Die Ausführungen in diesem Kapitel sind Auszüge aus dem Buch

Staud, Josef: Geschäftsprozessmodellierung mit der Methode Business Process Model and Notation (BPMN). Vilshofen 2017,

einer umfassenden Einführung in die Methode BPMN (vgl. für nähere Informationen www.staud.info).

14.1 Geschäftsprozesse in der BPMN

Die Business Process Modeling Notation (BPMN) wird von ihren Autoren als DIE Methode zur Prozessmodellierung gesehen. Sie soll die Lücke zwischen einfachen “Business-Anwendern” und Programmnähe schließen.

Wie definieren die BPMN-Autoren Geschäftsprozesse? Im Text finden sich folgende Definitionsmerkmale [OMG 2011, S. 145]:

Definition

• Ein Geschäftsprozess ist eine Aktivität, die in einer Organisation oder zwischen mehreren ausgeführt wird.
• Das Ziel eines Prozesses ist eine Leistungserbringung.
• Ein Prozess besteht aus Aktivitäten, Ereignissen, Operatoren (hier Gateways genannt) und einem Sequenzfluss. Er wird dargestellt als ein Graph für die genannten Elemente.
• Prozesse gibt es auf mehreren Hierarchieebenen. Man kann sie unter­nehmens­weit definieren oder auch entlang der Aktivitäten einer Person.
• Prozesse auf einem niedrigen Aggregationsniveau (low-level processes), die zusammen eine Aufgabe erledigen, können gruppiert werden.
• Jeder Prozess kann seine eigenen Subprozesse haben und kann in einem Pool enthalten sein.
• Einzelne Prozesse können voneinander unabhängig sein, was den Sequenzfluss angeht, aber verbunden durch einen Nachrichtenfluss.

Damit sind die wichtigsten Elemente zusammengestellt, die man für die Modellierung von Geschäftsprozessen benötigt. Die Aktivitäten sind die kleinsten Einheiten (des Geschäftsprozesses, der Tätigkeitsfolge), aus denen man den Gesamtprozess zusammenstellt. Der Sequenzfluss erlaubt die Festlegung, wie die Aktivitäten aufeinander folgen, wie sie verzweigen und wieder zusammenkommen, ähnlich dem ansonsten üblichen Kontrollflusskonzept. Die Ereignisse trennen die elementaren Tätigkeiten und die Operatoren, hier mit Gateways bezeichnet, erlauben die Strukturierung des Kontrollflusses in der üblichen Art und Weise. Für die Kommunikation über Organisationsgrenzen hinweg gibt es das Konzept der Nachrichtenflüsse.

Prozess vs. Geschäftsprozess

Bezüglich der Abgrenzung von Prozessen und Geschäftsprozessen führen die BPMN-Autoren aus, dass sie den Begriff Prozess spezifisch sehen und den des Geschäftsprozesses allgemeiner als eine Menge von Aktivitäten, die innerhalb einer Organisation oder über Organisationen hinweg realisiert werden.

Im Rahmen ihrer Typisierung von Geschäftsprozessen sprechen sie von “end-to-end BPMN model” und unterscheiden drei Basistypen [OMG 2011, S. 2]:

• Interne nicht ausführbare Geschäftsprozesse (private non-executable (internal) business processes)
• Interne ausführbare Geschäftsprozesse (private executable (internal) business processes)
• Öffentliche Prozesse (public processes)

Mit internen Geschäftsprozessen sind schlicht die gemeint, die innerhalb einer Organisation ablaufen. Da die Zuordnung von Trägern der einzelnen Tätigkeiten zu den Geschäftsprozessen in der BPMN über die Schwimmbahnentechnik mit Becken und Bahnen erfolgt (wie z.B. bei den Aktivitätsdiagrammen der UML, vgl. [Staud 2019, Kapitel 10]), können die BPMN-Autoren auch definieren, dass die internen Prozesse in einem Becken (pool) ablaufen.

