Universität Stuttgart
Permanent URI for this communityhttps://elib.uni-stuttgart.de/handle/11682/1
Browse
38 results
Search Results
Item Open Access Green Business Process Management : Methode und Realisierung(2014) Nowak, Alexander; Leymann, Frank (Prof. Dr.)Die Veränderung des weltweiten Klimas macht deutlich, dass die Entwicklungen der globalen Märkte neben ökonomischen Aspekten zunehmend auch die Erhaltung und Verbesserung der Umweltzustände anstreben müssen. Für die Definition von Umweltzielen und -regularien wurden durch verschiedene nationale und internationale Gremien Kriterien und Ansätze beschrieben, welche häufig als Vorgaben an Unternehmen auf nationaler Ebene weitergegeben werden. Ein Beispiel hierfür ist der Handel mit CO2-Zertifikaten, bei dem Unternehmen den von ihnen ausgestoßenen Anteil von CO2 durch Zertifikate abdecken müssen. Damit Unternehmen diese gesetzlichen Auflagen einhalten und die damit verbundenen monetären Belastungen reduzieren können, müssen geeignete Maßnahmen zur Reduktion des negativen Umwelteinflusses aller unternehmerischen Aktivitäten entwickelt werden. Für die Ermittlung des Umwelteinflusses eines Unternehmens wurden bereits verschiedene Methoden entwickelt, wie beispielsweise der ISO Standard 14000 und das Life Cycle Assessment. Diese Methoden zielen jedoch häufig nur auf die Erfassung des Umwelteinflusses von Produkten ab und reichen nicht aus, eine ganzheitliche Optimierung des Umwelteinflusses eines Unternehmens und seiner Abläufe zu erreichen. Umweltaspekte müssen direkt in das Management und die strategische Entwicklung von Unternehmen integriert werden. Sie müssen in der Lage sein, den Umwelteinfluss des unternehmerischen Handelns abzubilden, zu analysieren und hinsichtlich der konventionellen Optimierungskriterien Kosten, Qualität, Zeit und Flexibilität abzuwägen, ohne dabei auf eine schnelle und flexible Anpassung an sich verändernde Marktsituationen zu verzichten. In dieser Dissertation wird eine Erweiterung des existierenden Geschäftsprozessmanagements unter Einbeziehung zugehöriger Methoden und Werkzeuge eingeführt, welche es Entscheidungsträgern ermöglicht, die strategische Entwicklung eines Unternehmens durch ökologische Aspekte zu ergänzen. Die entwickelten Konzepte zeigen, wie Key Performance Indicators, unterstützende IT-Infrastrukturen und die strategische Unternehmensgestaltung für die Integration dieser Aspekte erweitert werden müssen. Zur Unterstützung der vorgestellten Erweiterungen des Geschäfts¬prozess-managements wurde ein allgemeines Vorgehens¬modell definiert, welches aus ökologischer Sicht die Definition von Key Ecological Indicators, die Abbildung von Ressourcen auf Prozessmodelle und -aktivitäten, die Definition spezifischer Monitoringmodelle und die ökologische Analyse von Geschäftsprozessen abdeckt. Die Umsetzung dieser Aspekte wird jeweils exemplarisch durch spezifisch entwickelte Methoden aufgezeigt. Für das Management von Geschäftsprozessen auf Basis der analysierten Informationen definiert die vorliegende Arbeit einen auf Patterns basierenden Ansatz. Hierzu wurde eine Menge von Green Business Process Patterns identifiziert und dokumentiert. Die Entwicklung eines Pattern Support Frameworks hilft Entscheidungsträgern anschließend, diese Patterns für eine zielorientierte Optimierung von Geschäftsprozessen einzusetzen. Ausgehend von konkreten Problemstellungen begleitet das Pattern Support Framework damit die Identifikation geeigneter Patterns, welche im Anschluss auf konkrete Lösungsimplementierungen übertragen werden können. Die in der vorliegenden Arbeit eingeführten Konzepte erlauben es Entscheidungsträgern, neben ökonomischen auch ökologische Entscheidungsaspekte in der Entwicklung von Geschäftsprozessen zu berücksichtigen. Die Verbesserung des Umwelteinflusses zielt damit nicht nur direkt auf den ökologischen Fußabdruck eines Produktes oder Services ab, sondern ermöglicht eine durchgängige Restrukturierung aller an der Erzeugung oder Bereitstellung beteiligten Abläufe. Die entwickelten Prototypen zeigen exemplarisch die Implementierung der verschiedenen Konzepte und unterstützen sowohl Entscheidungsträger als auch Optimierungsteams bei der Verbesserung des Umwelteinflusses. Die Anwendbarkeit der Konzepte und Werkzeuge wird zudem in einer Fallstudie validiert.Item Open Access Eine musterbasierte Methode für die Entwicklung und den Betrieb