AktuelleWorkflow Management Systeme sind in der Lage, die Durchlaufzeit einzelner Prozesse schon in der Planungsphase zu optimieren. Sie vernachlässigen jedoch die Optimierung von Organisation und Infrastruktur. Dies gilt insbesondere für flexible Prozesse mit kontinuierlicher Versorgung. Eine Optimierung von Organisation und Infrastruktur wird aufgrund von zunehmender Komplexität notwendig. Dies betrifft vor allem die Wirtschaft, in der Zeit und Kapital eine wesentliche Rolle spielen.
Diese Arbeit stellt das mathematische Modell und die Implementierung von Woop vor. Woop löst Optimierungsprobleme für flexible Prozesse mit kontinuierlicher Versorgung unter Anwendung der Constraint Programmierung. Optimale Lösungen werden
effizient, exakt und generisch approximiert. Die Implementierung basiert auf dem System Mozart und der Programmiersprache Oz.
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
1.1 Workflow Management
1.2 Motivation
1.3 Beitrag der Arbeit
1.4 Aufbau der Arbeit
2 Workflow Problem Spezifikation
2.1 Grundbegriffe
2.2 Datenfluß
2.3 Partitionierung
2.4 Infrastruktur
3 Constraint Programmierung
3.1 Constraint Programmierung mit Finite Domains (FD)
3.2 Propagierung
3.3 Zerlegung
3.4 Exploration
3.5 Modellierung
3.6 Constraint Programmierung mit Finite Sets (FS)
4 Modellierung
4.1 Grundmodell
4.2 Prazises Modell
5 Propagierung
5.1 Basic Constraints
5.2 Non-basic Constraints
5.3 Benutzerdefinierte Constraints
5.4 Schranken
6 Problemzerlegung und Suche
6.1 Hierarchie
6.2 Workflow Heuristiken
6.3 Optimierung
6.4 Finite Set Heuristiken
7 Implementierung
7.1 Aufbau von Woop
7.2 Skript
7.3 Datenstrukturen
8 Evaluierung
8.1 Grundmodell
8.2 Prazises Modell
8.3 Slack
8.4 Zusammenfassung
9 Zusammenfassung
9.1 Verwandte Arbeiten
9.2 Kernpunkte der Arbeit
9.3 Offene Fragen
9.4 Ausblick
A Benchmark
A.1 Plattform
A.2 Problemstellung: Komplexe, flexible Geschaftsprozesse
A.3 Evaluierung
Zielsetzung & Themen
Das Hauptziel dieser Arbeit ist die mathematische Abstraktion und die Implementierung einer Lösung für die Optimierung von Organisation und Infrastruktur flexibler Geschäftsprozesse mit kontinuierlicher Versorgung, unter Verwendung der Constraint-Programmierung.
- Mathematische Modellierung von Workflow-Problemen
- Optimierung von Ressourcen, Durchsatz und Kosten
- Einsatz von Constraint-Programmierung (Finite Domains und Finite Sets)
- Implementierung des Optimierungssystems Woop (Workflow Optimizer)
- Entwicklung und Evaluation heuristischer Suchverfahren
Auszug aus dem Buch
1.1 Workflow Management
Effiziente Geschaftsprozesse in Unternehmen erfordern informationstechnische Infrastrukturen. Ein Workflow Management System (kurz: WFMS) koordiniert die zu einem Geschaftsprozeß geh ¨ orenden Aktivit ¨ aten gem ¨ aß einer Ablaufspezifikation f ¨ ur den vorliegenden Prozeßtyp. Die Bearbeitung von Aktivitaten ¨ ubernehmen Workflow Teilnehmer.
Moderne Unternehmen sind darauf angewiesen, daß ein WFMS eine große Zahl (kontinuierliche Versorgung) von Geschaftsprozessen verschiedenster Typen (flexible Prozesse) verlaßlich und ohne sichtliche Verz ¨ ogerung ausf ¨ uhrt. Dabei beschreiben drei essentielle Punkte jeden Prozeß: Prozeßlogik, Organisation und Infrastruktur.
