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==Modellierung von Flexibilität mit Ereignisgesteuerten Prozessketten (EPK)==
https://ceur-ws.org/Vol-167/epk2005-paper8.pdf
Modellierung von Flexibilität mit Ereignisgesteuerten Pro-
zessketten (EPK)
Jürgen Grief*, Heinrich Seidlmeier**
*BC & S GmbH
Bank Consulting & Solutions
Schumanstr. 33
52146 Würselen
J.Grief@bcs-gmbh.de
**Fachhochschule Rosenheim
Institut für Organisation und Wirtschaftsinformatik
am Fachbereich Betriebswirtschaft
Hochschulstr. 1
83024 Rosenheim
seidlmeier@fh-rosenheim.de
Abstract: „Flexibilität“ oder auch „Adaptivität“ ist, gleichermaßen in Theorie und
Praxis, in Zeiten der beschleunigten Ökonomie einer der betrieblichen Erfolgsfak-
toren schlechthin. Diese Eigenschaft eines Unternehmens, das dann als „agil“ gilt,
wird auch beim Management von Geschäftsprozessen gefordert. Auf der strategi-
schen Ebene finden sich einschlägige Hinweise in der wissenschaftlichen Literatur,
in Marketingprospekten oder in Firmenbroschüren in großer Zahl. Auf der „tiefen“
Ebene der detaillierten Prozessmodellierung zeigt sich ein anderes Bild. Ausfüh-
rungen zur konkreten Modellierung von flexiblen Prozessen sind eher selten. Hier
setzt dieser Beitrag an. Es werden Konstruktionsideen für flexible Prozesse entwi-
ckelt und mit EPK umgesetzt. Die grundlegenden Ideen „Modularisierung“ und
„Entkopplung“ führen zur selbststeuernden Prozesskonfiguration und variablen
Funktionsreihenfolge. Damit wird Flexibilität zwischen und in entkoppelten Pro-
zessmodulen erzeugt.
1 Bedeutung und Definition von Flexibilität
Schon seit Jahren unstrittig ist sicherlich die Bedeutung der Flexibilität für den Unter-
nehmenserfolg [z.B. GSW98], insbesondere in kleineren und mittelständischen Unter-
nehmen [z.B. Fe86]. Unter anderem wird die Fähigkeit flexibel (oder auch adaptiv bzw.
agil) zu sein, als das wichtigste Ziel des Geschäftsprozessmanagements erachtet [Jo05,
S. 9]. Weiterhin ergab eine Umfrage unter mehr als 4000 Führungskräften weltweit, dass
die Fähigkeit, Flexibilität tatsächlich auch in Unternehmenswandel umzusetzen, als
größte Managementherausforderung bis 2010 betrachtet wird [Ec2005].
Insbesondere ist beispielsweise im Bankensektor durch die rapide zunehmenden Markt-
anteile der Transaktionsbanken der Bedarf an flexiblen Referenzprozessen deutlich ge-
wachsen. Die jeweilige Transaktionsbank definiert einen Referenzprozess, welcher dann
mandantenspezifisch anzupassen ist. Diese flexiblen Referenzprozesse stellen einen
wesentlichen Faktor für die Marktposition der Transaktionsbanken dar. Der Erfolg der
Transaktionsbanken legt den Schluss nahe, dass in naher Zukunft weitere „Dienstleis-
tungsfabriken“ in anderen Geschäftsfeldern entstehen werden, und somit die Bedeutung
flexibler (Referenz-)Prozesse zunehmend steigen wird.
Trotz der hier nur angerissenen Wichtigkeit wird die tiefere Auseinandersetzung mit
dem vielgenannten Phänomen „Flexibilität“ oft vernachlässigt, gerade auch auf Pro-
zessmodellierungsebene. Die eigentlich zuständige klassische (deutschsprachige) Orga-
nisationsliteratur setzt sich nur sehr oberflächlich damit auseinander [z.B.KK92 und
Sc03], ebenso die älteren und gleichermaßen neueren Prozessmanagement-
Standardwerke [z.B. HC94 und BKR05].
Flexibilität wird sehr unterschiedlich definiert. Generell kann man unter Flexibilität (im
Sinne von Adaptivität) die Fähigkeit verstehen, sich ändernden Rahmenbedingungen
anpassen zu können [Al98, S. 2]. Mit Betonung des Zeitfaktors ist ein System dann fle-
xibel, „wenn einem Wandlungsbedarf ein in angemessener Zeit aktivierbares Wand-
lungspotential im System gegenübersteht“ [AS04, S. 70]; Flexibilität ist folglich als
Wandlungsfähigkeit zu verstehen. Neben dem Zeitfaktor ist ferner der Anpassungsauf-
wand zu berücksichtigen. Ein Prozess ist nur dann flexibel, wenn ein geringer Wand-
lungsbedarf nicht die Aktivierung eines diesem Bedarf unangemessenen Wandlungspo-
tenzials erfordert.
Diese Anpassungs- bzw. Wandlungsfähigkeit wird auch diesem Beitrag zugrunde gelegt.
Vor diesem Hintergrund werden im folgenden Kapitel verschiedene allgemeingültige
Ansätze zur flexiblen Gestaltung von Prozessen kurz dargestellt. Es wird sich zeigen,
dass alle Vorschläge im Kern auf wenigen gemeinsamen Grundideen aufbauen. Diese
Kerngedanken werden im darauf folgenden Kapitel aufgegriffen, weiterentwickelt und
als Basis für flexible Ereignisgesteuerte Prozessketten verwendet.
