Verfahren zur automatischen Modellierung eines Teilprozesses aus einem Gesamtprozeß durch einen Rechner.
Engineering-Prozesse (zum Beispiel Projektierungsprozesse) werden zunehmend komplexer und unübersichtlicher. Damit sie trotzdem ef¬ fektiv definiert und optimiert werden können, bedient man sich in immer größerem Maße der Modellierung. Die jeweils verwendete Me¬ thode muß dabei folgende Probleme lösen:
- Beherrschung der Komplexität
- Anpassung des Modells an unterschiedliche Fragestellungen - Verständlichkeit der Modelle für alle Beteiligten (angemessene Darstellung des zu optimierenden Komplexes) .
Die einzelnen, zu modellierenden Teile des Modells besitzen eine Vielzahl von Eigenschaften, die bei der Definition bzw. Optimie- rung des Prozesses berücksichtigt werden müssen (zum Beispiel verwendete Werkzeuge und Hilfsmittel, Durchlaufzeiten, Zuständig¬ keiten/Bearbeiter, Zusammenhänge zwischen den einzelnen Proze߬ elementen, Benutzer, ...) .
An solchen komplexen Prozessen bzw. an deren Optimierung sind in der Regel mehrere unterschiedliche Abteilungen, Werkzeuge und Verfahren beteiligt. Beispielsweise bei der Projektierung von Gas- und Dampfkraftwerken entstehen bis zu 15.000 Dokumente. An der Erstellung sind zum Beispiel verschiedenste Gruppen/Personen wie der Projektleiter, Projektierer der Leittechnik, der Bautech¬ nik, aber auch Toolentwiekler oder Kostenverantwortliche betei¬ ligt. Aufgrund der unterschiedlichen Interessenschwerpunkte be¬ sitzen die beteiligten Gruppen verschiedene Fragestellungen zu einzelnen Details des Prozesses. Beim Austausch des Typs einer
Kühlkreislaufpumpe während eines Projektierungsprozeßes stellen sich zum Beispiel folgende Fragen:
Wie entwickeln sich die Kosten unter Berücksichtigung sämtlicher Folgeaktivitäten? Oder: Welche baulichen Änderungen sind dadurch nötig?
Je nach Interessenschwerpunkt und Aufgabenbereich der einzelnen Gruppen ergeben sich weitere unterschiedliche Fragestellungen die durch ein Prozeßmodell beantwortet und für alle Beteiligten über¬ sichtlich und verständlich dargestellt werden müssen.
Derzeit gibt es punktuelle Lösungsansätze (Insellösungen) zur Op¬ timierung einzelner Teile von Engineering-Prozessen. Trotzdem sind die Ausschnitte, der Prozesse immer sehr komplex, so daß man ohne geeignete Strukturierung sehr schnell den Überblick verlie¬ ren kann. Doch gerade die Möglichkeiten der flexiblen Strukturie¬ rung, unter Benutzung sich ändernder Anforderungen sind bei bis¬ her verfügbaren Werkzeugen und Modellierungsmöglichkeiten nicht vorgesehen. Deshalb bereitet auch die Beherrschung der Gesamtkom¬ plexität beim Engineering großer Anlagen, aber auch bei großen Systementwicklungen immer noch große Schwierigkeiten. Besonders schwierig ist es dabei den Informationsfluß der zwischen den ein¬ zelnen Beteiligten erforderlich ist zu erfassen bzw. zu optimie- ren. Bisher bekannte Modellierungsmöglichkeiten sind die struktu¬ rierte Analyse, die Darstellung in Entity-Relationship-Modellen, oder SDL-Modellen. Um die Komplexität eines Engineering-Prozesses beherrschen zu können wird bei den gängigen Methoden beispiels¬ weise eine wichtige Eigenschaft/Kenngröße (zum Beispiel die funktionellen Abhängigkeiten) der zu modellierenden Teile her¬ ausgegriffen. Gemäß dieser Kenngröße wird ein starre Hierarchie aufgebaut und das Modell dementsprechend strukturiert. Diese Vorgehensweise hat jedoch zur Folge, daß Zusammenhänge die sich bei der Berücksichtigung anderer Kenngrößen ergeben würden nicht ausreichend berücksichtigt werden. Auch ist die notwendige
Struktur nicht in jedem Fall zu Beginn der Modellierung bekannt. So wird zunächst eine Stoffsammlung durchgeführt und erst nach¬ träglich in mehreren Iterationsschritten ein Hierarchiebaum ge¬ funden. Diese einmal gefundene und zugrundegelegte Hierarchiestruktur ist starr und ermöglicht nur die Beantwortung weniger Fragestellungen. Die Information zur Beantwortung weite¬ rer Fragestellungen ist entweder über das gesamte Modell verteilt oder nicht im Modell enthalten da keine Unterstützung existiert um Daten sinnvoll einzugeben oder wieder auszulesen respektive das Modell erweitern zu können. Ein weiteres Problem stellt die Verständlichkeit der Modelle der einzelnen jeweiligen Modellierungsmethoden dar. Die bisherigen Ansätze sind sehr stark auf einzelnen Betroffene (zum Beispiel Entwickler und DV- Experten) ausgelegt.
