TU Darmstadt / ULB / tuprints

End-User Driven Business Process Composition

Stoitsev, Todor :
End-User Driven Business Process Composition.
TU Darmstadt, Fachbereich Informatik, Telekooperation
[Ph.D. Thesis], (2009)

This is the latest version of this item.

[img]
Preview
PDF
tstoitsev_dissertation_final.pdf
Available under Creative Commons Attribution Non-commercial No Derivatives.

Download (2647Kb) | Preview
Item Type: Ph.D. Thesis
Title: End-User Driven Business Process Composition
Language: English
Abstract:

Business Process Management (BPM) solutions enable enterprises to consolidate and optimize their business operations and to gain competitive advantage in the fast evolving global market. Often, the only ones to understand the matter and complexity of business processes are the end users of enterprise software, who execute them on a daily basis. The need to involve end users in business process composition during the implementation of BPM solutions in enterprises is clearly perceived. However, end users have a detailed domain expertise but limited technical skills. Therefore upfront process modeling through conventional modeling notations remains inaccessible for them. The need for user-centric process composition approaches arises, which can enable end users to tailor business processes according to their actual expertise and problem solving strategies. Furthermore, these approaches need to bridge the process understanding of end users and technically skilled process designers and developers in the course of workflow projects in order to facilitate the development of real-life compliant and consistent process models and to streamline the uptake of BPM software in enterprises. This thesis addresses end-user driven composition of both: (i) weakly-structured process models for supporting underspecified, human-centric business processes and (ii) structured business process models for automation of rigidly recurring processes through workflow engines. Both process types are composed through programming by example in a collaborative task management system. Task management is chosen as a starting point for end-user driven process composition in order to reconcile the personal and the enterprise perspectives on business processes. Programming by example is an end-user development technique, which enables capturing and repeated execution of user activities in a software system. The application of this technique in an enterprise scope for the composition of business process models is novel and requires specific support from user’s perspective and from formal system’s perspective. The four major scientific contributions of the thesis can be captured as: (i) a task management model for human-centric business processes; (ii) a method for composition of weakly-structured process models through collaborative task management; (iii) a method for transformation of weakly-structured process models to structured workflows and their refinement based on deviations with ad-hoc tasks at runtime; (iv) the holistic concept for end-user driven business process composition through programming by example, composing contributions (i) through (iii) into a seamless overarching method and architecture for the composition of weakly-structured and structured process models. The elaborated concepts provide a significant contribution to known process modeling approaches in various research areas such as human-computer interaction, BPM, workflow management and computer supported cooperative work. The presented concepts found on preliminary empirical studies, comprising an online questionnaire distributed to a number of companies from various industries, and a series of field studies in three German small and medium enterprises. The preliminary studies deliver strong support for end-user development in the domain of task management and identify entry points for introducing process tailoring to end users. These studies provide input for the elaborated task management model and drive the design choices for the architecture, underling the presented holistic concept. The presented concepts take into consideration existing end user work practices and software applications for management of day-to-day activities, such as email and personal to-do list applications delivered with standard office environments. The task management model enables aggregation of data from these applications for the composition of weakly-structured business process models. These models can be repeatedly adapted and reused for the execution of ad-hoc, human-centric processes. The method for generation of structured workflows from weakly-structured process models enables automation of rigidly recurring processes through workflow engines. Generated workflows can be extended by process designers and developers, in a shared context between user-defined and formal process models. The mapping of weakly-structured process models to structured workflow models facilitates data reuse between ad-hoc and operational processes. Enhanced data sharing and interoperability between ad-hoc and structured processes is enabled through the introduced holistic concept and the underlying architecture. The presented concepts have been implemented and validated through a prototype called Collaborative Task Manager. The evaluation results confirm that the proposed end-user development approach and its enterprise-wide application through the presented concepts efficiently enable end-user driven business process composition. Thus the specified task management model, methods and holistic concept can be used for designing user-tailorable BPM systems that facilitate the adoption of BPM technology in enterprises.

