vorlesung grundlagen der computergestützten produktion und logistik w1332 fakultät für...

VorlesungGrundlagen der computergestützten Produktion und LogistikW1332Fakultät für Wirtschaftswissenschaften

W. Dangelmaier

Grundlagen der computergestützten Produktion und Logistik - Inhalt

1. Einführung: Worum geht es hier?2. System3. Modell4. Modellierung von Gegenständen5. Strukturmodelle (Gebildestruktur) 6. Verhaltensmodelle (Prozessstruktur)7. Produktion8. Digitale Fabrik9. Planung von Produktionssystemen10. Wirtschaftlichkeitsrechnung11. Prüfungen

Funktionale Struktur von Systementwicklungsaufgaben

Problemanalyse(Systemziele)

Situations-analyse

Zielformulierung (Entwurfsziele)

Synthese von Systemlösungen

Analyse von Systemlösungen

Bewertung von Systemlösungen

Entscheidung

9. Planung von Produktionssystemen

ProblemanalyseWir zerlegen ein abgegrenztes System in Subsysteme und Teilsysteme – wir schaffen ein System, wir systematisieren.

Problemanalyse (Systemziele)

Situations-analyse





Entscheidung


ProblemanalyseDie Problemanalyse ist die (gedankliche) Zerlegung einer Systemplanungsaufgabe in deren Elemente. Die Problemanalyse arbeitet dabei mit den Begriffsmerkmalen Verrichtung, Gegenstand, Sach- oder Arbeitsmittel, Zeit und Arbeitsraum. Orientiert sich die Problemanalyse vor allem am Gegenstand der Systemplanungsaufgabe, umfasst dies auch die Eigenschaften der einzelnen Untersysteme und Elemente sowie die Funktionsstruktur des Systems selbst. Versteht man Verhalten als die Änderung von Attributen, so ist auch die Gliederung nach einzelnen Aspekten bzw. die verhaltensorientierte Sicht in diese Merkmale ein – und dem Gegenstand zuzuordnen.


ProblemanalyseBeispiel 1:Die Fahrradkette ist vom Fahrrad gesprungen. Der Besitzer des Rennrads hat diese Kette schon für 1200 km eingesetzt.

Beispiel 2:Hörsäle der Universität Paderborn sind überfüllt.


Situationsanalyse


Situations-analyse





Entscheidung


SituationsanalyseIn der Situationsanalyse hat sich das Systemteam mit dem Problem vertraut zu machen. Die Situation des Umsystems, in welches das System eingebettet werden soll, sowie die Diskurswelt werden in dieser Phase analysiert. In dieser Phase muss ein Überblick über die verschiedenen Lösungsmöglichkeiten gewonnen werden; dies ist die Grundlage für die Festlegung realistischer Zielsetzungen. In der Situationsanalyse werden die Systemgrenzen zur Gewinnung zweckmäßiger Systemgrenzen bewusst ausgedehnt, um darauf wieder auf ein vernünftiges Maß reduziert zu werden. Ergebnis der Situationsanalyse ist ein Katalog von Problemen und Möglichkeiten.

Ergebnis: Katalog von Problemen und Möglichkeiten Beschreibung der Situation, vor die sich das Systemplanungsteam gestellt sieht.

Feld, dasneues Systemabdecken soll

Lösungs-möglichkeiten

Ausdehnenund AbspeckenAusdehnen

und Abspecken


SituationsanalyseBeispiel 1:Die Fahrradkette war nicht genügend gespannt.

Beispiel 2:Die Universität Paderborn hat jedes Jahr mehr Studienanfänger als es die Platzkapazität zulässt.


Zielformulierung


Situations-analyse





Entscheidung


ZielformulierungAus der Problemstellung einerseits und den Ergebnissen der Situationsanalyse (Katalog von Problemen und Möglichkeiten) andererseits müssen die für die folgenden Aktivitäten erforderlichen Zielsetzungen erarbeitet werden. Das Zielsystem in Form eines Kriterienplans stellt dabei eine Reihe von Teilaspekten dar, die zur Beurteilung und Bewertung der späteren Systementwürfe dienen. Die für die Systemplanung geltenden Zielsetzungen sind zudem vom Auftraggeber zu genehmigen, um Fehlentwicklungen zu vermeiden. Sowohl seitens des Auftraggebers, als auch seitens des Systemteams können Zielsetzungen und Kriterien im Laufe der Systementwicklung ergänzt, modifiziert, konkretisiert und u. U. auch für gegenstandslos erklärt werden. Änderungen dürfen jedoch nicht einseitig und ohne die Information der übrigen Beteiligten erfolgen.