Interne Geschäftsprozesse

Kommt es zu einer Interaktion (i.d. Regel ist dies ein Informationsfluss, z.B. eine Rechnung) zwischen einem internen Geschäftsprozess und anderen Prozessen oder Partizipanten, sprechen die BPMN-Autoren von einem öffentlichen Geschäftsprozess. In diesen wird folgendes gepackt:

Öffentlicher Geschäftsprozess

• Die Aktivitäten, die benutzt werden, um mit der Umgebung des privaten Geschäftsprozesses zu kommunizieren.
• Die entsprechenden Sequenzflusselemente.

Alle anderen Aktivitäten des internen Prozesses werden nicht angegeben [OMG 2009, S. 13]. Somit zeigt der öffentliche Prozess der Außenwelt die Folge von Nachrichten, die notwendig sind, um mit diesem Geschäftsprozess zu interagieren.

Ein Globaler Prozess beschreibt das Zusammenwirken von zwei oder mehr Geschäftseinheiten (business entities). Die Interaktionen sind eine Folge von Aktivitäten, die den Nachrichtenaustausch zwischen den handelnden Einheiten darstellen.

Globaler Prozess

Gruppierung der Elemente

Die BPMN-Autoren teilen die verwendeten Elemente in vier Gruppen ein:

• Flussobjekte (flow objects)
• Verknüpfende Objekte (connecting objects)
• Schwimmbahnen (swimlanes)
• Artifakte (artifacts)

Die Flussobjekte werden noch unterteilt in:

• Ereignisse
• Aktivitäten
• Gateways (Operatoren)
• Verknüpfende Objekte

Als verknüpfende Objekte werden die bezeichnet, mit denen die Flussobjekte miteinander verknüpft werden können. Dies ist möglich durch folgende Methodenelemente:

• Sequenzfluss
• Nachrichtenfluss
• Assoziationen
• Schwimmbahnen

Schwimmbahnen dienen der Zuordnung der Basismodellelemente zu den Trägern der Aktivitäten. Hier wird unterschieden in

• Becken (pools)
• Bahnen (lanes)

Artifakte liefern zusätzliche Informationen über den Prozess. Drei werden vorgegeben, andere können – so die BPMN-Autoren – hinzugefügt werden:

• Datenobjekte
• Gruppen
• Anmerkungen

14.2 Einführung durch Beispiele

14.2.1 Das erste Business Process Diagram

Wie in den Methoden zur Prozessmodellierung üblich, gibt es ein Element, das Tätigkeiten erfasst. Es wird durch ein Rechteck mit abgerundeten Ecken dargestellt. Mit ihm wird erfasst, was in dem Geschäftsprozess konkret getan wird, genauer: in welche einzelnen Aktivitäten der Geschäftsprozess zerlegt wurde. Dieses Element wird in der BPMN Aktivität genannt.

Das Element für dem Kontrollfluss (hier sequence flow, übersetzt mit Sequenzfluss) sind gerichtete Pfeile, die die einzelnen Aktivitäten verbinden, sowie Start- und Schlussereignisse (Kreis mit dünner bzw. dicker Linie) für den Anfang und das Ende eines Geschäftsprozesses. Damit können wir – bei Hinzunahme der Elemente für Prozessstart und Prozessende (Ereignisse!) – bereits ein erstes natürlich noch sehr schlichtes Prozessmodell erstellen: Eine Folge von Aktivitäten, die initiiert und dann nacheinander abgewickelt werden.

Die prozessrelevanten Ereignisse zu den Aktivitäten sind in der Grafik nur implizit vorhanden, z.B. „Lieferung wird gestartet“, Lieferung ist erledigt“, sie werden in der Grafik nicht ausgewiesen. Dies ist in der BPMN meistens so: Nur wenn die Ereignisse nicht-trivial sind, werden sie in der Grafik angeführt.

Ereignisse

Natürlich ist das wirkliche "Prozessleben" nicht so einfach, es fehlt hier noch vieles, was man in einer Prozessmodellierung erwartet. Am meisten vermisst man sicherlich die Entscheidung, ob der Auftrag überhaupt angenommen wird und das Auffächern der Tätigkeiten in parallele Pfade, Auftragsabwicklung auf der einen und Zahlungsabwicklung auf der anderen Seite. Dies ist aber möglich, die dafür nowendigen Operatoren liegen in der Methode vor.