An der Definition bzw. Optimierung des Prozesses sind aber in der Regel weitere Personen wie Projektleiter, Entscheider und Außen¬ stehende beteiligt. Die Modelle sind für diese Personenkreise zu wenig verständlich und beantworten deren Fragen nur unbefriedi- gend, daher finden sie nur bedingt Akzeptanz.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren anzugeben, mit dem es möglich ist, in Abhängigkeit ei¬ ner speziellen Fragestellung ein Prozeßmodell aus einem Gesamtmodell automatisch zu erzeugen und Änderungen dieses Teilmodells in das Gesamtmodell zu übernehmen.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 ge¬ löst.
Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprü¬ chen.
Ein großer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Ver- wendung von lediglich zwei Grundelementen zur Modellierung auch
komplexer Gesamtprozesse. Damit wird der Gesamtprozeß sehr de¬ tailliert dargestellt aber dies führt auch dazu, daß der auto¬ matisch modellierte Teilprozeß sehr leicht verständlich ist, le¬ diglich die nötigen Informationen enthält und anschaulich darge- stellt werden kann. Die unterschiedlichen Fragestellungen der einzelnen Prozeßbeteiligten werden auf vorteilhafte Weise durch die Zuordnung von Attributen zu Ergebnissen und Tätigkeiten, den Modellbestandteilen, ermöglicht. So kann auf vorteilhafte Weise aus einem komplexen Gesamtprozeß in Abhängigkeit von verschie- densten vorher eingegebenen Attributen ein ganz spezieller
Teilprozeß, der nur die spezielle Problematik berücksichtigt, automatisch modelliert werden.
Vorteilhaft werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren mehrere Teilergebnisse, welche die Voraussetzungen für eine Teiltätigkeit liefern, in einem Informationsknoten zusammengefaßt. Dies er¬ leichtert die Übersichtlichkeit des automatisch modellierten Pro¬ zesses.
Durch die logische Verknüpfung einzelner Attribute miteinander wird günstigerweise erreicht, daß auch sehr komplexe Zusammen¬ hänge aus einem Gesamtprozeß herausgefiltert und in einem model¬ lierten Teilprozeß dargestellt werden können.
Durch die erfindungsgemäße Darstellung von Attributen als Zahlen und Texten kann vorteilhaft erreicht werden, daß beispielsweise auch DurchlaufZeituntersuchungen bzw. Kostenanalysen bei der Mo¬ dellierung eines Teilprozesses eine Rolle spielen können.
Mit der wählbaren Vorgabe von Attributen für die Modellierung des Gesamtprozesses wird günstigerweise erreicht, daß die Konsistenz des Gesamtprozeßmodells erhalten bleibt. Denn es ist beispiels¬ weise denkbar, daß einzelne Abteilungen welche am Gesamtprozeß beteiligt sind, ihren Bereich separat modellieren und diese ein- zelnen Modelle zu einem Gesamtprozeß zusammengefügt werden.
Durch die hierarchische Ordnung der Attribute kann man vorteil¬ haft erreichen, daß automatisch modellierte Prozesse noch genauer auf eine Fragestellung ausgerichtet sein können, ohne daß dabei die Übersichtlichkeit leidet.
Die Darstellung von Ergebnissen als markierte Flächen und Tätig¬ keiten als Pfeile erleichtert die Übersichtlichkeit des automa¬ tisch erstellten Teilprozesses.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren weiter erläu¬ tert.
Figur 1. zeigt dabei Beispiele für Ergebnis- und Tätigkeits- attribute.
Figur 2 zeigt ein Beispiel für einen Informationsknoten.
Figur 3 zeigt ein Beispiel eines automatisch modellierten Teil- Prozesses.
Figur 4 zeigt ein Beispiel eines Entity-Relationshipmodelles für das erfindungsgemäße Verfahren.
In Figur 1 sind hierarchisch gegliederte Beispiele von Tätig¬ keitsattributen und Ergebnisattributen dargestellt. Hierbei zeigt Figur la die Tätigkeitsattribute und Figur lb die Ergebnisattri¬ bute. Diese Merkmale können beispielsweise aus folgenden Gründen in Strukturbäumen hinterlegt sein:
Der Modellersteller hat die Merkmale nach ihm wichtig erschei¬ nenden Kriterien strukturiert.
