Bauinformatik Grundlagen Algorithmen und Datenstrukturen in Java

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Bauinformatik GrundlagenAlgorithmen und
Datenstrukturenin Java

• 2. Semester
• 6. Vorlesung
• Abbildung von Weltprozessen durch
• Ereignisgesteuererter Prozessketten
• Prof. Dr.-Ing. R.J. Scherer

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Programm Architektur
Produkt-Modell(Welt-Objekt-Modell)
main
holt
aktualisiert
Prozess-Modell(Welt-Objekt-Modell)
Prozess-Steuerung(Leitstand)
Nutzer-schnittstelle (externer Beobachter)
beobachtet
aktualisiert
Darstellung
Welt-Prozess
D-Schnittstelle
Interner Beobachter
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Weltprozess

• Prozesse der realen Welt können in einzelne
  Aufgaben untergliedert werden.
• Die einzelne Aufgabe benötigt zu ihrer
  Durchführung/Lösung
• Eine Methode, eine Strategie und Funktion
• Ressourcen
• Material
• Maschinen
• Menschen
• Organisationstrukturen
• Logistik
• Informationen
• Das Zusammenfügen von mehreren Aufgaben zu einem
  Leistungspaket, führt zu einem komplexen System
  eines Prozesses in dem es
• Engpässe (Ressourceknappheit)
• ungleichmäßige Auslastung
• Stillstand durch Wartezeiten
• Ineffizienz durch sequentielles Arbeiten
• Zu späte oder zu frühe Entscheidungen
• geben kann, die zu Mehrkosten bzw. Ineffizienz
  führen.
• Eine nachvollziehbare, transparente Modellierung
  ist der erste Schritt für eine Lösung.

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Ereignisgesteuererte Prozessketten

• Die Ereignisgesteuerte Prozesskette (EPK) ist
  eine Methodik zur Modellierung und Visualisierung
  von Geschäftsprozessen einer Organisation oder
  eines Projektes in dem mehrere Organisationen
  zusammenarbeiten. Sie ist wesentliches Element
  des ARIS-Konzepts (Architektur integrierter
  Informationssysteme).
• Sie wurde 1992 von einer Arbeitsgruppe unter
  Leitung von Prof. August-Wilhelm Scheer an der
  Universität des Saarlandes in Saarbrücken im
  Rahmen eines Forschungsprojektes mit der SAP AG
  zur semiformalen Beschreibung von
  Geschäftsprozessen entwickelt.
• Sie ist heute die weit verbreitete
  Modellierungsmethode für Geschäftsprozesse und
  ihre Herunterbrechung in Arbeitsprozesse und
  Workflows (Aufgabenablauf)

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Ereignisgesteuererte Prozessketten

• EPK stellen Arbeitsprozesse in einer semiformalen
  Modellierungssprache grafisch dar.
• Dadurch sollen betriebliche Vorgänge
  systematisiert und parallelisiert werden, um Zeit
  und Geld einsparen zu können.
• Minimierung der sequentiellen Arbeit, maximieren
  der parallelen Arbeit
• Herausarbeiten von Alternativen
• Herausarbeiten von Fallunterscheidungen

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Ereignisgesteuererte Prozessketten

• Dazu werden Objekte in gerichteten Graphen mit
  Verknüpfungslinien und -pfeilen in einer
  11-Zuordnung verbunden (Ausnahme bei logischen
  Verknüpfungen).
• In einer solchen Verknüpfungskette wechseln die
  Objekte sich in ihrer Bedeutung zwischen Ereignis
  und Funktion ab, d.h. sie bilden eine
  alternierende Folge, die zu einem bipartiten
  Graphen führt.
• Jede Funktion kann zusätzlich mit einem
  Informationsobjekt verbunden werden, aus dem
  Informationen geladen oder in das Informationen
  gespeichert werden. Entsprechendes gilt für
  weitere Ressourcen wie Personal, Material,
  Maschinen, Organisationsstrukturen. Hierzu wurden
  die EPK zu eEPK erweitert.

E
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R
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Einsatzgebiete

• EPK können für verschiedene Aufgaben eingesetzt
  werden
• Geschäftsprozessmodellierung
• Prozesskostenrechnung
• Analyse und Optimierung von Geschäftsprozessen im
  Rahmen des Process Performance Management
• Prozessoptimierung beim Business Process
  Reengineering
• Implementierungsstrategie und Evaluation von
  Standardsoftware
• Darstellung von Abläufen bei Eigenentwicklungen
  und Aufstellen von Pflichtenheften

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Vor- und Nachteile

• Vorteile
• Ereignisgesteuerte Prozessketten bieten durch die
  freie Platzierung der Elemente auf der
  Zeichenfläche Vorteile bei der Darstellung von
  alternativen oder parallelen Abläufen und bei
  Rückschleifen sowie bei der Ausnutzung der
  vorhandenen Zeichenfläche.
• Nachteile
• Bei der Erkennung von Organisationsbrüchen
  (Wechsel der Organisationseinheit), Systembrüchen
  (Wechsel des Anwendungssystems) oder Datenbrüchen
  (Wechsel des Datenträgers oder Datenformats) sind
  Ereignisgesteuerte Prozessketten gegenüber
  Vorgangskettendiagrammen im Nachteil, weil
  Vorgangskettendiagramme eine spaltenweise
  Sortierung der Elemente nach Typen bieten.