Defizite

Betrachten wir dazu die folgende Abbildung. In ihr ist obiges Business Process Diagram (BPD) etwas ausgebaut. Es ist außerdem mit Nummern in Kreisen versehen. Diese sind nicht Teil der Methode BPMN, sondern dienen nur der Kennzeichnung für die beschreibenden Ausführungen.

Wie in der vorigen Abbildung liegt ein Startereignis vor (1), das die Aktivität Auftragseingang (2) anstößt. Nach diesem folgt eine erste Verzweigung mit einem Operator (3). Konkret bedeutet dies hier, dass aus einem Sequenzfluss mehrere werden. Es geht entweder mit dem Sequenzflusszweig Auftrag abgelehnt (4) oder mit dem Zweig Auftrag akzeptiert (5) weiter.

Gateways (Operatoren)

Die Operatoren werden von den BPMN-Autoren Gateways genannt. Das grafische Symbol ist ein auf die Spitze gestelltes Quadrat. Die Abbildung unten enthält mehrere. Der erste (3) stellt einen Operator des Typs exklusives Oder dar. Die BPMN-Autoren nennen ihn Exclusive Gateway. Kurz kann er so beschrieben werden: Es gibt mehrere weiterführende Pfade nach dem Gateway, nur einer davon kann aktiv werden.

Exclusive Gateway

Der Schrägstrich bei "Akzeptiert" bedeutet in dieser Modellierungsmethode, dass der durch ihn markierte Pfad die Voreinstellung ist, was hier nur bedeuten kann, dass er meistens aktiv wird.

Der Pfad, der die Zurückweisung des Auftrags ausdrückt, führt direkt an das Ende des Geschäftsprozesses, zu einem Gateway (8), das mehrere Zweige zusammenfasst. Dazu gleich unten mehr.

Gabeln / forking

Im positiven Fall ("Akzeptiert") wird die Aktivität Auftrag ausführen angestoßen. Ist sie ausgeführt, werden zwei Aktivitäten angestoßen, zum einen die Lieferung, zum anderen das Versenden der Rechnung (Rechnung senden). Für eine solche Situation (quasi paralleles Anstoßen zweier Aktivitäten) wird ein UND-Operator verwendet, der hier Parallel Gateway genannt wird. Es gibt ihn in allen Methoden zur Prozessmodellierung, hier wird er durch ein Pluszeichen dargestellt. Dieses UND-Gateway bei (6) ist ein verzweigendes, weiter flussabwärts (7) folgt noch ein verknüpfendes.

Parallel Gateway

Parallel?

Die Parallelität durch das UND-Gateway (6) bedeutet hier, dass beide weiterführenden Pfade angestoßen werden und dass die Aktivitäten der beiden Pfade durchlaufen werden. "Parallel" bedeutet hier also nur gleichzeitiges Anstoßen, nicht echte Parallelität der Abläufe. Die beiden Sequenzflüsse werden dann, da es in nur einem einzigen Sequenzfluss weitergeht, zusammengefasst. Hierfür wird wieder das UND-Gateway genommen (7), da beide Sequenzflusszweige ja durch ein UND-Gateway entstanden sind. Dies ist eine übergeordnete Regel der Prozessmodellierung: Für das Zusammenführen von Sequenzflüssen wird der Operator genommen, nach dem aufgeteilt wurde.

Am Schluss des Geschäftsprozesses, am rechten Rand der Abbildung, folgt dann die Zusammenführung der durch ein XODER-Gateway getrennten Flüsse (8). Hierfür wird wiederum das XODER-Gateway genommen. Die BPMN-Autoren nennen dieses Gateway exclusive merging. Dies ist hier die Variante "data based", neben der es noch die Variante "event based" gibt. Der Prozess endet mit einem Schlussereignis (9).

Exclusive Merging

Soweit der erste "vorzeigbare" Geschäftsprozess als BPD. Es fehlen ihm allerdings noch einige wichtige Komponenten, z.B. die Angabe der Informationen, mit denen er umgeht.

