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Einführung in Business Process Management und BPMN

Einführung in Business Process Management und BPMN

Im Hype der Digitalisierung gewinnt das Thema «Business Process Management» – kurz BPM – an Bedeutung. Dieses Kürzel wirft Fragen auf: Was genau wird unter BPM verstanden? Welche Standards sind hier relevant? Welche Technologien gibt es aktuell und welche Tendenzen zeichnen sich ab?

Mit diesem Blog geben wir Ihnen Antworten auf diese Fragen.

Definition, Hintergrund und Ziele

Die Definition von BPM auf der Website der European Association of Business Process Management GbR (EABPM) ist recht präzise und klar:

«Business Process Management (BPM, zu Deutsch ‹Geschäftsprozessmanagement› oder einfach ‹Prozessmanagement›) ist ein systematischer Ansatz, um sowohl automatisierte als auch nichtautomatisierte Prozesse zu erfassen, zu gestalten, auszuführen, zu dokumentieren, zu messen, zu überwachen und zu steuern und damit nachhaltig die mit der Unternehmensstrategie abgestimmten Prozessziele zu erreichen. BPM umfasst die bewusste, gemeinsame und zunehmend IT-unterstützte Bestimmung, Verbesserung, Innovation und Erhaltung von End-to-end-Prozessen.»

Damit sich die hier genannten Ziele umsetzen lassen, sind in den vergangenen Jahren internationale Standards entstanden, also Definitionssprachen, Protokolle, Konventionen und darauf basierende Technologien. Auf diese gehen wir im Folgenden ein.

Standards im BPM-Umfeld

Modellierung von Geschäftsprozessen mit BPMN

Der weitaus wichtigste und breit akzeptierte Standard zur Modellierung von Businessprozessen nennt sich Business Process Model and Notation, kurz BPMN. Dabei handelt es sich um eine international normierte Darstellungsform und Sprache («notation») zur grafischen Modellierung von Geschäftsprozessen. BPMN bietet eine umfassende Palette zur Modellierung von manuellen und automatisierten Prozessschritten. Damit unterstützt die BPMN die Modellierung von der Entwurfsphase bis zur technischen Systementwicklung. Der BPMN-Standard wird von der Object Management Group (OMG) verwaltet und gepflegt.

Da der Anwendungsbereich sehr breit ist, haben die Entwickler von BPMN darauf geachtet, dass das Modell für verschiedene Benutzergruppen verständlich ist – von Fachanwendern bis IT-Systementwicklern. BPMN zeichnet sich vor allem dadurch aus, dass sich damit modellierte Prozesse direkt von einer «BPMN Engine» ausführen lassen. Damit entfällt der bisherige Schritt der separaten «Ausprogrammierung» des Prozessmodells in einer Programmiersprache. Diese Vereinfachung zählt zu den wesentlichen Erfolgsfaktoren des Standards.

Anwendungsbereich und Stärken

Das Hauptziel des BPMN-Standards ist die formale Modellierung von strukturierten Prozessen sowie die Möglichkeit, diese direkt auszuführen. Dieses Ziel erfüllt BPMN in der aktuellen Version sehr gut. Das zeigt schon die Verbreitung in der Literatur und die Verfügbarkeit von Technologien und Werkzeugen, die auf BPMN aufsetzen. Neue Produkte in diesem Bereich setzen auf BPMN als Basis. Andere Notationen werden eigentlich nur noch von älteren Produkten verwendet, die in der Regel Konvertierungsmöglichkeiten zu BPMN bieten.

Einschränkungen und Kritik

Strukturierte Prozesse lassen sich mit BPMN heute weitgehend modellieren. Mehr noch: Einige Kritiker monieren, dass sich die stark erweiterte Symbolpalette der jüngsten Generation eher negativ auf die Verständlichkeit für gewisse Benutzergruppen auswirke. Dieser Nachteil lässt sich allerdings gut kompensieren, indem der Anwender freiwillig auf bestimmte Symbole verzichtet.

Bei prozessorientierten Lösungen zeigen sich trotzdem Bereiche, die der BPMN-Standard – durchaus bewusst – nicht oder nur ungenügend abdeckt:

  • Daten (Eingabedaten, Ausgabedaten, Steuerungsdaten u.a.)
    BPMN gibt Symbole für Datenobjekte vor. Diese Symbole definieren die Datenobjekte aber eher abstrakt, etwa «Rechnung» oder «Bestellung». Eine feinere Definition der Datenobjekte in Bezug auf Attribute, Datentypen und andere Faktoren sieht BPMN nicht vor. Das Gleiche gilt für die Ablage von Daten (Datenbanken, Ordner usw.). Auch diese werden eher abstrakt modelliert. Hier fehlen Details wie Datenbankinstanz oder Tabellen. Im Gegenzug bieten BPM-Suites (kurz BPMS) herstellerspezifische Erweiterungen, die eine komplette Anwendungsentwicklung ermöglichen.
  • Bildschirmmasken für Aufgaben und Daten
    Prozessschritte erfordern in der Regel das Lesen oder Eingeben von Daten, wofür es entsprechende Bildschirmmasken braucht. Für diese stellt BPMN keine Modellierungshilfsmittel zur Verfügung. Wie schon bei der Definition von Daten bieten die Hersteller von BPM-Produkten Erweiterungen zur Erstellung einer Benutzeroberfläche oder die Möglichkeit, BPMN-Objekte mit Daten und Bildschirmformularen zu verknüpfen, die in normalen Programmiersprachen erstellt werden.
  • Geschäftsregeln
    Mit Geschäftsregeln (Business Rules) lassen sich geschäftliche Logiken abbilden. Das ist mit BPMN nur eingeschränkt möglich. Die OMG hat dies erkannt und mit DMN (Decision Model and Notation) einen Modellierungsstandard entworfen, der sich zusammen mit BPMN anwenden lässt.
  • Unstrukturierte Prozesse
    BPMN wurde für strukturierte Prozesse entworfen. Deren Schritte laufen in einer bestimmten Reihenfolge ab. Das trifft nicht auf alle Geschäftsprozesse zu: Je nach Situation sind gewisse Prozessschritte nicht nötig, zusätzliche Schritte werden notwendig oder es braucht eine andere Reihenfolge. BPMN-Prozessberater kennen und fürchten diese Spezialfälle. BPMN bietet zwar Konstrukte, die solche Fälle abbilden («AdHoc Tasks», «Ereignisbasierte Teilprozesse»). Ihr Einsatz ist in der Praxis jedoch oft limitiert, weil die Modelle schnell unübersichtlich werden.
    Die OMG hat diesen Mangel erkannt und mit CMMN (Case Management Model and Notation) einen Modellierungsstandard definiert, der die Abbildung solcher Prozesse unterstützt.

Standardkonformität vs. herstellerspezifische Erweiterungen

Standardpuristen kritisieren herstellerspezifische Erweiterungen, weil diese die Austauschbarkeit von Prozessmodellen zwischen Herstellern erschweren. Das ist richtig. Doch aus unserer Sicht ist es in der Praxis wertvoll, dass komfortable BPM-Entwicklungsumgebungen bereitstehen, um Applikationen in BPMN schnell zu erstellen.

Bei der Auswahl von BPM-Werkzeugherstellern gilt es allerdings zu beachten, dass ein Wechsel des Herstellers in der Regel Aufwand bedeutet. Zwar bieten viele Hersteller Import/Export-Möglichkeiten anderer BPMN-Modelle an. Diese decken aber nur selten herstellerspezifische Erweiterungen ab, eine verlustfreie Übernahme ist daher illusorisch. Bei der Auswahl von BPMN-Produkten sollte man sich daher nicht allein auf eine möglichst vollständige Unterstützung von BPMN 2.0 konzentrieren, sondern auch die Funktionalität der Erweiterungen betrachten. Denn diese haben einen wesentlichen Einfluss auf die Praxis.

Technologien im BPM(N)-Ökosystem

Diverse Technologien eignen sich für die Umsetzung von BPM-Lösungen. Sie verfolgen unterschiedliche Ansätze und stellen damit auch unterschiedliche Funktionen bereit. Im Folgenden eine vereinfachte Übersicht.

«BPMN Modeller» – Modellierung von Geschäftsprozessen

Am Anfang jedes BPMN-Projektes steht das Prozessmodell und damit ein BPMN-Modellierwerkzeug, kurz «BPMN Modeller». Davon ist eine Reihe von kommerziellen und frei verfügbaren Produkten erhältlich.

Zur einen Kategorie gehören populäre Zeichenprogramme wie MS Visio, für die BPMN-Module angeboten werden. Diese beinhalten BPMN-Symbole, einige bieten auch eine Validierungsfunktionalität. Damit wird geprüft, ob das Modell mit der BPMN-Syntax klarkommt. Diese Produkte werden vorwiegend für Dokumentationszwecke oder im High-Level-Design von Prozessen eingesetzt.

Die Funktionen von Modellierungswerkzeugen aus BPM-Suiten gehen über diejenigen der reinen Zeichenwerkzeuge hinaus. Typisch sind:

  • Validierung des Modells
  • Simulation eines modellierten Prozesses
  • Definieren von Daten und Bildschirmmasken

Die letzten beiden Punkte sind aus unserer Sicht zentral, da sie einen schnellen Modellbau (Rapid Prototyping) von Prozessen und prozessorientierten Applikationen ermöglichen. Beim Rapid Prototyping bezeichnet man ein Projektvorgehen, bei dem man den Anwendern möglichst rasch einen lauffähigen Prototyp des modellierten Prozesses vorstellt. Aus dem Feedback daraus lässt sich der Prozess weiter verfeinern.

