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Representation and analysis of change operations for process instances
Georg Kaes
Art der Arbeit
Dissertation
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Informatik
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Dr.-Studium der technischen Wissenschaften (Dissertationsgebiet: Informatik)
Betreuer*in
Stefanie Rinderle-Ma
DOI
10.25365/thesis.55610
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-18038.07026.462868-7
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Flexible Geschäftsprozesse sind heutzutage aus beinahe allen Branchen nicht mehr wegzudenken: In Pflegeheimen oder dem Medizinbereich beispielsweise, sollen Domänenxperten wie Pfleger oder Ärzte die Therapiepläne ihrer Patienten flexibel an die sich ständig ändernden Gegebenheiten anpassen können: Wann immer sich der Gesundheitszustand des Patienten verschlechtert, muss der entsprechende Therapieplan flexibel angepasst werden können. Ein weiteres Beispiel stammt aus der Produktionsbranche: Hier müssen Produktionsprozesse flexibel an die sich ständig ändernden Gegebenheiten angepasst werden können: Wenn beispielsweise eine Maschine ausfällt, oder ein Lieferant die notwendigen Ressourcen nicht rechtzeitig liefern kann, muss der verantwortliche Manager die betroffenen Prozessinstanzen entsprechend adaptieren können. In vielen Fällen müssen solche Prozessänderungen von Domänenexperten händisch analysiert, geplant, und durchgeführt werden. Basierend auf historischen Daten, welche in Prozessänderungslogs zur Verfügung stehen, kann der Experte sehen, welche Änderungen in der Vergangenheit durchgeführt worden sind. Allerdings kann die Art und Weise, wie solche historische Daten aufbereitet werden, für Domänenexperten ohne technisches Grundwissen problematisch sein: Die Logs sind oft in einer maschinell lesbaren Repräsentation verfügbar; weitere existierende Repräsentationen eignen sich oft nur für bestimmte Analysen. Des Weiteren sind
die Daten oft nicht auf die Fragestellung des jeweiligen Domänenexperten zurechtgeschnitten; folglich kann sich eben dieser durch den Überfluss an für die aktuelle Fragestellung irrelevanten Daten überfordert fühlen. Aus diesen Umständen folgt die essentielle Notwendigkeit, Repräsentationsformen und Analysemethoden für Prozessänderungslogs zur Verfügung zu stellen, welche von Domänenexperten eingesetzt werden können. Prozessänderungen beeinflussen Prozessinstanzen auf verschiedensten Ebenen. Dieser Umstand führt dazu, dass Analyse- und Repräsentationsformen, die zum Ziel haben, Domänenexperten bei der Analyse von Prozesslogs zu unterstützen, die jeweils relevanten Informationen entsprechend hervorheben müssen. Als weitere Erschwernis kommt hinzu, dass Prozesslogs oft tausende Änderungsoperationen beinhalten können, welche von vielen verschiedenen Instanzen stammen. Gerade in Situationen, in denen der Domänenexperte schnell zu einem Ergebnis kommen muss, liegt eine besondere Herausforderung darin, Repräsentationen zu schaffen, die einen Fokus auf die Daten, die gerade von Interesse sind, erlauben. Aktuell existieren nur wenige Ansätze, die das Ziel der Userunterstützung während der Analyse von Prozessänderungen verfolgen. Aus diesem Grund präsentieren wir in dieser Dissertation verschiedene Repräsentations- und Analysewerkzeuge sowohl für einzelne Prozessänderungen, wie auch für Sequenzen von Änderungen, Prozesslogs, und deren Anwendungen. Ein Grundpfeiler liegt im Konzept sogenannter \emph{Change Trees}, welche es Domänenexperten unter anderem erlauben, die den im Prozessänderungslog enthaltenen Änderungsoperationen zugrundeliegende Diversität zu analysieren. Weiters können Experten durch das Konzept der Ähnlichkeitsmetriken für Prozessänderungen diese Diversität für einzelne Prozessänderungen noch detaillierter, und aus verschiedenen Blickwinkeln analysieren.