14.2.2 Jetzt mit Daten

Informationsobjekte sind alle Geschäftsobjekte wie Rechnungen, Lieferscheine, usw., jegliche Koordinierungsinformation (Anfragen, Angebot, Liefermitteilungen) und natürlich die Datenbestände der ganz normalen Datenbank der Organisation. Diese sind von großer Bedeutung für jeden Geschäftsprozess, weshalb jede Methode zur Modellierung von Geschäftsprozessen vorsehen muss, sie zu erfassen.

Informationsobjekte

In der BPMN können Informationsobjekte einer Aktivität oder einem Sequenzfluss zugeordnet werden. Außerdem können sie in einem eigenen Fluss neben dem Sequenzfluss dargestellt werden. In der folgenden Abbildung sind zwei Informationsobjekte eingebaut. Zuerst der Auftrag, der ins Unternehmen kommt und damit den Geschäftsprozess ja erst auslöst. Er wird ganz einfach der Aktivität Auftragseingang zugewiesen. Durch die Pfeilspitze wird der Informationsfluss ausgedrückt. Das zweite Informationsobjekt in diesem Beispiel ist die Rechnung. Sie ist der Aktivität Rechnung senden zugeordnet.

14.2.3 Träger der Aktivitäten

Für eine Basisausstattung einer Methode zur Prozessmodellierung fehlen jetzt nur noch die im Geschäftsprozess Handelnden. Diese werden zuerst einmal für die einzelnen Aktivitäten bestimmt. Möglich sind hier Menschen oder auch Programme, mit oder ohne Maschinen [Anmerkung] . Für die Zuordnung der Träger von Aktivitäten haben die BPMN-Autoren die bekannte Schwimmbahnentechnik gewählt. Bei ihr werden Becken (pools) und Bahnen (lanes) angelegt. Becken erfassen die übergeordneten Träger (z.B. ganze Unternehmen), Bahnen die untergeordenten (z.B. Abteilungen oder Personen auf Stellen). Die folgende Abbildung zeigt das erweiterte einführende Beispiel.

Handelnde in Becken und Bahnen

Das obere Becken enthält alle Aktivitäten, die durch das hier betrachtete Unternehmen realisiert werden. Es ist weiter unterteilt in zwei Bahnen, eine für die Abteilung Auftragsbearbeitung, eine für die Abteilung Finanzwesen. Die Aktivitäten sind in der Bahn der Abteilung, die sie realisiert. Der Sequenzfluss geht dann entsprechend zwischen den Bahnen hin und her.

Der Kunde ist eine eigene handelnde Einheit und wird deshalb in der BPMN durch ein eigenes Becken dargestellt. Zwischen verschiedenen "handelnden Einheiten" [Anmerkung] gibt es – so der Vorschlag der BPMN-Autoren – keine Sequenzflüsse, sondern nur Nachrichtenflüsse. Deshalb wurde hier das Verschicken der Rechnung zum Kunden als Nachricht modelliert, ebenso die umgekehrte Information ("Zahlungseingang").

14.3 Öffentliche Geschäftsprozesse

Öffentliche Geschäftsprozesse wurden oben schon kurz vorgestellt. Die BPMN-Autoren verstehen darunter die Vorgänge, die zwischen einem internen Geschäftsprozess und einem anderen Prozess stattfinden.

Wie oben schon ausgeführt, wird die Kommunikation mit externen Partnern in der BPMN nicht als Kontrollfluss, sondern durch Austausch von Nachrichten modelliert. So wie im folgenden Beispiel. Dort ist der Patient als Becken ohne Aktivitäten dargestellt. Dies ist in der BPMN möglich. Die Nachrichtenflüsse zu einem solchen Teilnehmer am Geschäftsprozess enden und starten dann an der Grenzlinie des Beckens. Ansonsten dürfte das Beispiel selbsterklärend sein.

