Einheit 3: Geschäftsprozessmodellierung mit EPK, Datenmodellierung Betriebliche Informationssysteme II Wirtschaftsuniversität Wien Einheit 3: Geschäftsprozessmodellierung mit EPK, Datenmodellierung Dr. Harald Kühn, BOC Information Systems GmbH Wintersemester 2008 / 2009 LV-Nr.: 2082

Inhalt 1 Einführung in Ereignisgesteuerte Prozessketten 2 Syntax und Semantik von EPK 3 EPK Modellierung in ADONIS 4 Grundlagen der Datenmodellierung 5 Entity-Relationship Models 6 Überführung in Relationale Datenbanken

Hintergrund EPK EPK: Ereignisgesteuerte Prozesskette Entwickelt am Institut für Wirtschaftsinformatik an der Universität des Saarlandes In ARIS integriert, zentraler Bestandteil des Business Architects Bestandteil des Business Engineering und Customizing von SAP R/3 Systems Es gelten bereits erlernte Grundlagen der Geschäftsprozessmodellierung! bspw. GOM, HOBE / BPMS, …

Eigenschaften von EPKs Durch Aneinanderreihung von Ereignissen und Funktionen entsteht eine zusammenhängende Kette aus Vorbedingungen und Nachfolgeaktionen, die ereignisgesteuerte Prozesskette. Ereignisse lösen Funktionen aus, und Funktionen generieren Ereignisse. Ereignisse können auch mehrere Funktionen gleichzeitig auslösen und umgekehrt. Die EPK-Schreibweise ist aus drei Grundlegenden Elementen zusammengesetzt: Funktion (function), Ereignis (event) und logische Operatoren (logical connector) Die erweiterte EPK (eEPK) fügt der Modellierungsmethode noch weitere Elemente hinzu, die eine Verknüpfung mit anderen Sichten des HOBE ermöglichen (Organisations-, Daten- und Leistungsmodellierung).

Elemente von EPKs: Funktion Eine Funktionen ist eine (fachliche) Aufgabe bzw. Tätigkeit an einem (Informations-)Objekt zur Unterstützung eines oder mehrerer Unternehmensziele. verbraucht Zeit, d.h. sie hat eine Dauer und ist nicht zeitpunktbezogen. Die Funktion ist Träger von Zeiten und Kosten. Terminus Funktion kann missverständlich sein: sowohl sehr detaillierte Tätigkeiten als auch ganz allgemeine Aufträge Zur Beschriftung gilt: Objekt + Verb (Infinitiv), bspw. „Lieferung versenden“ = Informationsobjekt und Verrichtung!

Elemente von EPKs: Ereignis Ein Ereignis beschreibt einen eingetretenen betriebswirtschaftlich relevanten Zustand eines Informationsobjektes, der den weiteren Ablauf eines Geschäftsprozesses steuert oder beeinflusst. ist auf einen Zeitpunkt bezogen (im Gegensatz zur Funktion). Referenzieren auf Informationsobjekte, die in einem Datenmodell beschrieben werden. Sind Vor- bzw. Nachbedingungen von Funktionen. Zur Beschriftung gilt: Objekt + Verb (Partizip), bspw. „Lieferung versandt“ = Informationsobjekt und Zustandsveränderung!

Elemente von EPKs: logische Operatoren Alle logischen Entscheidungen lassen sich durch genau drei verschiedene logische Operatoren darstellen. Komplexe Entscheidungen erfordern dabei häufig ein Hintereinanderschalten dieser Operatoren. XOR: Entweder… oder (exklusives Oder) Die Verknüpfung darf nur durch genau einen Weg betreten oder verlassen werden. UND: Sowohl… als auch Alle Wege, die zur Verknüpfung führen, müssen eingeschlagen werden, bzw. alle Verzweigungen eines solchen Operators müssen zwingend durchlaufen werden. ODER: Wenigstens ein… oder mehrere (schwaches Oder) Es ist ausreichend, wenn wenigstens ein Weg zu der Verknüpfung hin, oder von ihr weg führt. Es dürfen aber auch mehrere oder alle Wege durchlaufen werden.

