Flexibilität und eine gute informationstechnische Unterstützung der Geschäftsprozesse sind für die Wettbewerbsfähigkeit von Unternehmen auf heutigen Märkten elementare Voraussetzungen. Workflow-Management-Systeme steuern die Ausführung von Geschäftsprozessen. Im Gegensatz dazu wird die Planung und Überwachung der Prozesse zwar durch Werkzeuge unterstützt, bleibt aber eine manuelle Aufgabe. Ein wichtiger Aspekt der Flexibilität im Kontext von Geschäftsprozessen ist die Fähigkeit, angemessen auf unerwartete Ereignisse während der Ausführung zu reagieren. Diese Reaktion kann eine Anpassung des Prozesses zur Laufzeit beinhalten. Hierzu ist es notwendig, von der Ausführungsphase zurück in die Planungsphase zu wechseln. Begründet durch die partielle Automatisierung ist bei Workflow-Management-Systemen dieser Wechsel technisch und organisatorisch aufwendig und fehleranfällig. Eine besondere Schwachstelle ist hierbei die Prüfung der inhaltlichen Konsistenz einer manuellen Prozessanpassung zur Laufzeit.
In dieser Arbeit wird ein Konzept zur integrierten Prozessplanung und -ausführung vorgestellt, das die oben beschriebenen Probleme klassischer Workflow-Management-Systeme löst. Die Idee hierbei ist die Automatisierung der Planung und darauf aufbauend die konzeptionelle und technische Integration von Prozessplanung und -ausführung. Anstelle einer manuellen Planung von Prozessdefinitionen, erfolgt eine formale, semantische Spezifikation der verfügbaren Aktivitäten sowie des zu bearbeitenden Geschäftsfalls. Hierdurch können Planungstechniken der Künstlichen Intelligenz eingesetzt werden, um automatisch für jeden Geschäftsfall eine passende Prozessdefinition zu planen. Der erste Schritt hierzu ist die konzeptionelle Zuordnung einander entsprechender, fachspezifischer Entitäten der beiden Disziplinen Workflow-Management und Planung in der Künstlichen Intelligenz. Basierend auf dieser Zuordnung werden Techniken zur Prozessausführung und -überwachung des Workflow-Managements mit Planungstechniken verknüpft. Es wird ein System modelliert, in dem Prozesse automatisch geplant, ausgeführt, überwacht und gegebenenfalls zur Laufzeit angepasst werden. Insbesondere werden hierbei auch Aktivitäten berücksichtigt, die sich bei der Anpassung eines Prozesses gerade in Ausführung befinden. Hierdurch wird eine Prozessanpassung möglich, ohne dass die Ausführung dafür unterbrochen werden muss. Ein weiterer Aspekt ist, dass Prozessdefinitionen nicht mehr im Voraus geplant werden, sondern erst wenn ein konkreter Geschäftsfall vorliegt. Folglich werden alle seine individuellen Besonderheiten automatisch berücksichtigt. Dies ist von besonderer Bedeutung im Kontext der immer weiter an Bedeutung gewinnenden dienstbasierten Architekturen, in denen jederzeit neue Dienste angeboten werden können. Da erst beim Eintreffen eines konkreten Geschäftsfalls die Prozessdefinition geplant wird, können bei der Planung jeweils aktuelle Informationen über die verfügbaren Dienste berücksichtigt werden.
Aufbauend auf die informale Modellierung eines Systems zur integrierten Prozessplanung und -ausführung wird ein formales Modell dieses Systems aufgestellt. Neben der Präzisierung der vorgestellten Konzepte, erlaubt die Formalisierung den Nachweis einer Reihe von Systemeigenschaften. Es wird gezeigt, unter welchen Bedingungen der Zustand eines Geschäftsfalls durch Planung und Ausführung eines Prozesses in einen Zielzustand überführt wird und nachgewiesen, dass die spezifizierte Vorgehensweise eine konsistente Anpassung eines Prozesses zur Laufzeit ermöglicht. Schließlich wird die Validierung der Arbeit in Form einer prototypischen Realisierung beschrieben und damit die softwaretechnische Umsetzbarkeit der Integration von Techniken aus Workflow-Management und Planung gezeigt.
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