Historie und Überblick
Die Business Process Model and Notation (BPMN) ist die führende Sprache zur Modellierung von Geschäftsprozessen. Obwohl die Wurzeln der BPMN in Sprachen zur Beschreibung von Workflows liegen, kann sie sowohl für die Modellierung von automatisierbaren als auch von nicht automatisierbaren Geschäftsprozessen verwendet werden [1]. Die BPMN ist universell und unabhängig von bestimmten Fachdomänen einsetzbar. Egal ob zur Modellierung von Dienstleistungsprozessen, Fertigungsabläufen oder gar klinischen Behandlungspfaden.
BPMN als Standard für die Prozessmodellierung
Die BPMN wurde im Jahr 2004 erstmalig seitens der Object Management Group (OMG) spezifiziert. Der stetig wachsenden Sprachverbreitung wurde im Jahr 2010 mit der Definition der erweiterten Version BPMN 2.0 entsprochen, welche auch heute noch als Referenz gilt. Die BPMN 2.0 wurde als offizieller Standard für die Prozessmodellierung von der ISO festgeschrieben [2], [3]. Die Standardisierung spiegelt die hohe Relevanz der BPMN wider und soll das einheitliche Verstehen der Sprache sowie die problemlose Kommunikation innerhalb von Projekten, zwischen Unternehmen und zwischen verschiedenen Modellierungswerkzeugen ermöglichen.
Aufbau einer Modellierungssprache
Das Erlernen einer Modellierungssprache ist ein ähnlich schrittweiser Prozess wie das Erlernen einer Fremdsprache, wenngleich es unterschiedliche Schwerpunkte gibt. Wie in Abbildung 1 dargestellt, wird eine Modellierungssprache anhand der abstrakten Syntax, der konkreten Syntax und der Semantik definiert.
Abbildung 1: Syntax und Semantik einer Modellierungssprache
Abstrakte Syntax: Die Grammatik einer Sprache
Die abstrakte Syntax definiert die Grammatik der Sprache, indem Zeichen, das Vokabular und Regeln definiert werden, wie diese miteinander verbunden werden können. In Bezug auf die BPMN repräsentieren Modelltypen wie z.B. Aktivität, Ereignis oder Sequenzfluss das Vokabular der Sprache. Eine dazugehörige grammatikalische Regel ist zum Beispiel, dass ein Startereignis immer nur ausgehende Sequenzflüsse haben darf. In Gänze wird somit festgelegt, was die Modellierungssprache ausdrücken kann und welche Modelle regelkonform erstellt werden können. Meist wird die abstrakte Syntax ebenfalls modellhaft in sogenannten Metamodellen definiert.
Konkrete Syntax: Die grafische Sprachdefinition
Die konkrete Syntax legt die grafische Darstellung der Modelltypen fest. Beispielsweise bestehen Aktivitäten in der BPMN immer aus abgerundeten Rechtecken. Sie haben einen weißen Hintergrund, einen durchgezogenen schwarzen Rand und der Aktivitätsname wird stets in der Mitte verzeichnet. Die exakte Beschreibung der Modellgrafiken ist insbesondere in Hinblick auf verschiedene Kantentypen und Pfeilarten von großer Bedeutung und für das Lesen und Verstehen von Modellen wichtig [4]. Die konkrete Syntax wird meist skizzenhaft expliziert, wenngleich auch formale Ansätze existieren [5].
Semantik: Die Bedeutung der Modellobjekte
Die Semantik einer Modellierungssprache beschreibt, wie die einzelnen Modelltypen in Bezug auf eine Problemdomäne zu verstehen sind. Sie erklärt somit die intendierte Bedeutung. Beispielsweise stellen Pools in der BPMN Verantwortungsbereiche für bestimmte Prozessabschnitte dar. Die Semantik wird meist rein textuell beschrieben, wobei es vereinzelte semiformale Ansätze in der Forschung gibt (vgl. [6]).
Modelltypen in der BPMN
Trotz der Standardisierung ist die Semantik von Modelltypen in der BPMN leider oft nicht vollumfänglich erklärt und (teilweise bewusst) gelassenen Interpretationsspielräume sorgen beim Modellieren mitunter für eine gewisse Unsicherheit. Um das Erlernen der BPMN entsprechend zu vereinfachen, soll die Sprache daher in diesem und in den nächsten Beiträgen schrittweise vorgestellt werden.
