KI, die Kreative Intelligenz jetzt in der neuesten Folge SMART&nerdy! Podcastfolge #23.
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[vc_row][vc_column][vc_custom_heading text=“Der digitale Prozesszwilling“ font_container=“tag:h2|font_size:38|text_align:left|color:%23e30613″ use_theme_fonts=“yes“ css=“.vc_custom_1519832480133{margin-top: -25px !important;}“][vc_custom_heading text=“Vom klassischen Geschäftsprozessmodell zum steuerbaren, digitalen Abbild des Realprozesses“ font_container=“tag:h2|font_size:22|text_align:left|color:%23f07d00″ use_theme_fonts=“yes“][vc_column_text]Dirk Werth, Christian Linn, AWS-Institut für digitale Produkte und Prozesse[/vc_column_text][vc_custom_heading text=“Kurz und bündig:“ font_container=“tag:h3|font_size:17|text_align:left|color:%23ffffff“ use_theme_fonts=“yes“ css=“.vc_custom_1519747666609{padding-left: 15px !important;background-color: #f07d00 !important;}“][vc_column_text css=“.vc_custom_1523453183378{border-top-width: 1px !important;border-right-width: 1px !important;border-bottom-width: 1px !important;border-left-width: 1px !important;padding-top: 10px !important;padding-right: 10px !important;padding-bottom: 10px !important;padding-left: 10px !important;background-color: #eaeaea !important;border-left-color: #aaaaaa !important;border-left-style: solid !important;border-right-color: #aaaaaa !important;border-right-style: solid !important;border-top-color: #aaaaaa !important;border-top-style: solid !important;border-bottom-color: #aaaaaa !important;border-bottom-style: solid !important;border-radius: 1px !important;}“]
Die Idee des digitalen Zwillings ist ebenso einfach wie überzeugend und wurde bereits mit zahlreichen, verschiedenartigen Realobjekten erprobt. Aber ist das Konzept nur auf Realobjekte beschränkt? Dieser Beitrag überträgt den Ansatz auf das immaterielle Gestaltungsobjekt der Geschäftsprozesse als konzeptionelle Beschreibung der sach- und zeitlogischen Abläufe in einem Unternehmen. Er zeigt auf, welche Ansätze für digitale Prozesszwillinge existieren und welche Potenziale hierdurch für Unternehmen entstehen.
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Der Digitale Zwilling beschreibt eine digitale Repräsentation, welche einen Ausschnitt der Realität darstellt. Er bildet dabei den exakten Zustand des Realobjektes ab. Gleichzeitig werden Veränderungen, die an einem digitalen Zwilling vorgenommen werden, in gleicher Weise auf das Realobjekt übertragen. Anwendung findet dies bereits bei alltäglichen materiellen Gütern, wie Maschinenparks. Eine Übertragung auf immaterielle Gestaltungsobjekte – wie Geschäftsprozesse – ist hier der nächste logische Schritt, um eine neue Stufe der prozessbasierten Unternehmenssteuerung zu ermöglichen.
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Geschäftsprozesse sind ein integrales Konzept zur Organisation von Unternehmen geworden. Die Idee, Organisationen nach ihren Abläufen zu organisieren und entsprechend Geschäftsprozesse als Gestaltungsobjekt zu nutzen, ist in den 90er Jahren entstanden [1]. Heutzutage stellt es den Stand der Technik dar. Dabei steht der Geschäftsprozess-Typ als abstrakte Repräsentation eines Soll-Verlaufes für einen Geschäftsvorfall im Vordergrund. Bei der Betrachtung von Geschäftsprozessen auf Typ- Ebene geht es um eine Beschreibung aller möglichen und gewollten Ablauffolgen in einem Unternehmen. Typischerweise werden solche Beschreibungen in Modellsprachen wie EPK oder BPMN dokumentiert.
Solche Geschäftsprozesse auf Typ-Ebene sind nicht statisch, sondern Gegenstand von Planung und Steuerung, dem Geschäftsprozess- Management. Die gängigen Verfahren wenden hier ein Lebenszyklus-Modell an, so dass der Prozess in einem zyklischen Modell kontinuierlich verbessert wird [2]. Ausgehend von einer strategischen Betrachtung erfolgt die Definition der Geschäftsprozesse typischerweise über Prozessmodelle. Diese Modelle werden dann im nächsten Schritt in der Organisation ausgerollt, d. h. die Soll-Prozesse werden im Unternehmen eingeführt und damit zu Ist-Prozessen. Bei der Durchführung der Prozesse, die die Geschäftsvorfälle des Unternehmens abwickeln, werden Kennzahlen erhoben, die im Rahmen eines Prozess-Controllings einen umfassenden Überblick über den Zustand und die Zielerreichung der Prozesse geben. Diese Daten dienen der Beurteilung der aktuellen Prozesse und sind die Grundlage für Anpassungen, die in der nächsten Iteration auf strategischer Ebene angestoßen werden.
