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© Lehrstuhl und Institut für Arbeitswissenschaft, RWTH Aachen Ergonomie und Mensch-Maschine-Systeme (Arbeitswissenschaft II) Dr.-Ing. Dr. rer. medic. Dipl.-Inform. Alexander Mertens Lehrstuhl und Institut für Arbeitswissenschaft RWTH Aachen University Bergdriesch 27 52062 Aachen Tel.: 0241 80 99 494 E-Mail: [email protected] Lehreinheit 3 Modellierung und Optimierung von Prozessen in Mensch-Maschine-Systemen Sommersemester 2017

Ergonomie und Mensch-Maschine-Systeme - IAW II... · Merkmale von Workflows und ihr Einsatzspektrum bei der ... Cockpit A380 Flight Management Systeme ... Auf Grund des hohen Flugaufkommens

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© Lehrstuhl und Institut für Arbeitswissenschaft, RWTH Aachen

Ergonomie und Mensch-Maschine-Systeme (Arbeitswissenschaft II)

Dr.-Ing. Dr. rer. medic. Dipl.-Inform. Alexander Mertens

Lehrstuhl und Institut für Arbeitswissenschaft

RWTH Aachen University

Bergdriesch 27

52062 Aachen

Tel.: 0241 80 99 494

E-Mail: [email protected]

Lehreinheit 3

Modellierung und Optimierung von Prozessen

in Mensch-Maschine-Systemen

Sommersemester 2017

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Lernziele

Die Bedeutung der Modellierung von Prozessen in Mensch-Maschine-Systemen

verstehen

Merkmale von Workflows und ihr Einsatzspektrum bei der Gestaltung und

Automatisierung von Abläufen kennen lernen

Verschiedene Mittel zur Prozessmodellierung kennen lernen und ihre

Unterschiede nachvollziehen können

Einblick in die komplexen Abläufe der Flugsicherung erhalten

Die verschiedenen Ansätze zur Prozessoptimierung verstehen und mögliche

Verbesserungsmaßnahmen kennen lernen

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3- 3 © Lehrstuhl und Institut für Arbeitswissenschaft, RWTH Aachen

Definition des Modellbegriffs

Modelle helfen uns, unsere Umwelt besser zu verstehen und ermöglichen

uns, auch komplexe neue Ideen zu entwickeln und zu verwirklichen.

Ein Modell ist ein System, das als Repräsentant eines komplizierten Originals

aufgrund mit diesem gemeinsamer, für eine bestimmte Aufgabe wesentlicher

Eigenschaften von einem dritten System benutzt, ausgewählt oder geschaffen

wird, um letzterem die Erfassung oder Beherrschung des Originals zu

ermöglichen oder zu erleichtern, beziehungsweise um es zu ersetzen.

Dabei sind drei Merkmale von Bedeutung:

• Abbildungsmerkmal

• Verkürzungsmerkmal

• Pragmatisches Merkmal

Das Modell ist dabei entweder Abbild von etwas

Realem und somit deskriptiver Natur,

oder Vorbild für etwas und besitzt damit eher

präskriptiven Charakter besitzen.

[Stachowiak 1973, Allgemeine Modelltheorie]

[Wüsteneck 1963]

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(Arbeits)Prozess Modellierung

Ein Prozess ist definiert als:

„Gesamtheit von aufeinander einwirkenden Vorgängen in einem

System, durch die Materie, Energie oder auch Information

umgeformt, transportiert oder auch gespeichert wird“

Die Kernfunktionalität eines Prozess-basierten Systems repräsentiert sich in

den Primärprozessen, die nur schwer imitierbar und substituierbar sind.

Zur Leistungserbringung greift der Primärprozess auf untergeordneter

Sekundärprozesse zu, die die „Infrastruktur“ bereitstellen und den Zugriff auf

Standardfunktionalität vereinfachen.