Ergebnis: Kriterienplan Reihe von Teilaspekten zur Beurteilung und Bewertung der

Systementwürfe


Formale Anforderungen an ein Zielsystem (I)Terminaussage

Die Ziele sollen bis zu einem bestimmten Zeitpunkt realisiert werden oder Die Ziele sollen während eines Zeitraumes ständig erreicht werden oder Die Ziele sollen auf einem bestimmten Realisierungsniveau gehalten werden

Präzision der Formulierung Zielaussagen müssen präzise und eindeutig formuliert sein

Quantifizierung Die einzelnen Zielelemente des Zielsystems müssen quantifizierbar sein, wenn

sie als eindeutige Richtlinien gelten sollenElastizität

Veränderungen in der Motivationsstruktur und Veränderungen der Daten der umgebenden Situation muss Rechnung getragen werden


Formale Anforderungen an ein Zielsystem (II)Kompatibilität

Wenn sich die einzelnen Ziele nicht widersprechen Bei Fällen, bei denen Ziele ohne Beeinträchtigung des anderen sich nicht

erfüllen lassen, muss abgewogen werden bis zu welchem Grad man beide Ziele erreichen kann

Inkompatibilität durch geeignete Formulierung ausschaltenOperationalität

Es muss überprüft werden können, bis zu welchem Grad ein Ziel erreicht wurde

Lösungsunabhängigkeit Ziele dürfen nicht von einzelnen Lösungsmöglichkeiten abhängig sein

Anforderungen der Systemumwelt Ziele müssen Ziele der Systemumwelt sein


Zielgewichtung Anstatt die Zielkriterien alle einzeln zu gewichten, können sie indirekt über die

relativen Gewichte der zugehörigen Oberziele schrittweise bestimmt werden

Gewichte hinsichtlich Oberziel = Knotengewichte Gewichte hinsichtlich einer Stufe, also aller Zielinhalte = Stufengewichte

z11 40

40%

z1 33

100%

z12 20

20%

z11 40

40%

z111 35

14%

z112 65

26%

Oberziel zuz11, z12, z13

Oberziel zuz111, z112

Unterziel zuz11

Unterziel zuz1

Die Zuordnung von Zielen

Knotengewicht

Stufengewicht


Zielbereich: Gebiete, auf die sich die Aufmerksamkeit bei der Zielsuche richtet.

Zieldimension: Zielsuche ausgehend von Zielbereichen. Ziele durch Zielrichtung gekennzeichnet. Dazu Zielinhalt bzw. Zielbereich

(Kosten), Zielquantum (Kostensenkung oder Kosten = 100.000 €) und eventuell zeitlicher Bezugswert zu definieren (pro Jahr).

Randbedingung: Randbedingungen: Angaben innerhalb des Zielbereiches, auf deren Einhaltung

streng zu achten ist(z. B. gesetzliche Vorschriften, technische Mindestanforderungen, Kostengrenzen).


Zielformulierung

Beispiel 1:Die Kette soll für eine lange Zeit einsetzbar sein.

Beispiel 2:Die Universität Paderborn soll eine Lösung finden, die sowohl die Studenten als auch die Regierung zufriedenstellt.


Synthese von Lösungen


Situations-analyse





Entscheidung


Synthese von LösungenIn dieser Phase geht es darum, das System konstruktiv zu gestalten. Ein wesentliches Merkmal der Synthese besteht darin, dass versucht wird, einen möglichst umfassenden Überblick von – auf der betrachteten Systemstufe – denkbaren Lösungsmöglichkeiten zu schaffen. Wichtig ist, dass hier eine Detaillierungsstufe erreicht wird, auf der Lösungen aus bekannten Sachverhalten und Beziehungen zusammengesetzt und anschließend bewertet werden können.



Beispiel 1:• Kette richtig spannen und anschließend Öl eintröpfeln (Kosten: 5€)• Neue Kette anschaffen (Kosten: 50€)



Beispiel 2:• Neue Hörsäle bauen• Weniger Studenten aufnehmen (Zulassungsbeschränkung einführen)


Analyse von Lösungen


Situations-analyse





Entscheidung


Analyse von LösungenDie Systemanalyse stellt eine kritische Untersuchung der Systemkonzepte auf ihre Funktionstüchtigkeit sowohl im Rahmen des Systems selbst als auch im weiteren Rahmen der Umwelt an. Systemsynthese und -analyse lassen sich zeitlich nicht voneinander trennen, denn im Moment des Auftauchens einer Idee setzt auch die kritische Auseinandersetzung damit (= Analyse) ein.


Analyse von Lösungen

Beispiel 1:Eine Umfrage mit 160 Radsportlern ergibt folgendes Ergebnis in Bezug auf Lebensdauer der Fahrradketten (bei einer Pflege von mindestens 1 mal pro Woche):

Die neue Kette harmoniert nicht mit der Schaltvorrichtung.

Mountainbike Trekkingrad Rennrad0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

Mindestlebensdauer in km

Max. Lebensdauer in km


Analyse von LösungenBeispiel 2:Prognostizierte Anzahl der Studierenden

Bei Beibehaltung der aktuellen Zulassungsbedingungen wird sich die Anzahl der Studierenden an der Universität Paderborn in Zukunft ansteigen.Bei einer weiteren Steigerung der Studierendenzahl / weiteren Hörsälen wird der zentrale Energieverteiler zusammenbrechen.