Alternative Abstract:
Alternative AbstractLanguage
Geschäftsprozessmanagementlösungen ermöglichen es Unternehmen ihre Geschäftsabläufe zu konsolidieren und zu optimieren, und dadurch einen Wettbewerbsvorteil in der sich schnell entwickelnden Marktumgebung zu erzielen. Sehr oft sind die einzigen Personen, die Geschäftsprozesse im Detail kennen, die Endanwender von Unternehmenssoftware, die diese Geschäftsprozesse im Rahmen ihrer täglichen Arbeitspraxis ausführen. Hierdurch entsteht die Notwendigkeit, Endanwender in die Komposition von Geschäftsprozessen während der Implementierung von Geschäftsprozessmanagementlösungen in Unternehmen einzubeziehen. Endanwender besitzen eine detaillierte Fachexpertise, aber nur begrenzte technische Fähigkeiten. Eine explizite Prozessmodellierung durch konventionelle Modellierungssprachen und umgebungen ist den Endanwendern selbst daher nicht unmittelbar möglich. Anwenderzentrische Ansätze zur Geschäftsprozesskomposition werden benötigt, die Endanwender in der Lage versetzen, Geschäftsprozesse entsprechend der eigenen Fachexpertise und Problemlösungsstrategien zu modellieren und anzupassen. Darüberhinaus müssen derartige Ansätze das Prozessverständnis von anwendungsorientierten Endanwendern, sowie technisch orientierten Prozessdesignern und Entwicklern im Rahmen von Workflow-Projekten verknüpfen. Dadurch können Geschäftsprozessmodelle erzeugt werden, die sich eng an den Bedürfnissen der Endanwender orientieren, als auch die technische Implementierung von Geschäftsprozessmanagementlösungen in Unternehmen erleichtern. Diese Dissertation adressiert die endanwendergetriebene Komposition von: (i) schwach strukturierten Prozessmodellen zur Unterstützung unterspezifizierter, personenzentrischer Geschäftsprozesse und (ii) strukturierten Prozessmodellen zur Automatisierung von gleichartig wiederkehrenden Prozessen in Workflow-Systemen. Beide Prozesstypen lassen sich in einem kollaborativen Aufgabenmanagementsystem durch einen Programming by Example Ansatz komponieren. Das Aufgabenmanagement wird hierbei als Startpunkt für die endanwendergetriebene Prozesskomposition genutzt, um die individuelle Sicht der Anwender und die globale Sicht des Unternehmens auf Geschäftsprozesse in Einklang zu bringen. Programming by Example ist eine End-User Development Technik, welche die Erfassung und wiederholte Ausführung von Anwenderaktivitäten in einem Softwaresystem ermöglicht. Die Übertragung dieser Technik auf den Unternehmenskontext zur Komposition von Geschäftsprozessmodellen ist neuartig und erfordert eine spezifische Unterstützung der Endanwenderperspektive, sowie eine angepasste Ausgestaltung formaler Systeme. Die vier hauptsächlichen wissenschaftlichen Beiträge der Dissertation sind: (i) ein Aufgabenmanagementmodell für personenzentrische Geschäftsprozesse; (ii) eine Methode zur Komposition von schwach strukturierten Prozessmodellen durch kollaboratives Aufgabenmanagement; (iii) eine Methode zur Transformation von schwach strukturierten Prozessmodellen zu strukturierten Workflows und die Erweiterung der letzteren auf der Basis von Abweichungen durch benutzerdefinierten Aufgaben, die während der Workflow-Laufzeit entstehen können; (iv) ein holistisches Konzept zur endbenutzergetriebenen Geschäftsprozesskomposition durch Programming by Exampe, das die Beiträte (i) bis (iii) in eine ganzheitliche Methode und Architektur für die Komposition von schwach strukturierten und strukturierten Prozessmodellen zusammenführt. Die ausgearbeiteten Konzepte bilden einen signifikanten Beitrag zu bekannten Prozessmodellierungsansätzen aus verschiedenen Forschungsgebieten, wie Mensch-Computer-Interaktion, Geschäftsprozessmanagement, Workflow-Management und computerunterstützte Gruppenarbeit. Die ausgearbeiteten Konzepte basieren auf Erkenntnissen durchgeführter empirischer Studien. Diese umfassen einerseits einen Onlinefragebogen, der an Unternehmen aus verschiedenen Industriezweigen verteilt wurde. Andererseits