Transforming business process models into system dynamics models -- Developing a transformation tool

Abstract

Diese Arbeit untersucht die Integration von Business Process Model and Notation (BPMN) und System Dynamics (SD), um die Modellierung und Analyse im Geschäftsprozessmanagement zu verbessern. Ziel dieser Forschung ist die Entwicklung eines automatisierten Werkzeugs, das BPMN-Diagramme in Stock-and-Flow-Diagramme übersetzt, indem es die strukturellen Vorteile von BPMN für eine genaue Prozesskartierung und die dynamischen Modellierungsfähigkeiten von SD nutzt.Im Rahmen dieser Studie implementieren wir ein experimentelles Werkzeug auf der Simplified Modelling Platform, basierend auf den ersten von Proper et al. (2023) vorgeschlagenen Kartierungsmethodologien. Die Simplified Modelling Platform bringt einen Low-Code-Ansatz in Modellierung und Metamodellierung, der aufgrund seiner anpassbaren Notationen, relativ flexiblen Benutzeroberfläche und Fähigkeit, Visualisierungen und Transformationen bereitzustellen, für geschäftliche und Forschungsanwendungen geeignet ist.Die Dissertation zeigt auf, dass das Werkzeug zwar erfolgreich die Machbarkeit der automatischen Umwandlung von BPMN- in SD-Modelle demonstriert, jedoch eine stabilere Entwicklungsplattform benötigt wird, um die Funktionen der Plattform zu erweitern. Ferner sind zur Optimierung der automatischen Transformation weitere Verbesserungen notwendig, um den Einsatz komplexerer Modelle zu erleichtern. Diese Forschungsarbeit liefert nicht nur eine praktische Lösung für die (automatische) Transformation von BPMN- zu SD-Modellen im Bereich des Geschäftsprozessmanagements, sondern schafft auch eine Grundlage für zukünftige Forschungen, die verschiedene Modellierungsansätze integrieren, um ein tieferes Verständnis zu entwickeln und organisatorische Prozesse zu optimieren.

This thesis explores the integration of Business Process Model and Notation (BPMN) and System Dynamics (SD) to enhance modeling and analysis in business process management. This research aims to develop an automated tool that translates BPMN diagrams to Stock-and-Flow Diagrams by leveraging the structural advantages of BPMN for accurate process mapping and the dynamic modelling capabilities of SD.Throughout this study we implement an experimental tool in the Simplified Modelling Platform, based on the first mapping proposed by Proper et al. (2023). Simplified modeling platform brings a low-code approach in modeling and meta-modeling, that is appropriate for business and research applications due to its adjustable notations, relatively flexible user interface, and ability to provide visualisations and transformations.The thesis asserts that although the tool effectively demonstrates the feasibility to automatically transform BPMN to SD models, a more stable development environment is required to extend the platform's functionalities. Furthermore, to optimize the automatic transformation, further improvements are required, in order to facilitate the use of more complex models. This research not only provides a practical answer on (automatically) transforming BPMN-to-SD models in the field of business process management, but also establishes a guide for future research on integrating diverse modelling approaches to gain a better understanding and optimise organisational processes.