2010 2015 2020 2025 20300

5000

10000

15000

20000

25000

Anzahl der Studierenden

Jahr


Beispiel 3: Systementwicklung

• Informationssysteme sind mehr als Hardware und Software: Aufgaben, Fertigkeiten, Management, Organisationsstrukturen

• Einführung von neuen Informationssystemen ist eine geplante organisatorische Umgestaltung

• Unternehmen müssen einen Informationssystemplan entwickeln

• Dazu Bestimmung langfristiger sowie kurzfristiger Anforderungen an ein Informationssystem– Unternehmensanalyse– „kritische Erfolgsfaktoren“ (KEF)


Abbildung 14.2

9. Planung von ProduktionssystemenEntwicklung von Systemen mithilfe von KEF

Quelle: Tabelle 14.2, S.913

9. Planung von ProduktionssystemenWie IT Organisationen verändern kann

Tabelle 14.1

Abschnitte des Informationssystemplans9. Planung von Produktionssystemen

Abbildung 14.1


Quelle: Abbildung 14.5, S.923 Quelle: Tabelle 14.3, S.925

9. Planung von ProduktionssystemenIdealtypische Aktivitäten

Bewertung von Lösungen


Situations-analyse





Entscheidung


BewertungZur Bewertung gelangen Systemvarianten, die den zuletzt gültigen Zielsetzungen entsprechen bzw. bei denen Aussicht darauf besteht, dass sie durch Modifikationen diesen Zielsetzungen genügen werden. Eine diesbezügliche Ausscheidung von Varianten wird in der Phase der Systemanalyse vorgenommen. Die Bewertung erfolgt aufgrund des Zielsystems.



Beispiel 1:Kette richtig spannen und anschließend Öl eintröpfeln.

• Eine günstige und schnelle Lösung.• Die Kette war nur für 1200 km im Einsatz, d.h. sie kann noch für mindestens 2800

km und höchstens 3800 km eingesetzt werden, wenn sie regelmäßig gepflegt wird.

Neue Kette anschaffen• Eine neue Fahrradkette ist teuer.• Eine neue Kette kann zu gleichem Problem führen, wenn sie nicht richtig gespannt

oder regelmäßig gepflegt wird.



Beispiel 2:Neue Hörsäle bauen

• Bau von zusätzlichen Hörsälen ist teuer. Dies kann aber mit Unterstützung des Bundeslandes ermöglicht werden.

• Löst das Problem endgültig (bzw. für eine längere Zeit).

Weniger Studenten aufnehmen (Zulassungsbeschränkung einführen)

• Viele Jugendliche bekommen keine Gelegenheit zu studieren. Schlecht für die Zukunft


Entscheidung


Situations-analyse





Entscheidung


EntscheidungDie letztendliche Lösungsauswahl sollte grundsätzlich durch den Auftraggeber erfolgen. Ist die Entscheidung über das System bzw. die Lösung getroffen, wird das weitere Vorgehen geplant.


Entscheidung über Lösungen

Beispiel 1:Es wird für die Reparatur der Fahrradkette entschieden (Kette spannen und Öl eintröpfeln), da sie noch mindestens 2800 km halten kann und die Anschaffung einer neuen Kette sehr teuer ist.


Entscheidung über Lösungen

Beispiel 2:Es wird für den Bau von zusätzlichen Hörsälen entschieden, da durch ansteigende Anzahl der Studierenden mehr Geld zur Verfügung steht. Außerdem ist es wichtig potentiellen Mangel an Akademikern zu vermeiden.


Anstoß zur Vorstudie

Systemeinführung

Vorstudie

Hauptstudie

Systembau

Systembenutzung

Liquidierung bzw. Anstoß zur Um- oder

Neugestaltung

Teilstudien

Proj

ektm

anag

emen

t

= Entscheid über Fortführung des Auftrags, Änderung der Aufgabenstellung möglich


Studien abbrechen

Vorstudie/Konzeptionsphase Abgrenzung gegen Umwelt Problemstellung überprüfen Anforderungen spezifizieren Überprüfung und Präzisierung der gewählten Ziele Prüfung der vorhandenen Ressourcen und Techniken Lösbarkeit und Wirtschaftlichkeit prüfen

Hauptstudie/Entwurfsphase Festlegung von Varianten und Lösungsmöglichkeiten Optimieren der Funktionstüchtigkeit und der Zielsetzung Beurteilung von Wirtschaftlichkeit und Funktionstüchtigkeit Prioritäten in der Entwicklung


Detailstudien/Ausarbeitungsphase Lösungskonzepte für Unter- und Teilsysteme Konkretisierung bis zur Realisierungsreife

Systembau/Realisierung Erstellung und Errichtung von Anlagen Herstellung von Geräten Programmierung usw.

