Eine Methode zur Entwicklung dynamischer Geschäftsprozesse auf Basis von Ereignisverarbeitung

Die vorliegende Arbeit behandelt die Konzeption und Umsetzung einer Methode zur Modellierung und Ausführung dynamischer Geschäftsprozesse basierend auf Konzepten der Ereignisverarbeitung. Die noch junge Disziplin der Ereignisverarbeitung, englisch Complex Event Processing (CEP), liefert ein geeignetes Konzept zur Dynamisierung von Geschäftsprozessen. Im Kern realisiert diese die Echtzeitverarbeitung von auftretenden Ereignissen, um bedeutsame Beziehungen innerhalb einer Vielzahl von Ereignissen zu identifizieren und unmittelbar darauf zu reagieren. Hierfür werden die Ereignisverarbeitungsregeln derart definiert, dass alle eingehenden Ereignisse in Echtzeit nach sogenannten Ereignismustern analysiert werden, welche jeweils relevante Situationen repräsentieren und die Generierung weiterer Ereignisse als unmittelbare Reaktion auslösen. Somit können Geschäftsprozessmodelle mit dynamischen Eigenschaften ausgestattet werden, indem sie mit Ereignisverarbeitung angereichert werden. Für diesen kombinierten Fachbereich hat sich im englischen Sprachgebrauch der Begriff Event-Driven Business Process Management (EDBPM) etabliert. Trotz einiger existierender Ansätze in diesem Umfeld steht bisher allerdings keine umfassende Methode zur Verfügung, die eine modellbasierte Entwicklung von dynamischen Geschäftsprozessen auf Grundlage von Konzepten der Ereignisverarbeitung bis hin zu deren automatisierter Ausführung ermöglicht. Ziel dieser Arbeit ist daher die Konzeption und Umsetzung einer solchen Methode, wobei in erster Linie fachlich orientierte Experten und nur in geringerer Priorisierung IT-Entwickler adressiert werden. Neben einem Vorgehen mit verantwortlichen Rollen behandelt diese Arbeit vornehmlich das zugrunde liegende Ereignisverarbeitungsmodell sowie dessen automatische Transformation in ausführbaren Code. Das Vorgehen zur Modellierung und Ausführung dynamischer Geschäftsprozesse auf Basis von Ereignisverarbeitung beruht auf einem Top-Down-Ansatz. Demnach werden zunächst im Geschäftsprozessmodell die Stellen mit den erforderlichen dynamischen Eigenschaften identifiziert, die auf Wirkungen von Ereignissen zur Laufzeit zurückzuführen sind, und als sogenannte Dynamikeinheiten modelliert. Anschließend werden die entsprechenden Ereignisverarbeitungsregeln und das zugehörige Ereignismodell spezifiziert. Mit der sogenannten EPMN (Event Processing Model and Notation) wird ein neuartiges Modell für die Echtzeitverarbeitung von Ereignissen und insbesondere von komplexen Beziehungen zwischen mehreren Ereignissen eingeführt. Für die EPMN wird ein Metamodell definiert, mit dem die verfügbaren Elemente sowie die Syntax ihrer Verknüpfungen zu Ereignisverarbeitungsregeln formal beschrieben werden. Das Metamodell basiert auf dem Eclipse Modeling Framework (EMF), das sich auf die plattformunabhängigen Technologien XML und Java stützt und eine umfassende Werkzeugkette für die modellbasierte Softwareentwicklung zur Verfügung stellt. Die EPMN enthält auch eine grafische Notation, mit der die Ereignisverarbeitungsregeln letztlich modelliert werden. Um eine möglichst nahtlose Integration mit dem Geschäftsprozessmodell zu gewährleisten, orientiert sich die Notation visuell an der BPMN (Business Process Model and Notation), die in der Version 2.0 als ausführbares Geschäftsprozessmodell eingesetzt werden kann. Zur Spezifizierung der Ereignisse, welche innerhalb der Ereignisverarbeitungsregeln zum Einsatz kommen, wird ein frei definierbares Ereignismodell basierend auf XML Schema vorgeschlagen. Die Entwicklung des Ereignismodells wird im Rahmen der konzipierten Methode dermaßen unterstützt, dass die in den Ereignisverarbeitungsregeln genutzten Ereignisattribute jeweils automatisch extrahiert werden und für die Definition des Ereignismodells zur Verfügung stehen. Der modellbasierten Entwicklung folgend kann das Ereignisverarbeitungsmodell, welches in EPMN plattformunabhängig definiert wird, in eine plattformspezifische Ereignisverarbeitungssprache transformiert werden, um als Code direkt in einer Ereignisverarbeitungsplattform ausführbar zu sein. Dies entspricht der Transformation eines plattformunabhängigen Modells in eine plattformspezifische Implementierung. Da in dieser Arbeit die frei verfügbare und weitverbreitete Ereignisverarbeitungsplattform Esper als Ausführungsumgebung vorgesehen ist, werden die erforderlichen Transformationsschablonen für deren spezifische Ereignisverarbeitungssprache definiert und umgesetzt. Das Vorgehen mit dem zugrunde liegenden Modell dynamischer Geschäftsprozesse wird durch prototypisch entwickelte Softwarewerkzeuge unterstützt. Hierbei handelt es sich einerseits um ein webbasiertes Modellierungswerkzeug und andererseits um eine Ausführungsumgebung. Die Ergebnisse dieser Arbeit werden anhand eines Anwendungsfalls aus der Luftfahrt bewertet, indem die konzipierte Methode im Rahmen des Managements von Echtzeitversorgungsketten im Catering eingesetzt wird.