Eine neue Sicht auf die Prozesssimulation

Modellintegrierte Darstellung der Simulation?

Graphische Notationen sind die erste Wahl bei der Prozessdokumentation. Dank ihnen kann sich der Betrachter sehr schnell ein deutliches Bild (im wahrsten Sinne des Wortes) von einem Prozess machen. Die Bearbeitung mit Hilfe eines graphischen Editors ist ergonomischer als die Bearbeitung eines Textes oder einer Tabelle. Die BPMN spielt diese Stärke dabei noch intensiver aus, als ältere Notationen wie z.B. die EPKs. Diese Vorzüge konnten bisher bei der Modellierung genutzt werden, teilweise auch im Workflow-Kontext, bei der Simulation hingegen wurde es bisher abstrakter.

Nur wenige Softwarehersteller haben überhaupt Erweiterungen entwickelt, um die Laufzeitanalyse von Prozessen zu ermöglichen. Die Ergonomie lässt dabei grundsätzlich zu Wünschen übrig. In der Regel findet der Anwender die notwendigen und optionalen Parameter in einem seperaten Eigenschafts-Editor, nachdem er das entsprechende Prozesselement angeklickt hat. Dem Prozessmodell selbst ist dabei nicht anzusehen, in wieweit es schon „mit Leben“ gefüllt wurde.

Auch die Simulationsergebnisse werden stets in einem seperaten Report aufbereitet. Teilweise bekommt der Benutzer nackte Zahlen zu sehen, teilweise Diagramme. Auch hier fehlt dem Anwender aber grundsätzlich eine Verknüpfung mit dem Prozessmodell.

Die Software IYOPRO geht nun einen neuen Weg und hat endlich die Simulation in den Modelleditor integriert.

Eine Sicht für jede Phase

Die Simulation von BPMN-Prozessen besteht aus drei Phasen:

  • Am Anfang steht die Prozessmodellierung. Die Prozessstruktur und die Abfolge von Aktivitäten wird festgelegt. Nur auf diese Phase sind BPMN-Editoren typischerweise ausgerichtet.
  • Im nächsten Schritt wird das Prozessmodell angereichert um Laufzeitinformationen. Dieser Schritt nennt sich Parametrierung. Wann startet ein Prozess? Wie lange dauert eine Aktivität? Wann wird welchem Pfad an einem Gateway gefolgt?
  • Sobald das Modell vollständig parametriert ist, wird das eigentliche Simulationsexperiment ausgeführt und die Simulationsergebnisse werden ausgewertet.

Neben der etablierten Modellierungssicht wurden in IYOPRO nun also zwei neuartige, durchaus innovative Sichten in den Modelleditor integriert: Eine für die Parameter und eine für die Ergebnisse.

Sicht auf die Simulationsparameter

Wenn die Simulationssicht bei einem frisch erstellten Prozessmodell aktiviiert wird, werden zunächst eine ganze Reihe blauer Fragezeichen eingeblendet.Und das ist schon der wichtigste Punkt. Denn jedes Fragezeichen steht für einen Pflicht-Parameter, der zwingend angegen werden muss, um eine Simulation zu ermöglichen. Das hilft sowohl dem Einsteiger als auch dem fortgeschrittenen Benutzer. So lange noch Fragezeichen offen sind, kann die Simulation nicht starten.

Ein Doppelklick auf ein Fragezeichen öffnet dann direkt das entsprechende Editor-Fenster. Sobald ein Parameter hinterlegt wurde, wird er entsprechend innerhalb des Prozessmodells eingeblendet:

  • Kalenderblätter geben an, zu welchen Zeitpunkt ein (Start-)Ereignis geplant wurde.
  • Wahrscheinlichkeiten an Gateways geben an, wie häufig welcher Weg eingeschlagen werden soll.
  • Code-Symbole an Gateways werden eingeblendet, wenn die Entscheidung nicht auf Wahrscheinlichkeiten sondern auf Bedingungen basiert.
  • Dichtefunktionen von stochastischen Verteilungen geben an, welche Verteilungen ausgewählt wurde, um die Dauer eine Aktivität oder die Zwischenankunftszeit von einem Ereignis zu beschreiben.
  • Eine farbliche Umrandung markiert Verteilungen mit einem hohen Erwartungswert in rot, Verteilunen mit einem kleinen Erwartungswert in Grün, Gelb und Orange-Tönen.
Konfiguration der Simulationsparameter

Konfiguration der Simulationsparameter

Sicht auf die Simulationsergebnisse

In der Ergebnissicht werden dem Benutzer einige wichtige Kennzahlen eines Simulationsexperiments visualisiert, ohne dass er dafür in den Ergebnisreport schauen muss. Bereits das Prozessmodell im Editorfenster vermittelt einen ersten Eindruck.