Systemeinführung Inbetriebnahme

Systembenutzung


Vorgehens-zyklus

LebensphasenSituations-

analyseZielsetzung

KriterienplanKonzept-entwurf

Konzept-analyse Bewertung Entscheidung,

AuswahlPlanen

weiteres Vorgehen

Vorstudie

Hauptstudie

Teilstudien

Systembau

System-einführung

System-benutzung


Kennnisse über System

Zulässige Unkenntnisse

Vorstudie Haupt- und Detailstudien Systembau

Gra

d de

s W

isse

ns

Zeit


1 2 3 4 5

Vorstudie Rahmen-konzept

Haupt-studie

Gesamt-konzept

Teil-studien

Teilkon-zept US1Teilkon-

zept US2

Teil-konzept

US3

Teil-konzept

US4

Zeitpe- riode

Phase


Definition Methode: Eine Methode ist die Kombination von Regeln und Operationen zur Steuerung von Informationsprozessen.

Entwurfsmethode: Hilfestellung bei

Erkennen von Art, Umfang und Komplexität aller Faktoren, die für den Systementwurf relevant sind.

Erstellung einer Dokumentationsstruktur zur lückenlosen Fixierung partiellen Wissens

zielgerichtetem Suchen nach rational erfassbaren Lösungsmöglichkeiten Arbeitsteilung und Teamarbeit

Fortschritte im Entwurfsprozess durch Entscheidungen, mit denen jeweils Lösungsmöglichkeiten ausgeschieden werden.

Bei Nutzung aller Informationen über ein Problem/System: Reihenfolge von Entscheidungen maßgeblich beeinflussend auf Struktur des resultierenden Systementwurfes.


Strategie ist ein umfassender Plan zur Verwirklichung eines Ziels bzw. von Grundvorstellungen mittels aufeinander einwirkender dynamischer Systeme

Was ist bei der Systemgestaltung zu tun ? Wann ist es zu tun und zwar generell und speziell in einer bestimmten

Situation? Wie kann es getan werden?

Lineare Strategien: Sequentielle Folgen von Aktionen mit direkter Abhängigkeit. Starr und für Pioniersituationen ungeeignet.


Zyklische Strategien: Falls zusätzliche Abhängigkeiten notwendig® Rückkopplungen: Zyklische Strategie.

• Berücksichtigung des Erkenntnisgewinns während der Systemplanung: Neben der besseren Einsicht in das zu entwerfende System können Änderungen innerhalb der Umsysteme technologischer, organisatorischer, ökonomischer oder politischer Natur sein:

• Es sind Punkte zu definieren, zu denen Rückkopplungen zu weniger detaillierten Ebenen sinnvoll sind


Verzweigte Strategien: Parallele und alternative Entwurfsarbeiten. Durch Einplanung von Alternativen Anpassung der Strategie an Ergebnisse

vorangegangener Arbeitsschritte möglich.

Ergebnisangepasste, jeweils anschließend neu fixierte Strategien intelligentestes Vorgehen in Pioniersituation Keine Möglichkeit der Zeit- und Kostenvoraussage Entspricht menschlicher Eigenschaft, korrekt nur auf einwandfreie Impulse zu

reagieren.

Traditionelle Methode: Scheibchenweise – verbessern Weiterentwicklung Neuentwicklung Beizeit- oder Geldmangel

Vorteile bei instrumentell ausgerichteter Lösung


Alternativen der Systementwicklung

• Traditionelle Systementwicklung

• Inkrementelle Entwicklung

• Concurrent Engineering

• Prototyping

• Rapid Application Development (RAD)

• Joint Application Design (JAD)

• Flexible Modelle der Entwicklung

• Varianten der agilen Entwicklung

• Extreme Programming (XP)


Quelle: Abbildung 14.7, S.933

9. Planung von ProduktionssystemenBeispiel für traditionelle Systementwicklung: Wasserfall-Modell

• Standardanwendungssoftware: Eine Menge vorgefertigter, bereits codierter Anwendungssoftware zur Lösung bekannter betriebswirtschaftlicher Fragestellungen, die kommerziell angeboten werden.

• Viele Anwendungen sind für alle Unternehmen mehr oder weniger gleichartig

• Für solche Standardprozesse erledigt ein standardisiertes System die Anforderungen vieler Unternehmen

• Bei speziellen Anforderungen bieten viele Standardsoftwarepakete die Möglichkeit einer benutzerdefinierten Anpassung (Customizing)

• Bei Verwendung von Standardanwendungssoftware beinhaltet die Systemanalyse auch die Auswahl eines Pakets, häufig über eine Ausschreibung (RFP, Request for Proposal)



Auswirkung der Anpassung eines Softwarepakets auf die Gesamtimplementierungskosten


• Endbenutzerentwicklung: Die Entwicklung von Informationssystemen durch Endbenutzer mit wenig oder keiner formalen Unterstützung durch Technikspezialisten.