Nachrichtenaustausch

Zusammenarbeit …

Eine Zusammenarbeit (collaboration) beschreibt die Interaktionen zwischen zwei oder mehr Teilnehmern am Prozessgeschehen, die normalerweise durch je ein Becken erfasst werden. Zwischen diesen kann es ja nur Nachrichtenverkehr geben, der die Becken oder die Objekte im Becken verknüpft.

… zwischen den Prozessteilnehmern

Liegen öffentliche Prozesse vor, können die Aktivitäten für die Kollaboration als die Berührungspunkte zwischen den Teilnehmern aufgefasst werden. Die zugehörigen internen Prozesse können viel mehr Innenleben haben, als mit dem öffentlichen Prozess gezeigt wird. Ein Becken kann auch leer bleiben – wie oben gezeigt – als "black box".

Die folgende Abbildung zeigt, in Anlehnung an das Beispiel oben, diesen ausgestalteten Prozess beim Patienten und den Nachrichtenverkehr zwischen einzelnen Aktivitäten. Wenn dann – wie hier – zwei oder mehr öffentliche Prozesse miteinander kommunizieren, sprechen die BPMN-Autoren von einem globalen Prozess. Bei diesem verlaufen die Nachrichtenflüsse zwischen je zwei Aktivitäten – eine vom einen, eine vom anderen Prozess [OMG 2011, S. 24f].

Globaler Prozess

Damit sind die Grundzüge der Methode beschrieben. Sie erlaubt aber noch sehr viel mehr Detaillierung in der Prozessmodellierung, mit der sehr viel mehr Aussagekraft gewonnen werden kann. Diese sollen im Folgenden gezeigt werden.

14.4 Aufgabentypen

Die folgende tabellarische Auflistung zeigt die Ausdifferenzierung des Elements zur Erfassung der Aufgaben. Neben dem Grundsymbol kann nach der inneren Struktur, dem Grad der Automatisierung und der Rolle im Nachrichtenaustausch differenziert werden. Außerdem können Aufgaben, die jedem anderen Prozess zur Verfügung stehen, gekennzeichnet werden (Call Activity).

14.5 Subprozesstypen

Ein Subprozess ist eine aus Aktivitäten, Gateways, Ereignissen und Sequenzflüssen zusammengesetzte Tätigkeitsfolge, die in einem übergeordneten Prozess enthalten ist. Letzterer wird auch als Elternprozess bezeichnet. Wesentlich ist, dass Subprozesse als Ganzes aufgerufen werden und nicht einzelne ihrer Aktivitäten. Sie sind also als solche in das übrige Prozessmodell eingebunden.

Elternprozess

Dieses Methodenelement gibt es in jeder Methode zur Prozessmodellierung. Die folgende Abbildung zeigt einige der hierbei möglichen Varianten. Grundsätzlich können Subprozesse verborgen (Plussymbol) oder entfaltet angegeben werden. Dann kann, ähnlich wie bei Aufgaben, nach der inneren Struktur unterschieden werden.

14.6 Ereignisse

Die Ereignisse werden von den BPMN-Autoren auf vielfältige Weise unterschieden und alle diese Unterscheidungen werden auch in der grafischen Darstellung ausgedrückt.

Der Ausgangspunkt der Differenzierung ist die Unterscheidung von Start-, Zwischen- und Schlussereignissen. Ihre grafische Gestaltung erfolgt mit schwarzen Linien und ist ansonsten wie folgt:

Start, Zwischen, Schluss

• Startereignisse (A, B, C) werden mit einer einzelnen dünnen Linie gezeichnet
• Zwischenereignisse (D, E, F, G) erhalten zwei dünne Linien
• Schlussereignisse (H) werden mit einer dicken Linie gezeichnet

Dann wird danach unterschieden, ob der Auslöser des Ereignisses empfangend oder abgebend ist (D, G). Zusammen mit der Festlegung, dass Startereignisse nur empfangende Auslöser, Schlussereignisse nur abgebende Auslöser und Zwischenereignisse beide haben, ergibt sich die Einteilung der Kopfzeile der folgenden Abbildung.

