Arbeitsabläufe in der Modellierung und Simulation

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung und Motivation

1.1 Definition Modellbildung und Simulation

1.1.1 Ausgangspunkt: Das System

1.1.2 Modellierung

1.1.3 Simulation und Experiment

1.2 Motivation fur den Einsatz von Modellierung und Simulation

1.3 Inhalt und Aufbau der Masterarbeit

2 Workflow und Workflow-Management

2.1 Gesch¨aftsprozesse und Workflow

2.1.1 Definitionen und Erl¨auterungen

2.1.2 Verschiedene Sichtweisen auf die Begriffe Gesch¨aftsprozesse und Workflow

2.1.3 Gesch¨aftsprozessmanagement und Qualit¨atssicherung

2.2 Workflow-Konzepte

2.2.1 Unterschiede zwischen Gesch¨afts-Workflows und wissenschaftlichen Workflows

2.2.2 Bestandteile von Workflows

2.3 Anforderungen an Gesch¨aftsprozessmanagement und Workflow-Management

2.3.1 Anforderungen an Gesch¨aftsprozesse und Gesch¨aftsprozessmanagement

2.3.2 Anforderungen an Workflow und Workflow-Management

2.4 Modellierung und Darstellung von Gesch¨aftsprozessen und Workflows

2.4.1 Modellierung mittels Flussdiagrammen

2.4.2 Modellierung mittels UML

2.4.3 Modellierung mittels EPK

2.4.4 Modellierung mittels BPMN

2.4.5 Darstellung mittels BPEL

2.4.6 Darstellung mittels XPDL

2.4.7 Modellierung und Darstellung von Workflows mittels Petrinetzen und Workflow-Netzen

2.5 Zusammenfassung des Kapitels

3 Vorgehensmodelle in der Modellierung und Simulation und Validierung von Simulationsergebnissen

3.1 Software und Vorgehensmodelle in der Softwareentwicklung

3.1.1 Software in Abgrenzung zu anderen Systemen

3.1.2 Qualit¨at und Softwarequalit¨at

3.1.3 Uberblick uber verschiedene Vorgehensmodelle in der Softwareentwicklung

3.1.4 Softwareentwicklung und Workflows

3.2 Vorgehensmodelle in der Modellierung und Simulation

3.2.1 Intuitives Vorgehen bei Modellierungs- und Simulationsprojekten

3.2.2 Vorgehensmodell nach Sargent

3.2.3 Vorgehensmodell nach Law und Kelton

3.2.4 Vorgehensmodell nach Kreutzer

3.2.5 Vorgehensmodell nach Rabe et al.

3.2.6 Vorgehensmodell nach Balci

3.2.7 Modellierung und Simulation im V-Modell XT

3.3 Verfeinerung einzelner Phasen der Modellierung und Simulation am Beispiel der Modellierung

3.4 Einsatz verschiedener Vorgehensmodelle in der Modellierung und Simulation

3.5 Qualit¨at in Simulationsprojekten

3.6 Verifikation, Validierung und Testen in der Modellierung und Simulation

3.6.1 Definitionen

3.6.2 Grundprinzipien von Verifikation und Validierung von Simulationsmodellen

3.7 Einbindung von Validierung und Verifikation in Modellierungs- und Simulationsvorgehensmodelle

3.7.1 Vorgehensmodell nach Law und Kelton

3.7.2 Vorgehensmodell nach Sargent

3.7.3 Vorgehensmodell nach Kreutzer

3.7.4 Vorgehensmodell nach Brade und Rabe et al.

3.7.5 Vorgehensmodell nach Balci

3.7.6 V-Modell XT

3.7.7 Graphenbasierter Ansatz zur Verifikation und Validierung

3.8 Konkrete Verifikations-, Validierungs- und Testmethoden

3.8.1 Grundprinzipien von Validierung, Verifikation und Testen in der Modellierung und Simulation

3.8.2 Gruppierung der Methoden

3.8.3 Einsatz konkreter Methoden

3.9 Zusammenfassung des Kapitels

4 Einsatz von Workflows in der Modellierung und Simulation

4.1 Einsatzgebiete von Workflows

4.2 Analyse vorhandener Simulationsumgebungen auf den Einsatz von Workflows

4.2.1 Kommerzielle Simulationswerkzeuge und nicht-kommerzielle Simulationsrahmenwerke: AnyLogic und Simul8 sowie Ptolemy II und RESTful-CD++