2 Allgemeine Ansätze zur Bewältigung von Umweltänderungen in
Prozessen
Es existiert eine ganze Reihe von Möglichkeiten, um den Anforderungen gerecht zu
werden, die aus Umweltänderungen resultieren. Nachfolgend werden einige davon kurz
dargestellt.
2.1 Erzeugung von Prozessvarianten
Übersichtsartig berichtet Allweyer über „Prozesshandbücher“, „Prozessbibliotheken“
und „Prozesspartikel“ [Al98, S. 67 f. und die dort ausgewertete Literatur]. In einem
Prozesshandbuch werden Teilprozesse und Regeln für deren Verknüpfung abgelegt. Auf
dieser Basis lassen sich, wenn Wandlungsbedarf entsteht, Prozessalternativen erzeugen.
Allerdings gibt es keine Angaben, welche Alternativen zielgerecht unter den gegebenen
Rahmenbedingungen zu wählen sind. Eine Prozessbibliothek enthält wieder verwendba-
re Referenzprozessbausteine. Regeln bzw. Kriterien zur Ermittlung der geeigneten Bau-
steine werden im Einzelnen nicht beschrieben. Im Rahmen der Verwendung von Pro-
zesspartikeln zur Prozessgestaltung werden die Anwendungsvoraussetzungen für die
Partikel ausdrücklich behandelt. Zentral ist ein feststehendes, so genanntes „Essentielle
Modell“ mit den zur Zielerreichung unbedingt notwendigen Prozessschritten und Ab-
hängigkeiten. Aufgrund von Umweltveränderungen notwendige Prozessvarianten wer-
den auf Basis des essentiellen Modells und passender generischer Prozesspartikel model-
liert. Da die Einsatzvoraussetzungen von Prozesspartikeln definiert sind, können geeig-
nete Prozessalternativen ausgewählt werden.
Da in allen genannten Fällen (Handbuch, Bibliothek, Partikel) letztlich Prozessvarianten
erzeugt werden, spielt das „Management“ dieser Varianten, bevorzugt durch entspre-
chende Modellierungswerkzeuge, eine wichtige Rolle.
Die effiziente Handhabung von Prozessvarianten stellt eine wesentliche Grundlage für
den Erfolg von Referenzprozessen dar. Ausgehend von einem branchenspezifischen
Referenzprozess wird ein unternehmensspezifischer Prozess generiert, welcher allge-
mein als Prozessvariante zu interpretieren ist. Führt eine Dienstleistungsfabrik (Beispiel:
Transaktionsbank) die Prozesse mehrerer Unternehmen (derselben Branche) durch, so
muss der Referenzprozess derart flexibel gestaltet sein, dass aus ihm mit vertretbarem
Aufwand unternehmensspezifische Prozesse abgeleitet und diese mit ihm synchron
gehalten werden können.
2.2 Verwendung „robuster“ Modellierungsmethoden
Weitere Vorschläge zur prozessorientierten Bewältigung von Umweltänderungen sind
die objektorientierte und die ressourcenbasierte Modellierung.
Die Wurzeln der objektorientierten Softwareentwicklung reichen bis in die 1970er Jahre
zurück. Ab den 90er Jahren setzt sich dieses Paradigma zunehmend gegen die prozedu-
rale Vorgehensweise durch [Oe2003, S. 12]. Die objektorientierte Modellierung von
Prozessen, insbesondere mit der Unified Modeling Language (UML), ist in etwa ab
Mitte der 90er bekannt [Zi99, S. 65 ff.]. Weiterhin existieren Vorschläge zu „Objektori-
entierten Ereignisgesteuerten Prozessketten“ (oEPK) [SNZ97], auch in Kombination mit
der UML [LA98; Da99].
Gerade durch die Zusammenführung von objektorientierter, eher umsetzungs-
technischer („UML“) und prozessorientierter, eher betriebswirtschaftlich-konzeptioneller
Sichtweisen („EPK“) verspricht man sich, die Lücken und Schwächen des jeweils einen
Ansatzes durch die Integration mit dem jeweils anderen Ansatz zu umgehen. Eine Ge-
genüberstellung der wesentlichen Elemente von UML Aktivitätsdiagrammen und EPK
findet sich in [Gr05].
Die an Unternehmensressourcen ausgerichtete Prozessmodellierung ist eine sehr neue
Sichtweise [BMH05; Se05]. Der „Resource-Based View of the Firm“ führt den Erfolg
eines Unternehmens auf Ressourcenasymmetrien zurück. Dauerhaft überdurchschnittli-
che Gewinne und nachhaltige, verteidigungsfähige strategische Wettbewerbsvorteile als
deren Ursache erklären sich demnach aus einer überlegenen Ressourcenausstattung
und/oder –nutzung [grundlegend Ba91].
Prozesse werden dabei als Aneinanderreihung von ressourcenbasierten Prozessbaustei-
nen betrachtet. Ein Prozessbaustein besteht aus einer Funktion (= Prozessschritt), dazu
notwendigen Ressourcen (beispielsweise Sachmittel) und Fähigkeiten zur Bewältigung
der Funktionsdurchführung. Auf der Grundlage dieser vorhandenen Bausteine können
dann Prozesse nach (Wandlungs-) Bedarf zusammengestellt werden.