Flussobjekte (Flow Objects)
Flussobjekte sind die essentiellen Objekte eines Prozesses und zeigen an, dass etwas in einem Prozess passiert oder ausgelöst wird. Aufgaben (Tasks) bzw. Aktivitäten (Activities) beschreiben Arbeit, die in einem Prozess verrichtet wird und spiegeln somit im Kern Input-Output-Relationen wider (siehe auch Blogbeitrag Geschäftsprozessmodellierung – Einführung, Relevanz und Mehrwert). Gateways beschreiben Entscheidungspunkte und stellen Verzweigungen und Zusammenführungen von Prozessflüssen dar, z.B. XOR-Verzweigungen. Bei XOR-Verzweigungen („Entweder-Oder“) wird aus einer Menge von mehreren möglichen Prozessverläufen genau ein Weg durchlaufen. Ereignisse (Events) repräsentieren Zustandsänderungen, die im Prozess auftreten bzw. begründet sein können oder von außen impliziert werden und eine bestimmte Reaktion erfordern.
Abbildung 2: Flussobjekte
Verbindende Objekte (Connecting Objects)
Verbindende Objekte stellen gerichtete Beziehungen zwischen Modellelementen dar. Sequenzflüsse (Sequence Flows) beschreiben die zeitlich-logische Abfolge von Flussobjekten und implizieren somit den horizontalen Prozessfluss von links nach rechts. Nachrichtenflüsse (Message Flows) definieren den vertikal gerichteten Austausch von Nachrichtenobjekten zwischen Teilnehmern.
Abbildung 3: Verbindende Objekte
Teilnehmer (Participants)
Pools stellen Verantwortlichkeiten und somit Prozessteilnehmer (Participants) dar. Dies können Organisationen, Systeme, Rollen oder einzelne Stellen sein. Bahnen (Lanes) spiegeln die interne Aufteilung dieser wider und sorgen somit für eine Untergliederung.
Abbildung 4: Teilnehmer
Artefakte (Artifacts)
Artefakte sind Modellobjekte, welche zusätzliche Informationen zum eigentlichen Prozessfluss darstellen sollen und einen ergänzenden Charakter haben. Datenobjekte (Data Objects) repräsentieren relevante Datensätze, Dokumente oder Nachrichtenobjekte. Datenspeicher (Data Storages) sind virtuelle oder physische Speicher, auf die ein Prozess zugreift. Annotationen (Annotations) dienen dem Hinterlegen von zusätzlichen Hinweisen und Gruppen (Groups) ermöglichen die Hervorhebung bestimmter Modellteile.
Abbildung 5: Artefakte
Fazit und Ausblick
Die BPMN ist eine ausdrucksstarke Modellierungssprache für Geschäftsprozesse, deren Größe und Vielfalt aber auch Tücken beim Erlernen, Verstehen und Anwenden bietet. Dieser Beitrag sollte daher einen Gesamtüberblick über die Sprachspezifikation bieten und die wichtigsten Elementtypen zusammenfassen. Im nächsten Beitrag werden die einzelnen Diagrammtypen vorgestellt und die Flussobjekte weiter detailliert.
Referenzen:
- Chinosi, M.; Trombetta, A. (2012): BPMN: An Introduction to the Standard. Computer Standards & Interfaces, Vol. 34, S. 124-134.
- Object Management Group, OMG (2015): Business Process Model and Notation (BPMN), Version 2.0. http://www.omg.org/spec/BPMN/2.0/PDF.
- International Organization for Standardization, ISO (2013): ISO/IEC 19510:2013.
- Moody, D. (2009): The Physics of Notations: Toward a Scientific Basis for Constructing Visual Notations in Software Engineering. IEEE Transactions on Software Engineering, Bd. 35, Nr. 6, S. 756-779.
- Object Management Group, OMG (2012): Diagram Definition (DD), Version 1.0.
- Harzallah, M.; Berio, G.; Opdahl, A. (2012): New Perspectives in Ontological Analysis: Guidelines and Rules for Incorporating Modelling Languages into UEML. Information Systems, Bd. 37, Nr. 5, S. 484-507.