Eine Aktivität stellt innerhalb einer Prozess-Hierarchie die kleinste nicht

weiter teilbare Einheit dar.

DIN 19226 Teil 1

Primär-

prozess

Sekundär

-prozess

Sekundär

-prozess

+

Aktivität

Aktivität

Aktivität

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3- 5 © Lehrstuhl und Institut für Arbeitswissenschaft, RWTH Aachen

Workflows

Innerhalb einer prozessorientierten Organisation können vorstrukturierte und

wiederkehrende Prozesse der Mensch-Mensch- sowie Mensch-Maschine-

Interaktion formal beschrieben und somit (teilweise) automatisiert werden.

Solch definierte Prozeduren nennt man Workflows:

Unter einem Workflow versteht man die Formalisierung und Modellierung der

Tätigkeiten und Entscheidungen in einem Arbeitsprozess im Ganzen oder

teilweise, mit dem Ziel zu beschreiben, wie Dokumente, Informationen oder Güter

von einem Akteur zu einem anderen übertragen und transformiert werden, gemäß

einer Menge von prozeduralen Regeln.

Workflow-Eigenschaften:

• Beginn und Ende durch Ereignisse klar definiert

• Vor- und Nachbedingung durch Input- / Outputfunktionen beschrieben

• Abfolge der einzelnen Tätigkeiten ist spezifiziert

• Eindeutig zugeordnete Aufgabenbereiche

[Davenport 1998]

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3- 6 © Lehrstuhl und Institut für Arbeitswissenschaft, RWTH Aachen

Wann lohnt sich Workflow-Modellierung?

Die Modellierung entsprechender Workflows ist bei Prozessen sinnvoll, die

immer gleich oder ähnlich ablaufen und die nach vordefinierten und

abgesicherten Standards ausgeführt werden müssen.

Im Bereich der Flugsicherung z.B.

• Kontrolle der Flughöhe

• Übermittlung der Flugdaten an zuständigen Radarsektor

• Ermittlung der Wetterdaten für spezifischen Sektor

Bei Notsituationen deren Verlauf nicht im Vorhinein bestimmt werden kann,

ist eine Workflow-Modellierung in der Regel nicht sinnvoll.

Ziele der formalen Beschreibung von Prozessen

• Verbesserung von Prozessqualität und Prozesssicherheit

• Verbesserung der Prozesstransparenz

• Entlastung bei Routinetätigkeiten

• Förderung des organisationalen Lernens (Wissensmanagement)

• Erhöht Vergleichbarkeit (Benchmarking)

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3- 7 © Lehrstuhl und Institut für Arbeitswissenschaft, RWTH Aachen

Komplexität

durch

parallele

Abläufe

Ereignis 1

Flugzeug 1

erreicht

Luftraum

Flugbewegung 1

Ereignis 2

Flugzeug 2

erreicht

Luftraum

Flugbewegung 2

Ereignis 3

Wetteranfrage

Flugzeug 1

Ereignis 4

Positionskontrolle

Flugzeug 2

Ereignis 5

Bearbeitungsende

Flugbewegung 1

Ereignis 6

Bearbeitungsende

Flugbewegung 2

Aktivität 2

Workflow 1

Workflow 2

Aktivität 1

Zusammenhang von Ereignis, Aktivität und Workflow

am Beispiel der Flugsicherung

Verlassen des

zugehörigen

Luftraums

Zeit

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3- 8 © Lehrstuhl und Institut für Arbeitswissenschaft, RWTH Aachen

Modellierung von Prozessen mit Hilfe standardisierter

graphischer Beschreibungssprachen:

• (erweiterte) ereignisgesteuerte Prozessketten (eEPK)

• Datenfluss- und Programmablaufpläne nach DIN 66001

• Unified Modeling Language (UML) - Aktivitätsdiagramme

• Design Structure Matrix

• Petrinetze (siehe Vorlesung AW IV), z.B. Funsoftnetze

• K3 Methode

• Statechart Diagramme

• IDEF Diagramme (SADT)

• ...