hybrider Quantenanwendungen(2025) Beisel, Martin; Leymann, Frank (Prof. Dr. Dr. h. c.)Quantencomputer ermöglichen es, bestimmte Berechnungen schneller, genauer und energieeffizienter durchzuführen als klassische Computer, indem sie quantenmechanische Phänomene ausnutzen. Da die Umsetzung der meisten Quantenalgorithmen allerdings Operationen benötigt für die Quantencomputer ungeeignet sind, z. B. Datenbankzugriffe, werden Quantencomputer typischerweise als Spezialprozessoren in hybriden Quantenanwendungen verwendet. Die Entwicklung und der Betrieb dieser hybriden Anwendungen sind komplex und erfordern eine enge interdisziplinäre Zusammenarbeit. Dabei wird tiefgreifendes Wissen aus unterschiedlichen Domänen benötigt, beispielsweise aus der Mathematik, Physik und Softwareentwicklung. Zusätzlich wird die Entwicklung und der Betrieb von Quantenanwendungen durch weitere Faktoren erschwert: (i) Die aktuelle Quantensoftwarelandschaft und die verfügbaren Quanten-Clouddienste, die Zugriff auf unterschiedliche Quantencomputer geben, sind sehr heterogen. (ii) Die schnellen Fortschritte im Quanten-Software-Engineering führen zur Einführung neuer Techniken, welche die Ausführung von Quantenschaltkreisen verbessern können, allerdings aktuell eine komplexe, manuelle Integration erfordern. (iii) Das Fehlen geeigneter Abstraktionsebenen führt dazu, dass die Entwicklung von Quantenanwendungen, insbesondere für Entwickler, die wenig Erfahrung mit Quantencomputing haben, zeitaufwändig und fehleranfällig ist. Um diese Probleme zu lösen, wird in dieser Arbeit die PASTA-Methode präsentiert. Diese basiert auf der Quantencomputingmustersprache, welche etablierte Konzepte und Best Practices in der Quantencomputingdomäne intuitiv verständlich dokumentiert, und stellt einen ganzheitlichen Prozess für diemusterbasierten Entwicklung und den Betrieb von Quantenanwendungen vor. Die Methode beinhaltet alle notwendigen Schritte von der Auswahl der zu verwendenden Quantencomputingmuster, über die Generierung der ausführbaren Quantenanwendung auf Basis wiederverwendbarer Lösungen sowie die Bereitstellung der erforderlichen Softwareartefakte, bis hin zur Überwachung und Analyse der Ausführung hybrider Quantenanwendungen. Zur Umsetzung der PASTA-Methode wird im Rahmen dieser Arbeit die Quantencomputingmustersprache um mehrere Muster erweitert, welche Best Practices für den Betrieb von hybriden Quantenanwendungen sowie etablierte Methoden zur Abschwächung und Korrektur von Quantenfehlern dokumentieren. Um die vom Nutzer ausgewählten Muster in einen ausführbaren Quantenworkflow transformieren zu können, werden eine Vielzahl neuer Workflowmodellierungskonstrukte eingeführt, welche die Spezifikation verschiedener, häufig auftretender Aktivitäten in Quantenworkflows vereinfachen. Weiterhin wird ein Ansatz für die automatische und dynamische Bereitstellung von hybriden Quantenanwendungen auf Grundlage von Nutzeranforderungen vorgestellt. Auf diesen Konzepten aufbauend werden neue Sichten auf Quantenworkflows eingeführt, welche die Überwachung und Analyse von hybriden Quantenanwendungen vereinfachen. Die Sichten ermöglichen es unterschiedlichen Nutzergruppen, wie beispielsweise Quantenexperten und dem Betriebspersonal, Quantenanwendungen auf verschiedenen Abstraktionsebenen zu analysieren und bieten zusätzliche, für die jeweilige Nutzergruppe relevante Informationen. Zur Demonstration der praktischen Umsetzbarkeit der PASTA-Methode wird das PASTA-Framework eingeführt, welches die in dieser Arbeit eingeführten Konzepte prototypisch implementiert. Die Nutzbarkeit der Methode und des Frameworks werden anhand mehrerer Anwendungsfälle evaluiert, für welche eine Laufzeitanalyse sowie eine Nutzerstudie durchgeführt wird.Item Open Access Workload mix definition for benchmarking BPMN 2.0 Workflow Management Systems(2017) Skouradaki, Marigianna; Leymann, Frank (Prof. Dr. Dr. h. c.)Nowadays, enterprises broadly use Workflow Management Systems (WfMSs) to design, deploy, execute, monitor and analyse their automated business processes. Through the years, WfMSs evolved into platforms that deliver complex service oriented applications. In this regard, they need to satisfy enterprise-grade performance requirements, such as dependability and scalability. With the ever-growing number of WfMSs that are currently available in the market, companies are called to choose which