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© Fraunhofer IAO, IAT Universität Stuttgart JZ, PT / 820 Dr.-Ing. Jürgen Ziegler, Dipl.-Inf. Peter Thies Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und.

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1 © Fraunhofer IAO, IAT Universität Stuttgart JZ, PT / 820 Dr.-Ing. Jürgen Ziegler, Dipl.-Inf. Peter Thies Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation, Stuttgart Tel.:0711 / Fax:0711 / Hybride Modellierung kooperativer Arbeitsprozesse Peter Thies: SPICE: Flexible Support of Cooperating Persons with Information and Communication Technology Peter Thies: SPICE: Flexible Support of Cooperating Persons with Information and Communication Technology

2 © Fraunhofer IAO, IAT Universität Stuttgart JZ, PT / 820 Hybride Modellierung kooperativer Arbeitsprozesse Themenübersicht Warum Entwicklungsmethoden für kooperationsunterstützende Systeme? Beispiele für unterschiedliche Analyse- und Modellierungsperspektiven Bewertung des Ansatzes

3 © Fraunhofer IAO, IAT Universität Stuttgart JZ, PT / 820 Warum Methoden für die Entwicklung kooperationsunterstützender Systeme? großes Spektrum an unterschiedlichen Aufgabentypen und Kooperationssituationen unterschiedlichste technologische Unterstützungsansätze mit verschiedenartigen Schwerpunkten systematisches Ermitteln des Unterstützungsbedarfs nach Art und Umfang (viele fehlgeschlagene Groupware-Einführungen!) Risiken: Ineffizienz und Belastung der Mitarbeiter bei falscher Auswahl und Gestaltung komplexes, typischerweise anwendungsübergreifendes Gestaltungsfeld

4 © Fraunhofer IAO, IAT Universität Stuttgart JZ, PT / 820 Zunahme schwach strukturierter Aspekte rechnergestützer Arbeit und Kooperation strukturierte DatenDokumente, Web-Inhalte logische Informationsaspektemultimedialer Content fest definierte Aufgabenvariable, komplexe, problemlösende Aufgaben feste Zuständigkeitenad-hoc Teambildung, virtuelle Teams vordefinierte WorkflowsSpontankommunikation, Dokument- austausch spezifische Fachanwendungengenerische Tools need-to-know-PrinzipWissensaustausch, lernende Organisation strukturiert unstrukturiert

5 © Fraunhofer IAO, IAT Universität Stuttgart JZ, PT / 820 Anforderungen an die Modellierung kooperationsunterstützender Systeme unterschiedliche, flexibel einsetzbare und miteinander konsistente Modellierungsperspektiven Integration strukturierter und unstrukturierter Aspekte geeignete Abstraktionsmechanismen zur kompakten Darstellung vager oder komplexer Strukturen inkrementelle Verfeinerbarkeit der Beschreibung keine Überspezifikation! (soviel wie für Auswahl/Gestaltung von Systemen nötig) wiederverwendbare Muster/Bausteine

6 © Fraunhofer IAO, IAT Universität Stuttgart JZ, PT / 820 Informationsmodell (Klassenmodell oder unstrukt. Info.) Multiperspektivische Modellierung von kooperativer Arbeit im Cooperation Modeling Framework CMF Aufgabe Information Organisationeinheit Information Organisations- einheit Prozessmodell (mit Infofluss) Kommunikations- modell (Inform. austausch) Informations- verwendung Aufgabentypen Aufgabenstruktur Rollenmodell Informationspflege Zugriffsrechte Aufgaben- zuständigkeiten Organisationstypen Organigramm

7 © Fraunhofer IAO, IAT Universität Stuttgart JZ, PT / 820 Hypermedia Documente Strukturierte Objekte (UML Klassendiagramm) Informationsmodellierungskonstrukte in CMF KundeAuftrag Produkt 11..* erteilt 1..* * enthält Strukturierte Dokumente Produktevaluation Produktbeschreibung Review Anwendungsbericht 0..* 1 1 Topic Map Diagram Markt- daten Forschung Wett- bewerber Marketing «subtopic» «related» Marktberichte Inhalt Intro Marktdaten Market Research Marktentwicklg.