Wie können Prozesse modelliert werden?

Einfaches Petrinetz

UML-Aktivitätsdiagramm

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3- 9 © Lehrstuhl und Institut für Arbeitswissenschaft, RWTH Aachen

Grundlegende Flussprinzipien der Ablaufmodellierung

: Simultanität bzw. Synchronisation

: Vorgänger-Nachfolger-Beziehung

: Aktivität

: Entscheidung

Nein

Ja

1

2

2

n

m

...

...

n+1 ? Alternative

Aktivitäten

1

1.1

2.1

1.n

2.m

...

...

n+1

Nebenläufige

bzw.

simultane

Aktivitäten

1 2 Sequenz von

Aktivitäten ...

1 Gekoppelte

Aktivitäten

2

...

z.B. Festlegen der

Flughöhe

z.B. Festlegen der

Geschwindigkeit

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3- 10 © Lehrstuhl und Institut für Arbeitswissenschaft, RWTH Aachen

Erweiterte Ereignisgesteuerte Prozesskette (eEPK)

Ereignis

(Beschreibung eines eingetretenen

Zustandes, von dem der weitere

Verlauf des Prozesses abhängt

Funktion

(Beschreibung der Transformation

von einem Inputzustand zu einem

Outputzustand

Logische Operatoren: (Verknüpfung von Ereignissen

und Funktionen)

„exklusives oder“

„oder“

„und“

Organisatorische Einheit (Beschreibung der

Gliederungsstruktur eines

Unternehmens)

Informationsobjekt

(Dokumentationen/Objekte)

Kontrollfluss (zeitlich-logischer Zusammenhang

von Ereignissen und Funktionen)

Sinnbild Sinnbild

Benennung,

Bemerkung

Benennung,

Bemerkung

X

Zuordnung von Ressourcen/

Organisatorischen Einheiten

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3- 11 © Lehrstuhl und Institut für Arbeitswissenschaft, RWTH Aachen

Entwicklung der Flugsicherung

Flugsicherung um 1930

1910 Luftfahrer-Warndienst

Informieren der Piloten mit meteorologischen und

Peilinformationen auf telegraphischem Weg

1927 Zentralstelle für Flugsicherung

Flugsicherung mit Hilfe von Funkstellen auf zentralen und

großen Flughäfen

1933 umgewandelt in das Reichsamt für Flugsicherung;

die Anzahl der Funkstellen wird stark erhöht

1953 Bundesanstalt für Flugsicherung (BFS) wird gegründet

1993 Die BFS wird zur DFS und übernimmt die

Flugsicherungsaufgaben für Gesamtdeutschland

Fluglotsen in Frankfurt am Main

im Jahr 1973 DFS, Deutsche Flugsicherung 2008

V3-1

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3- 12 © Lehrstuhl und Institut für Arbeitswissenschaft, RWTH Aachen

Mensch-Maschine-Systeme

der Flugsicherungstechnik

Sage Air Defence 1952

Traffic Alert and Collision

Avoidance System (TCAS)

Cockpit A380

Flight Management Systeme

(FMS) eines A 330/340

Mensch

Aufgabe Prozesse System

Arbeits-

umgebung

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3- 13 © Lehrstuhl und Institut für Arbeitswissenschaft, RWTH Aachen

Ablauftypen nach eEPK

Frage nach

Flughöhe

beantworten

Anfrage

beim Tower

liegt

Pilot kennt

Flughöhe Pilot passt

Flughöhe an

UND-Rück-

kopplung

ODER-Rück-

kopplung

Alternative

Aktivitäten

Nebenläufige

bzw.