• Entwicklung von Informationssystemen unter Verwendung von Programmiersprachen der vierten Generation, Grafiksprachen und PC-Softwaretools durch Endbenutzer

• Oft sehr viel schneller als die traditionelle Systementwicklung



9. Planung von ProduktionssystemenEndbenutzerentwicklung im Vergleich zur traditionellen Systementwicklung

Untergliederung in Untersysteme bzw. Teilsysteme Ein System wird nach örtlichen oder funktionalen Gesichtspunkten in seine

Untersysteme gegliedert, deren gegenseitige Beziehung man festhält und jede Komponente als System betrachtet

Das Zusammenwirken der Untersysteme muss sichergestellt sein: Um die Komplexität zu beherrschen, sind Teilsysteme/Eigenschaften isoliert zu betrachten


Horizontale Vorgehensweise (von-innen-nach-außen/von-außen-nach-innen)

Bei der Von-außen-nach-innen Vorgehensweise werden zuerst die Fragen nach den verlangten Leistungen und den Außenbeziehungen eines Systems beantwortet

Dann wird untersucht, wie das System und die Komponenten entworfen werden können

Bei der Anwendung der Von-innen-nach-außen Taktik werden erst Komponenten entwickelt und dann ihre Adaption an die Umwelt versucht


Beispiel: Entwurf eines PPS-Systems

Von-innen-nach-außen: Zuerst Algorithmen und Ablauf definieren Dialogmasken und Datenerfassung definieren ( Gefahr: Daten können nicht

beschafft werden)Von-außen-nach-innen:

Dialogmasken und Datenerfassung definieren Algorithmen und Ablauf definieren (Algorithmen haben riesige Komplexität


Modelle im Systementwicklungsprozess• Gestaltung von Informationssystemen im Rahmen des

Systementwicklungsprozesses wird durch Modelle unterstützt– Fachkonzepte– DV-Konzepte– Sichten

• Modelle sind Repräsentationen der Realität• Sie repräsentieren ihre Originale aber in der Regel immer nur

– für bestimmte (erkennende oder handelnde) Subjekte (die Modellbenutzer)– innerhalb bestimmter Zeitspannen – unter Einschränkung auf bestimmte (gedankliche und tatsächliche)

Operationen • In der Wirtschaftsinformatik dienen Modelle vorwiegend der Beschreibung realer,

soziotechnischer Systeme, ihrer Strukturen und Prozesse (Schütte, 2001)


Datenmodellierung

• Beschreibung der Struktur der Datenbasis eines Informationssystems

• Kernkomponenten sind Datenobjekttypen mit zugehörigen Attributen und Beziehungen

• Bekanntes Metamodell zur Datenmodellierung ist das Entity-Relationship-Modell (ERM) (vgl. Kapitel 4: Datenorganisation und Datenmanagement)



Datenflussansatz9. Planung von Produktionssystemen

Objektorientierter Ansatz• Objektorientierte Entwicklung verwendet Objekt als Grundeinheit für Systemanalyse

und -entwicklung und basiert auf den Konzepten von Klasse und Vererbung • Kombination von Daten und spezifischen Prozessen, die an diesen Daten

ausgeführt werden• Hohe Verbreitung der Unified Modeling Language (UML) als Modellierungssprache



Definition9. Planung von Produktionssystemen

"Ein Geschäftsprozess ist eine strukturierte, messbare Menge von Aktivitäten, die einen bestimmten Output für einen Kunden oder Markt produzieren. Es ist ein zeitlicher und örtlicher Ordnungsrahmen für Arbeitsaufgaben, der einen Anfang, ein Ende und eindeutig identifizierbare Inputs und Outputs hat.„ Davenport (1993)

Beispiel: Produktion eines Motors, Wareneingang

Beispiel: Geschäftsprozess Produktion

ProduktionEinzelteile Auto

Input Output

Karosserie-bau

Lackierung End-montage

Teilprozesse

Zeit: 4 Tage

Zeit: 1 Tag Zeit: 1 Tag Zeit: 2 Tage

Anfang Ende

Hauptprozess

Geschäftsprozessorientierter Ansatz• Betonen die Hinwendung von einer primär statischen und strukturorientierten Sicht

eines Informationssystems zu einer dynamischen und verhaltenstheoretischen Sicht

• Modellierung umfasst neben Aufgabenebene auch Aufgabenträgerebene

• Weitverbreiteter geschäftsprozessorientierter Modellierungsansatz ist die Architektur integrierter Informationssysteme (ARIS)– Ganzheitliche Betrachtung von Geschäftsprozessen

• Organisationssicht• Funktionssicht• Datensicht• Leistungssicht• Steuerungssicht (Integration der anderen Sichten)


Architektur integrierter Informationssysteme (Aris)



BetriebswirtschaftlicheProblemstellung

Fachkonzept

DV-Konzept

Implementierung

Fachkonzept

DV-Konzept

Implementierung

Fachkonzept

DV-Konzept

Implementierung

ImplementierungDV-Konzept

Fachkonzept

Daten(Welche

Informationen sind relevant?)

Funktion(Welche Funktionen werden durchgeführt?)

SteuerungZusammenhang zwischen Daten, Funktion und Organisation

Organisation(Welche Organisationseinheiten existieren?)

Halbformale Darstellung derAusgangssituation (z.B. Fehler bei der Auftrags-

bearbeitung)

9. Planung von Produktionssystemen - ARIS

MethodenVorgangsketten-

diagramm

Datenbank-beschreibung

Funktionsbaum

Programme

Verteilte DatenbankenFenster, Masken

Trigger

Programmsteuerung

Protokolle: Ethernet, TCP/IP, Token Ring, etc.

