalyse und -design
Phasen des Workflow-Lebenszyklus
Quelle: Galler, Scheer 1995, S.22
Workflow-basiertes Controlling
Prozessmodellierung, -analyse und -verbesserungErgebnis: Fachkonzept in Form eines Prozessmodells
Überführung der Workflow-Modelle in Workflow-Instanzen (Run -Time)Übernahmen, Kontrolle und Koordination der Modelle Überwachung des Verlaufs einzelner Instanzen über das Monitoring
Überführung geeigneter Geschäftsprozesse oder Teile von diesen in Workflow-Modelle (Build-Time)Ergebnis: DV-Konzept, Implementierung der Workflow-Anwendung
Nutzung der aufgezeichneten Laufzeitdaten zur Prüfung der Effizienz der Workflow-ModelleGgf. Überarbeitung der Geschäftsprozesse
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Motivation zur Einführung von Workflows Dreidimensionale Ansicht eines Workflows Workflow-Typen Workflow-Lebenszyklus Workflow-Management-Systeme
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Aufgaben eines Workflow-Management-Systems
Quelle: Hagen, Stucky 2004, S.139
W1: Planung und Modellierung der Prozessdefinition
W2: Prozess-Planung
W3: Modell-Analyse und Simulation des WF-Prozesses
W4: Instanziierung, Ausführung und Überwachung
W5: A-posteriori-Analyse und Prozessverbesserung
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Anforderungen an Workflow Management Systeme
Sicherheit der Auskunftsfähigkeiten
Flexibilität bei organisatorischen
Änderungen
Erhöhen der Produktivität
WFMSAnforderungen
Entlasten von Routinetätigkeiten
Vermeiden von Mehrfacherfassungen
Verkürzen der Durchlaufzeiten
Effizienzsteigerung
Offenheit gegenüber bestehender Systeme
Transparenz eines WFMS zur Kontrolle der Prozesse
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Entscheidung: Standalone vs. embedded Systeme
Quelle: Gadatsch 2003, S.330
Die Entscheidung für ein WFMS ist abhängig von der bestehenden Infrastruktur und den Systemanforderungen.
Eigen-ständiges
WFMS
ERP-integriertes
WFMS
hoch
hoch
gering
Flex
ibili
tät I
T-St
rate
gie
Heterogenität IT-Landschaft
31
Aufbau eines Workflow Management-Systems (WFMS)
Quelle: Allweyer 2005, S. 331
32
Run-TimeBuild-Time
Unterscheidung von Build- und Run-Time
Quelle: Becker, Luczak 2003
Modellierung von Prozessen und Organisation, Daten- und Programmspezifikation
Ausführung der Prozesse (Workflows) mit Rollenauflösung und Monitoring
33
Beispiel Build-Time
Beispieleiner Prozess-definition
34
Beispiel Run-Time Variante 1
Beispieleiner Instanz
35
Beispiel Run-Time Variante 2
Beispieleiner anderen Instanz
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Embedded-Systeme
Workflow-Anwendungsarchitekturen
Quelle: Becker, Luczak 2003, S. 44
Standalone Systeme
Eigenständiges Software-ProduktEntwicklung und Betreibung unabhängig von anderen Anwendungen
Nutzung der Leistungen nur, wenn gleichzeitig das PPS/ERP-System eingesetzt wirdIntegration der Oberfläche zur Nutzung der Workflow-Funktionalität in die Oberfläche des ERP-SystemsVermeidung von Datenredundanzen
Anwendungs-system 1
Anwendungs-system n
Anwendungs-system 2
DB
StandaloneWFMS
DB
Anwendungs-system 1
Anwendungs-system n
Anwendungs-system 2
StandaloneWFMS
z.B. ERP-System
DB
37
Einbettung von WFMS in das 3K-Modell
Quelle: i.A. Krallmann 2002, S.302
Kommunikations-unterstützung
Kooperations-unterstützung
Koordinations-unterstützung
Kommunikation
GemeinsameInformationsräume
WorkgroupComputing
WorkflowManagement
SynchroneKonferenz-
systeme
BB-Systeme
Koordinations-systeme
Gruppen-editoren
Systemklasse
VerteilteHypermediasysteme
ElektronischeSitzungsräume
38
Referenzmodell von Workflow-Management-Systemen
Quelle: Workflow Management Coalition 2005
Process Definition Tools
Workflow Client Applications
Invoked Applications
Administration & Monitoring Tools
Other Workflow Enactment Services
Workflow Engine(s)
Wokflow API and Interchange Formats
Workflow Enactment Service
Workflow Engine(s)
Interface 1
Interface 3Interface 2
Interface4
Interface5
What?When?Who?
39
Interface 1
Interface 1
Quelle: Workflow Management Coalition 2005
Workflowmodelle zwischen unterschiedlichen Anwendungen austauschenEinsatz von unterschiedlichen Werkzeugen für die Definition, Analyse, Simulation und Dokumentation eines WorkflowsGemeinsames Repository zur Vermeidung von Inkonsistenzen und ÜbertragungsfehlerAustausch eines Workflowmodells zwischen mehreren WFMS
Process Definition Tools
Wokflow API and Interchange Formats
Workflow Enactment Service
Workflow Engine(s)
Interface 1
40
Interface 1 - Process Definition Interchange
Quelle: Workflow Management Coalition 2005
Das Process Definition Interchange beschreibt die Integration von Werkzeugen zur Spezifikation der Prozessmodelle.
Process StructureActivities & Navigation
Roles & ParticipantsTrigger Condition
Application invocationEtc ...