Empfangend, abgebend

Das dritte Kriterium erfasst Sondersituationen für Subprozesse. Es geht um Ereignisse, die den übergeordneten Prozess / die übergeordnete Aufgabe entweder unterbrechen oder nicht. Bei den Startereignissen sind dies "Event Sub Process, interrupting" (B) und "Event Sub Process, Non interrupting" (C). Bei den Zwischenereignissen "Boundary Interrupting" (E) und "Boundary Non-Interrupting" (F).

Sondersituationen für Subprozesse

Die nicht unterbrechenden Varianten werden jeweils mit gestrichelter Linie gekennzeichnet.

Die vierte Ausdifferenzierung erfolgt nach den Auslösern der Ereignisse. Hier gibt es insgesamt die folgenden:

• Kein bestimmter Auslöser (none). [In der folgenden Abbildung Nr. 13]
• Nachricht (message): Dies bedeutet, dass von einem Teilnehmer am Prozess eine Nachricht erwartet oder versendet wird. Grafisches Symbol: Briefumschlag. [12]
• Fehler (error): Dieses Symbol gibt an, dass eine benannte Fehlermeldung erzeugt wird. Grafisches Symbol: Blitz. [11]
• Zeitgeber (timer): Mit diesem Kennzeichen kann zum Ausdruck gebracht werden, dass das Ereignis Zeitaspekte erfasst. Grafisches Symbol: Uhr. [10]
• Eskalation (escalation): Damit wird beschrieben, dass sich eine Prozesssituation zugespitzt hat und besondere Maßnahmen zu ergreifen sind. Grafisches Symbol: nach oben gerichtete Pfeilspitze. [9]
• Signal: Gibt an, dass Signale gesendet oder empfangen werden. Grafisches Symbol: Dreieck. [8]
• Abbruch (cancel): Durch diese Kennzeichnung entsteht ein Ereignistyp, der den Geschäftsprozess bzw. den jeweiligen Fluss abbricht. Grafisches Symbol: schräg gestelltes Kreuz. [7]
• Kompensation (compensation): Erhält ein Ereignis das Kennzeichen Kompensation (compensation) und wird dieses Ereignis an die Grenzlinie einer Aktivität angefügt, muss es auch einen Sequenzflusspfeil zu einer anderen Aktivität geben. Diese andere Aktivität ist dann im Krisenfall Ersatz für die Ausgangsaktivität (die mit dem Kompensationsereignis). Grafisches Symbol: "Rücklauftaste", wie früher bei Kassettenrekordern. [6]
• Bedingung (conditional): Für Ereignisse, die durch Bedingungen beschrieben werden können, z.B. "Lagerbestand ist unter die Nachbestellmarke gefallen". Grafisches Symbol: beschriebenes Blatt Papier. [5]
• Verknüpfung (link): Ein Ereignis mit dem Kennzeichen Verknüpfung (link) zeigt an, dass zwei Abschnitte eines Prozesses verknüpft werden. Grafisches Symbol: nach rechts gerichteter Pfeil. [4]
• Beenden (terminate): Ein Ereignis mit diesem Kennzeichen beendet den Prozess. Grafisches Symbol: Gefüllter Punkt. [3]
• Mehrfach (multiple): Dies bedeutet, dass dem Ereignis mehrere Auslöser zugewiesen sind. Grafisches Symbol: Fünfeck. [2]
• Parallel mehrfach (nur empfangend): Wie "Mehrfach", nur dass alle Auslöser aktiv werden müssen. Grafisches Symbol: waagrecht stehendes Kreuz. [1]

Alle Kennzeichen sind grafisch so gestaltet, dass eine nicht geschwärzte und eine schwarz eingefärbte Fassung möglich ist.

In der Abbildung ist auch zu erkennen, dass nicht alle Marker in allen Ereignistypen vorkommen.

14.7 Gateways

Die folgende Tabelle zeigt die grafischen Symbole für die hier möglichen Operatoren. Sie werden Gateways genannt, beruhen aber weitgehend auch auf den logischen Operatoren UND, ODER, EXKLUSIVES ODER.

Tabelle 14-1: Gateways der BPMN – Kurzüberblick. Quelle: [Staud 2017, Kapitel 11].