In jüngster Zeit hat Process Mining zunehmend Beachtung gefunden. Die Idee dahinter ist, anhand der Transaktionsdaten, die in Anwendungssystemen gespeichert werden, die einzelnen Geschäftsprozess-Ausführungen zu rekonstruieren. Diese Einzelbetrachtung der sogenannten Instanzen hat den Vorteil, dass man nicht wie im klassischen Prozess-Controlling Aussagen über den Prozess im Schnitt (d. h. in der Gesamtheit) bekommt, sondern analysieren kann, wie sich einzelne Prozessausführungen in bestimmten Konstellationen verhalten. Dies führt weitergehend auch zu einem neuen Verständnis des Geschäftsprozess-Lebenszyklus [3].
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Ein digitaler Zwilling bezeichnet die sachdienliche, zweckgerichtete digitale Repräsentation eines realweltlichen Gegenstandes. Dabei bildet das digitale Pendant alle verwendungswesentlichen Merkmale des Originals ab und ermöglicht in einem erweiterten Verständnis auch die Interaktion mit diesem. Dabei ist das Konzept des digitalen Zwillings nicht neu. In den Ingenieurswissenschaften werden digitale Zwillinge i. w. S. bereits seit Jahrzehnten eingesetzt. Beispielsweise ist es in der Automobiloder Flugzeugindustrie üblich, neue Produkte digital zu entwickeln und insbesondere zu testen. Zahlreiche Simulationen werden rein digital durchgeführt, um die in der Entwicklung befindlichen Produkte und deren Eigenschaften zu evaluieren.
Das in jüngster Zeit propagierte Konzept des digitalen Zwillings geht jedoch weit über dieses klassische Verständnis der Ingenieure hinaus. Digitale Zwillinge werden zunehmend ein Gegenstand der Informatik, der eine digitale Repräsentation eines Ausschnittes der Realwelt darstellt. Wichtig dabei ist die Synchronisation beider Welten: Der digitale Zwilling bildet dabei den genauen und exakten Zustand des Realobjektes wieder. Gleichzeitig werden Veränderungen, die am digitalen Zwilling vorgenommen werden, in gleicher Weise auf das Realobjekt übertragen. Beispiele hierfür sind digitale Zwillinge von technischen Maschinen [4], aber auch von alltäglichen Gegenständen, wie Supermarktregalen [5]. Gemeinsam ist beiden, dass über die Kombination von Sensorik und Aktorik sowie durch die Integration und Anbindung der Software eine Synchronität zwischen Realobjekt und digitalem Zwilling hergestellt wird. Daher ist die vernetzte Instrumentierung des Realobjektes zwingende Voraussetzung für eine erfolgreiche Zwillingsbildung.
Der Nutzen liegt insbesondere in der Transparenz und Verfügbarkeit des digitalen Zwillings. Maschinenbediener wie auch Wartungstechniker müssen nicht vor Ort sein, um ihre Tätigkeiten an der Maschine vornehmen zu können. Vielmehr können sie sich des digitalen Zwillings bedienen, um weltweit, zeit- und ortsunabhängig mit dem digitalen Zwilling und damit auch mit dem korrespondierenden Realobjekt arbeiten zu können. Dies trifft ebenso auf Anwendungsfälle zu, in denen kooperativ gearbeitet wird: Hier können durch den digitalen Zwilling verschiedene Akteure gleichzeitig in unterschiedlicher Weise an dem Objekt arbeiten, also bspw. der Maschinenbediener, der Wartungstechniker und der Ingenieur zur Maschinenoptimierung parallel.
Damit erlauben digitale Zwillinge neue Anwendungsszenarien und werden zunehmend zum universellen Werkzeug für effizientes und effektives Arbeiten in einer digital vernetzten Welt.