Sankey-basierte Sicht auf Simulationsergebnisse

Sankey-basierte Sicht auf Simulationsergebnisse

  • Am auffälligsten sind sicherliche die Sankey-Kanten, welche die herrkömmlichen Sequenzpfeile erstetzen. Ihre Dicke ist proportional zu der Anzahl der verarbeiteten Prozessinstanzen. Sehr schnell wird erkennbar, auf welchen Prozessen eine höhere Last liegt und welche Pfade besonders häufig durchlaufen werden. Unterschiedliche Farben innerhalb einer Kante stehen für unterschiedliche Produkte. So wird schnell ersichtlich, welche Produkte bevorzugt durch welche Pfade im Prozess geleitet werden.
  • An jeder Aktivität und jedem Knoten wird die Häufigkeit der Durchführung eingeblendet. Auch das hilft zu erkennen, wo ein Prozess ins Stocken gerät.
  • An jeder Aktivität werden Histogramme eingeblendet, welche die durchschnittliche Dauer, die durchschnittliche Wartezeit auf Ressourcen oder Mitarbeiter und – falls entsprechend parametriert – die entstanden Kosten angeben.
  • Bei allen Elementen erscheinen ToolTips mit detaillierten Infos.
  • Um beonders schnell diejenigen Aktivitäten zu finden, welche für eine ausgewählte Kennzahl des Histogramms am besten oder schlechtesten abschneidet, lassen sich alle Aktivitäten entsprechend dieser Kennzahl einfärben. Eine Aktivität mit besonders hohen Wartezeiten wird auf Wunsch rot gefärbt, niedrige Wartezeiten hingegen grün.

Fazit

Bei meinen Kontakten zu Industriepartner in den letzten Wochen und Messeauftritten (bei denen es an sich nichtmal um IYOPRO ging) haben sich diese neuen Sichten auf die Simulaiton bereits bewährt. Während es bisher einiges an didaktischen Talent erfordert hat, die Simulationstechnik ohne geeignete Visualisierungen zu erläutern, reichen nunmehr zwei Grafiken aus, um das Wesen der ereignisdiskreten Simulation zu vermitteln.

Die Parametrierung von Modellen geht nun sehr viel zügiger vonstatten. De Facto werden weniger Mausklicks benötigt und die Orientierung, wohin überhaupt zu klicken ist, ist jetzt nahezu selbstverständlich.

Die Darstellung der Simulationsergebnisse ist ebenfalls gut gelungen. Natürlich erfordert eine fundierte Auswertung der Ergebnisse nach wie vor eine Betrachtung des Report-Dokuments. Für einen ersten Überblick ist die Darstellung jedoch sehr hilfreich. Sehr schnell kann nun festgestellt werden, ob eine SImulation überhaupt korrekt lief. Die Orientierung bei all den zahlreichen, angebotenen Kennzahlen fällt leichter, wenn einige entscheidende Kennzahlen direkt im Prozessmodell visualisiert werden. Und nicht zuletzt ist diese Darstellung auch eine wunderbare Ergänzung für die Berichterstattung. Die Integration von durchsatzabhängigen Sankey-Kanten in eine Prozessdokumentation ist dabei durchaus innovativ.

Einzig schade ist noch, dass diese Funktion gar nicht so leicht zu finden ist. Der erfahrene Simulanant hat bereits gelernt, dass er bei IYOPRO zunächst im Eigenschaftseditor auf „Simulation“ umstellen muss. Anschließend erscheint der bereits bekannte Simzulation-RibbonTab. Hier findet sich nun ein neuer Knopf „Perspektive“. Ist der einmal gefunden, so kann der Anwender umschalten zwischen „Modellierung“, „Simulation“ und „Ergebnisse“. Auch sollten bei der Erebnigssicht einzelne Elemente auch ausgeblendet werden können. Die Dichtefunktionen in der SImulationssicht sind so klein, dass sie sich nur schwer unterscheiden lassen. Ein wenig Verbesserungspotential bietet das ganze also noch.

Als abschließendes Fazit bleibt zu sagen: Diese speziellen Perspektiven helfen dabei, die hohe Einstiegshürde beim Verständnis der Simulation zu überwinden. Und das ist doch ein kleiner Meilenstein für die Prozessanalyse. Eben eine neue Sicht auf die Prozessimulation.

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