Da in beiden Fällen mit „Objekten“ und „Ressourcen“ eher robuste Prozessbestandteile1
im Vordergrund stehen, sind darauf aufbauende Modelle weniger sensibel gegenüber
Umweltänderungen und können ohne Modifikationen weiterverwendet werden. Derarti-
ge Prozesse sind damit nicht im eigentlichen Sinne flexibel, können aber bevorzugt in
dynamischen Umwelten eingesetzt werden.
2.3 Wahl des geeigneten Abstraktionsgrades
Unter Abstraktionsgrad soll die Detaillierung, auch Granularität der Prozessmodellie-
rung verstanden werden. Es handelt sich nicht um einen eigenständigen Ansatz, sondern
um ein grundlegendes Konzept. Allgemein gilt: Je feiner ein Prozess modelliert ist, desto
genauer ist sein Ablauf festgelegt. Damit fehlen Freiheitsgrade in der Abarbeitung und
reduzieren als Folge die in Kapitel 1 angesprochenen Wandlungspotentiale. Für sehr
abstrakt formulierte Prozesse gilt das Gegenteil.
Besteht beispielsweise der Prozess „Rechnung bearbeiten“ nur aus einem, gleichnamigen
Prozessschritt, kann die Bearbeitung einer Rechnung sehr flexibel erfolgen – im Bedarfs-
fall z.B. weniger genau, bevorzugt oder beschleunigt. Zur eigentlichen Aufgabe „Rech-
nung bearbeiten“ existiert keine weitergehende Bearbeitungsanweisung. Eine sehr ge-
naue Ablaufbeschreibung ver- oder zumindest behindert flexible Vorgehensweisen. Von
zentraler Bedeutung ist die Bestimmung des „optimalen“ Abstraktionsgrades.
1
Vgl. zur Prozesseigenschaft „Robustheit“ [Al98, S. 89 ff.].
Damit im Falle von sehr groben Prozessbeschreibungen vorgegebene Prozessziele trotz-
dem erreicht werden (Flexibilität damit nicht opportunistisch ausgenutzt wird), bieten
sich verschiedene organisatorische Lösungen an [PDF05, S. 244 f.]. Z.B. kann bei der
Auswahl der entsprechenden Mitarbeiter auf das Vorhandensein notwendiger Werte
(Genauigkeit, Loyalität, Zuverlässigkeit u.ä.) geachtet werden.
Die Entscheidungsmöglichkeiten, die eine grob-granulare Prozessbeschreibung hinsicht-
lich der manuellen Durchführung eines Prozesses bietet, setzen Kenntnisse bezüglich
möglicher Aktionen und Effekte voraus. Dieses „Prozesswissen“ des Ausführenden
muss auch in die Beschreibung automatischer Prozesse integriert werden, damit ausfüh-
rende Systeme in analoger Weise reagieren können.
2.4 Zusammenfassende Erkenntnisse
Zunächst fällt auf, dass sehr viele der in den vorigen Abschnitten genannten Ansätze mit
Teilprozessen, Prozessbausteinen u.ä. sowie sich daraus ergebenden Varianten arbeiten.
Allerdings ist die Bildung von Teilprozessen, und damit verbunden auch die Wahl des
optimalen Abstraktionsgrades, nicht durchgängig gelöst. Auch die richtige Verknüpfung
der Teilprozesse ist nicht in allen Fällen klar. Diese methodische Lücke ist bei der ziel-
gerechten Wahl von Alternativen, unter den gegebenen Rahmenbedingungen, sogar noch
größer. Interessant erscheint, weil in den beschriebenen Ansätzen vernachlässigt, die
methodische Überlegung, aus Teilprozessen automatisch Gesamtprozesse zu erzeugen.
3 Flexible Prozesse durch Modularisierung und Entkopplung
Der in diesem Absatz dargestellten Konstruktion flexibler Prozesse, formuliert als (wei-
tergehend zu diskutierende) „Konstruktionsideen“, liegt folgende Basisüberlegung zu
Grunde. Flexibilität in Organisationen wird generell durch Modularisierung von organi-
satorischen Strukturen und Prozessen sowie durch die Entkopplung dieser Module er-
reicht. Entkoppelte Module erleichtern Neukonfigurationen von Strukturen und Prozes-
sen und erhöhen somit die organisatorische Flexibilität [ähnlich AS04, S. 70 f.].2 Die
konkrete Umsetzung dieser Ideen mit EPK erfolgt im folgenden Kapitel 4.
2
Diese auf organisatorische Aspekte ausgerichtete Sichtweise kommt grundsätzlich auch zur Anwendung bei
der Konstruktion flexibler Softwarearchitekturen [SK03].
Konstruktionsidee 1: Modularisierung
Als erste grundlegende Idee wird vorgeschlagen, Prozesse aus Modulen aufzubauen. Ein
Modul besteht aus Schnittstellen und einem Kern. Der Kern setzt sich aus grundsätzlich
freien Bausteinen mit der eigentlichen Funktionalität3 zusammen. Diese Module können
auch als Ressourcen [Se05] oder Services [BMH05] verstanden werden.
Konstruktionsidee 2: Entkopplung der Module
Die Flexibilisierung von Prozessen und damit die Erzeugung von Wandlungspotential
werden durch die Entkopplung der Module erreicht. Es entstehen, als zweite wesentliche
Idee, autonome Prozessmodule (bzw. Teilprozesse), die situativ, aber zielgerecht zu-
sammengesetzt werden können.