[/vc_column_text][vc_single_image image=“4451″ img_size=“large“ add_caption=“yes“ alignment=“center“][vc_custom_heading text=“Idee und Konzept des digitalen Prozess Zwillings“ font_container=“tag:h4|text_align:left“][vc_column_text]
Die Idee des digitalen Zwillings ist ebenso einfach wie überzeugend und wurde bereits mit zahlreichen, verschiedenartigen Realobjekten erprobt. Aber ist das Konzept nur auf Realobjekte beschränkt? Ein Geschäftsprozess ist von seinem Wesen her ein immaterielles Gestaltungsobjekt. Es ist eine konzeptionelle Beschreibung eines sach- und zeitlogischen Ablaufes in einem Unternehmen. Aber würde es für einen Geschäftsprozess nicht auch Sinn machen, eine digitale, vollständige Repräsentation zu besitzen? Im Folgenden soll dieser Gedanke vertieft werden:
Ein Geschäftsprozess ist eine Sammlung von Aktivitäten, die zum Nutzen des Kunden Inputs in Outputs verwandelt [6] und die in einem zeit- und sachlogischen Zusammenhang stehen [7]. In Bezug auf diesen Zusammenhang unterscheidet man zwischen dem grundsätzlichen Ablauf eines Vorgangs, d. h. der Frage wie ein Geschäftsvorfall dem Prinzip nach in einem Unternehmen gehandelt werden soll (Geschäftsprozess als Typ) und dem tatsächlichen Ablauf, wie ein konkreter Geschäftsvorfall bearbeitet ist (Geschäftsprozess als Instanz) [8]. Dem Grundsatz nach beschreibt ein Geschäftsprozess- Typ die Obermenge aller möglichen Ausführungsinstanzen.
Beide Betrachtungsebenen von Geschäftsprozessen sind dabei dynamisch und ändern sich über die Zeit: Bei Prozessinstanzen ist dies offensichtlich, da der Vorgang weiterbearbeitet wird. Aber auch Prozess-Typen ändern sich, bspw. als Folge eines Business Process Reengineerings.
Folgt man dem Ansatz eines digitalen Zwillings, so bedeutet dies für Geschäftsprozesse, dass der digitale Prozesszwilling als digitale Repräsentanz sämtliche Informationen über den Geschäftsprozess abbildet. Diese Informationen liegen in der Praxis jedoch nicht konsolidiert in einem System vor, sondern sind im Unternehmen in zahlreichen Systemen verteilt vorgehalten. Insofern stellt der Prozesszwilling eine integrierte und konsolidierte Datenbasis für alle mit einem Geschäftsprozess zusammenhängenden Informationen dar. Dies sind insbesondere:
Kernansatz eines Prozesszwillings ist es demnach, nicht nur diese Daten gesamtheitlich zu sammeln und geeignet in einen prozessualen Zusammenhang zu bringen, d. h. den
entsprechenden Prozess-Typen und -Instanzen zuzuordnen, sondern auch miteinander zu korrelieren und in Beziehung zu setzen. Dies kann mitunter eine hochkomplexe Aufgabe werden, so dass sich ein stufenweises Vorgehen anbietet. Diesen Überlegungen folgend kann man digitale Prozess-Zwillinge in verschiedenen Tiefegraden konzipieren. Diese unterscheiden sich im Wesentlichen im Umfang der prozessrelevanten Daten, die jeweils als digitale Repräsentanz erfasst werden. Hieraus ergibt sich das nachfolgende Stufenmodell, bei dem jede Stufe auf der vorherigen aufbaut (Vgl. Abb. 1):
[/vc_column_text][vc_custom_heading text=“Neue Chancen und Einsatzfelder“ font_container=“tag:h3|text_align:left“][vc_column_text]
Der digitale Prozesszwilling bietet, insbesondere in der dritten und umfangreichsten Ausbaustufe, neue Einsatzfelder, die im klassischen Prozessmanagement in bisher vergleichbarer Detailtiefe oder vergleichbarem Umfang noch nicht gegeben sind (siehe Abb. 2). Beispielhaft sei dies in nachfolgenden Feldern aufgezeigt:
[/vc_column_text][vc_single_image image=“4452″ img_size=“large“ add_caption=“yes“ alignment=“center“][vc_custom_heading text=“1. Prozess-Monitoring – und Analyse“ font_container=“tag:h3|text_align:left“][vc_column_text]
Durch eine vollständige digitale Repräsentation des realen Prozesses wird die Überwachung und Analyse des gesamten Geschäftsprozesses über ein einzelnes, konsolidiertes und digitales Objekt möglich. Jedes Ereignis und jede im Kontext des realen Prozesses durchgeführte Aktion wird genauso im digitalen Zwilling gespiegelt. Daher verfügt der digitale Zwilling über alle Informationen um den analogen Prozess sowohl auf Typ-Ebene als auch auf Instanz- Ebene zu überwachen. Neben eines Prozess- Monitorings in Echtzeit erlaubt der digitale Zwilling auch die Analyse aller bereits durchgeführten Prozessinstanzen mit den zugehörigen Informationen und Daten. So bietet er die Möglichkeit für detaillierte Analysen der Performance eines Prozesses und wird wesentlicher Bestandteil zur Optimierung der KPIs.