Erweiterte Ereignisgesteuerte Prozesskette EPK kann durch Erweiterungen zur eEPK ergänzt werden: Ausweitung um Elemente der Organisations-, Daten- und Leistungsmodellierung Physischer Input und Output eines Prozesses (Artefakte, Produkte, Stati) Input und Output von Informationsobjekten während des Prozesses Unterstützung durch Informationssysteme Zuordnung der Tätigkeit zu einer Organisationseinheit Zusatzelemente der eEPKs haben keinen strukturbildenden Charakter (beschreiben per se weder funktionale Aufbauorganisation noch Ablauforganisation); sie stellen jedoch Zuständigkeiten und inkludierte Artefakte dar, um den Informationsgehalt der EPKs zu erweitern.

Erweiterte Ereignisgesteuerte Prozesskette Beispiel:

Zusätzliche Elemente der eEPK Organisationseinheit Rolle oder Person, die für bestimmte Funktion verantwortlich zeichnet Informationsobjekt kann als Input oder Output einer Funktion eingesetzt werden Prozessaufruf (Prozesspfad) verweist auf eine oder von einer andere(n) EPK

Inhalt 1 Einführung in Ereignisgesteuerte Prozessketten 2 Syntax und Semantik von EPK 3 EPK Modellierung in ADONIS 4 Grundlagen der Datenmodellierung 5 Entity-Relationship Models 6 Überführung in Relationale Datenbanken

Syntax der EPK Ein EPK-Schema ist ein gerichteter und zusammenhängender Graph. Anzahl Kontrollflusskanten bei Funktionen: genau eine eingehende und genau eine ausgehende. Anzahl Kontrollflusskanten bei Ereignissen: genau eine eingehende und/oder genau eine ausgehende Ereignisse mit nur einer Kontrollflusskante sind Start- oder Endereignisse.

Syntax der EPK Anzahl Kontrollflusskanten bei Operatoren: eine eingehende und mehrere ausgehende (SPLIT-Operatoren), oder mehrere eingehende und eine ausgehende (JOIN-Operatoren). Prinzipiell sind auch Konnektorketten möglich. Nach Ereignissen folgt nie ein XOR- oder OR-SPLIT Operator! Ereignisse können keine Entscheidungen treffen! AND-SPLIT

Syntax der EPK OR-SPLIT XOR-SPLIT

Semantik der EPK EPK-Schema beschreibt kausal-logische Abfolge von Funktionen. Aktueller Zustand eines EPK-Schemas kann durch „wandernde“ Prozessmappen veranschaulicht werden. Prozessmappen, die auf einem Kontrollflussobjekt liegen, ändern dessen Zustand von „inaktiv“ auf „aktiv“. Das Weiterreichen von Prozessmappen nennt man „propagieren“. Ereignisse leiten eine Prozessmappe im Zustand aktiv ohne Unterbrechung an nachfolgende Kontrollflussobjekte weiter Funktionen leiten eine Prozessmappe im Zustand aktiv nach Beendigung des Arbeitsvorganges und einer Freigabe an nachfolgende Kontrollflussobjekte weiter.

Semantik der EPK SPLIT-Operatoren leiten im Zustand „aktiv“ eine Prozessmappe ohne Verzögerung an nachfolgende Kontrollflussobjekte weiter: AND-SPLITs an jedes nachfolgende Kontrollflussobjekt, XOR-SPLITs an genau ein nachfolgendes Kontrollflussobjekt, OR-SPLITs an eine Teilmenge der nachfolgenden Kontrollflussobjekte. JOIN-Operatoren leiten im Zustand „aktiv“ eine Prozessmappe ohne Verzögerung an nachfolgende Kontrollflussobjekte weiter, wenn keine weiteren Prozessmappen mehr eintreffen können und bestimmte Bedingungen erfüllt sind: AND-JOINs haben von jedem direkt vorgelagerten Kontrollflussobjekt eine Prozessmappe erhalten, XOR-JOINs haben von genau einem direkt vorgelagerten Kontrollflussobjekt eine Prozessmappe erhalten, OR-JOINs haben von einer Teilmenge der direkt vorgelagerten Kontrollflussobjekte eine Prozessmappe erhalten.

Beispiel einer EPK

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Modellierungselemente in ADONIS ADONIS® SV Modelltyp Ereignisgesteuerte Prozesskette Modelltyp ER-Modell Ereignis Funktion Prozessaufruf-EPK Prozesswegweiser XOR AND OR Vereinigung-EPK Notiz Gruppe ASAP-Dokumentation Nachfolger hat Notiz Entity Relation Attribute Rule Notiz has attribute inherits from links links (itself) regulates MODELLIERUNG DER ZUVOR GENANNTEN BEISPIELE ZUR AUFLOCKERUNG VOR ÜBERGANG ZU DATENMODELLIERUNG.