Konstruktionsidee 3: Modul-Intra- und –Interflexibilität
Modularisierung und Entkopplung erzeugen Flexibilität auf zwei Ebenen:
x Innerhalb der Module („Modul-Intraflexibilität“): Die freien (bzw. auch ent-
koppelten) Prozessbausteine können in einem Modul grundsätzlich beliebig
kombiniert werden.
x Zwischen den Modulen („Modul-Interflexibilität“): Die entkoppelten Prozess-
module bzw. Teilprozesse können grundsätzlich beliebig zu einem Gesamtpro-
zess kombiniert werden.
Konstruktionsidee 4: Selbststeuernde Prozesskonfiguration
Ein „Kopplungssystem“ enthält die Methodik und die notwendigen Umweltinformatio-
nen, um die Prozessmodule selbständig zu Gesamtprozessen zusammenbauen zu kön-
nen. Diese Idee reduziert die durch Flexibilität gewöhnlich erzeugte Komplexität. Es
müssen nicht alle in der Diskurswelt denkbaren Modulkombinationen (als Redundanz
erzeugende Varianten) vorgehalten werden – mit der Gefahr einer „kombinatorischen
Explosion“. Der von nicht beeinflussbaren Umweltveränderungen ausgelöste Wand-
lungsbedarf wird durch die selbständige Erzeugung der einen passenden Prozessvariante
gedeckt. Das Wandlungspotential ist nicht explizit modelliert, sondern liegt v.a. im mo-
dul-interflexiblen Kopplungssystem.4
3
Vgl. zu den Gestaltungszielen bei der Modularisierung und zum Grad der Modularisierbarkeit [AS04 S. 71f.
und S. 74]. Gemäß der ARIS-Methodik [Sc01] setzt sich ein Baustein aus den Sichten Funktion, Organisation,
Daten und Leistung zusammen.
4
Und daneben in der Modul-Intraflexibilität.
Zur methodischen Umsetzung dieser Ideen bieten sich die Ereignisse in EPK an. Zum
einen bilden Ereignisse Umweltveränderungen ab. Eine derartige Wandlungsbedarf
erzeugende Änderung ist nichts anderes als ein Ereignis. Zum anderen werden nachfol-
gend Ereignisse zur Umsetzung des oben angesprochenen Kopplungssystems in Form
von (ARIS-) Ereignisdiagrammen herangezogen.
Konstruktionsidee 5: „Kernmodell“
Das Kernmodell enthält zwingend notwendige Prozessmodule und schränkt dadurch die
Flexibilität bei der Prozessgestaltung ein. Die Notwendigkeit eines derartigen Kernmo-
dells kann sich aus fixierten Unternehmensvorgaben bzw. Prozesszielen (z.B. „100%-
Endkontrolle“) oder aus vorhandenen rechtlichen, betrieblichen oder sonstigen Verord-
nungen (z.B. „Vier-Augen-Prinzip“) ergeben. Weiterhin erzeugt die Verwendung eines
Kernmodells „kontrollierte“ Flexibilität, indem es ein „Ausufern“ (z.B. übermäßiges
bzw. unwirtschaftliches Erfüllen von Kundenänderungswünschen) bzw. sogar im Ex-
tremfall Willkür verhindert.
4 Umsetzung der Konstruktionsideen mit EPK
Die Konstruktionsidee der selbststeuernden Prozesskonfiguration wird im ersten Teil
dieses Kapitels auf der Basis von EPK und Ereignisdiagrammen umgesetzt. Die auf
diesem Wege erzielte Flexibilisierung von Prozessdarstellungen führt zu einer signifi-
kanten Verbesserung der Modul-Interflexibilität.
Im Anschluss wird durch ein Konzept zur Abbildung variabler Funktionsreihenfolgen
innerhalb von EPK ein Ansatz zur Erhöhung der Modul-Intraflexibilität vorgestellt.
4.1 Selbststeuernde Prozesskonfiguration
In der EPK-Literatur wird der Ereignisbegriff sehr weit gefasst. Chen und Scheer defi-
nieren in dem Grundsatzartikel [CS94] Ereignisse wie folgt: „Ereignisse in der EPK
lösen Funktionen aus und sind deren Ergebnis. Sie repräsentieren zugleich das Ende
einer Funktionsausführung und den Ausführungsbeginn der Nachfolger-Funktion. […]“.
Dieser Ereignisbegriff entspricht in seinem Kern auch der Definition in [KNS92]. Rump
verwendet zwar in [Ru99] den Ereignisbegriff aus [KNS92], er weist jedoch darauf hin,
dass er ihn letztlich im Sinne einer Zustandsdefinition nutzt. Davis folgt dem Ereignis-
begriff aus [KNS92] in [Da03] weitgehend, wobei er zwischen Startereignissen, mittle-
ren Ereignissen und Endereignissen unterscheidet.
Uthmann geht in seiner Ereignisdefinition in [Ut97] einen Schritt weiter: „Ereignisse
bezeichnen Zustandsübergänge, wobei Bereitstellungs- und Auslöseereignisse unter-
schieden werden, die sich jeweils auf die Bereitstellung von Objekten als Ergebnis einer
ausgeführten Funktion bzw. auf das Eintreten einer Objektkonstellation beziehen, die zur
Auslösung einer Funktion führt. In der Konsequenz beginnt jede Prozeßkette mit einem
oder mehreren Auslöseereignissen, die eine prozeßinstanziierende Anfangsbedingung
bzw. mehrere -teilbedingungen repräsentieren, und endet mit einem oder mehreren Be-
reitstellungsereignissen, die das Eintreten des Zustandes nach Prozeßende bezeichnen.“.