simultane

Aktivitäten

Sequenz von

Aktivitäten

Dringlichkeits-

meldung

erforderlich

Pilot meldet

Pan-Pan *

an Tower

Alarmzustand

für Flughafen-

Feuerwehr

Rettungswagen &

Feuerwehr werden

informiert

Lotse ist

alarmiert

Fluglotse erfragt

weitere Informa-

tionen beim Piloten

Absage

erteilen

Startbahn

ist nicht

frei

Fluglotse 2

Ist zuständig

Übernimmt

Flug

Wechsel

der

Radarzone

Fluglotse 1

übergibt

an Kollegen

Verabschiedet

Flug Neuer Flug-

lotse zuständig

Betreut

Flug

Sinkflug

genehmigt

Pilot leitet

Sinkflug ein

Pilot

möchte in den

Sinkflug

Anfrage an Tower

Sinkflug

nicht

genehmigt

Fluglotse erteilt

Absage

X X

Anfrage für

Starterlaubnis

Kontrolle der

Startbahn

Starterlaubnis

erteilen

Startbahn

Ist frei

X

Fluglotse 1

nicht mehr

zuständig

* Pan-Pan: Dringlichkeitsmeldung im Sprechfunkverkehr bei konkreter Gefahr

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3- 14 © Lehrstuhl und Institut für Arbeitswissenschaft, RWTH Aachen

Beispiel für einen Workflow

Ausschnitte aus dem Prozess

„Flugbetriebliche Nutzung spezieller Lufträume“

Der Fluglotse Jonny LookAHead arbeitet in der Flug-

sicherung des Flughafens einer Großstadt.

Während seiner Dienstzeit im Tower überwacht er

die Air Traffic Service Route UB1 im oberen Luftraum

der Bundesrepublik Deutschland.

a) Der Pilot der FlyAway N181 möchte, um Treibstoff zu sparen, die

Flughöhe von 8000m auf 10000m erhöhen und erbittet daher vom Tower

die Erlaubnis zum Steigflug.

b) Auf Grund des hohen Flugaufkommens möchte Jonny die D(HX)

Kontrollzone über dem nahegelegenen Militärflughafen zusätzlich

aktivieren, um die freizügige Nutzung des Luftraums zu verbessern.

Hierzu wird gemäß Luftfahrthandbuch Deutschland der Luftraum zeitlich

begrenzt geöffnet.

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3- 15 © Lehrstuhl und Institut für Arbeitswissenschaft, RWTH Aachen

Beispiel: Modellierung mit eEPK (I)

Pilot nimmt

Kontakt zum

Tower auf

Flug N181

auf 8000 m

X

Pilot

Flug 181

Pilot

Flug 181

Fluglotse

Tower

Funkkontakt

Tower-Pilot

hergestellt

Flughöhe

>8 km und

<10 km frei

Flughöhe ist

frei

Fluglotse kontrol-

liert alternative

Flughöhen

Fluglotse erteilt

Genehmigung

zum Steigflug

Fluglotse

Tower

Flughöhe ist

nicht frei

Höhe > 10km

ist freigegeben

X

Fluglotse

bestimmt neu

Flughöhe

Neue Flug-

höhe steht

fest

Fluglotse

informiert den

Piloten

Flug wird auf

neuer Höhe

fortgesetzt

Teilprozess a) „Steigflug“

Fluglotse

Tower

Fluglotse

Tower

Fluglotse

kontrolliert

Flugaufkommen

Fluglotse

kontrolliert

Flugaufkommen

Situation des

Luftraums

geklärt

Pilot bittet um

Erlaubnis auf

10 km zu steigen

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3- 16 © Lehrstuhl und Institut für Arbeitswissenschaft, RWTH Aachen

Beispiel: Modellierung mit eEPK (II)

zusätzlichen

Luftraum

aktivieren

Hohes

Flugaufkommen

Fluglotse

Tower

Zone (D(HX)

darf nicht aktiviert

werden X

Teilprozess b) „Aktivierung zusätzlichen Luftraums“

Organisation der

Flugbewegung im

Restraum

Flugbewegung

organisiert

Luftfahrhandbuch

Deutschland

Zone (D(HX)

darf aktiviert

werden

Luftraum als zeitlich

begrenzt aktiv

vermerken

Deutsche Flug-

sicherungsorg.

