Formalisms and tools to describe and monitor engineering processes

Abstract

Technische Großprojekte im Infrastrukturbereich wie etwa Eisenbahnprojekte oder Industrieanlagen stellen komplexe Entwicklungsprozesse dar. Die zeitgerechte Ausführung und präzise Steuerung solcher Prozesse ist essentiell für das Endergebnis solcher Projekte. Das hängt einerseits von der Möglichkeit ab, einen vorgegebenen Prozessablauf durch seine Beschreibung überwachen zu können und andererseits von der Koordination des involvierten Personals, das unterschiedliche Aufgaben in einem Prozess zeitgerecht ausführen sollen. In der vorliegenden Arbeit präsentieren wir wie mit einer ausgewählten Modellierungssprache komplexe Entwicklungsprozesse modelliert werden können. Weiters werden Tools evaluiert, die nicht nur die Ausführung modellierter Entwicklungsprozesse unterstützen, sondern auch um Methoden aus der Wissenschaft hinsichtlich automatischer Koordination von verfügbarem Personal erweitert werden können. Obwohl einige existierende Tools bereits Funktionen zur Koordinierung von Personal integriert haben, ist ein hoher manueller Aufwand notwendig, Personal zu koordinieren. Wir präsentieren einen Ansatz, eine wissenschaftliche Methode zur automatischen Personalzuteilung basierend auf Answer Set Programming (ASP) in ein Pozess-Management-Tool zu integrieren. Das Tool, das um diesen Ansatz erweitert wird, kann somit neben der Überwachung und Steuerung komplexer Entwicklungsprozesse automatisch verfügbares Personal jederzeit unter Einhaltung von Constraints allokieren. Mit dieser Erweiterung können Zeit und Kosten gespart werden, da Fehler, die durch manuelle Koordinierung entstehen reduziert werden.

The description and monitoring of complex engineering processes is a vital component in the overall execution of large scale engineering projects. In addition to that the just-in time coordination of (human) resources collaborating in the different tasks involved is a challenge in itself that needs to be optimized for the timely completion of the end product. In this presented master thesis we present the modeling of engineering processes by means of a selected modeling language from Business Process Management (BPM) and we further present a proof of concept integrating an approach to automate the coordination of available resources in an optimal fashion into a selected BPM system. Although there are settings for coordinating resources in already existing systems, they are falling short of mechanisms that allow for an automated allocation of resources under constraints in one stroke. As a support for the coordination of (human) resources we employ an approach for the automated allocation of resources from academia based on Answer Set Programming (ASP) that we integrate into a BPM system. In addition to the monitoring of complex engineering processes, the resulting extension allows to generate an automated resource allocation plan for currently available resources - a result that shall minimize errors as well as achieve time and cost savings.