Während Uthmann lediglich Bereitstellungs- und Auslöseereignisse unterscheidet5, wer-
den wir eine Kategorisierung in drei verschiedene Ereignistypen vornehmen, auf deren
Grundlage die selbststeuernde Prozesskonfiguration umgesetzt wird. Auf der Basis des
Ereignisbegriffs aus [CS94] seien folgende Ereignistypen definiert:
x Ein Bereitstellungsereignis ist ein Ereignis, das unmittelbar aus einer Funkti-
onsausführung resultiert.
x Ein internes Auslöseereignis ist ein Ereignis, welches im Rahmen des Prozess-
ablaufs die unmittelbare Konsequenz von Bereitstellungsereignissen oder ex-
ternen Auslöseereignissen (oder Kombinationen dieser Ereignisse) ist, und –
ggf. in Verbindung mit weiteren (internen oder externen) Auslöseereignissen –
zu der Ausführung einer oder mehrerer Funktionen führt.
x Ein externes Auslöseereignis ist ein Ereignis, welches nicht aus dem Prozess-
verlauf resultiert, sondern außerhalb des betrachteten Prozesses ausgelöst wor-
den ist, und – ggf. in Kombination mit weiteren (internen oder externen) Auslö-
seereignissen – zu der Ausführung einer oder mehrerer Funktionen führt.
Die strikte Unterscheidung von Bereitstellungs- und Auslöseereignissen ermöglicht es,
den Prozessverlauf von den einzelnen Teilprozessen zu entkoppeln. Während die einzel-
nen Teilprozesse in EPK abgebildet werden, wird der Prozessverlauf in Ereignisdia-
grammen modelliert. Dabei wird folgenden Prinzipien gefolgt:
x In einem Ereignisdiagramm wird durch eine gerichtete Verbindung von Ereig-
nis e1 zu Ereignis e2 ausgedrückt, dass aus dem Bereitstellungsereignis oder
dem externen Auslöseereignis e1 das interne Auslöseereignis e2 folgt.
x Bei den Startereignissen einer EPK handelt es sich ausschließlich um (interne
oder externe) Auslöseereignisse.
x Ist ein von einer Funktion ausgelöstes Ereignis im Rahmen des Prozessverlaufs
unweigerlich auch das auslösende Ereignis der nachfolgenden Funktion, so re-
präsentiert dieses sowohl ein Bereitstellungs- als auch ein internes Auslöseer-
eignis, und wird nicht in einem Ereignisdiagramm aufgeführt.
5
Diese Unterscheidung wird auch in [BKR05] diskutiert.
Das für die Idee der selbststeuernden Prozesskonfiguration wesentliche Kopplungssys-
tem wird demzufolge vollständig in Ereignisdiagrammen abgebildet. Die daraus resultie-
rende lose Kopplung der EPK führt zu einer weitgehenden Modulautonomie und infol-
gedessen Modul-Interflexibilität, da die Bedingungen bezüglich der Modulreihenfolge
nicht in die EPK integriert sind.
Die Unterscheidung von Auslöse- und Bereitstellungsereignissen führt in Kombination
mit den explizit formulierten Prinzipien zur Erstellung von Ereignisdiagrammen nicht
nur zu Modul-Interflexibilität, sondern bildet auch die Basis für ein Vorgehensmodell
zur Erstellung flexibler Prozessmodelle.
Ein Gesamtprozess besteht aus mehreren Teilprozessen (Modulen). Zwei Teilprozesse
p1 und p2 sind durch ein gemeinsames Ereignis e1 verbunden. Das Ereignis e1 wird in
der Folge nur noch als Bereitstellungsereignis, nicht mehr jedoch als Auslöseereignis
klassifiziert. Es wird ein neues Auslöseereignis e2 eingeführt, welches e1 als Startereig-
nis des Teilprozesses p2 ablöst (e1 bleibt unverändert Endereignis von p1). Die Teilpro-
zesse p1 und p2 sind nun durch die explizite Formulierung von Auslöse- und Bereitstel-
lungsereignissen entkoppelt. Es wird ein Ereignisdiagramm angelegt, welches die Trans-
formation des Bereitstellungsereignisses e1 in das Auslöseereignis e2 explizit beschreibt.
Dabei können weitere (externe) Auslöseereignisse, welche Umwelteinflüsse beschreiben
oder Prozess(ablauf)konfigurationen spezifizieren, in die Transformationsregeln einbe-
zogen werden.
Ein wesentliches Merkmal dieses Vorgehensmodells besteht darin, dass zu Beginn der
Modellierung eines Prozesses nicht sämtliche „denkbaren“ Prozessverläufe abgebildet
werden müssen. Die hier skizzierte Methodik führt durch die Einführung und kontinuier-
liche Erweiterung eines Kopplungssystems zu autonomen Teilprozessen und damit zu
Modul-Interflexibilität.
Der hier vorgestellte Ansatz beschreibt die Module in EPK. Diese Module werden durch
das Kopplungssystem, welches in Ereignisdiagrammen modelliert wird, situationsab-
hängig miteinander verknüpft.
Die in den Ereignisdiagrammen vorgenommene Abbildung von Bereitstellungs- und
externen Auslöseereignissen auf interne Auslöseereignisse kann formal im Sinne wis-
sensbasierter Regelsysteme mit Mitteln der mathematischen Logik beschrieben werden.