Fallbeispiele: Arbeiten mit EPK Der Unternehmer möchte einen Geschäftsprozess oder Teilprozess vom Berater analysieren lassen. Der Berater lädt daher den Unternehmer zu einem Workshop ein, um in Gesprächen den Prozess zu erarbeiten und zu dokumentieren. Pro Gruppe: Suchen Sie sich zwei Prozesse aus den unten stehenden Beispielprozessen aus und modellieren Sie diese in Ihrer Gruppe mittels EPK (auf Basis des von Ihnen angenommenen Prozessablaufs). Anschließend soll eine kurze Präsentation der Ergebnisse stattfinden. Beispielprozesse: Eingehender Anruf im Call Center Kundenservice Eingehende Bestellung bei einem Versandhaus Rechnungseingang in der Buchhaltung Kreditantrag in einer Bank Eingehende Bestellung von KFZ-Ersatzteilen Gespräch mit einem Taxilenker VORSTELLUNG DER MODELLIERUNGSELEMENTE AUF NÄCHSTER FOLIE, DANN MODELLIERUNG EINES DER OBIGEN BEISPIELE IN DER GRUPPE (ETWA 15MIN).

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Motivation der Datenmodellierung Strukturierte Datenrepräsentation, Redundanzfreiheit, Persistenz Organisation und Strukturierung von Daten führt zu vereinfachter Wartbarkeit Repräsentation der zu speichernden Daten Datenbankunterstützung in Informationssystemen Hilfsmittel für betriebliche Organisation und Verwaltung Bekannte Buzz-Words, mit starkem Fokus auf Datenmodellierung: Data-Warehousing, Knowledge Management, Information Systems, Web Pages, Distributed Systems, Customer Relationship Management, Call Center Management etc.

HOBE und BPMS HOBE stellt Fokus explizit auf Datenmodellierung (Datensicht) Stark technischer, wertvoller Ansatz, Datenmodellierung zu betreiben (DBMS!) In BPMS weniger zentral, aber durch Dokumentenmodelle und ER-Diagramme unterstützt Organisationssicht Datensicht Steuerungssicht Funktionssicht Leistungssicht Markt Unternehmen Ausgeführte Geschäftsprozesse Evaluierte Welche Produkte bieten wir an? Wie gestalten wir unsere Geschäftsprozesse? Wie setzen wir unsere Geschäftsprozesse um? Wie kontrollieren wir das (Tages-) Geschäft? Wie evaluieren wir unser Geschäft? Strategic Decision Process Re-Engineering Resource Allocation Workflow Management Performance Evaluation IT / Produktion Organisation werden realisiert durch werden umgesetzt durch Produkte Datensicht IT / Produktion

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Grundelemente von ERM Entity Relationship (ER) Modell ist ein konzeptionelles, plattformunabhängiges Datenmodell. ER Modellierung setzt voraus, dass die zu modellierende Welt aus abgrenzbaren und eindeutig identifizierbaren Exemplaren von Objekten besteht (Entitäten). Diese stehen zueinander in Beziehung (Relation). Exemplare mit ähnlichen Merkmalen werden zu Typen zusammengefasst und durch Merkmalsausprägung beschrieben (Attribute).

Entität, Relation, Attribut Von konkreten Exemplaren (Instanzen) wird durch Suche gleicher Merkmale abstrahiert, um mehrere Instanzen unter Typen zusammenzufassen. Unterschieden werden diese wieder durch die Ausprägung ihrer Attribute. Beispiel: Assistent Hans K. hält die VU Betriebliche Informationssysteme wöchentlich donnerstags um 18 Uhr im Hörsaal 4.35.  Strukturierung? Abstraktion? Entität ‚Hans K.‘, Bürger mit SV-Nummer, Mitarbeiter mit Position, Student mit MatrNr. Relation ‚hält‘ als Beziehung zwischen Hans K. und der VU Betriebliche Informationss. Attribut ‚Donnerstag, 18 Uhr‘ als Unterscheidungsmerkmal zum 1. Termin um 16 Uhr