Luftraum als

aktiv vermerkt

Unterstützung des

Towers bei

Luftraumüberwachung

Militärflughafen

Unterstützung

erteilt

Flugzeug in

neuen Luftraum

dirigieren

Fluglotse

Tower

Flugzeug

dirigiert

D(HX) Luftraum

deaktivieren

Flugaufkommen

wird geringer

Luftraum

deaktiviert

Luftraum als nicht

aktiv vermerken

Überwachung

beendet

Überwachung

beendet

Luftraum als

nicht aktiv

vermerkt

Fluglotse

Tower

Deutsche Flug-

sicherungsorg.

Militärflughafen

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3- 17 © Lehrstuhl und Institut für Arbeitswissenschaft, RWTH Aachen

Erfolge der Prozessformalisierung

in der Flugsicherung

Durch die konsistente Gestaltung, Evaluierung und Standardisierung von

Prozessen innerhalb der Flugsicherung konnte eine hohe Effektivität und

Sicherheit für den Betrieb erreicht werden.

So kam es im Jahr 2008 zu nur einem Vorfall mit unmittelbarer Gefahr einer

Kollision und zu drei Fällen mittelbarer Gefahr, bei einem Verkehrsaufkommen

von über drei Millionen Flugbewegungen.

Diese Fehler sind auf Verstöße gegen die Vorschriften, menschliches Versagen

oder technische Probleme zurückzuführen.

Fazit:

Der zu erwartende Anstieg an

Flugbewegungen in den

nächsten zehn Jahren ist nur

durch eine optimale

Prozessgestaltung zu

bewältigen.

[Jahresbericht 2008 APEG

(Aircraft Proximity Evaluation Group)]

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3- 18 © Lehrstuhl und Institut für Arbeitswissenschaft, RWTH Aachen

Optimierungsbereiche im Luftverkehr

Neben Sicherheit und Effektivität wird für die kommerziellen Nutzung eine

Steigerung der Effizienz von Prozessen angestrebt.

Verspätungen verursacht durch:

Wetterbedingungen

Air Traffic Flow Management

Luftverkehrsgesellschaften

Flugplatzbetreiber

Sonstiges

Folgeverspätungen

[Moderne Flugsicherung

Mensen, 2004]

Mögliche Ansätze für die Flugsicherung

• Einheitliche Standards zwischen den Fluggesellschaften und Flughäfen

• Optimierung der Arbeitsplatzbedingungen für Fluglotsen

• Automatisierung von strukturierten Prozess(schritten)

• Wissensmanagement durch Wiederverwendung erfolgreicher Prozesse

V3-2

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3- 19 © Lehrstuhl und Institut für Arbeitswissenschaft, RWTH Aachen

Definition von Optimierung

Optimierung bedeutet die Verbesserung eines Vorgangs oder

Zustandes hinsichtlich eines Aspekts wie beispielsweise

Zeitverhalten, Kosten, Qualität, Effizienz und Effektivität,

gegebenenfalls auch zu Lasten anderer Gesichtspunkte.

Ziele der Prozessoptimierung

• Verbesserung von Prozessqualität

• Erhöhung der Prozesssicherheit

• Optimierung der Beanspruchung der Mitarbeiter

• Maximierung der Wertschöpfung

• Steigerung der Effektivität

• Förderung des organisationalen Lernens

• Verbesserung der Prozesstransparenz

• Verbesserung der Kundenzufriedenheit

• Förderung des Kompetenzerwerbes

[Wüsteneck 1963]

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3- 20 © Lehrstuhl und Institut für Arbeitswissenschaft, RWTH Aachen