product is optimal for their requirements and business models. Benchmarking is an established practice used to compare alternative products and leverages the continuous improvement of technology by setting a clear target in measuring and assessing performance. In particular, for service oriented WfMSs there is not yet a widely accepted standard benchmark available, even if workflow modelling languages such as Web Services Business Process Execution Language (WS-BPEL) and Business Process Model and Notation 2.0 (BPMN 2.0) have been adopted as the de-facto standards. A possible explanation on this deficiency can be given by the inherent architectural complexity of WfMSs and the very large number of parameters affecting their performance. However, the need for a standard benchmark for WfMSs is frequently affirmed by the literature. The goal of the BenchFlow approach is to propose a framework towards the first standard benchmark forassessing and comparing the performance of BPMN 2.0 WfMSs. To this end, the approach addresses a set of challenges spanning from logistic challenges, that are related to the collection of a representative set of usage scenarios,to technical challenges, that concern the specific characteristics of a WfMS. This work focuses on a subset of these challenges dealing with the definition of a representative set of process models and corresponding data that will be given as an input to the benchmark. This set of representative process models and corresponding data are referred to as the workload mix of the benchmark. More particularly, we first prepare the theoretical background for defining a representative workload mix. This is accomplished through identification of the basic components of a workload model for WfMS benchmarks, as well as the investigation of the impact of the BPMN 2.0 language constructs to the WfMS’s performance, by means of introducing the first BPMN 2.0 micro-benchmark. We proceed by collecting real-world process models for the identification of a representative workload mix. Therefore, the collection is analysed with respect to its statistical characteristics and also with a novel algorithm that detects and extracts the reoccurring structural patterns of the collection.The extracted reoccurring structures are then used for generating synthetic process models that reflect the essence of the original collection.The introduced methods are brought together in a tool chain that supports the workload mix generation. As a final step, we applied the proposed methods on a real-world case study, that bases on a collection of thousands of real-world process models and generates a representative workload mix to be used in a benchmark. The results show that the generated workload mix is successful in its application for stressing the WfMSs under test.Item Open Access Design support for performance- and cost-efficient (re)distribution of cloud applications(2019) Gómez Sáez, Santiago; Leymann, Frank (Prof. Dr. Dr. h. c.)In the last decade the IT landscape has experienced a revolutionary change in both the research and industry domains due to the strong emergence and adoption of cloud providers and services. The increase of available cloud services together with the materialization of DevOps methodologies have forced a change in how software is engineered and operated. Nowadays, organizations can leverage a wide spectrum of cloud services to build, migrate, distribute, and even replace their application components in the cloud. In summary, the transformation of capital into operational expenditures when using private or public clouds has become a reality. The emergence of cloud services, however, brought with it a substantial complexity when designing and running cloud applications. More specifically, cloud environments are intrinsically multi-tenant, where different tenants (or cloud consumers) consume computational, network, and storage resources on an on-demand basis. This type of virtualized environment causes performance to be variable and heterogeneous, therefore having consequences on application costs. When migrating applications to the cloud, this heterogeneity causes architectural decision making to be more complex, mainly due to the limited amount of knowledge about cloud services. This work tackles the aforementioned decision making challenge, by defining and realizing a design