Strukturbasierte Verifikation von BPMN-Modellen:
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| Language: | German |
| Published: |
Wiesbaden
Vieweg+Teubner
2011
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| Edition: | 1. Aufl. |
| Series: | Wissenschaft
Vieweg+Teubner Research |
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| adam_text | Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung 1
1.1. Problemstellung .................................. 1
1.2. Lösungsansatz und Szenario........................... 2
1.3. Aufbau der Arbeit................................. 4
2. Grundlagen 7
2.1. Modellgetriebene Softwareentwicklung..................... 7
2.1.1. Metamodellierung............................. 7
2.2. Geschäftsprozessmanagement .......................... 8
2.2.1. Geschäftsprozess-, Workflow- und Business-Process-Management . 9
2.2.2. Geschäftsprozess- und Workflow-Modellierung............ 10
2.2.3. Business
Process Modeling
Notation.................. 11
2.3. Methoden wissensbasierter Systeme....................... 13
2.3.1. Wissensbasierte Systeme und Expertensysteme........... 13
2.3.2. Formen der Inferenz............................ 14
2.3.3. Logikbasierte Wissensrepräsentation.................. 14
2.3.4. Regelbasierte Systeme.......................... 16
3. Szenario: Modellierung und Adaption von Geschäftsprozessmodellen 17
3.1. Organisation und Ablauf der Flugzeugwartung................ 18
3.2. Teile zweifelhafter Herkunft ........................... 21
3.3. RFID-basierte Authentifikation von Flugzeugteilen ............. 21
3.4. Szenariobeschreibung............................... 22
3.4.1. Modellierung von Prozessmodellen im Rahmen der Flugzeugwartung 23
3.4.2. Adaption von Prozessmodellen im Rahmen der Flugzeugwartung 24
3.5. Probleme durch Verletzung von Anforderungen................ 25
3.6. Anforderungen an eine Softwarelösung..................... 27
4. Semantische Geschäftsprozessmodellierung auf Basis von BPMN und
MOF
29
4.1. Vergleich zwischen
(Meta-)
Modellen und Ontologien............ 31
4.1.1. Gemeinsamkeiten............................. 32
4.1.2. Unterschiede................................ 32
4.2. Repräsentation von Ontologien auf Basis von
MOF
............. 35
4.2.1.
Ontology
Definition Metamodel..................... 35
4.2.2. Zugriff auf OWL-Ontologien im
Process Composer.........
36
4.3. Interne Repräsentation semantischer Anreicherungen............ 37
x luhaltsvarzoiľhuis
4.4. Implementierung.................................. 39
4.4.1.
OWL-
und ExtendedBPMN-Metaraodell............... 39
4.4.2. Graphisches Modellierungswerkzeug für OWL-Ontologien..... 40
4.4.3. Modifikation des Modellierungswerkzeugs............... 40
4.5. Stand der Wissenschaft und Technik...................... 41
5. Modellierung von Anforderungen an BPMN-Modelle 45
5.1. Methode zur Modellierung von Anforderungen................ 46
5.1.1. Modellierung struktureller Muster................... 47
5.1.2. Modellierung von Bedingungsausdrücken............... 48
5.2.
Process Pattern Modeling Language
...................... 50
5.2.1.
Generische
Tasks
............................. 51
5.2.2.
Generische
Ereignisse........................... 53
5.2.3.
Generische
Gateways........................... 54
5.2.4. Divergierender exklusiver Gateway................... 55
5.2.5. Verbindungsobjekte............................ 55
5.2.6. Ein- und ausgehende Musterkonnektoren............... 59
5.2.7. Musterreferenz............................... 61
5.3.
Process Constraint Modelling Language
.................... 62
5.3.1.
Existenzielle
Bedingungen........................ 63
5.3.2. Temporale Bedingungen......................... 65
5.3.3. Logische Operatoren ........................... 68
5.4. Implementierung.................................. 68
5.4.1.
Pattern Composer
............................. 68
5.4.2.
Constraint Composer
........................... 70
5.4.3. Verknüpfung von BPMN-Modellen mit Bedingungsausdrücken . . 71
5.5. Stand der Wissenschaft und Technik...................... 72
6. Suche nach Instanzen struktureller Muster in BPMN-Modellen 75
6.1. Verwendung der
MOIN
Query Language
.................... 78
6.2. Verwendung regelbasierter Systeme....................... 81
6.2.1. Transformation von PPML-Modellen in Drools-Regeln....... 83
6.2.2. Ablauf der musterbasierten Suche ................... 90
6.3. Verwendung von Techniken aus dem Bereich des semantischen Webs ... 90
6.3.1. Transformation von BPMN-Modellen in OWL-Ontologien..... 90
6.3.2. Transformation von PPML-Modellen in
konjunktive
Anfragen . . 92
6.3.3. Bestimmung von Ein- und Ausgangsobjekten ............ 95
6.3.4. Ablauf der musterbasierten Suche................... 96
6.4. Implementierung: Mustertransformatoren und Mustersucher........ 96
6.5. Stand der Wissenschaft und Technik...................... 97
7. Auswertung musterbasierter Bedingungen an BPMN-Modelle 99
7.1. Auswertung existenzieller Bedingungen..................... 99
lulmltsví
гулисіі
a is
xi
7.2. Auswertung temporaler Bedingungen...................... 100
7.2.1. Transformation von BPMN-Modellen in PROMELA-Programme 101
7.2.2. Transformation musterbasierter Bedingungen in LTL-Formeln . . 107
7.2.3. Direktnachfolger, Direktvorgänger und (negierte) Direktabfolge . 111
7.2.4. Optimierungsmaßnahmen bei der Generierung von PROMELA-
Programmen................................ 111
7.3. Auswertung von Bedingungsausdrücken.................... 113
7.4. Implementierung:
Constraint Checker
..................... 114
7.4.1. Komponente:
Constraint Checker
.................... 114
7.4.2. Komponente: Modellprüfer (Spin)................... 116
7.5. Stand der Wissenschaft und Technik...................... 120
8. Validierung 123
8.1. Anwendung der entwickelten Konzepte im Rahmen des Szenarios..... 123
8.1.1. Erstellung einer
Ontologie
zur Beschreibung von Konzepten im
Bereich der Flugzeugwartung...................... 124
8.1.2. Modellierung musterbasierter Bedingungen an Geschäftsprozess¬
modelle im Bereich der Flugzeugwartung............... 124
8.1.3. Modellierung und automatische Verifikation von Geschäftsprozess¬
modellen im Bereich der Flugzeugwartung.............. 128
8.1.4. Adaption von Geschäftsprozessmodellen im Bereich der Flugzeug¬
wartung ................................... 137
8.2. Leistungsmessung ................................. 141
8.2.1. Vorgehensweise............................... 141
8.2.2. Testsystem................................. 142
8.2.3. Ergebnisse ................................. 142
8.3. Externe Veröffentlichung und interne Verwertung der Ergebnisse..... 146
9. Fazit 147
9.1. Zusammenfassung und wissenschaftlicher Beitrag .............. 147
9.2. Ausblick....................................... 150
A. Zusätzliche Abbildungen 151
A.l. BPMN-Metamodell ................................ 151
A.2. OWL-Metamodell ................................. 152
A.3. ExtendedBPMN-Metamodell........................... 153
A.4.
Process Constraint
Definition Metamodel................... 154
A.5. Übersetzung generischer Ereignisse und Gateways.............. 157
A.6. Begleitpapiere.................................... 158
Akronyme 159
Literaturverzeichnis 161
Internetseitenverzeichnis 173
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