Prozessverbesserungsmaßnahmen

1. Reihenfolge ändern (Prioritätensetzung,

wichtige Aktivitäten zuerst bearbeiten)

2. Eliminieren von Aktivitäten

3. Vereinfachen von Aktivitäten

4. Parallelisieren von Aktivitäten

5. Zusammenfassen von Aktivitäten

6. Auslagern (Outsourcen) von Aktivitäten

7. Abbau von Schnittstellen

Möglichkeiten bestehende Prozesse im Rahmen einer

kontinuierlichen Verbesserung zu optimieren

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3- 21 © Lehrstuhl und Institut für Arbeitswissenschaft, RWTH Aachen

Prozessverbesserungsmaßnahmen:

1. Reihenfolge von Aktivitäten ändern

1 2 3

Dauer vorher

1 2 3

vorher

nachher

beschleunigt

Beispiele für mögliche Prioritäts-

regeln bei der Flugsicherung

• Bereits verspätete Flüge erhalten

immer Vorrang

• Sicherheitskritische Flugprozesse

(und damit alle beinhalteten

Aktivitäten) erhält per definitionem

hohe Priorität

• Flugprozesse mit kürzester

Deadline (geplanter Startzeitpunkt)

erhält höchste Priorität

andere Aktivitäten

andere Aktivitäten

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3- 22 © Lehrstuhl und Institut für Arbeitswissenschaft, RWTH Aachen

Prozessverbesserungsmaßnahmen:

2. Eliminieren von Aktivitäten

1 3 5

beschleunigt

1 4 5

2 4

Dauer vorher

vorher

nachher

Beispiel:

• Es ist zu prüfen, ob Zwischenstopps bzw.

zusätzliche Wegpunkte vermieden

werden können und direkt das Ziel

angeflogen werden kann

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3- 23 © Lehrstuhl und Institut für Arbeitswissenschaft, RWTH Aachen

Prozessverbesserungsmaßnahmen:

3. Vereinfachen von Aktivitäten

1 2 3

Dauer vorher

1 2 3

beschleunigt

vorher

nachher

Beispiele:

• Vereinfachen der Fahrstrecke bis zur

Start-/Landebahn

• Erhöhung der Reisegeschwindigkeit

• Automatisierter Austausch der

aktuellen Flugdaten ohne diese per

Funk anfragen zu müssen

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3- 24 © Lehrstuhl und Institut für Arbeitswissenschaft, RWTH Aachen

Prozessverbesserungsmaßnahmen:

4. Parallelisieren von Aktivitäten

1 3 5

beschleunigt

1 4 5

2 3

2 4

Dauer vorher

vorher

nachher

Beispiele:

• Zwei Lotsen bearbeiten einen Flug

gemeinsam. Während einer den

Funkkontakt durchführt, bucht der

zweite die entsprechenden Slots auf

den Reiseverkehrsrouten

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3- 25 © Lehrstuhl und Institut für Arbeitswissenschaft, RWTH Aachen

Parallelisieren:

Abhängigkeiten zwischen Aktivitäten

1

1 2

unabhängig

funktional

2

funktional

gekoppelt

keine organisatorischen

oder sicherheitsbedingten

Abhängigkeiten

1

2

Ergebnis von Aktivität 1

ist für Aktivität 2

erforderlich

Aktivität 1 und Aktivität 2

sind gegenseitig

aufeinander angewiesen

• serielle oder parallele Kontrolle problemlos

möglich

• serielle Bearbeitung

• parallele Bearbeitung nur möglich, wenn

sinnvolle Teilergebnisse gebildet werden

können

• regelmäßige Kommunikation notwendig,

Gefahr von Oszillationen im Arbeits-

fortschritt

Beschreibung Bearbeitungsstrategien

Parallelisierung von vorher sequentiellen

Aktivitäten führt zu höherer Prozess-

komplexität aufgrund von Iterationen

ressourcen-

induziert

1

2

R

Ressource R ist für

Durchführung von

Aktivität 1 und Aktivität 2

notwendig

• serielle Bearbeitung notwendig, wenn

Zugriff auf Ressource durch Prioritäten

oder Ausschluss koordiniert werden muss

• parallele Bearbeitung möglich, wenn

simultaner Zugang zu Ressource

gewährleistet werden kann

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3- 26 © Lehrstuhl und Institut für Arbeitswissenschaft, RWTH Aachen

