Fleksibel arbeidsflyt og interaktive modeller Håvard D. Jørgensen Stipendiat, IDI, NTNU Forsker, SINTEF Oslo hdj@sintef.no

Oversikt over forelesningen Introduksjon til arbeidsflyt (Carlsen) Klassifisering av arbeidsflyt Workflow Management Coalition - standardisering Modellering av arbeidsflyt Emergent arbeidsflyt (Jørgensen, Carlsen) Interaktive modeller (Krogstie, Jørgensen, Lillehagen)

Klassifisering av arbeidsflyt Tradisjonelle Abbot og Sarin (1994) Mail vs. database-drevet Design vs. runtime Dokument vs. prosessorientert Silver (1994)

Klassifisering av arbeidsflyt Ader og Marshak Produksjonsorientert Formell, lite variasjon, høy kontroll, ytelse Saksbehandling bank & finans Administrativ Veldefinerte adm. prosedyrer, ytelse mindre viktig Reiseregninger, innkjøp... Kollaborativ Mindre rigide prosedyrer, samarbeids-støtte Felles strukturert dokumentutarbeidelse Ad-hoc Ingen forhåndsdefinert prosedyre; instans-spesifikk Kjapp bruker-definering av ruting og arbeidstrinn

Klassifisering av arbeidsflyt Derek Miers, Process Product Watch 1) 3 organisasjons-dimensjoner...

Klassifisering av arbeidsflyt Derek Miers, Process Product Watch 2) .. overlagret 3 teknologi-dimensjoner

Klassifisering av arbeidsflyt Oppsummering Produksjonsorientert vs. Ad-hoc Viktigste skille-linjen; samfaller ofte med: Statisk vs. Dynamisk Statisk har adskilt buildtime / runtime Prosessmodellen kan ikke endres under utførelse Dynamisk arbeidsflyt Prosessmodell kan endres og detaljeres under utførelse Virksomhets- vs. Arbeidsgruppe-orientering Trenger ikke være noen motsetning! “Rutiner” kan ha “vage deler” Ulike aktører har ulike endrings-rettigheter

WfMC Workflow Management Coalition Leverandører, konsulenter, etc. Terminologi Referansemodell for arbeidsflyt-systemer, grensesnitt (APIer) Interoperabilitet På tvers av tekniske løsninger (leverandør-uavhengighet) Mellom organisasjoner Videreført i OMG

WfMC Generisk produktstruktur

WfMC Terminologi

WfMC Referansemodell

WfMC Kritikk Standardiseringsarbeidet går sent Fokus på produksjonsorientert arbeidsflyt Markedsdominans Felles, generisk prosess meta-modell vanskelig Synes opptatt av “automatisering”

Modellering av arbeidsflyt Ulike tilnærminger ... Tradisjonell, transformasjonsorientert IPO: Input-Process-Output (f.eks APM, DFD, IDEF0) Talehandlingsbasert Koordinering gjennom samtaler Rolle-modellering RIN og RAD; sistnevnte brukt i BPR System-tenkning / System-dynamikk Analyse, simulering Føringsbaserte representasjoner Constraints Programmeringsspråk UML

Prosesser er transformasjoner Arbeidsnedbryting Sekvens Flyt av hva?

Prosesser er forhandling

IPO vs. Talehandling Sammenlikning (Center et al., 1993)

Prosesser er interaksjon mellom roller Role Activity Diagrams Role Interaction Nets UML Activity Diagrams with swimlanes Administrative prosesser

Prosesser er styrt av rammebetingelser Milepæler Kostnader Leveranse-spesifikasjon Tilgjengelige ressurser Avhengigheter mellom oppgaver A før B A slutter før B starter? A slutter før B slutter? A starter før B? Regler, formell logikk, ikke visuelle modeller

Prosesser er vekselvirkninger Ikke lineær kausalitet Holistisk: alt henger sammen med alt Analyse Anvendt på software engineering

Trender Embedded workflow Kunnskapsforvaltning E-business Arbeidsflyt som komponent i større system (ERP, eBusiness) Kunnskapsforvaltning Prosessmodeller er kunnskap om hvordan vi jobber E-business Sikkert, enkelt Case management (CRM) Veldefinerte steg, fleksibel rekkefølge Emergent workflow

Emergent Workflow: Integrated Planning and Performance of Process Instances Hi. This is a test of how ppt writes speaker notes on handouts. - Håvard Jørgensen - Tester 1

Kunnskapsintensiv virksomhet Prosjekt: Unik, ad-hoc arbeidsprosess Skiftende omgivelser, rammer, kunder og konkurrenter Uklare krav og behov Skreddersydd for hver kunde, ikke hyllevarer Arbeidere med høyt kunnskapsnivå Desentralisert beslutningstaking, autonomi Informasjonsgrunnlaget er ustrukturert, og gir rom for flere tolkninger Organisasjoner som kan være spredt i tid og rom 1