Netztopologie

Daten Funktion

Steuerung

Organisation

Ausgangssituation

Organigramm

Ereignisgesteuerte Prozessketten (EPK)

= relevante Bereiche für die Geschäftsprozessmodellierung

Entity-Relationship-Modell (ERM)


StruktogrammeModuleRelationen

Interaktionsmodell

Daten FunktionSteuerung

Organisation

Org 2ET 2

E 2

F 11

ET 3

ET 1 ET 2 F 1

F 11 F 12

F 111

F 112F 12

E 1

Org 2Org 3

Org 1

Org 4 Org 5


Ereignisgesteuerte Prozesskette (EPK)

• Inhalt– Darstellung der Ablauforganisation (=Prozesse) von Unternehmen als Folge

von Funktionen und Ereignissen– Darstellung der Verbindungen zwischen den Objekten der Daten-, Funktions-

und Organisationssicht– Für jede Funktion können Start- und Endereignisse angegeben werden– Ereignisse sind Auslöser und Ergebnis von Funktionen

• Grundelemente der Prozessmodellierung:– Ereignisse– Funktionen– Verknüpfungsoperatoren: UND, ODER, XOR


Ereignisgesteuerte Prozessketten• Die ereignisgesteuerte Prozesskette beschreibt einen Geschäftsprozess als

zeitlich-logische Abfolge betriebswirtschaftlicher Aufgaben• Die zentralen Konstrukte zur Modellierung des Kontrollflusses sind

– Ereignisse (Events)– Funktionen– Verknüpfungsoperatoren (Konnektoren)– Kontrollflusskanten

• Ereignisgesteuerte Prozessketten (ePK) sind semiformale grafische Darstellungen, die hauptsächlich dazu benutzt werden, um Geschäftsprozesse bzw. deren Modelle (Schemata) darzustellen

• ePKs stellen eine gebräuchliche, allgemein bekannte und werkzeuggestützte Methode der Geschäftsprozessmodellierung dar und werden darüber hinaus für das Geschäftsprozessmanagement eingesetzt


Basiselemente einer EPK

Bezeichnung Symbol Definition

EreignisEin Ereignis beschreibt das Eingetretensein eines Zustands, der eine Folge von Funktionen auslosen kann (z.B. „Auftrag eingegangen“)

FunktionEine Funktion (Aktivität) ist die Transformation eines Input- in eine Outputgröße und hat einen Bezug zu den Sachzielen der Unternehmung (z.B. „Auftrag erfassen“)

VerfeinerungEine Funktion kann durch eine weitere EPK detailliert werden. Dies wird durch ein zusätzliches Symbol neben der Funktion angezeigt.

ProzessschnittstelleDie Prozessschnittstelle verweist auf einen vorhergehenden oder nachfolgenden Prozess. Ergänzend können die Objekte angegeben werden, die von einem Prozess an einen anderen Prozess übertragen werden.

KonnektorenDie Konnektoren beschreiben unterschiedliche Formen der Prozessverzweigung. Es ist hierbei zwischen dem UND, dem INKLUSIVEN ODER und dem EXKLUSIVEN ODER zu unterscheiden

KontrollflussDer Kontrollfluss gibt den zeitlich-sachlogischen Ablauf von Ereignissen und Funktionen wieder, d.h. er verdeutlicht, in welcher Reihenfolge die Funktionen ausgeführt werden.

x


Informationsobjekt

Zustands-veränderung

Ereignis• Ein Ereignis beschreibt einen eingetretenen betriebswirtschaftlich relevanten

Zustand eines Informationsobjektes, der den weiteren Ablauf eines Geschäftsprozesses steuert oder beeinflusst.

• grafische Darstellung:

Kunden-anfragegeprüft


Informationsobjekt

Verrichtung

Funktion• Eine Funktion ist eine fachliche Aufgabe bzw. Tätigkeit an einem (Informations-)

Objekt zur Unterstützung eines oder mehrerer Unternehmensziele• Die Funktion ist Träger von Zeiten und Kosten.

• grafische Darstellung:

Kundenanfrageprüfen


Verfeinerung

Auftragbearbeiten

Auftragangenommen

Auftragbearbeitet

Auftragprüfen

Auftraggeprüft

Auftragdisponieren


Prozessschnittstelle

Auftragannehmen

Auftrageingetroffen

Auftragangenommen

Auftrags-bearbeitung

Auftragprüfen

Auftragangenommen

Auftraggeprüft

Auftrags-annahme

Proz

esss

chni

ttste

lle

Auftr

agsa

nnah

me

Auftr

agsb

earb

eitu

ng


UND-Split: Parallelität wird durch UND-Verknüpfung modelliert• Ein Ereignistyp ist Auslöser mehrerer Funktionstypen

