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Realisierung der semantischen Annotierung für pModeler, einem System zur semantischen Prozessmodellanalyse

Autor: M. Bartsch
Masterarbeit: MT1003 (Juni, 2010)
Betreut von: o. Univ.-Prof. Dr. Michael Schrefl
Angeleitet von: Mag. Andreas Bögl
Ausgeführt an: Universität Linz, Institut für Wirtschaftsinformatik - Data & Knowledge Engineering
Ressourcen: Kopie


Kurzfassung (Englisch):

Modeling business processes is a key component of business process management, which can be supported by different reuse approaches. A frequently discussed approach both in research and practice suggest to exploit a knowledge base which provides process solutions in terms of process patterns. Process patterns indicate proven process solutions in the sense of ''Best Practices'' for recurring problems or process goals.

Available approaches for discovering process patterns (so-called Pattern Mining) are primarily human-driven, e.g.  pattern mining workshops wherein process patterns are discovered and documented by collaborative work between process experts and process owners. A human-driven discovery of pattern solutions in a huge set of process models available in enterprises and the associated maintenance of the knowledge base constitutes a tedious, hardly feasible task.

To approach this problem, an automated pattern discovery and integration into a knowledge base is required. However, this automatization requires well-defined semantics of the modeling constructs of existing process models, which is partially contained implicitly in natural language expressions of the model element labels. Based on an extension of semi-formal process models by means of formal terms of an ontology, an machinable processing of natural language expressions is facilitated.

The work at hand deals with the design and realization of an ontology, to enable a linguistic comparison of process activities and process states, which are described by natural language. Based on the realized ontology an automated semantic annotation of process activities and process states has been implemented prototypically. The purpose of this annotation is the assignment of formalized terms to process model elements. Semantically annotated process models contribute to process pattern discovery by facilitating a linguistic comparison for the detection of equal or similar activities and states in process models.
Kurzfassung (Deutsch):

Die Modellierung von Geschäftsprozessen ist zentraler Bestandteil des Geschäftsprozessmanagements, welche durch unterschiedliche Ansätze der Wiederverwendung unterstützt werden kann. Ein in Forschung und Praxis vielfach diskutierter Ansatz empfiehlt, die Nutzung einer Wissensbasis, welche Prozesslösungen in Form von Prozessmustern bereitstellt. Prozessmuster bezeichnen bewährte Prozesslösungen im Sinne von ''Best Practices'' für wiederkehrende Probleme oder Prozessziele.

Verfügbare Ansätze für die Auffindung von Prozessmustern (sogenanntes Pattern Mining) sind primär durch eine manuelle Vorgehensweise gekennzeichnet, wie bspw. Pattern Mining Workshops, in welchen Prozessmuster durch Zusammenarbeit zwischen Prozessexperten und Prozessverantwortlichen aufgefunden und dokumentiert werden. Eine manuelle Auffindung von Prozesslösungen in einer sehr großen Menge von in Unternehmen verfügbaren Prozessmodellen und eine zugehörige Pflege der Wissensbasis stellt eine mühsame und kaum durchführbare Aufgabe dar.

Um dieses Problem anzugehen, wird eine automatisierte Musterauffindung und -integration in eine Wissensbasis benötigt. Allerdings setzt diese Automatisierung eine wohldefinierte Semantik der Modellierungskonstrukte von bestehenden Prozessmodellen voraus, welche zum Teil implizit in den natürlich-sprachlichen Ausdrücken der Modellelementbezeichnungen enthalten ist. Basierend auf einer Erweiterung von semi-formalen Prozessmodellen mit Hilfe von formalen Begriffen einer Ontologie, wird eine maschinelle Verarbeitung von natürlich-sprachlichen Ausdrücken ermöglicht.

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit dem Entwurf und der Realisierung einer Ontologie, um einen linguistischen Vergleich von Prozessaktivitäten und Prozesszuständen zu ermöglichen, welche mittels natürlicher Sprache beschrieben sind. Basierend auf der realisierten Ontologie wurde eine automatisierte, semantische Annotierung von Prozessaktivitäten und Prozesszuständen prototypisch implementiert. Die Zielsetzung dieser Annotierung ist die Zuordnung von formalisierten Begriffen zu Prozessmodellelementen. Semantisch annotierte Prozessmodelle unterstützen die Auffindung von Prozessmustern, indem ein linguistischer Vergleich für die Erkennung von gleichen oder ähnlichen Aktivitäten und Zuständen in Prozessmodellen ermöglicht wird.