decision support framework called SCARF to assist IT organizations to efficiently migrate their applications to the cloud, with a focus on optimizing their cost and performance. In summary, SCARF is a design and decision support framework for \textit{systematically (re)distributing applications in the cloud}. SCARF equips application architects with a design process and tools (i) to model their application architectures, (ii) to automatically discover potential cloud services to (re-)deploy their application components, (iii) to evaluate them with respect to cost and performance, and (iv) to monitor and analyze application costs and performance evolution during runtime. SCARF builds upon existing concepts and techniques in the domain of cloud application topologies, case base reasoning, similarity analysis, and utility theory, in order to simplify the steps for re-engineering and migrating traditional applications to the cloud. The technological support for SCARF, SCARF-T, comprises an integrated tool chain built upon prior standards and reusing existing technologies and tools. The evaluation of SCARF and SCARF-T show a more efficient and simplified decision making process for migrating applications to the cloud, as also shown by the publications supporting this thesis. Overall, SCARF can be considered as a starting point for enabling IT organizations with architectural decision support for migrating their applications to the cloud, with a focus on optimizing the complete spectrum of application non-functional aspects.Item Open Access Service-oriented integration of blockchain smart contracts(2025) Falazi, Ghareeb; Leymann, Frank (Prof. Dr. Dr. h. c.)Blockchains are distributed systems that enable autonomous entities to collaborate without mutual trust or trusted third parties. To enable this, a blockchain maintains its state in a replicated, append-only ledger that only allows changes via agreed-upon transactions approved by means of a consensus mechanism. Although early blockchains aimed to enable self-governing digital money at a global scale, modern blockchains have expanded their applicability to other domains, such as identity management, international trade, and supply chains. This is facilitated by the introduction of smart contracts, which are immutable programs deployed directly on blockchains and executed by the network nodes in a provable manner. They enable enterprises to execute the logic that governs their collaborations reliably without depending on intermediaries. The emerging blockchain business opportunities have motivated enterprises to integrate them with their processes and systems. However, specific technical challenges complicate this task. For example, the interactions between client applications and blockchains have unclear quality of service. Further, many business scenarios require integrating with services hosted across multiple blockchains. However, blockchains lack standardization, are heterogeneous, and do not readily support cross-chain transactions. To facilitate the integration of blockchains into enterprise applications, the presented thesis proposes to interpret blockchain-based services as regular services in a service-oriented architecture, which allows the adoption of existing Web services concepts to tackle the integration challenges at hand. In particular, this work presents specifications to enable the uniform description, addressing, and invocation of smart contracts. Furthermore, it analyzes the reliable messaging guarantees of blockchains and their ability to run atomic transactions that can be executed in parallel safely, and introduces a uniform approach to handle the problem of blockchain forking. Moreover, the thesis analyzes the characteristics of existing approaches that support distributed business transactions across multiple blockchains and introduces a novel approach that enables executing such transactions in an atomic and serializable manner. To enable the integration of blockchains into business processes this work introduces an approach that supports designing blockchain-aware process models and executing them using standard-compliant engines. Finally, the SOSI method combines the aforementioned contributions to enable service-oriented integration of smart contracts and other blockchain-based services. The technological support for using the SOSI method is