Process AnalysisModelling & Definition Tools
Process Definition
Workflow Engine(s)
Interchange Formats & APIs
Workflow Enactment Service
41
Interface 1 - Basic Process Definition Meta-model
Quelle: Workflow Management Coalition 2005
Innerhalb der Basisprozessdefinition sind alle relevanten Akteure und Voraussetzungen zur Ausführung eines Workflows beinhaltet.
Activity
WorkflowType Definition
WorkflowRelevant Data
Role
Invoked Application
TransitionConditions
has
consits of
uses
uses
may refer to
may refer to
may have
42
Interface 2
Interface 2
Quelle: Workflow Management Coalition 2005
Kommunikation zwischen Steuerungskomponente und Benutzeroberfläche der Workflowlaufzeit
Workflow Client Applications
Wokflow API and Interchange Formats
Workflow Enactment Service
Workflow Engine(s)
Interface 2
43
Interface 2 - Client Application Interface
Quelle: Workflow Management Coalition 2005
Über das Interface 2 wird die Zusammenarbeit des Workflow- Ausführungsservices mit den Anwendern standardisiert.
Workflow Engine(s)
Workflow Enactment Service
Invoked ApplicationClient Application
User Interface
Command Set
Connection/DisconnectionProcess & Activity Control Functions
Process Status FunctionsWorklist Manipulation Commands
Standardised APIs & Interchange
44
Interface 3
Interface 3
Quelle: Workflow Management Coalition 2005
Kommunikation zwischen Steuerungskomponente und aufgerufene Anwendungen
Invoked Applications
Wokflow API and Interchange Formats
Workflow Enactment Service
Workflow Engine(s)
Interface 3
45
Interface 3 - Invoked Application Interface
Quelle: Workflow Management Coalition 2005
Das Interface 3 fasst Standards zusammen, die zur Aktivierung von Applikationen benötigt werden.
Workflow Enactment Service
Workflow Engine(s)
Invoked Applications
Standardised APIs & Interchange
ApplicationAgent
Workflowenabled Applications
Application Specific Interfaces
46
Interface 4
Interface 4
Quelle: Workflow Management Coalition 2005
Interoperabilität zwischen Steuerungskomponeten mehrerer WFMS
Other Workflow Enactment Services
Workflow Engine(s)
Wokflow API and Interchange Formats
Workflow Enactment Service
Workflow Engine(s)
Inter-face 4
47
Interface 4 - Workflow Interoperability Interface
Quelle: Workflow Management Coalition 2005
Das Interface 4 beschreibt Standards, die der Einbindung weiterer Workflow-Ausführungsservices dienen.
Activity or subprocess invocationProcess/Activity status/control
Application/Workflov relevant data transferSyncpoint coordination
Process definition read/write
Workflow Enactment Service
Workflow Engine(s)
Workflow API & Interchange formats
Workflow Enactment Service
Workflow Engine(s)
Workflow API & Interchange formats
48
Interface 5
Interface 5
Quelle: Workflow Management Coalition 2005
Spezifikation für Auswertungszwecke erfasster und gespeicherter InformationenAus unterschiedlichen Ereignissen wie Bereitstellung, Beginn der Bearbeitung oder Fertigstellung einer Aktivität resultierend
Administration & Monitoring Tools
Wokflow API and Interchange Formats
Workflow Enactment Service
Workflow Engine(s)
Inter-face 5
49
Interface 5 - Systems Administration Interface
Quelle: Workflow Management Coalition 2005
Das Interface 5 beinhaltet Standards, die eine Einbindung von Monitoring- und Analysewerkzeugen bewirken.
User managementRole management
Audit managementRessource Control
Process supervisory functionsEtc.
WAPI
Workflow Enactment Service B
Workflow Engine(s)
Workflow Enactment Service A
Workflow Engine(s)
Management Application
50
Wie haben sich die Architekturen von Informationssystemen in den letzten Jahren entwickelt?Welche Geschäftsprozesse eignen sich für den Workflow-Einsatz?Welche verschiedenen Workflow-Typen gibt es?Welche Dimensionen umfasst die dreidimensionale Ansicht eines Workflows? Welche Phasen beinhaltet der Lebenszyklus eines Workflows?Was unterscheidet die Run von der Buildtime bei Workflows?Welche Architekturen für Workflow-Systeme haben Sie kennen gelernt?
Übungsfragen
51
Becker, J., Kugeler, M., Rosemann, M.: Prozessmanagement. Springer Berlin Heidelberg, 2005.
Gadatsch, A.: Grundkurs Geschäftsprozess-Management. Friedr. Vieweg & Sohn Verlag. Wiesbaden, 2003.
Joosten 1997
Rosenkranz, F.: Geschäftsprozesse. Modell- und computergestützte Planung. Springer-Verlag. Berlin Heidelberg New York, 2002.
Gronau, N.: Enterprise Resource Planning und Supply Chain Management. München 2004
Aalst, W. van der, Hee, K. van: Workflow management : models, methods, and systems. MIT Press Cambridge, Mass., London, 2002.
Möbus, D.: Geschäftsprozeßoptimierung durch Workflow-Management : Grundlagen - Fallbeispiel - Umsetzung. Hochschule für Bankwirtschaft/HfB, Frankfurt am Main, 1999.
Workflow Management Coalition: http://www.wfmc.org, 2006
workflow Patterns: http://is.tm.tue.nl/research/patterns, 2006
Becker, J., Luczak, H.: Workflow-Management in der Produktionsplanung und -steuerung. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2003.
CuteFlow: http://www.cuteflow.org/index.html, 2007 letzter Abruf am 21.12.2007
Literatur
52
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