Damit können in diesem Sinne verwendete Ereignisdiagramme als Regelsysteme inter-
pretiert werden, auf die das Prinzip der Vorwärtsverkettung6 angewendet wird.
Die Komposition des Gesamtprozesses aus den Teilprozessen (EPK) und dem Kopp-
lungssystem (Ereignisdiagramme) kann durch folgenden Algorithmus skizziert werden:
6
Vgl. zur Vorwärtsverkettung [Bi93] und [GFH90].
1. Bestimmung der Menge aller externen Auslöseereignisse.
2. Bestimmung der Menge aller internen Auslöseereignisse mittels Vorwärtsver-
kettung auf Basis der Ereignisdiagramme und der vorliegenden Bereitstellungs-
und Auslöseereignisse.
3. Bestimmung aller EPK, deren Menge der Startereignisse eine Teilmenge7 der
Menge aller Auslöseereignisse ist (unter Berücksichtigung der durch Konnekto-
ren in den EPK beschriebenen Verknüpfungslogik).
4. Durchlauf aller in Schritt 3 ermittelten EPK. Nach jedem Durchlauf einer EPK
wird Schritt 2 wiederholt.
Der Algorithmus terminiert, wenn alle EPK durchlaufen sind und keine weitere
EPK durch die Menge der vorliegenden Auslöseereignisse instanziiert werden kann.
Die strikte Trennung der EPK und Ereignisdiagramme nach dem Prinzip der selbststeu-
ernden Prozesskonfiguration bietet zukunftsgerichtet einen weiteren Vorteil: sie ermög-
licht die anwendungsfallbezogene8 Komposition eines Prozessmodells. Während bei der
klassischen Darstellung aus bestehenden Modellen Teile entfernt werden müssen, er-
möglicht es das modul-interflexible Kopplungssystem, den Gesamtprozess aus den EPK
der Teilprozesse (wie hier beschrieben) zusammenzusetzen; nicht benötigte EPK können
einfach weggelassen werden, ohne dass sie modifiziert werden müssen. Damit wird die
Basis für die Komposition von Prozessmodellen unter Berücksichtigung konkreter An-
wendungsfälle geschaffen. 9
Das Prinzip der selbststeuernden Prozesskonfiguration soll nun an einem einfachen Bei-
spiel erläutert werden:
7
Sind Startereignisse durch XOR-Konnektoren verknüpft, darf von diesen Startereignissen nur genau eines in
der Menge der Auslöseereignisse enthalten sein.
8
Zu Anwendungsfällen vgl. [Co01].
9
Wenngleich eine EPK aufgrund ihrer Modul-Intraflexibilität eine Menge ähnlicher Anwendungsfälle abde-
cken kann.
Auftrag ist
erteilt
Bedarf
ermitteln
Bedarf ist
ermittelt
Ware
beschaffen
Ware ist
beschafft
Produkt
erstellen
Produkt ist
erstellt
Abbildung 1: Starrer Prozess zur Auftragsbearbeitung
Nach der Modellierung des in Abbildung 1 abgebildeten Prozesses wird festgestellt, dass
auftragsabhängig eine Freigabe des Auftrags vor der eigentlichen Auftragsbearbeitung
durchzuführen ist. Dies bedeutet, dass das externe Ereignis „Auftrag ist erteilt“ nicht
mehr unmittelbar das auslösende Ereignis für den Teilprozess zur Auftragsbearbeitung
darstellt. Der gemäß dem Prinzip der selbststeuernden Prozesskonfiguration angepasste
Prozess lässt sich durch folgende Modelle abbilden:
Auftrag ist
zu bearbeiten
Bedarf
ermitteln
Bedarf ist
ermittelt
Auftrag ist
freizugeben
Ware
beschaffen
Ware ist Auftrag
beschafft freigeben
Produkt
erstellen
Auftrag ist Auftrag ist
Produkt ist
erstellt
freigegeben abgelehnt
Abbildung 2: Flexibler Prozess zur Auftragsbearbeitung (EPK)
Auftrag ist Auftragsvolumen Auftrag ist Auftragsvolumen Auftrag ist
erteilt >= 100.000 EUR erteilt < 100.000 EUR freigegeben
Auftrag ist Auftrag ist Auftrag ist
freizugeben zu bearbeiten zu bearbeiten
Abbildung 3: Flexibler Prozess zur Auftragsbearbeitung (Ereignisdiagramm)
In der ursprünglichen EPK zur Auftragsbearbeitung wurde lediglich das externe Auslö-
seereignis „Auftrag ist erteilt“ durch das interne Auslöseereignis „Auftrag ist zu bearbei-
ten“ substituiert. Ansonsten bleibt diese EPK unverändert. Sie ist völlig unabhängig von
der EPK mit der Funktion „Auftrag freigeben“. Jede der beiden EPK enthält somit losge-
löst vom Gesamtprozess eine isolierte Darstellung des betreffenden Teilprozesses. Das
in dem Ereignisdiagramm abgebildete Kopplungssystem beschreibt die eigentliche Pro-
zesslogik. Hier kann der Gesamtprozess flexibel an sich ändernde Anforderungen bezüg-
lich der Notwendigkeit einer Auftragsfreigabe angepasst werden. Das Ereignisdiagramm
beinhaltet damit letztlich die Prozesskonfiguration, welche für die Komposition der
autonomen Teilprozesse zum Gesamtprozess verantwortlich ist.
