Analysis and Optimization of Visual Enterprise Models

Security, risk and compliance are increasingly important issues in enterprise modelling. An analysis of real world scenarios for banking has shown that today's "best practices'' based on informal techniques are insufficient and should be replaced by adequate formal approaches. For this purpose, visual enterprise models based on algebraic graph and model transformation are proposed in this thesis, where the following two typical problem areas are considered: (1) Behaviour Analysis and Optimization of Visual Enterprise Process Models (2) Conformance Analysis of Enterprise Process and Service Models The first problem is solved by new concepts and results concerning behaviour analysis of visual languages, especially analysis of permutation equivalence of graph transformations based on Petri nets. In order to tackle the second problem area, model transformations based on triple graph grammars are introduced with new results concerning analysis and optimization enabling automated support for sound integration and conformance checks between different models. The new results in the area of graph and model transformation are developed in the general framework of M-adhesive transformation systems. They can be instantiated to a large variety of high-level replacement systems and applied not only to enterprise modelling, but also to several other application domains. Last but not least, the new tool AGT-M provides automated tool support for simulation, analysis and optimization in various case studies.
 
Sicherheit, Risikomanagement sowie Regelkonformität sind von wachsender Bedeutung im Bereich der Unternehmens-Modellierung. In einer Analyse von realen Szenarien im Bankenbereich wurde deutlich, dass heutige "Best Practices", die auf informellen Techniken basieren, nicht ausreichen und durch adäquate formale Techniken ersetzt werden sollten. Zu diesem Zweck schlagen wir die visuelle Modellierung von Unternehmen basierend auf algebraischer Graph- und Modelltransformation vor, wobei die beiden folgenden typischen Problemfelder betrachtet werden: (1) Verhaltensanalyse und Optimierung von visuellen betriebswirtschaftlichen Prozess-Modellen (2) Konformitätsanalyse zwischen betriebswirtschaftlichen Prozess- und Organisations-Modellen Das erste Problem wird mit Hilfe neuer Konzepte und Resultate bezüglich der Verhaltensanalyse von visuellen sprachen gelöst, insbesondere mit Hilfe der Analyse von Permutations-Äquivalenz von Graphtransformationen basierend auf Petrinetzen. Zur Behandlung des zweiten Problembereichs werden Modelltransformationen basierend auf Triple-Graphgrammatiken inklusive neuer Resultate für die Analyse und Optimierung vorgestellt, was eine automatisierte Unterstützung einer konsistenten Integration sowie Konformitätsüberprüfung zwischen den Modellen ermöglicht. Die neuen Resultate im Bereich der Graph- und Modelltransformation werden in dem allgemeinen Rahmenwerk der M-adhesiven Transformationssysteme entwickelt. Sie können somit für zahlreiche High-Level-Ersetzungssysteme instanziiert werden und demzufolge nicht nur im Bereich der Unternehmensmodellierung sondern auch in diversen anderen Anwendungsdomänen eingesetzt werden. Zudem bietet die neue Software AGT-M eine automatisierte Werkzeugunterstützung für die Simulation, Analyse und Optimierung in verschiedenen Fallstudien.