[/vc_column_text][vc_custom_heading text=“2. Prozess-Simulation und Vorhersage“ font_container=“tag:h3|text_align:left“][vc_column_text]
Funktionsfähige Geschäftsprozesse sind oft essentieller Erfolgsfaktor eines Unternehmens. In der Praxis ist es daher oft schwierig existierende Prozesse im laufenden Betrieb zu verändern, insbesondere weil die direkten Auswirkungen einer Prozessänderung in der Praxis oft nicht bis zur letzten Konsequenz vorhergesagt werden können. Im besten Fall wird also unter großem Aufwand eine detaillierte Risikoabschätzung notwendig, im schlechtesten Fall kann es sogar zu enormen wirtschaftlichen Schäden für das Unternehmen kommen. Ein digitaler Zwilling, der den realen Prozess vollumfänglich abbildet, kann nun aber genutzt werden, um Änderungen im Prozess zuerst auf digitaler Ebene zu testen bevor sie dann im realen Prozess wirksam werden. Daher dient der Prozesszwilling als maximal realistisches Simulationsinstrument, um Auswirkungen von Prozessänderungen abzuschätzen und somit Risiken zu vermeiden. Doch nicht nur die Auswirkungen von planmäßigen Prozessanpassungen können simuliert werden, vielmehr bietet der digitale Zwilling auch die Möglichkeit die Bedeutung von externen Einflüssen für die Prozessperformance abzuschätzen, seien es regelmäßig oder unvorhergesehen eintretende Ereignisse.
[/vc_column_text][vc_custom_heading text=“3. Prozess-Steuerung“ font_container=“tag:h3|text_align:left“][vc_column_text]
Digitale Zwillinge sind nicht nur für Monitoring- und Simulationszwecke geeignet, sondern können direkt eine Steuerungsfunktionalität übernehmen. Wenn in der letzten Ausbaustufe der digitale Zwilling eines Prozesses nicht nur Empfänger von Daten und Informationen des Realprozesses ist, sondern gleichzeitig auch eine Rückkopplung erfolgt, wird der digitale Zwilling zum eigentlichen Gestaltungsobjekt. Angestrebte Prozessänderungenoder Optimierungen müssen nicht mehr aufwendig im realen Prozess umgesetzt werden, sondern können im Idealfall mit wenigen Klicks digital getriggert werden. Dabei muss die Prozesssteuerung nicht notwendigerweise auf Typ-Ebene auf den Prozess einwirken. Durch die vollständige Integration von Instanz- und Sensorinformationen ist auch eine Steuerung einzelner Prozessinstanzen oder einzelner Akteure denkbar. Der digitale Zwilling bietet somit die Möglichkeit in einer integrierten Repräsentation auf alle Aspekte des realen Prozesses Einfluss zu nehmen.
[/vc_column_text][vc_custom_heading text=“4. Automatisierungsmanagement“ font_container=“tag:h3|text_align:left“][vc_column_text]
Insbesondere für die Automatisierung von Prozessen stellt der digitale Zwilling eine ideale Steuerungsumgebung dar. So können auf digitaler Ebene Automatisierungskonzepte umgesetzt werden, die sich in der Folge auf den realen Prozess übertragen. Gerade im Umfeld von RPA kann der Zwilling genutzt werden um Co-Work Situationen von menschlichen Akteuren und Softwarerobotern dynamisch je nach Bedarf des Prozesses zu verwalten. Der digitale Zwilling bietet somit die Grundlage für ein völlig neues Managementkonzept für Geschäftsprozesse.
[/vc_column_text][vc_custom_heading text=“Ein erster Schritt, ein weiter Weg“ font_container=“tag:h3|text_align:left“][vc_column_text]
Obwohl die Digitalisierung auch das Geschäftsprozessmanagement in den letzten Jahren immer weiter transformiert und sich der Schwerpunkt von klassischem hin zu datengetriebenem Prozessmanagement verschoben hat, ist die Nutzung von digitalen Prozesszwillingen insbesondere in voller Konsequenz der 3. Ausbaustufe bisher noch nicht realisiert. Zwar finden sich zunehmend erste Ansätze, die bspw. Modelle aus der Prozessmodellierung mit jenen aus einem Prozess Mining korrelieren, jedoch ist das erst der Anfang. Das volle Potential wird sich erst entfalten, wenn insbesondere (i) tiefere Stufen erschlossen werden und (ii) digitale Prozesszwillinge auch bidirektional mit dem realen Geschäftsprozess verbunden sind. Erst dann sind die digitalen Abbilder tatsächliche und vor allem nutzbare Repräsentanten ihres Originals. Es ist noch ein weiterer Weg, aber er lohnt sich.
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