Zum Vergleich seien die beiden klassischen Möglichkeiten in den Abbildungen 4 und 5
aufgezeigt, den Beispielprozess ohne das Konzept der selbststeuernden Prozesskonfigu-
ration darzustellen.
Der entscheidende Nachteil in Abbildung 4 liegt in der engen Kopplung aller möglichen
Prozessverläufe sowie der integrierten Abbildung von fachlichen Funktionen und Pro-
zesslogik. Auftragsbearbeitung und –freigabe sind hier nicht als autonome Teilprozesse
dargestellt, sondern gemäß der aktuellen Prozesslogik miteinander verknüpft. Sie sind
infolgedessen keine autonomen Elemente einer Bibliothek von Teilprozessen.
Ungeachtet dessen, dass der Ablauf einer Freigabe für Aufträge >= 100.000 EUR in
Bezug auf Aufträge mit geringen Beträgen ohne Belang ist, trägt er zur Komplexität der
Darstellung des Ablaufs für Aufträge < 100.000 EUR bei. Die integrierte Darstellung der
Prozessverläufe hat zur Folge, dass jede Änderung der Prozesslogik (beispielsweise
zusätzlich die Berücksichtigung „priorisierter“ Aufträge) eine Anpassung der vorliegen-
den EPK bedingt, obwohl die Funktionalität der eigentlichen Auftragsbearbeitung davon
unberührt bleibt.
Die hier verdeutlichten Probleme werden durch die Einführung von Prozessschnittstellen
und die Verteilung der Abläufe auf mehrere EPK nicht grundlegend behoben, wie Ab-
bildung 5 zeigt:
Auftrag ist Auftragsvolumen Auftrag ist Auftragsvolumen
erteilt < 100.000 EUR erteilt >= 100.000 EUR
Auftrag
freigeben
Auftrag ist Auftrag ist
freigegeben abgelehnt
Bedarf
ermitteln
Bedarf ist
ermittelt
Ware
beschaffen
Ware ist
beschafft
Produkt
erstellen
Produkt ist
erstellt
Abbildung 4: Unflexibler Prozess zur Auftragsbearbeitung (eine EPK)
Auftrag ist Auftragsvolumen Auftrags-
erteilt < 100.000 EUR freigabe
Auftrag ist
freigegeben
Auftrag ist Auftragsvolumen
erteilt >= 100.000 EUR
Bedarf
ermitteln
Bedarf ist
ermittelt
Auftrag
freigeben
Ware
beschaffen
Ware ist
beschafft Auftrag ist Auftrag ist
freigegeben abgelehnt
Produkt
erstellen
Auftrags-
bearbeitung
Produkt ist
erstellt
Abbildung 5: Unflexibler Prozess zur Auftragsbearbeitung (zwei EPK)
Durch die Einführung der Prozessschnittstellen wird zwar die interne Logik der Freigabe
von der eigentlichen Auftragsbearbeitung getrennt, die EPK zur Auftragsbearbeitung
bleibt jedoch weiterhin fest mit der (EPK zur) Freigabe verknüpft. Allgemein erfordert
in der klassischen Darstellung eine Änderung der Modulreihenfolge die Anpassung der
beteiligten EPK. Die Autonomie der Teilprozesse (EPK) ist durch die Prozessschnittstel-
len und die gleichzeitige Verwendung der Startereignisse als Endereignisse (und umge-
kehrt) verletzt.
Die selbststeuernde Prozesskonfiguration sorgt durch die Entkopplung der einzelnen
EPK und die Kapselung des Prozessverlaufs in Ereignisdiagrammen für eine erhöhte
Modul-Interflexibilität. Die Module können in nahezu beliebiger Reihenfolge durchlau-
fen werden.
Die aus der selbststeuernden Prozesskonfiguration resultierende höhere Modellzahl
sowie die Einführung zusätzlicher Ereignisse in Form von internen Auslöseereignissen
sind nur dann nicht zu rechtfertigen, wenn bei gering komplexen Problemstellungen
wenige, geringfügige Unterschiede im Prozessverlauf abzubilden sind.
Es sei darauf hingewiesen, dass eine Substitution der Ereignisdiagramme durch entspre-
chende EPK, in denen die Bereitstellungs- und Auslöseereignisse durch Verknüpfungs-
funktionen miteinander verbunden werden, möglich ist. Die Verwendung eines eigenen
Modelltyps (Ereignisdiagramm) für die Verknüpfung der Module führt jedoch zu einer
weitaus höheren Transparenz: die Module werden durch EPK, der Prozessverlauf wird
durch Ereignisdiagramme modelliert. Zudem wird die Verknüpfungslogik nur in den
Ereignisdiagrammen explizit abgebildet: sie können ohne zusätzliches Wissen über die
Semantik der Verknüpfungsfunktionen interpretiert und somit maschinell ausgewertet
werden.
4.2 Variable Funktionsreihenfolgen
Die Forderung nach Modul-Intraflexibilität lässt sich verschiedenartig konkretisieren. So
können Umwelteinflüsse es erforderlich machen
x Funktionen bzw. Prozessschritte zusammenzufassen,
x einzelne Funktionen bzw. Prozessschritte nicht auszuführen,
x Funktionen bzw. Prozessschritte in unterschiedlicher Reihenfolge durchzufüh-
ren,
x auf Fehlersituationen unterschiedlich zu reagieren,
x die möglichen Ergebnisse einer Funktion bzw. eines Prozessschrittes situations-
abhängig einzuschränken oder
x Funktionen bzw. Prozessschritte unterschiedlich zu parametrisieren
In diesem Abschnitt wollen wir uns der Thematik variabler Funktionsreihenfolgen zu-
wenden, welche in ihren einzelnen Ausprägungen schon Gegenstand zahlreicher Arbei-
ten gewesen ist.