8 © Fraunhofer IAO, IAT Universität Stuttgart JZ, PT / 820 Bauinformation für Bürger Bauantrag Zwei-Ebenen-Informationsmodell (Bsp. MediaKomm Esslingen) Antrags- daten Genehmigung 1 1 Antragsunterlagen Objektbeschreibung Zeichnung Ausführungsbeschreibg. 1..* Bauanträge Themenebene Ebene der Informationsressourcen Baurechts- fibel Bauwesen {Select...} CAD-Plan Anleitung Genehmigungs- verfahren Bebauungsplanung Pfeil= «subtopic»«related» Baugenehmigung Baugenehmigungs- verfahren Bekanntgabe- verfahren Baurecht Anleitung Bekanntgabe- verfahren Bebauungs- plan «occurs» Richtig Bauen

9 © Fraunhofer IAO, IAT Universität Stuttgart JZ, PT / 820 Informationsmodell (Klassenmodell oder unstrukt. Info.) Multiperspektivische Modellierung von kooperativer Arbeit im Cooperation Modeling Framework CMF Aufgabe Information Organisationeinheit Information Organisations- einheit Prozessmodell (mit Infofluss) Kommunikations- modell (Inform. austausch) Informations- verwendung Aufgabentypen Aufgabenstruktur Rollenmodell Informationspflege Zugriffsrechte Aufgaben- zuständigkeiten Organisationstypen Organigramm

10 © Fraunhofer IAO, IAT Universität Stuttgart JZ, PT / 820 Modellierung der Informationslogistik Org. Einheit Infoobjekt Beziehungen: liest (Pull-Prinzip) liest (Push-Prinzip) Notifikation durch Verweis schreibt {Ereignis für Notifikation} -delete (Löschen nicht möglich) moderiert Markt-Info Marketing Konkurrenzprodukte Techn. Berichte VertriebEntwicklung {neues Produkt} Beispiel:

11 © Fraunhofer IAO, IAT Universität Stuttgart JZ, PT / 820 Modellierung der Informationslogistik Org. Einheit Infoobjekt Beziehungsstereotypen: liest (Pull-Prinzip) liest (Push-Prinzip) Notifikation durch Verweis schreibt {Auslöser für Push} -delete (Löschen nicht möglich) moderiert Markt-Info Marketing Konkurrenzprodukte Techn. Berichte VertriebEntwicklung {neues Produkt} Beispiel: «profile» Profil1

12 © Fraunhofer IAO, IAT Universität Stuttgart JZ, PT / 820 Informationsmodell (Klassenmodell oder unstrukt. Info.) Multiperspektivische Modellierung von kooperativer Arbeit im Cooperation Modeling Framework CMF Aufgabe Information Organisationeinheit Information Organisations- einheit Prozessmodell (mit Infofluss) Kommunikations- modell (Inform. austausch) Informations- verwendung Aufgabentypen Aufgabenstruktur Rollenmodell Informationspflege Zugriffsrechte Aufgaben- zuständigkeiten Organisationstypen Organigramm

13 © Fraunhofer IAO, IAT Universität Stuttgart JZ, PT / 820 CoCharts - eine Methode zur Modellierung kooperativer Prozesse Hierarchische Abstraktionsmöglichkeiten für Aufgaben entsprechend dem Higraph-Ansatz (Harel), sequentielle und nebenläufige Subaufgaben Gleichzeitige Darstellung von Aufgaben/Subaufgaben durch graphische Einbettung Angabe von Subaufgaben ohne Ablaufstruktur möglich (indeterminierte Aufgaben) Steuerung von Prozessen durch Zustände von Objekten sowie Ereignisse Darstellung verwendeter Informationsobjekte (Objektklassen oder Container) Definition von Koordinationsmustern für indeterminierte Aufgaben Angabe von Aufgabenbearbeitern (Rollen) und Koordinatoren durch Attribute

14 © Fraunhofer IAO, IAT Universität Stuttgart JZ, PT / 820 Konstrukte zur Aufgabenmodellierung in CoCharts Name der Aufgabe [Ausführende Stellen oder Rollen] Übergeordnete Aufgabe Subaufgabe A Subaufgabe B einzelne Aufgabe ODER-Zerlegung (sequentiell) (zu einem Zeitpunkt ist jeweils eine Subaufgabe aktiv) Übergeordnete Aufgabe Subaufgabe A Subaufgabe B Name der Aufgabe [Ausführende Einheiten] komplexe Aufgabe (separat verfeinert) UND-Zerlegung (parallel) (alle Subaufgaben gleichzeitig aktiv) Übergeordn. Aufgabe Subaufgabe A Subaufgabe B unspezifizierte Zerlegung einer Aufgabe

15 © Fraunhofer IAO, IAT Universität Stuttgart JZ, PT / 820 Beispiel für unterschiedliche Detaillierungsgrade einer Aufgabenbeschreibung Aufgabe T A B unspezifizierte Abarbeitung der Subaufgaben C Aufgabe T A B C [Org. X] A B C sequentielle Zerlegung (jeweils eine Aufgabe aktiv) detaillierte Ablauf- spezifikation Aufgabe mit Koordinationsmuster Koordinations- muster K A B C Obj: State2 Obj:State1 Obj:State3 a) b) c) d)