Abstraktion in Typen Durch Abstraktion bilden wir Typen Entitätstyp: Verallgemeinerte Beschreibung von Entitäten mit den gleich Attributen z.B.: Vortragender, Mitarbeiter, Artikel, Fahrzeug, … Relationstyp: Verallgemeinerte Beschreibung der Beziehung zwischen zwei oder mehreren Entitätstypen / Entitäten z.B.: Mitarbeiter arbeitet in Unternehmen, Fahrzeug transportiert Ware Attributstyp: Verallgemeinerte Beschreibung relevanter Merkmale z.B.: Name, SV-Nummer, Adresse, KFZ-Farbe, Qualifikation, .. Entität Relation Attribut

Grundelemente von ERM Konzeptionelles Modell Zum Einsatz kommen nur Typen. Instanzen belegen diese dann durch ihre individuellen Attributwerte. Entitätstypen nehmen in Beziehungen Rollen ein. Kardinalitäten sollen die Beziehungsverhältnisse näher beschreiben. Schlüsselattribute sind unterstrichen (Schlüssel = Identifikation). Vortragender Vorlesung / Übung hält Name Institut SozVers Titel Termin SemNr 1 n

Kardinalitäten Kardinalitäten legen fest, wieviele Entitäten aus einer Entitätsmenge einer Entität aus einer anderen Entitätsmenge zugeordnet werden können. Wichtig beim Auflösen von ER Diagrammen in relationale Datenmodelle. Nur bei binären Beziehungstypen können Kardinalitäten eindeutig bestimmt werden. Student LV Zeugnis erhält 1 1:1 Beziehung Ein Student erhält genau ein LV Zeugnis. Ein LV Zeugnis gehört genau einem Studenten. Trainer Spieler trainiert 1 n 1:n Beziehung Ein Trainer trainiert n Spieler. Ein Spieler wird von genau einem Trainer trainiert. n:m Beziehung Ein Arzt behandelt m Patienten. Ein Patient wird von n Ärzten behandelt. Arzt Patient behandelt n m

Grad der Beziehung Gibt an wieviele unterschiedliche Entitätstypen miteinander durch eine Beziehung verbunden werden Binäre Beziehungen (Grad 2) Ternäre Beziehungen (Grad 3) Wir beschränken uns in Folge auf binäre Beziehungen. Schüler Jause isst Prüfer Prüfung prüft Student

ER Diagramm: Beispiel 1 Zeichnen Sie ein ER Diagramm für ein Versandhaus. Ein Kunde soll Aufträge / Bestellungen aufgeben können. Die bestellten Artikel liegen in verschiedenen Lagern. Überlegen Sie sich Schlüsselkandidaten für die einzelnen Entitätstypen. Welche Attribute könnten benötigt werden? Kunde Auftrag Artikel Lager erteilt lagert enthält GebDatum Kundennummer Name Auftragsnummer Auftragsdatum Artikelnummer Preis Lagerort Lagerstand 1 n m

ER Diagramm: Beispiel 2 Zeichnen Sie ein ER Modell für ein Gefängnis. Ein Häftling kann immer wieder inhaftiert sein. Es gibt Einzel- und Mehrpersonenzellen. Auch hier: Vergessen Sie nicht auf die Schlüsselkandidaten! Welche Attribute wären sinnvoll? Häftling Zelle sitzt_in GebDatum SV-Nummer Name Zellennummer Gebäudenr n 1 Vorbestraft Stockwerk Beleg.Status Haft sitzt_ab Einweisungsnr Verbrechen Bewährung Start Ende

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Vom ER Diagramm zur relationalen DB Ziele von Datenbanken Persistentes Speichern („Vorhalten“) von Daten Daten können hinzugefügt, geändert, gelöscht werden, ohne dass damit verknüpfte Informationen verloren gingen Durch Konsolidierung der Daten werden Redundanzen vermieden Datenbestand kann von verschiedenen Ressourcen abgerufen und / oder weiterverarbeitet werden Such- und Abfragemöglichkeit Person Fahrzeug besitzt GebDatum Clubkartennr Name Zulassungsnr Marke 1 n Typ Baujahr

Vom ER Diagramm zur relationalen DB Auflösen von Entitäten Für jeden Entitätstyp wird eine Tabelle erstellt. Die Tabelle übernimmt alle Attribute des Entitätstyps. Instanzen des Entitätstyps werden zu n Tupeln, wobei n die Anzahl der vorhandenen Datensätze bezeichnet. Als Primärschlüssel wird ein Schlüsselattribut verwendet. 4. Person 1. Clubkartennr Name GebDatum 1 Anton P. 05.05.1961 2 Hans K. 13.09.1978 3 Herbert P. 26.01.1912 4 Elisabeth P. 07.04.1990 5 Robert M. 11.08.1971 6 Kathrin S. 31.10.1984 7 Bernhard B. 05.12.1987 8 Oliver P. 14.10.1976 2. Person GebDatum Clubkartennr Name 3.