Kiepuszewski behandelt in [Ki02] allgemeine Aspekte des „Interleaved Parallel Rou-
ting“. Gegenstand dieser Thematik ist die sequentielle Ausführung von Funktionen in
einer Reihenfolge, die erst zum Zeitpunkt der Prozessausführung determiniert wird.
Unter besonderer (aber nicht ausschließlicher) Berücksichtigung der Umsetzung in Petri-
Netzen wird dieselbe Thematik ebenfalls in [Aa02] behandelt. In [MNN05] wird ein
Ansatz zur Realisierung dieses Modellierungsmusters mit Hilfe von EPK vorgestellt.
Einfacher und in ihrer Ausrichtung ähnlich sind die Konzepte in [ST05] und [Gr05].
Während Scheer und Thomas einen neuen Operator einführen, den Sequenzoperator,
kommt Grief in seiner Arbeit ohne zusätzliches Konstrukt aus. Er verwendet eine allge-
meine Funktion (welche situationsbedingt spezialisiert werden kann) „nächste Aktion
bestimmen“ in Kombination mit einem XOR-Verteiler und einer Schleife. Durch den
XOR-Verteiler wird explizit gemacht, dass die zur Auswahl stehenden Prozesspfade
alternativ durchlaufen werden, und eine Parallelität aus Prozesssicht nicht erlaubt ist.
Durch die Schleife wird die Entscheidungsfunktion „Nächste Aktion bestimmen“ (oder
eine prozess- bzw. situationsabhängig spezialisierte Funktion) wiederholt durchlaufen,
wodurch eine dynamische Entscheidung bezüglich des nächsten auszuführenden Pro-
zesspfades zur Laufzeit des Prozesses ermöglicht wird. Dabei kann auch entschieden
werden, dass situationsbedingt nicht alle Prozesspfade durchlaufen werden. Ein konkre-
tes Beispiel zur Anwendung dieses Modellierungsmusters ist in [Gr05, S. 202 - 205] zu
finden.
5 Gesamtkonstruktion
Während mit der selbststeuernden Prozesskonfiguration Modul-Interflexibilität erreicht
wird, besteht die Zielsetzung variabler Funktionsreihenfolgen in der Modul-
Intraflexibilität. Für eine Zusammenführung der beiden Ansätze ist die Wahl der Be-
trachtungsebene, „intermodular“ oder „intramodular“ zu klären: Kann also eine vorlie-
gende Flexibilitätsproblematik prozessbezogen durch ein Modul oder nur durch mehrere
Module abgebildet werden.
Die selbststeuernde Prozesskonfiguration mit Hilfe von Ereignisdiagrammen setzt vor-
aus, dass die Umwelteinflüsse, welche die nächste auszuführende Funktion bzw. den
nächsten Prozessschritt determinieren, explizit durch Ereignisse benannt und abgebildet
werden können. Die in [ST05] und [Gr05] beschriebene variable Funktionsreihenfolge
zur Erreichung von Modul-Intraflexibilität kann auch dann bereits angewendet werden,
wenn die alternativen Prozesspfade bekannt sind, jedoch noch bezüglich der Bedingun-
gen, unter denen der nächste auszuführende Prozesspfad auszuführen ist, Unsicherheit
herrscht.
Der Einsatz der selbststeuernden Prozesskonfiguration bietet sich „Top-down“ folglich
an, wenn in einer Flexibilität fordernden dynamischen Umwelt die Gesamtsituation
durch Ereignisdiagramme höher aggregiert beschreibbar ist. Einzelne, nicht vollständig
durch Ereignisse erfassbare Unsicherheiten der Gesamtsituation können durch variable
Funktionsreihenfolgen in Modulen detailliert abgebildet werden.
„Bottom-up“, von einem flexiblen Modul (zur Bewältigung einer Teilproblematik) zu
einer flexiblen Modulmenge (für die Gesamtproblematik), kann gegangen werden, wenn
sich zunehmend Unsicherheiten durch klar definierte Ereignisse darstellen lassen.
Grundsätzlich denkbar ist aber auch, beide Ansätze (selbststeuernde Prozesskonfigurati-
on und variable Funktionsreihenfolgen) auf einer Betrachtungsebene anzuwenden. Dies
sei anhand des bereits bekannten Beispiels zur Auftragsbearbeitung veranschaulicht:
Zu Beginn der Prozessmodellierung ist bekannt, dass unter – noch nicht geklärten Vor-
aussetzungen – ein Auftrag zunächst freizugeben ist, bevor er abgewickelt werden darf.
Damit sind die Voraussetzungen zur Abbildung der Prozesskonfiguration in einem Er-
eignisdiagramm noch nicht gegeben. Die in [ST05] und [Gr05] beschriebene Methode
zur Abbildung variabler Funktionsreihenfolgen kann jedoch bereits angewandt werden.
Herrscht später Klarheit über die konkreten Bedingungen für die Notwendigkeit einer
Freigabe, so sind die Voraussetzungen für eine selbststeuernde Prozesskonfiguration
erfüllt.
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