Workflow nella pubblica amministrazione: BPR e simulazione dei workflow inter-organizzativi

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1 Workflow nella pubblica amministrazione: BPR e simulazione dei workflow inter-organizzativi E.Casalicchio, S.Tucci Corso di Governo Digitale, a.a. 10/11 1

2 Obiettivi re-ingegnerizzazione dei processi (BPR) e dei Workflow Management Systems (WfMS) inter-organizzativi. Strumenti utilizzati modellazione e simulazione mediante Reti di Petri (e Wf-net), modellazione e simulazione ad agenti Caso di studio: Sistema di Acquisizione di Beni e Servizi online (SABS) della Presidenza del Consiglio dei Ministri. 2

3 Il SABS Sistema web based progettato per offrire supporto alle procedure svolte dal Dipartimento per le risorse umane ed i servizi informatici nello svolgimento della propria missione, integrare i sistemi informativi e le procedure esistenti per incrementare il grado dʼaffidabilità ed efficienza degli attori coinvolti, incrementare la qualità e la sicurezza delle modalità dʼevasione delle richieste fornire una valutazione oggettiva dei livelli di servizio offerti dal Dipartimento, generare un ciclo di revisione e verifica che consenta economie di gestione e controllo dei costi, garantendo la soddisfazione degli utenti. 3

4 Concetti Business Process Re-engineering BPR Workflow e Workflow Management Systems inter-organizzativi. Reti di Petri (PN) e Workflow network (Wf-net) Agent Based Modeling and Simulation (ABMS) 4

5 Business Process & BPR Il BPR è stato originariamente formulato da M. Hammer e J. Champy Il BPR consiste in una procedura di rielaborazione dei processi di business, senza necessariamente effettuare approfondite analisi riguardanti lo stato dellʼarte dei processi già attivi. Nel BPR i sistemi informatici vengono proposti come strumenti in grado di ridefinire radicalmente il business. Davenport and Short definiscono il BPR come The analysis and design of workflows and processes within and between organizations Teng et al. definiscono il BPR come The critical analysis and radical redesign of existing business processes to achieve breakthrough improvements in performance measures. 5

6 Approcci al BPR Si possono utilizzare differenti approcci per pianificare e supportare la progettare la re-ingnerizzazione dei processi: Risoluzione di modelli analitici Effettuate delle sperimentazioni utilizzando il BP esistente Definire un modello di simulazione del BP ed effettuare unʼanalisi what if 6

7 Workflow, WfMS e Wf inter-organizzativo La Workflow Management Coalition ( definisce i workflow come: The automation of a business process, in whole or part, during which documents, information or tasks are passed from one participant to another for action, according to a set of procedural rules. Un WfMS è definito come: a system that defines, creates and manages the execution of workflows through the use of software, running on one or more workflow engines, which is able to interpret the process definition, interact with workflow participants and, where required, invoke the use of IT tools and applications. Workflow inter-organizzativo oltre a modellare le attività svolte da risorse umane, trigger, allarmi, messaggi, è necessario anche modellare lʼorganizzazione. Organizzazione: ruoli e gruppi delle risorse umane, livelli di autorizzazione e ACL granulari, tipo di operazioni che esse possono a svolgere, tempi di svolgimento,... 7

8 BP nel framework WfMC 8

9 Automazione di un Workflow Lʼautomatizzazione del workflow comporta il miglioramento dei flussi di lavoro e aiuta a prevedere le evoluzioni la sequenza di passi di lavoro può essere fissa Lʼevoluzione del workflow è determinata a priori la sequenza di passi di lavoro può essere condizionata le alternative sono determinate da processi decisionali, da condizioni ambientali, o dallʼinterazione con altre componenti del workflow, il workflow può avere evoluzione imprevedibile Occorre modellare e studiare il comportamento del Wf: analisi, modellazione, verifica proprietà 9

10 Reti di Petri Definizione: Una rete di Petri è una tripla (P, T, F ): P è un insieme finito di posti, T è un insieme finito di transizioni (T P = ) F (P x T ) (T x P ) è un insieme di archi (relazione di flusso). 10

11 Reti di Petri: regola di scatto Regola di scatto t abilitata ogni *p di t contiene al minimo un token (Modellazione: WF WorkItem - task a disposizione dellʼutente) Se t abilitata può scattare. Se t scatta consuma un token da ogni *p di t e produce un token in ogni p* di t (Modellazione: WF Activity - task in progress) Raggiungibilità Stato M n (token marking, i.e. 1p 1 + 2p 2 + 1p 3 + 0p 4 ) raggiungibile da M 1 (M 1 * M n ) se σ = t 1 t 2 t 3 t n 1 / M 1 σ M n. 11

12 Esempio Token-game animato Codifica del vettore di marcatura M (es.): {A=9, B=2, C=0, D=2, E=0,..., U=8} 12

13 Workflow net (Wf-net) Una rete di Petri (P, T, F ) è una rete WF-net (Workflow net) se: un solo posto iniziale i P tale che *i = 0. un solo posto finale o P tale che o* = 0. Ogni nodo x P T si trova in un percorso che va da i a o. Proprietà di validità (Soundness ) Tutti i processi di workflow sono modellabili con WF-net Per la corretta terminazione dei flussi e per evitare percorsi pendenti, i soli flussi considerabili sono quelli validati (= che soddisfano una specifica propriet`a detta soundness ) 13