Vom ER Diagramm zur relationalen DB Auflösen binärer Beziehungen 1:1 und 1:n Beziehungen Auflösung in bestehende Tabellen mittels Fremdschlüssel Auflösung durch explizite Beziehungstabelle möglich m:n Beziehungen Nur Auflösung durch explizite Beziehungstabelle möglich Fremdschlüssel: Schlüssel, die in fremden Tabellen als Primärschlüssel definiert sind. Methode: Primärschlüssel der 1-Seite wird als Fremdschlüssel auf der n-Seite der Relation eingesetzt Attribute des Beziehungstyps werden jener Relation zugeordnet, die den Fremdschlüssel erhält Der Fremdschlüssel 'zeigt' also auf den Primärschlüssel der anderen Relation.

Vom ER Diagramm zur relationalen DB Auflösen einer binären 1:1 Beziehung Fremdschlüssel kann in eine der beiden Relationen aufgenommen werden. Auflösen einer binären 1:n Beziehung Zulassungsnr Clubkartennr besitzt Person 1 n Fahrzeug Marke Name Typ GebDatum Baujahr Person Fahrzeug Clubkartennr Name GebDatum 1 Anton P. 05.05.1961 2 Hans K. 13.09.1978 3 Herbert P. 26.01.1912 4 Elisabeth P. 07.04.1990 5 Robert M. 11.08.1971 6 Kathrin S. 31.10.1984 7 Bernhard B. 05.12.1987 8 Oliver P. 14.10.1976 Zulassungsnr Marke Typ Baujahr Clubkartennr A1 Audi A3 03/2008 3 A2 VW Polo 06/1999 Renault Scenic 12/2002 6 A4 BMW 316i 11/2000 5 A5 Espace 04/1988 4 A6 07/1994 7 A7 Mercedes A-Klasse 03/1992 8 A8 Skoda Fabia 09/2007 1

Vom ER Diagramm zur relationalen DB Auflösen einer binären m:n Beziehung Verlangt eine explizite Beziehungsrelation mit Primärschlüsseln beider Relationen. Attribute der Beziehung werden wie Attribute der Entitätstypen in die Relation inkludiert. Start Ende Zulassungsnr Kundennr mietet Person n m Mietwagen Marke Name Typ GebDatum Baujahr Person Fahrzeug Kundennr Name GebDatum 1 Anton P. 05.05.1961 2 … Zulassungsnr Marke Typ Baujahr A1 Audi A3 03/2008 A2 .. … mietet Kundennr Zulassungsnr Start Ende 1 A2 05.09.2008, 15.00 Uhr 06.09.2008, 15.00 Uhr 3 A8 …

Vom ER Diagramm zur relationalen DB Überführen Sie im restlichen Verlauf der VU die zuvor modellierten ER-Diagramme in Relationenschemata.

Weiterführende Literatur Becker, J., Kugeler, M., Rosemann, M., “Prozessmanagement – Ein Leitfaden zur prozessorientierten Organisationsgestaltung”, 6. Auflage, Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2008. Scheer, A.W., Albohassan, F., Jost, W, Kirchmer, M., “Business Process Automation”, Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York, 2004. Schmelzer, H.J., Sesselmann, W., “Geschäftsprozessmanagement in der Praxis, Kunden zufrieden Stellen, Produktivität steigern, Wert erhöhen”, 6. Auflage, Carl Hanser Verlag München 2008. Staud, J., “Datenmodellierung und Datenbankentwurf – Ein Vergleich aktueller Methoden”, Springer Berlin Heidelberg 2005. Staud, J., “Geschäftsprozessanalyse: Ereignisgesteuerte Prozessketten und objektorientierte Geschäftsprozessmodellierung für Betriebswirtschaftliche Standardsoftware“, 3. Auflage, Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York 2006.