facilitated with a comprehensive toolchain, which is implemented prototypically to prove the practical feasibility of the introduced concepts.Item Open Access An architectural decision modeling framework for service oriented architecture design(2009) Zimmermann, Olaf; Leymann, Frank (Prof. Dr.)In this thesis, we investigate whether reusable architectural decision models can support Service-Oriented Architecture (SOA) design. In the current state of the art, architectural decisions are captured ad hoc and retrospectively on projects; this is a labor-intensive undertaking without immediate benefits. On the contrary, we investigate the role reusable architectural decision models can play during SOA design: We treat recurring architectural decisions as first-class method elements and propose an architectural decision modeling framework and a reusable architectural decision model for SOA which guide the architect through the SOA design. Our approach is tool supported. Our framework is called SOA Decision Modeling (SOAD). SOAD provides a technique to systematically identify recurring decisions. Our reusable architectural decision model for SOA conforms to a metamodel supporting reuse and collaboration. The model organization follows Model-Driven Architecture (MDA) principles and separates long lasting platform-independent decisions from rapidly changing platform-specific ones. The alternatives in a conceptual model level reference SOA patterns. This simplifies the initial population and ongoing maintenance of the decision model. Decision dependency management allows knowledge engineers and software architects to check model consistency and prune irrelevant decisions. Moreover, a managed issue list guides through the decision making process. To update design artifacts according to decisions made, decision outcome information is injected into design model transformations. Finally, a Web-based collaboration system provides tool support for the framework steps and concepts. The SOAD framework is not only applicable to enterprise application and SOA design, but also to other application genres and architectural styles. SOAD supports use cases such as education, knowledge exchange, design method, review technique, and governance instrument.Item Open Access KPI-related monitoring, analysis, and adaptation of business processes(2016) Wetzstein, Branimir; Leymann, Frank (Prof. Dr. Dr. h. c.)In today's companies, business processes are increasingly supported by IT systems. They can be implemented as service orchestrations, for example in WS-BPEL, running on Business Process Management (BPM) systems. A service orchestration implements a business process by orchestrating a set of services. These services can be arbitrary IT functionality, human tasks, or again service orchestrations. Often, these business processes are implemented as part of business-to-business collaborations spanning several participating organizations. Service choreographies focus on modeling how processes of different participants interact in such collaborations. An important aspect in BPM is performance management. Performance is measured in terms of Key Performance Indicators (KPIs), which reflect the achievement towards business goals. KPIs are based on domain-specific metrics typically reflecting the time, cost, and quality dimensions. Dealing with KPIs involves several phases, namely monitoring, analysis, and adaptation. In a first step, KPIs have to be monitored in order to evaluate the current process performance. In case monitoring shows negative results, there is a need for analyzing and understanding the reasons why KPI targets are not reached. Finally, after identifying the influential factors of KPIs, the processes have to be adapted in order to improve the performance. %The goal thereby is to enable these phases in an automated manner. This thesis presents an approach how KPIs can be monitored, analyzed, and used for adaptation of processes. The concrete contributions of this thesis are: (i) an approach for monitoring of processes and their KPIs in service choreographies; (ii) a KPI dependency analysis approach based on classification learning which enables explaining how KPIs depend on a set of influential factors; (iii) a runtime adaptation approach which combines monitoring and KPI analysis in order to enable proactive adaptation of processes