- Die Struktur erleichtert das Auffinden der einzelnen Merkmale bei der Modellerstellung , bzw. bei der automatischen Modellie¬ rung des Teilprozesses.
- Eine Affinität zwischen Ergebnis und Tätigkeitsattributen kann in der Struktur dargestellt sein, indem verwandte Attribute sich in den entsprechenden Zweigen eines Strukturbaumes wieder¬ finden.
Beispielsweise können solche Attributenbäume vor oder während der Modellerstellung definiert und modifiziert werden. Bei der Defi¬ nition kann auch beispielsweise festgelegt werden wieviele Text¬ attribute aus den einzelnen Bäumen je Ergebnis bzw. Tätigkeit auszuwählen sind. Hierzu können folgende Möglichkeiten vorgesehen sein:
1. Genau ein Element des Baumes (zum Beispiel beim Attributebaum des Ablageformats eines Ergebnisses) .
2. Höchstens ein Element des Baumes.
3. Mindestens ein Element des Baumes (zum Beispiel beim Attribu¬ tebaum der "Durchführenden" einer Tätigkeit) .
4. Beliebig viele Elemente (zum Beispiel "verwendete Werkzeuge" bei der Durchführung einer Tätigkeit) .
Es kann auch vorgesehen sein, daß für neu einzugebende bzw. sich ändernde Teile eines Gesamtmodells ein Plausibilitätstest statt- findet. Hierbei kann beispielsweise überprüft werden, ob die Er¬ gebnisse und Tätigkeiten mit den geforderten Attributen belegt wurden. Bei einer Änderung und Neuerstellung von Attributebäumen ist ein Plausibilitätstest beispielsweise auch für bereits einge¬ gebene Modellteile erforderlich. Implizit können beispielsweise Tätigkeitsattribute zusammengefaßt sein. Dabei werden beispiels-
weise die tiefsten Verzweigungspunkte eines Baumes als. Attribute der Tätigkeit angezeigt unter denen alle ausgewählten Attribute eines Baumes liegen. Es kann auch vorgesehen sein, Ergeb¬ nisattribute implizit zusammenzufassen wenn Ergebnisse bezüglich einer Und-Gruppe zusammengefaßt werden. Beispielsweise können al¬ le Attribute die jene Ergebnisse zusätzlich charakterisieren in einer Baumstruktur zusammengefaßt werden. Jedoch hat die Baum¬ struktur keinen Einfluß auf eine logische Oder-Verknüpfung von Attributen. In Figur la sind beispielsweise unterschiedliche Tä--- tigkeitsattribute dargestellt wie "Relation zu Projekt" und
"Konstellation". Von "Konstellation" sind Unterattribute "ist Teil von" und weiterhin "Ersteller" . Ist dieser Ersteller "Intern" wo ist der Ersteller organisatorisch angesiedelt? Ist er "Extern"? Beispielsweise ist ein weiterer Verzweigungspunkt des Attributebaumes "Tool" deren Unterattribut "Workstation" ist, wobei ein "Tool" wiederum "Mentor" als Unterattribut darstellt. Ein weiteres Unterattribut von "Tool" kann auch "PC" sein auf dem entsprechende Software als Unterattribut ausgeführt werden kann.
Figur lb zeigt Beispiele von Ergebnisattributen. Beispielsweise kann ein Ergebnisattribut "Daten" sein. Diese Daten können sich unterverzweigen in "Papier" oder "Datenverarbeitung", wobei sich Papier wiederum unterverzweigen kann in Listen, "Berichte", "Be¬ schreibungen", "Pläne" und "Kataloge" und die "Datenverarbeitung" weiter in einer "Harddisc" welche in unterschiedlichen Formaten beschrieben sein kann. Zum Beispiel gibt es auch eine "Diskette" bzw. ein Netzwerk als Unterattribut von "DV" . Weiterhin ist bei¬ spielsweise "Besitzer" ein Ergebnisattribut welcher "Intern" oder "Extern" angesiedelt sein kann. Weiterhin kann beispielsweise auch eine "Projektphase" als Ergebnisattribut vorgesehen sein, wobei sich diese unteraufspalten kann in "Angebot", "Planungs-" und "Projektierungsphase".
