Entwicklung von kontrollflussbasierten Methoden und Techniken für einen benutzerfreundlichen Entwurf von sicheren Geschäftsprozessen

Arbeitsprozesse (Workflows) werden sehr häufig in visuellen Notationen als Graphen aus Knoten und Kanten formalisiert. Dabei gibt es verschiedene Arten von Knoten mit unterschiedlichen Semantiken. Durch diese können einzelne Aufgaben beschrieben sowie Entscheidungen und Parallelitäten modelliert werden. Die Erstellung eines Arbeitsprozesses ist schwierig und wird deswegen von geschulten Experten übernommen. Leider treten dabei dennoch häufig Fehler auf. Diese Fehler führen zu einem inkorrekten Prozessverhalten, welches zum Nichterreichen von Unternehmenszielen und sogar im schlimmsten Fall zum Verlust von Menschenleben führen kann. Kurzum: Fehlverhalten sind teuer und gefährlich! Die vorliegende Arbeit untersucht solches Fehlverhalten und deckt deren Ursachen auf, bevor sie Schaden verursachen können. Als Grundlage dient der Korrektheitsbegriff (Soundness). Er schließt das Auftreten von Verklemmungen und Überflüssen aufgrund des Kontrollflusses aus. Um die Ursachen dieser Fehlerwirkungen aufzudecken, wird eine partielle Analyse eingeführt, die es erlaubt potentielle Fehlerursachen hinter anderen Fehlern aufzudecken. Darauf aufbauend präsentiert diese Arbeit zwei neue Techniken: Die erste Technik findet die Ursachen aller unmittelbar auftretenden, potentiellen Verklemmungen; die zweite ermittelt die Ursachen aller potentiellen Überflüsse. Beide Techniken besitzen eine kubisch asymptotische Laufzeitkomplexität für realitätsnahe Prozesse hinsichtlich der Anzahl der Kanten. Zudem liefern sie noch detaillierte diagnostische Informationen. Beide Eigenschaften der Algorithmen zertifizieren sie für den Einsatz als unterstützendes Analyseverfahren. Als Nachweis der Effizienz und Qualität dieser Techniken wird zudem ein Werkzeug, Mojo, eingeführt, welches diese implementiert. Dieses Werkzeug wird außerdem für eine Evaluation mit über 1.300 Arbeitsprozessen aus der Praxis genutzt und mit zwei anderen Techniken des aktuellen Stands der Forschung verglichen.