for improving the KPI performance; (iv) a prototypical implementation and experiment-based evaluation.Item Open Access Architectural principles and decision model for Function-as-a-Service(2024) Yussupov, Vladimir; Leymann, Frank (Prof. Dr. Dr. h. c.)Cloud computing revolutionized the way modern applications are designed and operated. Instead of maintaining the on premise infrastructure many enterprises incorporate various cloud offerings when designing their applications to decrease time-to-market and reduce the required management efforts. This includes the use of traditional cloud service models such as IaaS or PaaS as well as novel models such as FaaS that enables engineering cloud applications by composing fine-grained functions hosted on FaaS platforms with a variety of provider-managed services, e.g., data persistence and messaging services. Most management tasks for the components in FaaS-based applications become a responsibility of the chosen cloud provider, which, however, results in a stronger dependence on provider products and their implementation and packaging requirements. Therefore, engineering of FaaS-based applications can benefit from a stronger focus on the architectural considerations instead of specific products that often appear as fast as they become obsolete. This work focuses on different aspects of provider-agnostic design for FaaS-based applications and is inspired by the increased dependence of components in such applications on product-specific requirements. To enable reasoning on component hosting and management requirements in a provider-agnostic manner, this work introduces a pattern language capturing various trade-offs for hosting application components in the cloud. Furthermore, to facilitate classification and selection support for components in FaaS-based applications, this work presents a classification framework for FaaS platforms and introduces a classification framework metamodel that generalizes these concepts for other component types in such applications. Additionally, this work introduces a standards-based modeling approach for specifying function orchestrations and transforming them into provider-specific formats and an automated function code extraction and wrapping approach that aims to facilitate reusing functions for different FaaS platforms. To enable using these contributions together, this thesis also introduces the GRASP method that enables gradual modeling and refinement of FaaS-based applications from abstract topologies to executable deployment models. The technological support for using the GRASP Method is enabled by an integrated GRASP toolchain. To validate the feasibility of the introduced concepts, the GRASP toolchain is implemented prototypically and integrated with the existing tools for pattern-based modeling and deployment of cloud applications.Item Open Access Eine Methode zum Verteilen, Adaptieren und Deployment partnerübergreifender Anwendungen(2022) Wild, Karoline; Leymann, Frank (Prof. Dr. Dr. h. c.)Ein wesentlicher Aspekt einer effektiven Kollaboration innerhalb von Organisationen, aber vor allem organisationsübergreifend, ist die Integration und Automatisierung der Prozesse. Dazu zählt auch die Bereitstellung von Anwendungssystemen, deren Komponenten von unterschiedlichen Partnern, das heißt Abteilungen oder Unternehmen, bereitgestellt und verwaltet werden. Die dadurch entstehende verteilte, dezentral verwaltete Umgebung bedarf neuer Konzepte zur Bereitstellung. Die Autonomie der Partner und die Verteilung der Komponenten führen dabei zu neuen Herausforderungen. Zum einen müssen partnerübergreifende Kommunikationsbeziehungen realisiert und zum anderen muss das automatisierte dezentrale Deployment ermöglicht werden. Eine Vielzahl von Technologien wurde in den letzten Jahren entwickelt, die alle Schritte von der Modellierung bis zur Bereitstellung und dem Management zur Laufzeit einer Anwendung abdecken. Diese Technologien basieren jedoch auf einer zentralisierten Koordination des Deployments, wodurch die Autonomie der Partner eingeschränkt ist. Auch fehlen Konzepte zur Identifikation von Problemen, die aus der Verteilung von Anwendungskomponenten resultieren und die Funktionsfähigkeit der Anwendung einschränken. Dies betrifft speziell die partnerübergreifenden Kommunikationsbeziehungen. Um diese Herausforderungen zu lösen, stellt diese Arbeit