4.2.2 Umgebungen: MATLAB, R

4.2.3 M&S-Werkzeuge auf Basis von Umgebungen bzw. Web-Services: Simulink, Kepler und SYCAMORE

4.2.4 Ausfuhrungsunterstutzungswerkzeuge: ns-2measure, SWAN-Tools, Akaora 2

4.3 Zusammenfassung des Kapitels

5 Entwurf der Integration von Arbeitsabl¨aufen in JAMES II

5.1 Definition und Beschreibung JAMES II

5.1.1 Hintergrund

5.1.2 Entwicklungsziele

5.1.3 Einordnung und Entwicklungen

5.1.4 Entwicklungsstand

5.2 Anforderungen von JAMES II und den Beteiligten an Workflow-Unterstutzung

5.2.1 Allgemeine Anforderungen von JAMES II

5.2.2 Rollen in der M&S und deren Anforderungen an die Workflow-Unterstutzung

5.2.3 Anwendungsf¨alle/Szenarien

5.2.4 Zusammenfassung zu Anforderungen von JAMES II, Anwenderrollen und Szenarien

5.3 Grundlageentwurf

5.3.1 Technisches Modell einer Workflow-Unterstutzung

5.3.2 Ausgestaltung von Workflow-Definitionen

5.4 Technischer Entwurf

5.4.1 Client-Architektur

5.4.2 Server-Architektur

5.5 WFMS-Komponenten im Zusammenspiel am Beispiel des Vorgehensmodells von Balci

5.5.1 Workflow-Definition

5.5.2 Workflow-Ausfuhrung

5.5.3 Workflow-Administration

5.6 Zusammenfassung des Entwurfs eines WFMS fur JAMES II

6 Zusammenfassung und Ausblick

Zielsetzung & Themen

Das Hauptziel dieser Arbeit besteht darin, Arbeitsabläufe in der Modellierung und Simulation (M&S) als Mittel zur Qualitätssicherung darzustellen und den Entwurf eines Systems zur Workflow-Unterstützung für das Simulationsrahmenwerk JAMES II zu erarbeiten.

• Darstellung und Kategorisierung von Arbeitsabläufen in der M&S
• Analyse von Anforderungen an Workflow-Management-Systeme (WFMS) in der M&S
• Vergleich bestehender Modellierungsmethoden und Simulationstools im Hinblick auf Workflow-Funktionalitäten
• Entwurf einer Architektur für die Integration von Workflow-Unterstützung in das JAMES II-Rahmenwerk
• Erstellung eines Glossars zur Vereinheitlichung der Terminologie im Bereich Workflow-Management

Auszug aus dem Buch

Zusammenfassung der Kapitel

1 Einleitung und Motivation: Einführung in die Grundlagen der Modellierung und Simulation sowie Motivation der Relevanz von Qualitätssicherung und Arbeitsabläufen.

2 Workflow und Workflow-Management: Detaillierte Definition und Abgrenzung von Begriffen sowie Vorstellung verschiedener Modellierungs- und Darstellungsformen für Workflows.

3 Vorgehensmodelle in der Modellierung und Simulation und Validierung von Simulationsergebnissen: Analyse von Vorgehensmodellen in der Softwareentwicklung und M&S, kombiniert mit Methoden zur Qualitätssicherung und Validierung.

4 Einsatz von Workflows in der Modellierung und Simulation: Untersuchung bestehender Simulationsumgebungen und Werkzeuge hinsichtlich ihrer Workflow-Unterstützung.

5 Entwurf der Integration von Arbeitsabläufen in JAMES II: Detaillierter technischer Entwurf zur Integration einer Workflow-Unterstützung in das Simulationsrahmenwerk JAMES II.

6 Zusammenfassung und Ausblick: Resümee der Arbeit und Ausblick auf zukünftige Entwicklungspotenziale.

Schlüsselwörter

Modellierung, Simulation, Workflow, Qualitätssicherung, Workflow-Management-System, Vorgehensmodell, Verifikation, Validierung, Modellbildung, JAMES II, Softwareentwicklung, Prozessmanagement, Systemanalyse, Arbeitsabläufe, Modellvalidierung.

Häufig gestellte Fragen

Worum geht es in der Arbeit grundsätzlich?

Die Arbeit befasst sich mit der Rolle und der automatisierten Ausführung von Arbeitsabläufen (Workflows) in Projekten der Modellierung und Simulation sowie deren Bedeutung für die Qualitätssicherung.

Was sind die zentralen Themenfelder?

Die zentralen Themen sind die Modellbildung und Simulation (M&S), das Workflow-Management, Vorgehensmodelle der Softwareentwicklung, sowie die Verifikation und Validierung von Simulationsmodellen.

Was ist das primäre Ziel der Arbeit?

Das Ziel ist die Beschreibung von Arbeitsabläufen als Mittel zur Qualitätssicherung in der M&S und der Entwurf eines Systems zur Workflow-Unterstützung für das Rahmenwerk JAMES II.

Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?

Es wird eine Literaturanalyse bestehender Vorgehensmodelle und Systeme durchgeführt, gefolgt von einem konzeptionellen Entwurf einer technischen Workflow-Integration.

Was wird im Hauptteil behandelt?

Im Hauptteil werden Definitionen zu Workflows und Geschäftsprozessen erarbeitet, Vorgehensmodelle verglichen, verschiedene Simulationstools analysiert und ein technischer Entwurf für JAMES II erstellt.

Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?

Die Arbeit wird durch Begriffe wie Modellierung, Simulation, Workflow, Qualitätssicherung, Vorgehensmodell und Verifikation/Validierung charakterisiert.

Was ist das Simulationsrahmenwerk JAMES II?

JAMES II ist ein an der Universität Rostock entwickeltes, flexibles und komponentenbasiertes Rahmenwerk für die Modellierung und Simulation, das verschiedene Ausführungsstrategien unterstützt.

Warum ist die Validierung für Simulationsmodelle so wichtig?

Die Validierung stellt sicher, dass das entwickelte Modell das reale System für den angedachten Zweck hinreichend genau abbildet und damit die Grundlage für verlässliche Ergebnisse bildet.