14 Wf-net: proprietà di Soundness Per ogni stato M raggiungibile dallo stato i, esiste una sequenza di scatto che porta lo stato M allo stato o. M (i M) (M o) Lo stato o è lʼunico stato raggiungibile dallo stato i con almeno un token nel posto o. Nella pratica: ogni procedura rappresentata da una Wf-net deve terminare e, quando ciò accade, deve esserci un unico token nel posto o e nessun token negli altri posti M (i M M o) (M = o ) Non esistono transizioni pendenti in (PN, i ). t T M,Mʼ (i M t Mʼ) 14

15 Strutture Wf-net 15

16 Esempio Wf-net acquisti 16

17 Cosa manca alle Wf-Net Chi/cosa abilita una transizione? Da cosa dipende il tempo di servizio di una transizione? Quali sono i fattori che determinano/ influiscono sull esecuzione di una transizione? Fattore umano, Fattore ambientale, Fattore tecnologico Per modellare e simulare un sistema di WfMS nella sua completezza occorre uno strumento per modellare e simulare il carico a cui è sottoposto il sistema. 17

18 Agent Based Modeling & Simulation Un agente è un entità caratterizzata da locazione, abilità/ capacità e memoria La locazione definisce dove lʼentità si trova in uno spazio fisico (o virtuale). La capacità di unʼentità esprime ciò che lʼentità è in grado di fare (percezione, comportamento, reazione, cooperazione, autonomia) I dati che rappresentano lo stato di unʼentità e la storia delle sue esperienze (per esempio sovraccarico o invecchiamento Mediante gli agenti modelliamo Il WfMS (il sistema IT) Gli utenti del WfMS (decisori/gestori, serventi, clienti/utenti generici) 18

19 Wfsimulator (*) Obiettivi Architettura Miglioramenti (*) Progettato e realizzato da Ing. S. Agatello 19

20 Wfsimulator: Obiettivi Modellare il WfMS SABS per analizzare la sua correttezza, valutare le sue prestazioni (QoS) effettuare un eventuale/opportuno BPR WfSimulator modella: Wf inter-organizzativo Workload a cui è sottoposto il WfMS Fattori ambientali/umani a cui è soggetto il WfMS Fornire un framework per lo studio di WfMS interorganizzativi 20

21 Wfsimulator: Architettura WfSimulator Output (perf.) Repast (ABMS) WoPed Wf State Bossa (Wf Engine) Wf Description (PNML, Java) 21

22 Esempio: Wfsimulator 22

23 Wfsimulator: Miglioramenti Porting da Repast 3 a Repast Sinphony Integrazione con un interfaccia grafica per la definizione del Workflow (e.g. WoPed) input dei parametri del wf Integrazione con un interfaccia per la visualizzazione di Token-game animato Realizzazione di un unico plug-in per Repast. 23

24 Tools Workflow Petri Net Designer (WoPeD) BOSSA workflow engine (Java library) Repast Simphony Wfsimulator... 24

25 Bibliografia M. Hammer J. Champy. Reengineering the corporation: A manifesto for business revolution. New York: Harper Business, M. Hammer. Re-engineering work: Don t automate, obliterate. Harvard Business Review, July-August 1990, pages , T.H. Davenport J.E. Short. The new industrial engineering: Information technology and business process redesign. Sloan Management Review, 31(4):11 27, V. Grover S.R. Jeong W.J. Kettinger J.T.C. Teng. The implementation of business process reengineering. Journal of Management Information Systems, 12(1): , 1995 Workflow Management Coalition WfMC

26 Progetto 1 ( G <=3) Realizzazione di un visualizzatore token game che: Visualizzi la rete di petri output di Wf-simulator Supporti la Visualizzazione a runtime Output (perf.) WfSimulator Repast (ABMS) WoPed Wf State Bossa (Wf Engine) Wf Description (PNML, Java) 26

27 Progetto 2 ( G <=5) Reingegnerizzazione di Wf-simulator Utilizzando Repast Sinphony Bossa Output (perf.) WfSimulator Repast (ABMS) WoPed Wf State Bossa (Wf Engine) Wf Description (PNML, Java) 27

28 Progetto 3 ( G <=5) Progettare una soluzione alternativa all attuale approccio. Uso di un workflow engine alternativo, e/o Uso di un modello di simulazione alternativo Ad esempio è possibile realizzare un emulatore che utilizzi XFLOW o strumenti simili? La soluzione deve prevedere la possibilita di un frontend grafico per la gestione dell input e dell output Output (perf.) WfSimulator Repast (ABMS) WoPed Wf State Bossa (Wf Engine) Wf Description (PNML, Java) 28

29 Progetto 4 ( G <=3) Scegliere 2 o più workflow tipici della PA, modellarli e studiarne il comportamento mediante Wf-Simulator 29