umfassen die empirischen Studien eine Serie von Feldstudien in drei kleinen und mittelständischen Unternehmen in Deutschland. Die empirischen Vorstudien liefern wichtige Erkenntnisse im Hinblick auf bereits bestehende Praktiken des End-User Developments im Bereich des Aufgabenmanagements und identifizieren Problembereiche durch deren Adressierung Endanwender sinnvoll in die Prozesskomposition einbezogen werden können. Die Studienergebnisse erlauben die Ableitung grundsätzlicher Anforderungen, die durch das entwickelte Aufgabenmanagementmodell adressiert werden und spielen eine entscheidende Rolle für die Ausgestaltung der Architektur im Rahmen des holistischen Konzepts. Die entwickelten Konzepte berücksichtigen sowohl die existierenden Arbeitspraktiken der Endanwender, als auch die von ihnen verwendeten Softwareapplikationen, die sich auf das Management ihrer täglichen Arbeit beziehen. Solche Applikationen sind zum Beispiel Anwendungen zur Verwaltung von E-Mails und persönlicher Aufgabenlisten, die oftmals als Teil von konventionellen Office-Anwendungen zur Verfügung gestellt werden. Das Aufgabenmanagementmodell ermöglicht eine Aggregation von Daten aus diesen Applikationen, die im Rahmen der Komposition von schwach strukturierten Geschäftsprozessmodellen verwendet werden können. Diese Modelle können zur Ausführung von unterspezifizierten, personenzentrischen Prozessen bei Bedarf wiederholt angepasst und wieder verwendet werden. Um gleichartig wiederkehrende Abläufe durch Workflow-Systeme automatisieren zu können, wurde eine Methode zur Erzeugung von strukturierten Workflows auf Basis der erfassten, schwach strukturierten Prozessmodelle entwickelt. Erzeugte Workflows können von Prozessdesignern und Entwicklern in einem Kontext erweitert werden, in dem sowohl die benutzerdefinierten als auch die formellen Prozessmodelle gleichzeitig verfügbar sind. Die Zuordnung von schwach strukturierten zu formellen Prozessmodellen erleichtert die Wiederverwendung von benutzerdefinierten Prozessdaten. Der Datenaustausch und die Zusammenarbeit zwischen ad-hoc Prozessen und strukturierten Prozessen werden durch das holistische Konzept und die darunterliegende Architektur ermöglicht, die im Rahmen der vorliegenden Arbeit entwickelt wird. Die dargestellten Konzepte wurden in einem Prototyp namens Collaborative Task Manager implementiert und evaluiert. Die Evaluationsergebnisse bestätigen, dass der entwickelte Prototyp durch die ausgearbeiteten Konzepte die endbenutzergetriebene Geschäftsprozesskomposition in der betrieblichen Praxis effektiv zu unterstützen vermag. Die im Rahmen dieser Arbeit entwickelten Konzepte lassen sich daher zum Design neuartiger, benutzeranpassbarer Geschäftsprozessmanagementsysteme verwenden, die sowohl eine breitere Nutzung, als auch eine leichtere Anpassung von Geschäftsprozessmanagementtechnologien in Unternehmen ermöglichen.German
Uncontrolled Keywords: end-user development, human-computer interaction, business process management, workflow modeling, computer-supported cooperative work, knowledge management
Alternative keywords:
Alternative keywordsLanguage
end-user development, human-computer interaction, business process management, workflow modeling, computer-supported cooperative work, knowledge managementUNSPECIFIED
Classification DDC: 000 Allgemeines, Informatik, Informationswissenschaft > 004 Informatik
Divisions: Fachbereich Informatik > Telekooperation
Date Deposited: 13 Jul 2009 09:23
Last Modified: 07 Dec 2012 11:55
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-14171
License: Creative Commons: Attribution-Noncommercial-No Derivative Works 3.0
Referees: Mühlhäuser, Prof. Dr. Max and Paternò, Dr. Fabio
Refereed: 17 June 2009
URI: http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/1417
Export:

Available Versions of this Item

  • End-User Driven Business Process Composition. (deposited 13 Jul 2009 09:23) [Currently Displayed]

Actions (login required)

View Item View Item