Die Prozeßlogik gibt den Ausfuhrungszeitpunkt einer Aktivit ¨ at vor. Dagegen legt die Organisation fest, welche Aktivitat von welchem Teilnehmertyp ausgef ¨ uhrt wird. Prozeßlogik und Organisation garantieren die korrekte Arbeitsweise des WFMSs.
Die Infrastruktur beschreibt, wieviele Teilnehmer eines bestimmten Typs notwendig sind. Die Infrastruktur eines WFMS ist maßgebend fur Invest und Durchsatz.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Vorstellung des Workflow-Problems und des Implementierungssystems Woop.
2 Workflow Problem Spezifikation: Detaillierte Definition der Grundbegriffe, des Datenflusses und der Anforderungen an Infrastruktur und Organisation.
3 Constraint Programmierung: Einführung in die theoretischen Grundlagen der Constraint-Programmierung mit Finite Domains und Finite Sets.
4 Modellierung: Mathematische Formalisierung des Grundmodells und dessen Erweiterung zum präzisen Modell.
5 Propagierung: Untersuchung mathematischer Eigenschaften zur Suchraumreduktion durch Constraints und Filter.
6 Problemzerlegung und Suche: Darstellung von Heuristiken und Optimierungsstrategien sowie des Slack-Algorithmus.
7 Implementierung: Beschreibung des systemtechnischen Aufbaus von Woop, der Skriptgenerierung und der Datenstrukturen.
8 Evaluierung: Analyse und Vergleich verschiedener Heuristiken anhand von Benchmark-Szenarien.
9 Zusammenfassung: Rückblick auf die erzielten Ergebnisse, Einordnung in verwandte Arbeiten und Diskussion offener Fragen.
A Benchmark: Dokumentation der Plattform und der detaillierten Ergebnisse der durchgeführten Benchmark-Tests.
Schlüsselwörter
Workflow Management, Constraint Programmierung, Ressourcenoptimierung, Geschäftsprozesse, Ablaufplanung, Infrastruktur, Teilnehmertypen, Heuristiken, Optimierung, Woop, Finite Domains, Finite Sets, Durchsatz, Kostenminimierung, Prozesslogik
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit beschäftigt sich mit der Optimierung von Geschäftsprozess-Strukturen, spezifisch der Organisation und Infrastruktur für flexible Workflows mit kontinuierlicher Versorgung.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Die zentralen Themen sind Workflow Management, mathematische Modellierung von Geschäftsprozessen und die Anwendung von Constraint-Programmierung zur Problemlösung.
Was ist das primäre Ziel der Arbeit?
Ziel ist die Entwicklung eines mathematischen Modells und einer Software-Implementierung (Woop), um kosteneffiziente Strukturen für Workflows zu berechnen.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Es wird die Constraint-Programmierung (auf Basis von Finite Domains und Finite Sets) zur Lösung kombinatorischer Optimierungsprobleme eingesetzt.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil umfasst die Problem-Spezifikation, die mathematische Modellierung, die methodische Propagierung, Such-Heuristiken und die Implementierung der Software-Architektur.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Workflow Management, Constraint Programmierung, Ressourcenoptimierung, Ablaufplanung, Durchsatz und Kostenminimierung.
Wie funktioniert das System "Woop"?
Woop nutzt dynamische Skriptgenerierung und verschiedene Heuristiken, um aus partiellen Informationen und Modellvorgaben optimale oder nahezu optimale Ablaufpläne und Ressourcenkonfigurationen zu finden.
Welche Rolle spielen die "Slack"-Optionen in der Suche?
Der Slack-Algorithmus dient dazu, den Suchbaum bei der Optimierung zu reduzieren, indem er in Teilbäumen erkennt, wenn keine bessere Lösung mehr zu erwarten ist, was die Rechenzeit verkürzt.
- Quote paper
- Martin Homik (Author), 2002, Ressourcenoptimierung von Workflow Problemen, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/89487