Prozessverbesserungsmaßnahmen:

5. Zusammenfassen von Aktivitäten

1 3 5

beschleunigt

1+2 3+4 5

2 4

Dauer vorher

vorher

nachher

Beispiele:

• Durch das Zusammenfassen von

Informationsübermittlung und

Abfragen des aktuellen Status kann

die Anzahl nötiger Funkkontakte

verringert werden

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3- 27 © Lehrstuhl und Institut für Arbeitswissenschaft, RWTH Aachen

Prozessverbesserungsmaßnahmen:

6. Auslagern von Aktivitäten

1 3 5

beschleunigt

1 4 5

2 3

2 4

Dauer vorher

extern

vorher

nachher

Beispiele:

• Windrichtung und Sturm-

warnungen werden von externen

Einrichtungen überwacht

• Die Planung der Abflugreihen-

folge für wartende Flugzeuge

kann von der Bodensicherheit

übernommen werden

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3- 28 © Lehrstuhl und Institut für Arbeitswissenschaft, RWTH Aachen

Prozessverbesserungsmaßnahmen:

7. Abbau von Schnittstellen

Dauer vorher

beschleunigt

1 4

3

2

2 1 3 4

vorher

nachher

Beispiele:

• Fluglotse ist alleiniger

Ansprechpartner für Piloten und

klärt mögliche Fragen

• Räumliche Zusammenführung

der eingebundenen Lotsen

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3- 29 © Lehrstuhl und Institut für Arbeitswissenschaft, RWTH Aachen

Bewertung von Arbeitsprozessen: Belastung und

mentale Beanspruchung in der Flugsicherung [1]

Arbeitsplatzsituation in Flugsicherung:

• Im Idealfall sind zwei Lotsen pro Arbeitsplatz eingeteilt,

• ein Radarlotse und

• ein Planungslotse

• Bei Personalausfällen oder verkehrsschwachen Stunden

erfolgt die Zusammenlegung von Arbeitsplätzen.

Verkehrslast des jeweiligen Luftraums messbar durch folgende Merkmale:

• Verkehrsintensität: Anzahl an Flugbewegungen pro Zeiteinheit

• Verkehrsmix: Heterogenität der Luftfahrzeuge

• Verkehrsverhalten: Steig-, Sink- oder Überflüge

Die Kontrolllast für den Fluglotsen ergibt sich aus der Verkehrslast und der

Kapazität der jeweiligen Flugsicherungssysteme in Form von:

• Gerätetechnische Ausstattung und Anzahl Kontrollarbeitsplätze

• Automatisierung der Prozessschritte

• Persönliche Erfahrung und Belastbarkeit des Fluglotsen

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3- 30 © Lehrstuhl und Institut für Arbeitswissenschaft, RWTH Aachen

Bewertung von Arbeitsprozessen: Belastung und

mentale Beanspruchung in der Flugsicherung [2]

DORA- Methode zur Ermittlung der Flugsicherungskapazität

• Beobachter teilen die Kontrollbelastung des Lotsen in vier Klassen ein

•Laststufe A+: Ausgelastet – keine weitere Annahme mehr möglich

•Laststufe A: Sehr beschäftigt – mit kleiner Restkapazität

•Laststufe A-: Beschäftigt – aber keine besonderen Kontrollschwierigkeiten

•Laststufe B: Jede Arbeitslast unter A-

• Aufzeichnung des Sprechfunkverkehrs, um die Anzahl simultan

kontrollierter Luftfahrzeuge zu ermitteln

→ Rückschlüsse welcher Verkehrsfluss welche Laststufe hervorruft

Ergebnisse:

