Fundamentals of Business Process Management / Additionaly authors: Dumas, Marlon. | La Rosa, Marcello. | Mendling, Jan. | Reijers, Hajo A. Publisher: Springer, (Berlin : ) , 2013 Physical description: XXVII, 399 s. : il. : 24 cm. ISBN:. Keywords: Data processing | Software design | Information management | BPMN
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Contents
1 Introduction to Business Process Management ............. 1
1.1 Processes Everywhere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.2 Ingredients of a Business Process .................. 3
1.3 Origins and History of BPM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.3.1 The Functional Organization ................ 8
1.3.2 The Birth of Process Thinking . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.3.3 The Rise and Fall of BPR . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
1.4 The BPM Lifecycle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
1.5 Recap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
1.6 Solutions to Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
1.7 Further Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
1.8 Further Reading . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
2 Process Identification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
2.1 Focusing on Key Processes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
2.1.1 The Designation Phase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
2.1.2 The Evaluation Phase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
2.2 Designing a Process Architecture . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
2.2.1 Identify Case Types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
2.2.2 Identify Functions for Case Types . . . . . . . . . . . . . . 45
2.2.3 Construct Case/Function Matrices . . . . . . . . . . . . . . 49
2.2.4 Identify Processes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
2.2.5 Complete the Process Architecture . . . . . . . . . . . . . 55
2.3 Recap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
2.4 Solutions to Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
2.5 Further Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
2.6 Further Reading . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
3 Essential Process Modeling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
3.1 First Steps with BPMN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
3.2 Branching and Merging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
3.2.1 Exclusive Decisions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
xiii
xiv Contents
3.2.2 Parallel Execution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
3.2.3 Inclusive Decisions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
3.2.4 Rework and Repetition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
3.3 Information Artifacts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
3.4 Resources . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
3.5 Recap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
3.6 Solutions to Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
3.7 Further Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
3.8 Further Reading . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
4 Advanced Process Modeling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
4.1 Process Decomposition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
4.2 Process Reuse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
4.3 More on Rework and Repetition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
4.3.1 Parallel Repetition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
4.3.2 Uncontrolled Repetition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
4.4 Handling Events . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
4.4.1 Message Events . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
4.4.2 Temporal Events . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
4.4.3 Racing Events . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
4.5 Handling Exceptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
4.5.1 Process Abortion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
4.5.2 Internal Exceptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
4.5.3 External Exceptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
4.5.4 Activity Timeouts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
4.5.5 Non-interrupting Events and Complex Exceptions . . . . . 119
4.5.6 Interlude: Event Sub-processes . . . . . . . . . . . . . . . 121
4.5.7 Activity Compensation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
4.6 Processes and Business Rules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
4.7 Process Choreographies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
4.8 Recap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
4.9 Solutions to Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
4.10 Further Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
4.11 Further Reading . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
5 Process Discovery . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
5.1 The Setting of Process Discovery . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
5.1.1 Process Analyst Versus Domain Expert . . . . . . . . . . . 156
5.1.2 Three Process Discovery Challenges . . . . . . . . . . . . 158
5.1.3 Profile of a Process Analyst . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
5.2 Discovery Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
5.2.1 Evidence-Based Discovery . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
5.2.2 Interview-Based Discovery . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
5.2.3 Workshop-Based Discovery . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
5.2.4 Strengths and Limitations . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
Contents xv
5.3 Process Modeling Method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167
5.3.1 Identify the Process Boundaries . . . . . . . . . . . . . . . 167
5.3.2 Identify Activities and Events . . . . . . . . . . . . . . . . 167
5.3.3 Identify Resources and Their Handovers . . . . . . . . . . 168
5.3.4 Identify the Control Flow . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169
5.3.5 Identify Additional Elements . . . . . . . . . . . . . . . . 169
5.4 Process Model Quality Assurance . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171
5.4.1 Syntactic Quality and Verification . . . . . . . . . . . . . . 171
5.4.2 Semantic Quality and Validation . . . . . . . . . . . . . . 172
5.4.3 Pragmatic Quality and Certification . . . . . . . . . . . . . 174
5.4.4 Modeling Guidelines and Conventions . . . . . . . . . . . 175
5.5 Recap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
5.6 Solutions to Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179
5.7 Further Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
5.8 Further Reading . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183
6 Qualitative Process Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
6.1 Value-Added Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
6.1.1 Value Classification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
6.1.2 Waste Elimination . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
6.2 Root Cause Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190
6.2.1 Cause–Effect Diagrams . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191
6.2.2 Why–Why Diagrams . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196
6.3 Issue Documentation and Impact Assessment . . . . . . . . . . . . 198
6.3.1 Issue Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198