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Elemente von EPKs

• Eine EPK besteht aus
• aktiven Komponenten (Funktionen), die etwas
  durchführen
• Passiven Komponenten (Ereignissen), die
  Aktivitäten auslösen

Funktion
Ereignis
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Elemente von EPKs

• Ereignisse sind passive Objekttypen. Sie sind
• Auslöser von Funktionen
• Ergebnisse von Funktionen
• Ereignisse repräsentieren einen eingetretenen
  (betriebs-wirtschaftlichen) Zustand . Sie sind
  zusätzlich die Vor- und Nachbedingungen von
  Funktionen
• Syntaktische Regel für Ereignis
• Substantiv (Objekt) Verb im Partizip Perfekt
• Beispiele
• Material ist angeliefert
• Decke ist betoniert

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Elemente von EPKs

• Funktionen sind aktive Objekttypen
• Funktionen transformieren Eingabe- in
  Ausgabedaten. Sie ändern den Zustand eines
  Objekts
• Eine Funktion hat die Entscheidungskompetenz über
  den weiteren Ablauf (Ereignisse haben keine
  solche Entscheidungskompetenz)
• Funktionen können soweit unterteilt werden, bis
  sie einen betriebswirtschaftlichen nicht weiter
  sinnvoll unterteilbaren Vorgang darstellen
• z.B. von einem Mitarbeiter an seinem Arbeitsplatz
  ausführbar
• Syntaktische Regel für FunktionenSubstantiv
  (Objekt) Verb im Infinitiv
• z.B. Stahl anliefern LKW Fahrer beauftragen

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Elemente von EPKs

• Verknüpfungen (Konnektoren)
• Die beiden Grundelemente Ereignis und Funktion
  werden direkt oder über Verknüpfungsoperatoren
  mit einander verbunden.
• Durch die Zuordnung von Ereignissen zu
  Funktionen, die wiederum ein oder mehrere
  Ereignisse erzeugen können, erhält man einen
  zusammenhängenden Aufgaben- oder Funktionsablauf

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Elemente von EPKs
Funktion
Die Funktion ist ein aktiver Objekttyp, der eine
Aufgabe beschreibt.(Bsp. Beton anliefern)
Ereignisse sind passive Objekttypen, die
Funktionen auslösen und wiederum Ergebnisse
ausgeführter Funktionen sind. (Bsp. Beton
angeliefert)
Ereignis
Direkte Verknüpfung
UND - Verknüpfung Konjunktion, sowohl als
auch (Bsp. Beton anliefern UND Stahl
anliefern
ODER - Verknüpfung Adjunktion, inklusives
oder , mindestens eins (Bsp. Kies anliefern
oder Schotter anliefern
XOR - Verknüpfung Disjunktion, exklusives
oder , entweder oder (Bsp. entweder Material
vorhanden oder Material nicht vorhanden
XOR
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Ereignisverknüpfung
Konnektor Art XOR entweder oder AND und OR und/oder Direkt
Auslösende Ereignisse
Erzeugte Ereignisse
Mit den Konnektoren XOR, AND und OR können zwei
oder mehr Ereignisse verknüpft werden.
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Funktionsverknüpfung
Konnektor Art XOR entweder oder AND und OR und/oder Direkt
Auslösende Ereignisse
Erzeugte Ereignisse
Ereignisse sind passive Objekttypen. Sie können
keine Entscheidungen treffen. Daher sind XOR und
OR Konnektoren nach Ereignissen nicht möglich.
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Modellierungsregeln

• Jede EPK beginnt und endet mit einem Ereignis
• Ereignisse und Funktionen wechseln immer ab, auch
  wenn Verknüpfungsoperationen dazwischen liegen
• Nach einem Ereignis darf kein OR oder XOR
  Konnektor liegen
• Durch Konnektoren verzweigte Pfade werden durch
  gleichwertige Konnektoren wieder zusammenführen.
• Direktverbindungen von Konnektoren sind erlaubt
• Aus und in Ereignisse und Funmktionen läuft nur
  ein Kontrollfluss (Verbindung)

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Beispiel Decke Betonieren
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Beispiel Decke Betonieren Alternative
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Aufbrechen der Funktion Stahl Anliefern
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Datenstruktur

• Datenobjekte
• Ereignis
• Beschreiben den Zustand
• Besitzen Methoden die den Zustand feststellen
• Funktionen
• Besitzen Methoden die den Zustand eines Objektes
  verändern/transformieren
• Relationen
• Mit der Bedingung, dass Relationen nur zwischen
  verschieden Datenobjekttypen zulässig sind
• 3.1. Einfache Relation (Attributrelation)
  direkte Verknüpfung
• 3.2. Komplexe Relation (Objektrelationen)
  Operationenverknüpfung
• 3.2.1. XOR
• 3.2.2. AND
• 3.2.3. OR
• Repäsentationssprache
• EXPRESS/-G

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Umsetzung in Java

• Benötigte Klassen
• Ereignis
• Erfüllt Ja/nein
• Kann neue Funktionen anstoßen
• Funktion
• Aufgabe wird abgearbeitet
• Gibt Statusinformationen
• Verknüpfungsoperatoren
• XOR, AND, OR sind eigenständige Objekte
• Attributrelationen
• Direkte Verknüpfungen.
• Einfache Relationen der Verküpfungsoperatoren

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Klassenstruktur

• Da alle Objekte vom Typ EPK Objekt abgeleitet
  sind, ist es möglich bei entsprechender
  Definition, die Attributerelation z.B. Funktion
  hat Nachfolger Ereignis durch Funktion
  hat Nachfolger XOR zu ersetzen.