Arbeidsflyt Hel eller delvis automatisering av en forretningsprosess, hvor dokumenter, informasjon eller oppgaver sendes fra en deltaker til en annen, etter en mengde prosedyrer [WfMC] Tradisjonelt: Rutineoppgaver, dokumentflyt 1 modell brukes til mange prosesser, repetisjon Aktiv støtte for planlegging, utførelse og koordinering av arbeid, basert på en eksplisitt prosessmodell

Hvorfor arbeidsflyt ? Eksplisitt forankring av prosessmodeller i praksis (kvalitetssikring, organisasjonsendringer, kunnskapsforvaltning etc.) Mer presise, konkrete modeller Økt verdi av modellene, som utgangspunkt for planer Felles forståelse Læring Spredning gjennom bedre modeller Nyskapning gjennom refleksjon Koordinering over tid og avstand

What is Emergent Workflow? Process definition as articulation work An activity that is part of the process it defines Dynamic, incomplete and ambiguous models Process definition at the instance level Change is the rule of the game Projects are unique processes Simplify dynamic adaptation Templates as resources for adaptation Model reuse as process knowledge management Static  dynamic/adaptive  emergent workflow

Requirements and Challenges Dynamic and uncertain environment Allow modification of plans Support semi-autonomous work groups Workflow modelling by end-users Integrated planning and performance Incomplete models Interactive workflow enactment Learn from experience Reuse of effort Process knowledge management

Support of flexibility Preferences Personal and group tailoring Exceptions General Local changes Sources for innovation and learning System changes Reuse Evolution Knowldege management, organisational learning

Modelling by End-Users Semi-autonomous workgroups will plan and coordinate their own work End-users must own process definitions User-oriented workflow language Simple Extensible User-oriented concepts Multiple user-defined views The same objects in definition and enactment

Workitem (task) One concept for “Process”, “Activity”, “Task” etc. Atomic, composite, or workflows Depending on current state in lifecycle WorkItem name Input Output Resources

From Workitems to Workflows Objectives A minimal set of concepts for workflow enactment Simple behavioral semantics of process models Allow dynamic, incomplete process definitions Flow of work, not information Simpler models Information as resources Information objects in shared workspaces

Flows and Connectors + & Flows represent a dependency A  B means A should finish before B start Strict flow interpretation simplifies enactment Decision connectors allow branching Choice (XOR, 1) Parallelism (AND, *) Unspecified (0-*). Ambiguity and uncertainty Workitems have one input and one output decision connector + &

Process Model Example Handle Change Requests w2 w1 w4 w3 w6 + w5 Sequence/Precedence w1 before w2, w3 Choice w2 or w3, not both Parallelism w4, w5 in parallel either might start before the other Synchronization both w4, w5 finished before w6 can start Handle Change Requests Reject proposal w2 Evaluate proposal w1 Implement GUI Changes w4 + Prepare Changes w3 Accept new version w6 & Implement Server Changes w5 & +

Interactive Workflow Enactment Incomplete process models Workflow engine as an interaction machine Interpretation of the process definition is carried out in cooperation between users and the engine Connectors represent decision points in the workflow Input/Output decisions implies starting and finishing the workitem Some decisions can be predefined and automated Others must be resolved by humans

Decisions and User Involvement Fallback mechanism When the model is inconclusive, a user is asked to make the decision Decisions also capture important exceptions Users may make a decision that overrides the planned flow of work Inconsistent states are captured Opportunistic involvement Starting work although not all inputs are ready

Varying Degrees of Structure Automatic scheduling by enactment engine Manual scheduling by users

Workware Prototype emergent workflow system first developed in the AIS project, further extended in EXTERNAL Internet-based Components Task manager Tasklists for persons and projects Worktops for each task Shared workspace for each task Interactive workflow engine Modelling language in METIS Awareness monitor

Tasklist

Coordination and Awareness Standardisation of process Automated in workflow enactment Mutual adjustment by informed actors Awareness: Notifies you about the actions of others Trigger proactive actions A flow represent a dependency to be coordinated Opportunistic involvement (early start of workitem) Flow as a channel for awareness. Awareness and enactment both utilise process models for coordination

Process Knowledge Management Process models as explicit knowledge Created in a social process, a rich background of tacit knowledge Externalisation of process plans Instances allow more accurate capture Combination of templates Harvesting past experience into new templates

Further Work (1999) Interactive enactment In addition to developing algorithms for adaptive workflow, we should study how to involve users in the process. Test the prototype in real-world projects 3 cases in EXTERNAL Process knowledge management More powerful enactment rules Resource brokers More flexible routing of awareness information

Summary Objective Emergent workflow To support knowledge-intensive project work Emergent workflow Unique process instances Modelled by end-users Integrated process definition and enactment Interactive workflow enactment From automation to interaction Process knowledge management Learning from experience