Die hier präsentierten Ansätze werden auf drei verschiedene Arten evaluiert: Eine prototypische Implementierung der verschiedenen Repräsentations- und Analysetechniken zeigt die technische Machbarkeit. Im Rahmen einer Anwendungsanalyse überprüfen wir, inwiefern sich die entwickelten Ansätze in verschiedenste Domänen integrieren lassen. Außerdem evaluieren wir ausgewählte Ansätze mit Anwendern, um deren Benutzerfreundlichkeit zu testen.
Zusammenfassend verfolgt diese Dissertation das Ziel, eine Brücke zwischen den im Prozessänderungslog zur Verfügung stehenden Informationen, welche auf einer technischen Ebene präsentiert werden, und den Domänenexperten, welche adäquate Analyse- und Repräsentationswerkzeuge benötigen, zu schlagen.
Abstract
(Englisch)
Supporting flexibility in business processes is vital to almost any business area: In nursing homes and in the medical sector, domain experts such as nurses and doctors should be able to adapt the therapy processes of their patients, due to, e.g., a change in the patient's medical condition. In manufacturing environments, process instances need to be changed if a supplier cannot deliver the required raw materials, or some machine is out of order. In general, process change operations facilitate the adaptation of process instances in order to fit the requirements of the current situation. In many cases, such process changes have to be planned, analyzed, and executed manually by domain experts from the respective field of work. When planning necessary changes, or analyzing the effects of past changes, historic information about previously conducted change operations may be required, which is available in process log files. However, the data contained in such process log files often proves to be problematic for domain experts who have no experience with processes at a technical level: The information is often encoded in machine readable representations, or in representations which only allow for a limited set of analysis questions. Additionally, the data is often not tailored to the specific analysis question of the domain expert; hence, the vast amount of information present in the process log can be overwhelming. Hence, providing representation and analysis methods for change logs tailored towards usage by domain experts is crucial. Process change operations affect process instances at a variety of different levels. One major challenge lies in highlighting the information which is important for the current analysis question. Additionally, change logs potentially contain a vast amount of change operations for thousands of process instances. Especially for scenarios, where a domain expert has to analyze and decide quickly for a change operation, representations need to allow to focus on the data of interest. So far, only few appproaches address user support in process change analysis. Hence, in this thesis, we present representation and analysis methods for single process change operations, as well as sequences of change operations, and their application. One cornerstone is provided by the concept of change trees, which enable domain experts to analyze, among others, the diversity of
the applied process change operations in a change log. By using process change similarity measures for comparing single change operations, a more detailed analysis of the diversity of the applied process change operations is possible. The approaches presented in this thesis are evaluated at three different levels: First, a prototypical implementation shows the technical feasibility of the concepts developed. Second, we analyze how our approaches could be used in different domains, including the nursing, wellness, educational and business sectors, thus analyzing the applicability of this thesis. Third, we evaluate our approaches with user-based experiments, thus evaluating the usability of the presented representation and analysis techniques.
Overall, this thesis presents concepts for bridging the gap between change information presented on a technical level at the system side to adequat representations and analysis methods for domain experts at the user side.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
business process management process flexibility process log analysis user support
Schlagwörter
(Deutsch)
Prozessmanagement Prozessflexibilität Prozessloganalyse Anwenderunterstützung
Autor*innen
Georg Kaes
Haupttitel (Englisch)
Representation and analysis of change operations for process instances
Paralleltitel (Deutsch)
Repräsentationen und Analyse von Änderungsoperationen für Prozessinstanzen
Publikationsjahr
2018
Umfangsangabe
xix, 238 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*innen
Stefanie Rinderle-Ma ,
Barbara Weber
Klassifikationen
54 Informatik > 54.00 Informatik: Allgemeines ,
54 Informatik > 54.62 Datenstrukturen
AC Nummer
AC15564961
Utheses ID
49145
Studienkennzahl
UA | 786 | 880 | |