Antraggenehmigt

Kundenkarteiaktualisieren

Kundeinformieren

KundendatenverfügbarAntragsdaten

erfassenTarif

bekannt

Kunden-nummervergeben

Prämieberechnen

Nach einem Funktionstyp treten mehrere Ereignistypen auf


Vertragsdatenbekannt

Kundennummervergeben

Prämieberechnen

Versicherungs-schein

ausfüllen

Kunden-nummerbekannt

Prämieberechnet

Versicherungs-schein

ausfüllen

Kundennummervergeben

Prämieberechnen

• Ein Ereignistyp tritt nach mehreren Funktionstypen ein

Mehrere Ereignistypen lösen gemeinsam einen Funktionstypen ausUND-Join: Parallele Zweige können wieder zusammengeführt werden


ODER-Split: Verzweigungen werden durch ODER bzw. XOR modelliert• XOR: Genau ein Nachfolgepfad

Antraggenehmigt

Antraggenehmigen

Antragabgelehnt

XOR

Kranken-versicherung

Antragsdatenerfassen

Pflege-versicherung

ODER: Mehrere Nachfolgepfade möglich


ODER-Join: Verzweigungen können ebenfalls wieder zusammenlaufen• XOR: Genau ein Pfad wurde durchlaufen

Ablehnunggeschickt

Kopieablegen

Vertraggeschickt

XOR

Belegkopiert

Belegverschicken

Belegdatenerfasst

ODER: Mehrere Pfade konnten durchlaufen werden


Der Prozess Urlaubsantrag als EPK

Antrag genehmigt

Urlaubskartei

aktualisieren

Mitarbeiterinformiere

n

Antraggenehmige

n

Antragabgelehnt

XOR

Mitarbeiterinformiere

n

Wunsch nachUrlaub

Urlaubsantrag

ausfüllen

Antragausgefüllt

keinUrlaub

Urlaub genehmigt


UND ODER

UND

Kein ODER bzw. XOR nach einem einzelnen Ereignis!!

XOR

Regeln zu Prozessmodellierung: Splits


XOR

XOR

Warum sind diese Verknüpfungen verboten?

Antraggenehmigt

Kunde per Briefinformieren

Kunde telefonischinformieren

Beispiel:

Antraggenehmigt

Kunde per Briefinformieren

Kunde telefonischinformieren

XORBeispiel:XOR


Regeln und Konventionen zur Erstellung ereignisgesteuerter Prozessketten

Zu den verschiedenen Verbindungen zwischen Objekten sowie den allgemeinen Notationen einer ePK gehören einige Regeln und Konventionen:

– Regel 1: Ein ePK-Modell muss mit einem Ereignis, dem sogenannten Startevent, beginnen

– Regel 2: Ein ePK-Modell muss mit einem Ereignis, dem sogenannten Endevent, enden

– Regel 3: Funktionen und Ereignisse müssen abwechselnd vorkommen

– Regel 4: Bezüglich jeder Verbindung zwischen Ereignissen und Funktionen gilt, dass jedes Event und jede Funktion nicht mehr als einen Input- und einen Output-Konnektor haben dürfen


Beispiel: Ereignisgesteuerte Prozessketten

EPK: Wareneingangsbearbeitung

Ware ist eigentroffen

Warenein-gangstelle

XOR

Bestellung

Lieferschein

Prüfergebnis

prüfe Ware

Ware ist freigegeben

Ware ist gesperrt

Ware wurde abgelehnt

Fertigungs-durchführung Qualitätsprüfung

EPK: FertigungsdurchführungWareneingangs

-bearbeitung

Ware ist freigegeben

Fertigungs-termin ist

eingetreten

V

durchführen Fertigung

V

Material ist eingelagert

Fertigungs-auftrag ist

abgeschlossen

Fertigung


Erweiterte EPK (eEPK)Beispiel

Kundenauftrageingetroffen

Kundenauftragerfassen

Kundenangebottechn. prüfen

Kundenauftragerfasst

Vertrieb

TechnischerVertrieb

KA techn.machbar

KA techn.nicht machbar

Kunden-auftrag

Produkt-daten

Auftrags-daten

Kunden-auftrag


EPK - Abschließende Bemerkungen

• EPK sind eine weit-verbreitete Modellierungsmethode für Geschäftsprozesse• EPK werden eingesetzt u.a. von

– SAP AG zur Modellierung von SAP Businsess Workflow– IDS Scheer AG als Basis der ARIS eBusiness Suite

• EPK sind nicht automatisierbar– Ereignisse sind nur verbal beschrieben– Können für Verzweigungen nicht interpretiert werden– nicht geeignet für Workflow-Modellierung / Ablaufsteuerung

• EPK sind nur eingeschränkt geeignet für Simulation– Probleme mit der Semantik der ODER-Verknüpfungen

• wie werden Entscheidungen getroffen• wann werden Entscheidungen getroffen

Fehlende semantische Fundierung EPK nur für Modellierung auf Fachebene


9. Planung von ProduktionssystemenFrage 1: Ereignisgesteuerte Prozessketten (EPK) Gegeben sind die folgenden Ausschnitte aus unterschiedlichen EPK:

a)

d)

c)b)


Richtig Falsch

EPK a) und c) sind syntaktisch korrekt.

EPK b) ist syntaktisch korrekt.

