Management von Prozessvarianten

Die fachliche Modellierung von Geschäftsprozessen und deren Ausführung mittels Workflow-Management-Systemen bilden zentrale Aufgaben bei der Realisierung prozessorientierter Informationssysteme. In der Praxis hat sich gezeigt, dass ein Prozess oftmals in zahlreichen Varianten auftritt, die Anpassungen an bestimmte Rahmenbedingungen (z.B. Domäne, landesspezifische Gesetze) darstellen. Die adäquate Modellierung und Ausführung solcher Prozessvarianten stellt eine große Herausforderung dar, der heutige Geschäftsprozessmodellierungswerkzeuge und Workflow-Management-Systeme nicht gerecht werden. Existierende Werkzeuge ermöglichen lediglich das Ausmodellieren aller Prozessvarianten in separaten Prozessmodellen, was in einem hohen Anpassungs- und Wartungsaufwand resultiert: Werden Prozessanpassungen erforderlich, sind meist mehrere Varianten betroen und deshalb mehrere Prozessmodelle zu adaptieren. Dies wiederum führt schnell zu Inkonsistenzen und mit der Zeit zu degenerierten Prozessmodellen. Um dies zu vermeiden, existiert in der Praxis ein zweiter verbreiteter Ansatz für das Management von Prozessvarianten: Alle Varianten werden in einem „großen“ Prozessmodell abgebildet. Sie sind somit innerhalb der Prozesslogik versteckt. Dieser Ansatz führt zwar zu weniger Redundanz, allerdings entstehen dadurch sehr komplexe und unübersichtliche Modelle, so dass bei großer Zahl von Varianten eine effektive Handhabbarkeit nicht mehr möglich ist.

Typischerweise ist eine bestimmte Prozessvariante nur für gewisse Rahmenbedingungen relevant, d.h. sie genügt einem spezifischen Anwendungsfall. Die Informationen über den spezifischen Anwendungskontext einer Variante können bislang nicht in die entsprechenden Prozessmodelle integriert werden. Darüber hinaus ist eine Auswertung dieser Informationen, z.B. zur automatischen Konfiguration von Prozessvarianten, nicht möglich, geschweige denn eine dynamische Reaktion auf Änderungen des Anwendungskontextes zur Laufzeit einer Prozessvariante.

Die vorliegende Arbeit stellt mit Provop (Prozessvarianten mittels Optionen) einen Lösungsansatz zur Handhabung von Prozessvarianten dar, der es erlaubt, ausgehend von einem
sog. Basisprozessmodell, alle Varianten eines Prozesstyps abzuleiten. Dazu transformieren verschieden Änderungsoperationen das Basisprozessmodell sukzessiv zu einem Variantenmodell. Dabei berücksichtigt Provop den spezifischen Anwendungskontext einer Prozessvariante, um zu bestimmen, welche der modellierten Änderungsoperationen auf das Basisprozessmodell anzuwenden sind. Mit Hilfe von Auswahlbeschränkungen kann gewährleistet werden, dass nur solche Änderungsoperationen gemeinsam angewendet werden, die auch strukturell und semantisch kompatibel sind.

Dem Problem nicht-kommutativer Änderungsoperationen bei der Konfiguration einer Prozessvariante begegnet Provop durch die Vorgabe einer eindeutigen Anwendungsreihenfolge.
Dazu werden die Modellierungsreihenfolge sowie explizite Reihenfolgebeziehungen zwischen den Änderungsoperationen betrachtet. Darüber hinaus wird gewährleistet, dass die
Menge aller konfigurierbaren Prozessvarianten den Korrektheitskriterien des zugrundeliegenden Prozess-Metamodells genügt.

Für eine flexible Ausführung von Prozessinstanzen ermöglicht es Provop, zur Laufzeit auf Änderungen des Anwendungskontextes zu reagieren. Dabei stellen wir sicher, dass nur solche Variantenmodelle zur Ausführung kommen bzw. nur dann dynamische Wechsel zwischen Variantenmodellen zur Laufzeit zulässig sind, wenn dadurch die korrekte und stabile Ausführbarkeit der jeweiligen Prozessinstanz nicht beeinträchtigt wird. Das heißt, es können zur Laufzeit keine Ausführungsfehler aufgrund inkorrekter Prozessmodelle auftreten.

Provop unterstützt das Refactoring von Basisprozessmodell und Änderungsoperationen, ohne die Ausführungssemantik der Prozessvarianten zu beeinflussen. Dabei werden sowohl der spezifische Anwendungskontext als auch definierte Auswahlbeschränkungen zwischen Änderungsoperationen berücksichtigt. Mit Hilfe eines Refactorings können Pflege- und Wartungsaufwände für das Management von Prozessvarianten reduziert werden.

Die Ansätze von Provop werden in einem Prototypen realisiert und anhand mehrerer Fallstudien praktisch validiert.