16 © Fraunhofer IAO, IAT Universität Stuttgart JZ, PT / 820 Koordinationsmuster beschreiben Mechanismen zur Koordination von Tätigkeiten einer Personengruppe (oder einer Einzelperson) dienen als wiederverwendbare Bausteine zur Beschreibung von Kooperationen können als Attribut an Aufgabenmengen angehängt werden, deren Ablauf bislang nicht determiniert ist Eigenschaften von Koordinationsmustern –Koordinationstyp (Basistypen: shared process - shared object) –Koordinationszeit (vor der Ausführung (vordeterminiert) - während der Ausführung (emergent) –Koordinationsträger (Einzelperson - Hierarchie - verteilte Gruppe)

17 © Fraunhofer IAO, IAT Universität Stuttgart JZ, PT / 820 Beispiel einer Anwendung von CoCharts mit Koordinationsmustern Anfrage entscheiden [Entwickl. leiter] Notifikation & Meeting Produktentwicklung [Produktteam] Produktdesign Entwicklungs- anfrage Elektronik Mechanik Fertigung planen Entwickl. projekt:+ Entwickl.: fertig gemeinsame Ablage & Direktkommunikation Marketing Entwicklungs- daten

18 © Fraunhofer IAO, IAT Universität Stuttgart JZ, PT / 820 Beispiel einer Anwendung von CoCharts mit Koordinationsmustern Anfrage entscheiden [Entwickl. leiter] Notifikation & Meeting Produktentwicklung [Produktteam] Produktdesign Entwicklungs- anfrage Elektronik Mechanik Fertigung planen Projekt:+ Projekt: entwickelt gemeinsame Ablage & Direktkommunikation Marketing Entwicklungsdaten ProjektTeilestamm Design- regeln Qualitäts- sicherung

19 © Fraunhofer IAO, IAT Universität Stuttgart JZ, PT / 820 Deklarative Modellierung durch Constraints A O:S 1 C O:S 2 Wenn kein Kontrollfluß a priori modellierbar Transport von Eigenschaften und deren Beschränkungen Teil des Status eines Objekts Indirekte Führung der Ergebnisproduktion ? P C1C1 C1C1 Definition (Warmer, Kleppe, 1999): A constraint is a restriction on one or more values of... an object-oriented model or system. Warmer, J.; Kleppe, A.: The Object Constraint Language. Precise Modelling with UML. Addison Wesley. Reading, Massachusetts. 1999

20 © Fraunhofer IAO, IAT Universität Stuttgart JZ, PT / 820 Objektkonstriktion Konstriktion modalstrukturell temporalkausalZielobjekt- spezifisch organisational temporal: Zeitmarken wie in Netzplantechniken (Deadlines, etc.) kausal: Kontrollflußspezifika (Synchronisation, Zustandsübergang, Konsigantion, Distribution, etc.) organisational: Betrifft den Typ "Organisationseinheit" (Zuweisung, Zugriffskontrolle, etc.) Zielobjekt-spezifisch:Definition der Zielstruktur (vgl. UML-Klassendiagramme) DynamikStatik

21 © Fraunhofer IAO, IAT Universität Stuttgart JZ, PT / 820 OCL – Object Constraint Language context Kompositum inv: self.deadline=" " self.element->deadline=self.deadline context Kompositum::getBuffer() : Date post:result=self.deadline-today() Das Kompositum muss bis fertiggestellt sein. Die Deadline der Elemente muß der Deadline des Kompositums entsprechen. Die Methode getBuffer hinterlässt einen bestimmten Wert für buffer. Invarianten Pre- und Postconditions

22 © Fraunhofer IAO, IAT Universität Stuttgart JZ, PT / 820 Anwendungsbeispiel Konsignation A O:S 1 C O:S 2 ? P Mit P als Prozess, A die Beauftragung, C die Konsignation i.e.S. a) Zeitmarkenkonsistenz: b) Zugriffsbeschränkung: B

23 © Fraunhofer IAO, IAT Universität Stuttgart JZ, PT / 820 Auswahl von Handlungsalternativen auf Basis von Constraints Jede Invariante partitioniert den Raum der Handlungsalternativen: Constraint 1 Constraint 2 hält bricht hältbricht Möglichkeiten Konsistenzbedingungen trotz eines a priori fehlenden Kontrollflusses Validierung der Handlung des Benutzers im Kontext der Prozesselaboration Aufzeigen der Handlungsalternativen (versch. Grade der Systemunterstützung denkbar) Konflikte können angezeigt werden (konfligierende oder gebrochene Constraints)


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