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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 [email protected] lswi.de

Workflowgestützte GeschäftsprozesseGeschäftsprozessmanagement

1

Motivation zur Einführung von Workflows Dreidimensionale Ansicht eines Workflows Workflow-Typen Workflow-Lebenszyklus Workflow-Management-Systeme

2


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


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


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

11

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

13


14

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

17

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

18

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

19

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

20


21

Workflow-Typen


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

23

Eignung von Anwendungssystemtypen für Workflow-Typen

WFMS

Projekt-management

Groupware

Ad Hoc Colla-borative

Admi-nistrative

Production

24


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

26

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

27


28

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

29

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

30

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

36

Embedded-Systeme

Workflow-Anwendungsarchitekturen


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

E-Mail

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


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



Workflow Engine(s)

Interface 1

40

Interface 1 - Process Definition Interchange


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


41

Interface 1 - Basic Process Definition Meta-model


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


Kommunikation zwischen Steuerungskomponente und Benutzeroberfläche der Workflowlaufzeit

Workflow Client Applications



Workflow Engine(s)

Interface 2

43

Interface 2 - Client Application Interface


Über das Interface 2 wird die Zusammenarbeit des Workflow- Ausführungsservices mit den Anwendern standardisiert.

Workflow Engine(s)


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


Kommunikation zwischen Steuerungskomponente und aufgerufene Anwendungen




Workflow Engine(s)

Interface 3

45

Interface 3 - Invoked Application Interface


Das Interface 3 fasst Standards zusammen, die zur Aktivierung von Applikationen benötigt werden.


Workflow Engine(s)


Standardised APIs & Interchange

ApplicationAgent

Workflowenabled Applications

Application Specific Interfaces

46

Interface 4

Interface 4


Interoperabilität zwischen Steuerungskomponeten mehrerer WFMS

Other Workflow Enactment Services

Workflow Engine(s)



Workflow Engine(s)

Inter-face 4

47

Interface 4 - Workflow Interoperability Interface


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 Engine(s)

Workflow API & Interchange formats


Workflow Engine(s)

Workflow API & Interchange formats

48

Interface 5

Interface 5


Spezifikation für Auswertungszwecke erfasster und gespeicherter InformationenAus unterschiedlichen Ereignissen wie Bereitstellung, Beginn der Bearbeitung oder Fertigstellung einer Aktivität resultierend

Administration & Monitoring Tools



Workflow Engine(s)

Inter-face 5

49

Interface 5 - Systems Administration Interface


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

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Documents