Ersetzt man im EPK c) den ODER-Operator durch einen XOR-Operator, ist EPK c) sinnvoll.

EPK d) ist sinnvoll.

EPK b) ist falsch, da auf ein Ereignis niemals zwei Funktionen folgen dürfen.


Richtig FalschIn dieser EPK wird mindestens ein UND-Operator verwendet. In dieser EPK wird mindestens ein ODER-Operator verwendet. In dieser EPK werden mindestens ein UND- und mindestens ein ODER-Operator verwendet.

In dieser EPK kommen nur die Organisationseinheiten „Firmenchef“ und „Sekretärin“ vor.

In dieser EPK gibt es zwei Startereignisse.

Frage 2: Ereignisgesteuerte Prozessketten (EPK)Nachdem sich das Finanzamt angekündigt hat, informiert der Firmenchef eines mittelständischen Unternehmens seinen Buchhalter und seine Sekretärin. Die Sekretärin kümmert sich darum, dass ein Besprechungsraum frei geräumt wird, in dem die Beamten des Finanzamtes arbeiten können. Parallel dazu holt sich der Buchhalter bei dem Steuerberater des Unternehmens Rat. Nach der Beratung durch den Steuerberater stellt der Buchhalter schon einmal mögliche, benötigte Unterlagen zusammen. Beide Tätigkeiten sollten vor der Prüfung abgeschlossen sein. Gehen Sie davon aus, dass diese Beschreibung korrekt in eine EPK übersetzt wurde.

9. Planung von ProduktionssystemenFrage 3: Ereignisgesteuerte Prozessketten (EPK)Ein Kunde spricht in einem Fahrrad-Fachgeschäft einen Verkäufer an und bittet ihn um ein Beratungsgespräch. Der Verkäufer fragt den Kunden, ob er Interesse an einem Mountainbike, an einem Rennrad oder an einem Treckingrad hat. Nachdem der Kunde sich entschieden hat, ermittelt der Verkäufer für Mountainbikes und Treckingräder die benötigte Rahmengröße für den Kunden, bei Rennrädern wird in dem Fachgeschäft nur eine einzige Rahmengröße angeboten. Im nächsten Schritt erkundigt sich der Verkäufer nach der Preisvorstellung des Kunden. Danach zeigt er dem Kunden drei unterschiedliche Modelle (drei verschiedene Mountainbikes, drei verschiede Rennräder oder drei verschiedene Treckingräder), die alle jeweils den Ansprüchen des Kunden entsprechen. Anschließend entscheidet sich der Kunde für eines dieser Modelle, möchte mehr Modelle sehen da er noch unentschlossen ist, oder beendet das Verkaufsgespräch.


Richtig FalschModelliert man den beschriebenen Prozess als EPK, so enthält diese mindestens einen XOR-Operator.

Modelliert man den beschriebenen Prozess als EPK, so enthält diese mindestens einen UND-Operator.

Modelliert man den beschriebenen Prozess als EPK so enthält diese neben der Organisationseinheit „Verkäufer“ keine weitere Organisationseinheit.

Modelliert man den beschriebenen Prozess als EPK, so enthält diese genau ein Startereignis.

Eine EPK muss immer mit einer Funktion beginnen und aufhören.

Frage 4: Alternativen der SystementwicklungSie haben verschiedene Alternativen der Systementwicklung kennengelernt.a. Erläutern Sie kurz das Wasserfall-Modell (Traditionelle Systementwicklung).b. Für welche Art von Projekten der Systementwicklung wird das Wasserfall-Modell häufig

eingesetzt?c. Welche Vor-und Nachteile birgt das Vorgehen bei der Systementwicklung nach dem

Wasserfall-Modell?



Richtig FalschGeschäftsprozesse sollten insbesondere für nicht regelmäßig auftretende Aktivitäten definiert werden. Dies hilft den beteiligten Mitarbeitern dabei auch im Rahmen dieser Aktivitäten stets die richtigen Schritte auszuführen.

Die Unterstützung von Geschäftsprozessen durch IT kann zu erheblichen Verbesserungen bei der Prozessdurchlaufzeit führen. Aus diesem Grund sollten Unternehmen ihre IT stets möglichst genau an die bestehenden Prozesse anpassen.

Geschäftsprozessmanagement beinhaltet Workflow-Management, Geschäftsprozessmodellierung, Qualitätsmanagement und Änderungsmanagement, Werkzeuge für die standardisierte Neueinrichtung der Geschäftsprozesse und die Überwachung und Analyse von Prozessen.

Informationssysteme setzen sich vor allem aus Hardware und Software zusammen. Idealtypisch werden während der Systementwicklung nach dem Wasserfallmodell die folgenden Phasen durchlaufen: Systemanalyse, Systementwurf, Programmierung, Testen, Migration und Produktion und Wartung.

Frage 5: Systementwicklung

Frage 6:Für welche Arten von Projekten wird das Wasserfall-Modell häufig eingesetzt?

Frage 7:Was sind die Vor- und Nachteile des Wasserfall-Modells?


vorlesung grundlagen der computergestützten produktion und logistik w1332 fakultät für...

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