Die vorgestellten Attributebäume sind nur als Beispiele anzuse- hen. Es ist je nach Abhängigkeit eines Gesamtprozesses eine sinn-
volle Attributeauswahl vorzugeben und diese bei der Modellierung zu verwenden. In Abhängigkeit der vorgegebenen Attribute kann an¬ schließend ein Teilprozeß automatisch modelliert werden. Figur 2 zeigt beispielhaft wie mit dem erfindungsgemäßen Verfah- ren Informationen , die bei Teilergebnissen anfallen und Vor¬ aussetzung für eine Teiltätigkeit sind dargestellt werden können.
In Figur 2 sind drei Teilergebnisse dargestellt, die mit El bis E3 bezeichnet sind. Weiterhin ist ein Informationsknoten IK und - Textinformationen El und E2 zu sehen. Vom Informationsknoten IK geht eine Teiltätigkeit Tl zum Ergebnis E3.
Da laut der Definition des erfindungsgemäßen Verfahrens nur Er¬ gebnisse über Tätigkeiten in Ergebnisse überführt werden sieht es das erfindungsgemäße Verfahren günstigerweise vor, daß falls meh¬ rere Ergebnisse Informationen bereitstellen, welche Grundlage für eine Teiltatigkeit sind, diese Informationen aus den Ergebnissen extrahiert werden. Hier beispielsweise II und 12 aus den Ergebnissen E2 und El. Diese Informationen werden dann in einem Informationsknoten zusammengefaßt, welcher dann praktisch als
Ergebnis im Sinne des erfindungsgemäßen Verfahrens gilt und von einer Teiltätigkeit hier Tl in ein weiteres Teilergebnis des er¬ findungsgemäßen Verfahrens überführt wird. Dieses Teilergebnis ist in Figur 2 mit E3 bezeichnet.
Figur 3 zeigt einen Teilprozeß der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren automatisch generiert wird. Die Teilergebnisse sind in Figur 3 in Rechtecken dargestellt, welche von El bis E6 bezeich¬ net sind. Diese einzelnen Rechtecke bzw. Teilergebnisse werden über Teiltätigkeiten Tl bis T8 ineinander überführt. Figur 3 liegt folgende Ausgangssituation zugrunde. Hier soll beispiels¬ weise festgestellt werden, welche Abteilungen bzw. welche Ferti¬ gungsvorgänge davon betroffen sind, falls bei der Fertigungsvor¬ bereitung festgestellt wird, daß ein bestimmtes Pumpenmodell nicht optimal bearbeitet werden kann und deshalb ein anderer
Pumpentyp gewählt werden muß. Die organisatorische Abteilung welche diese Entscheidung trifft ist die Systemtechnik. Es werden nun als Vorgabe für das erfindungsgemäße Verfahren Ergebnisat¬ tribute Systemtechnik und Pumpe logisch verknüpft dem Rechner vorgegeben.
Weiterhin wird nun das Tätigkeitsattribut Systemtechnik ausge¬ wählt um feststellen zu können, welche Tätigkeiten von der Sy¬ stemtechnik erforderlich sind um die Änderung des Pumpentyps den- Betroffenen mitzuteilen.
Zunächst muß die getroffene Änderung aus der Sicht des Kunden be¬ wertet werden. Dies geschieht in El mit der Tätigkeit Tl. An¬ schließend erfolgt eine Meldung an die Systemtechnik T3 das ein anderes Pumpenmodell verwendet werden soll. In E2 wird dann über die Tätigkeit T5 das entsprechende Pumpenmodell korrigiert und es erfolgt eine Rückmeldung T2 an die Kundenanforderungen El. Von E2 wird dann die Tätigkeit T4 angestoßen, welche eine Änderung der Projektunterlagen in E3 veranlaßt. Weiterhin wird das geänderte Pumpenmodell über T6 den bautechnisehen Unterlagen mitgeteilt, welche sich in E4 befinden. Ebenso sind die elektrotechnischen Unterlagen E5 über T7 zu ändern und die leittechnischen Unterla¬ gen, das heißt die Terminplanung, über T8 in E6 zu korrigieren.
Dieser Teilprozeß wird automatisch aus einem Gesamtprozeß in ei¬ nem erfindungsgemäßen Verfahren auf Basis der eingegebenen Attri¬ bute Systemtechnik und Pumpe als Und-Verknüpfung generiert. So wird durch das erfindungsgemäße Verfahren automatisch die Konsi¬ stenz des Fertigungsprozesses sichergestellt und ein hohes Maß an Übersichtlichkeit gewahrt.
Figur 4 zeigt als Beispiel das Entity Relationship-Modell des er¬ findungsgemäßen Verfahrens (datentechnische Abhängigkeiten) . Es ist von links nach recht zu lesen und nach dem bekannten Standard (Peter Chen: The Entity-Relationship Model, Toward a Unified View
of Data, ACM Transactions on Database Systems, Vol 1, 1976) for¬ muliert.