«BPMN Engine» – Ausführung von BPMN-Modellen

BPMN-Modelle können von der «BPMN Model Execution Engine» («BPMN Engine» oder «Workflow Engine» genannt) direkt ausgeführt werden. Diese Anwendung übernimmt das Starten und Verwalten der Prozessinstanzen und Prozessschritte, steuert den Kontrollfluss und verwaltet die entstehenden Daten.

Bei manuell zu bearbeitenden Aufgaben öffnet die BPMN Engine entsprechende Bildschirmmasken, bei automatischen Aufgaben führt sie die aufgerufenen Services aus. Die meisten BPMN Engines verwalten auch Metadaten wie Ausführungslaufzeiten, Häufigkeiten und andere über Prozessinstanzen und Prozessschritte. Diese Metadaten können als Basis für Analyse und Optimierung der ausgeführten Prozesse dienen.

«BPM Suites» (BPMS)

BPMS stellen Plattformen für Modellieren, Ausführung und Management von BPM-Lösungen zur Verfügung. Neben den Basiskomponenten BPMN Modeller und BPMN Engine bieten diese Erweiterungen, die den kompletten Lebenszyklus von IT-basierten Geschäftsprozessen von der Modellierung bis zur Ausführung unterstützen. Hier eine – nicht abschliessende – Übersicht über typische BPMS-Funktionalitäten:

  • Benutzeroberflächen für die Bearbeitung von Prozessinstanzen (Geschäftsfälle und Prozessschritte)
  • Entwicklungsumgebung für BPMN-basierte Applikationen (Definition von Daten, Formularen etc.)
  • Unterstützung weiterer Standards und Funktionen (Business Rule Management und DMN, Case Management CMMN)
  • Auswertungs- und Reportingwerkzeuge für Analyse der Geschäftsfälle (Stichwort BAM, Business Activity Monitoring)
  • Administrationswerkzeuge für das Ausrollen von Prozessen, Versionsmanagement etc.
  • Einbettbare Module und Bibliotheken für mobile Geräte, Chat-Funktionen etc.
  • Vorbereitete Integrationen zu typischen Applikationsplattformen wie SAP, Salesforce etc.

«BPM Enterprise Suite» vs. «Embedded BPM»

BPMS-Anwendungen entwickeln sich zurzeit in zwei unterschiedliche Richtungen. Die Philosophie der «BPM Enterprise Suites» besteht darin, dass der komplette Lebenszyklus einer BPMN-Prozessapplikation innerhalb der Suite definiert wird, also das BPMN-Prozessmodell plus alle Erweiterungen wie Datendefinition, Benutzeroberflächen usw. Das ist einerseits recht komfortabel, kann aber auch limitierend sein. Wenn ein zu implementierender Prozess zum Beispiel eine Benutzeroberfläche für mobile Geräte benötigt, das BPMS Framework aber keine «Mobile User Interface»-Technologie unterstützt, lassen sich hier oft nur schwer andere Technologien einbinden.

Eine andere Kategorie nennt sich «Embedded BPM». Diese will die BPM Engine wie ein Modul in eine klassische Applikation einbinden. Bei dieser Kategorie von BPM-Werkzeugen ist man frei in der Wahl der «Nicht-BPMN»-Funktionalität und kann im Unternehmen etablierte Programmierstandards und Technologien verwenden. Allerdings erfordert die Entwicklung mehr Know-how.

Beide Philosophien haben ihre Berechtigung im BPMN-Ökosystem. Wer sich für die eine oder andere entscheidet, sollte dies mit Blick auf einen konkreten Anwendungsfall und die Unternehmenssituation (internes Know-how, Entwicklungspartner und andere Faktoren) tun.

Quellen

  • Object Management Group, OMG
  • European Association of Business Process Management GbR, EAPM
Frank Oberländer
Frank Oberländer
Als Solution Architekt unterstützt Frank Oberländer unsere Kunden dabei, für ihre Geschäftsprozesse und -anforderungen eine IT Lösung zu entwerfen, die ihnen einen echten Mehrwert bietet. Mit einem Hintergrund von über 20 Jahren in Modellierung, Design und Integration von Prozessen und Services in verschiedenen Branchen kann er einen grossen Erfahrungsschatz in seine Projekte einbringen. Und da sich moderne IT- und Businessprozesse heute gern an in der Industrie schon lange etablierten Prozess- und Automationskonzepten bedienen (Kanban o.ä.), kann er hier und da noch Wissen aus seinem ersten Leben als Maschinenbau-Ingenieur anwenden.

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