Interaktive modeller Fra prosesser til andre typer modeller Utnytte modellene mens systemet er i bruk, ikke bare under utvikling Fra automatisering til interaksjon Modeller er data, data er modeller

Interaktive modeller Modeller som brukes i systemet under drift Styrer systemets oppførsel Brukerne kan endre dem Skreddersøm Eksempler Arbeidsflyt Ontologier i intranett Produktmodeller Informasjonssøk

Tilpasning, integrasjon Systemutvikling Tradisjonelle modeller Analyse Utvikler Spesifisering Design Koding Vedlikehold Test Tilpasning, integrasjon Installering Bruk Anskaffelse Krav Interaktive modeller Behov Bruker

Trender eBusiness (B2B) Virksomhetsmodellering Ontologier Arbeidsflyt Handel, standarder  kunnskapsbasert samarbeid Virksomhetsmodellering Også for bruk Ontologier Statiske  Dynamiske Arbeidsflyt Statisk og adaptiv  Interaktiv Mellomvare (OMG, Microsoft) Teknisk integrasjon  Modellering, arbeidsflyt, forretningslogikk, metaobjekter

Interaksjon Artikulering Domene Aktivering

Nyanser i terminologi Eksternalisere Artikulere Reifisere Objektivere sette ord på Artikulere gjøre tydelig Reifisere gjøre tinglig, håndgripelig Objektivere bli til objektiv sannhet, felles forståelse Abstrahere, representere, visualisere … Modellere?

Aktivering Aktivering = Initiativ + Tolkning + Handling 3 måter Brukerne Systemet Interaktivt: Brukerne og systemet samarbeider Situasjonsbestemt automatiseringsgrense En modell er aktiv hvis den blir aktivert … interaktiv hvis ... Automatisering Informering Reaktive brukere Proaktive brukere

Visualisering: Manuell aktivering Oversikt Koordinering Modellstyrt Data Visning Filtrering

Interaktive modeller og systemutvikling Forskjeller Alle brukerne modellerer Umiddelbar kobling mellom modell og verden Likevel brukes samme teknikker UML for virksomhetsmodellering Petri Net for arbeidsflyt Hva er utfordringene? Hva er kravene?

Utfordring 1: Deltagelse Sosial og organisatorisk utfordring Krever åpenhet, og innsynskontroll? Kultur, alder, lederstil Øke nytteverdien Flere interaktorer/aktivatorer Minst mulig ekstraarbeid Knytte modellering til arbeidet man ellers gjør Gjenbruk Introduksjonsproblem? Kritisk mengde brukere

Krav Enkelt, grafisk språk Fleksibilitet Lettere å lære Uttrykkskraft koster, språk-effektivitet og ikke featuritis Fleksibilitet Dynamiske, ikke komplette modeller Lokale endringer Utvide, endre språket underveis Domene-orientert Lokale konvensjoner

Løsningsmetoder Modellere instanser Interaktiv tolkning Lokale endringer Maler for gjenbruk Interaktiv tolkning La brukerne håndtere tvetydighet Varierende, voksende detaljeringsgrad Kontekstuell tolkning av modellelementer Person: Bruker, rolle, stilling, medlem Workitem: Aktivitet, prosess, oppgave, aksjon, prosjekt Samvirkende interaktorer med komplementære tolkninger

Holistisk semantikk (Semantic holism) Meningen til et element avhenger av resten av modellen, hvilken sammenheng det står i Naturlig språk, ord i setning, system-teori Motsatt av splitt-og-hersk konstruktivitet

Eksempler EXTERNAL Case-verktøy Samarbeid i design Kunnskapsbasert bedriftssamarbeid Case-verktøy Utviklingsprosesser og -produkter Samarbeid i design Konflikthåndtering i produktmodeller Konseptuelle og lingvistiske modeller Informasjonssøk i helsevesenet Databasesøk Nye spørsmål avhengig av modell og situasjon

EXTERNAL Infrastruktur METIS: Modeling and visualization Workware: Interactive process activation FrameSolutions: Workflow automation XCHIPS: Synchronous cooperation SimVision: Project simulation

Prosessmodeller i EXTERNAL Metamodelling Planned processes Emergent processes Modelling, Planning Work Management, Coordination Work Performance

Kvalitet av interaktive modeller Metamodelling Participant knowledge K Language extension L Modeling domain D Model externalization M Social actor interpretation I Technical T Manual activation Manual articulation Change Activation Reflection Articulation Model evolution Automatic articulation Automatic activation

+ + - + + + - + -

Oppsummering Arbeidsflyt Statisk og dynamisk Emergent Emergent arbeidsflyt gjennom interaktiv prosessmodellering Aktive og interaktive modeller Fra automatisering til aktivering Fra lukkede til åpne systemer Fra algoritmer til distribuert interaksjon