die DivA-Methode zum Verteilen, Adaptieren und Deployment partnerübergreifender Anwendungen vor. Die Methode vereinigt die globalen und lokalen Partneraktivitäten, die zur Bereitstellung partnerübergreifender Anwendungen benötigt werden. Dabei setzt die Methode auf dem deklarativen Essential Deployment Meta Model (EDMM) auf und ermöglicht damit die Einführung deploymenttechnologieunabhängiger Modellierungskonzepte zur Verteilung von Anwendungskomponenten sowie zur Modellanalyse und -adaption. Das Split-and-Match-Verfahren wird für die Verteilung von Anwendungskomponenten basierend auf festgelegten Zielumgebungen und zur Selektion kompatibler Cloud-Dienste vorgestellt. Für die Ausführung des Deployments können EDMM-Modelle in unterschiedliche Technologien transformiert werden. Um die Bereitstellung komplett dezentral durchzuführen, werden deklarative und imperative Technologien kombiniert und basierend auf den deklarativen EDMM-Modellen Workflows generiert, die die Aktivitäten zur Bereitstellung und zum Datenaustausch mit anderen Partnern zur Realisierung partnerübergreifender Kommunikationsbeziehungen orchestrieren. Diese Workflows formen implizit eine Deployment-Choreographie. Für die Modellanalyse und -adaption wird als Kern dieser Arbeit ein zweistufiges musterbasiertes Verfahren zur Problemerkennung und Modelladaption eingeführt. Dafür werden aus den textuellen Musterbeschreibungen die Problem- und Kontextdefinition analysiert und formalisiert, um die automatisierte Identifikation von Problemen in EDMM-Modellen zu ermöglichen. Besonderer Fokus liegt dabei auf Problemen, die durch die Verteilung der Komponenten entstehen und die Realisierung von Kommunikationsbeziehungen verhindern. Das gleiche Verfahren wird auch für die Selektion geeigneter konkreter Lösungsimplementierungen zur Behebung der Probleme angewendet. Zusätzlich wird ein Ansatz zur Selektion von Kommunikationstreibern abhängig von der verwendeten Integrations-Middleware vorgestellt, wodurch die Portabilität von Anwendungskomponenten verbessert werden kann. Die in dieser Arbeit vorgestellten Konzepte werden durch das DivA-Werkzeug automatisiert. Zur Validierung wird das Werkzeug prototypisch implementiert und in bestehende Systeme zur Modellierung und Ausführung des Deployments von Anwendungssystemen integriert.Item Open Access Prozessbausteine(2014) Eberle, Hanna; Leymann, Frank (Prof. Dr.)Gegenwärtig existierenden Modellierungssprachen und Werkzeugen zur Umsetzung prozessbasierter Anwendungen liegt im Allgemeinen die Annahme eines zur Entwicklungszeit bekannten und in seiner Struktur vollständig ausmodellierten Prozessmodells zugrunde. Für Szenarien, in welchen eine prozessbasierte Anwendung neben stabilen, d.h. zur Modellierungszeit des Prozesses bekannten, auch durch dynamische, d.h. erst zur Anwendungslaufzeit geltende, Rahmenbedingungen beeinflusst wird, ist eine derartige statische Prozessmodellierung nur bedingt geeignet. In diesen Szenarien ist es vielmehr wünschenswert, (i) zur Entwicklungszeit bereits bekannte Prozessteile der Anwendung detailliert ausmodellieren zu können, und diese (ii) zur Laufzeit der Anwendung unter Berücksichtigung der zum Ausführungszeitpunkt geltenden dynamischen Rahmenbedingungen zum vollständigen Prozess der Anwendung zu integrieren. Das im Verlauf dieser Arbeit vorgestellte Konzept der Prozessbausteine setzt an diesem Punkt an und schafft ein Rahmenwerk für die Modellierung und Ausführung prozessbasierter Anwendungen unter Berücksichtigung sowohl stabiler als auch dynamischer Rahmenbedingungen. Kerngedanke des Konzepts ist die Abbildung stabiler Rahmenbedingungen zur Entwicklungszeit in Form teilweise unvollständiger Prozessmodelle, sogenannter Prozessbausteine. Zu einem späteren Zeitpunkt im Lebenszyklus der Anwendung werden diese Prozessbausteine dann, motiviert durch die jeweils geltenden dynamischen Rahmenbedingungen, mit weiteren Prozessbausteinen zum vollständigen Prozessmodell der Anwendung integriert. Zur vollständigen Unterstützung der Entwicklung von Anwendungen auf Grundlage dieses Konzepts umfasst die vorliegende Arbeit die Definition eines Metamodells für sowohl die Modellierung einzelner als auch die Repräsentation integrierter Prozessbausteine, die Beschreibung der Ausführung integrierter Prozessbausteine, sowie die Vorstellung einer Architektur für die Ausführung integrierter Prozessbausteine.