6.3.2 Pareto Analysis and PICK Charts . . . . . . . . . . . . . . 201
6.4 Recap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204
6.5 Solutions to Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205
6.6 Further Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208
6.7 Further Reading . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210
7 Quantitative Process Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213
7.1 Performance Measures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213
7.1.1 Process Performance Dimensions . . . . . . . . . . . . . . 213
7.1.2 Balanced Scorecard . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
7.1.3 Reference Models and Industry Benchmarks . . . . . . . . 218
7.2 Flow Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219
7.2.1 Calculating Cycle Time Using Flow Analysis . . . . . . . . 219
7.2.2 Cycle Time Efficiency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224
7.2.3 Cycle Time and Work-In-Process . . . . . . . . . . . . . . 225
7.2.4 Other Applications and Limitations of Flow Analysis . . . 227
7.3 Queues . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229
7.3.1 Basics of Queueing Theory . . . . . . . . . . . . . . . . . 229
7.3.2 M/M/1 and M/M/c Models . . . . . . . . . . . . . . . . . 232
7.3.3 Limitations of Basic Queueing Theory . . . . . . . . . . . 234
xvi Contents
7.4 Simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235
7.4.1 Anatomy of a Process Simulation . . . . . . . . . . . . . . 235
7.4.2 Input for Process Simulation . . . . . . . . . . . . . . . . 236
7.4.3 Simulation Tools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240
7.4.4 A Word of Caution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243
7.5 Recap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243
7.6 Solutions to Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244
7.7 Further Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246
7.8 Further Reading . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250
8 Process Redesign . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253
8.1 The Essence of Process Redesign . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253
8.1.1 Why Redesign? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253
8.1.2 What Is Redesign? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256
8.1.3 The Devil’s Quadrangle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258
8.1.4 How to Redesign? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 259
8.2 Heuristic Process Redesign . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262
8.2.1 Customer Heuristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263
8.2.2 Business Process Operation Heuristics . . . . . . . . . . . 264
8.2.3 Business Process Behavior Heuristics . . . . . . . . . . . . 266
8.2.4 Organization Heuristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267
8.2.5 Information Heuristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270
8.2.6 Technology Heuristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271
8.2.7 External Environment Heuristics . . . . . . . . . . . . . . 271
8.3 The Case of a Health Care Institution . . . . . . . . . . . . . . . . 273
8.3.1 Sending Medical Files by Post . . . . . . . . . . . . . . . 275
8.3.2 Periodic Meetings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275
8.3.3 Requesting Medical Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276
8.4 Product-Based Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278
8.4.1 Analysis: Creating a Product Data Model . . . . . . . . . . 279
8.4.2 Design: Deriving a Process from a Product Data Model . . 285
8.5 Recap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288
8.6 Solutions to Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289
8.7 Further Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292
8.8 Further Reading . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295
9 Process Automation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297
9.1 Automating Business Processes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297
9.1.1 Business Process Management Systems . . . . . . . . . . . 298
9.1.2 Architecture of a BPMS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299
9.1.3 The Case of ACNS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304
9.2 Advantages of Introducing a BPMS . . . . . . . . . . . . . . . . . 309
9.2.1 Workload Reduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309
9.2.2 Flexible System Integration . . . . . . . . . . . . . . . . . 310
9.2.3 Execution Transparency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311
9.2.4 Rule Enforcement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312
Contents xvii
9.3 Challenges of Introducing a BPMS . . . . . . . . . . . . . . . . . 313
9.3.1 Technical Challenges . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313
9.3.2 Organizational Challenges . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314
9.4 Turning Process Models Executable . . . . . . . . . . . . . . . . . 316
9.4.1 Identify the Automation Boundaries . . . . . . . . . . . . 317
9.4.2 Review Manual Tasks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319
9.4.3 Complete the Process Model . . . . . . . . . . . . . . . . 323
9.4.4 Bring the Process Model to an Adequate Granularity Level 324
9.4.5 Specify Execution Properties . . . . . . . . . . . . . . . . 327
9.4.6 The Last Mile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 337
9.5 Recap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 338
9.6 Solutions to Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 338
9.7 Further Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 347
9.8 Further Reading . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 351
10 Process Intelligence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353
10.1 Process Execution and Event Logs . . . . . . . . . . . . . . . . . 353
10.1.1 The Perspective of Participants on Process Execution . . . 354
10.1.2 The Perspective of the Process Owner on Process
Execution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 354
10.1.3 Structure of Event Logs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 356
10.1.4 Challenges of Extracting Event Logs . . . . . . . . . . . . 359
10.2 Automatic Process Discovery . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 360
10.2.1 Assumptions of the α-Algorithm . . . . . . . . . . . . . . 360
10.2.2 The Order Relations of the α-Algorithm . . . . . . . . . . 361
10.2.3 The α-Algorithm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 364
10.2.4 Robust Process Discovery . . . . . . . . . . . . . . . . . . 366
10.3 Performance Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367
10.3.1 Time Measurement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367
10.3.2 Cost Measurement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 369
10.3.3 Quality Measurement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 370
10.3.4 Flexibility Measurement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 372
10.4 Conformance Checking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 373
10.4.1 Conformance of Control Flow . . . . . . . . . . . . . . . . 374
10.4.2 Conformance of Data and Resources . . . . . . . . . . . . 377
10.5 Recap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 378
10.6 Solutions to Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 379
10.7 Further Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382
10.8 Further Reading . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 385
Index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 391

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