• Wahrscheinlichkeit, dass für einen speziellen Sektor ein Verkehrsfluss von

X Luftfahrzeugen pro Stunde eine bestimmte Laststufe hervorruft

• Definition einer „zumutbaren Belastung“, so dass der Radarlotse nicht

überlastet wird

• Planbarkeit der benötigten Kapazitäten bei bekannten Flugaufkommen

• Auswirkung der technischen Hilfsmittel auf die Arbeitsplatzbelastung

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3- 31 © Lehrstuhl und Institut für Arbeitswissenschaft, RWTH Aachen

Tool Anwendungs-

gebiet

Modellierungs-

grundlage

Website

MagicDraw

ConSense

ADONIS

SYCAT

Workflows

QM-Zertifizierung

GPM allg.

GPM allg.

UML

DIN 66001

LOVEM,EPK, UML

DIN 66001

www.magicdraw.com

www.consense-gmbh.de

www.boc-eu.com

www.sycat.de

Ausgewählte Tools zur Modellierung

von Prozessen

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3- 32 © Lehrstuhl und Institut für Arbeitswissenschaft, RWTH Aachen

Ausblick: Methods-Time Measurement (MTM)

Hinlangen

Funkgerät

= 0,61 s

Drücken

Sprechknopf

= 0,18 s

Greifen

Mikrophon

= 0,12 s

Drehen

Regler

= 0,57 s + + + =

Methodik zur Analyse von manuellen Arbeitsprozessen:

Einzelne Tätigkeiten der modellierten Prozesse können in elementare

Bewegungseinheiten gegliedert werden.

Somit wird der Tätigkeitsablauf in Abschnitte wie „Hinlangen“, „Greifen“, „Bringen“,

„Fügen“, „Loslassen“ etc. aufgeteilt, für die jeweils Tabellen mit empirisch ermittelten

Durchschnittszeiten existieren.

→ Exakte Planung und Bewertung von Tätigkeitsdauern

2,16 s

mit Hilfe von

Dauer der einzelnen Prozess-Tätigkeit

Genauere Informationen in der nächsten Vorlesung…

Loslassen

Regler

= 0,07 s

Hinlangen

Mikrofon

= 0,61 s

+ +

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3- 33 © Lehrstuhl und Institut für Arbeitswissenschaft, RWTH Aachen

Lernerfolgsfragen

Welche Ziele verfolgt man mit der Modellierung von Arbeitsflüssen

und welche Prozesse sind dafür geeignet?

Was sind die Eigenschaften eines Workflows?

Welche grundlegenden Flussprinzipien in der Ablaufmodellierung gibt

es?

Wie werden Prozesse nach der eEPK-Methode modelliert?

Welche Ansätze zur Prozessoptimierung gibt es?

Welche Prozessverbesserungsmaßnahmen werden unterschieden?

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3- 34 © Lehrstuhl und Institut für Arbeitswissenschaft, RWTH Aachen

Literatur

• Davenport, T.H. & Prusak, L. (1998). Working Knowledge. How Organizations manage what they

know, Harvard Business School, Boston.

• Girault ,C. & Valk, R. Petri nets for systems engineering: A guide to modeling, verification and

applications, Springer, Berlin 2003

• Mensen, H. Moderne Flugsicherung: Organisation, Verfahren, Technik, 3., neubearbeitete Auflage,

Springer Berlin 2004

• Niermann. Modellierung und Automatisierung von Geschäftsprozessen mit Hilfe von UML und

BPEL. Number 8/2004 in FDHW-Schriftenreihe. Shaker Verlag Aachen, 2004

• Osterloh, M. & Frost, J. (1996). Prozessmanagement als Kernkompetenz, Gabler, Wiesbaden.

• REFA (2002). Ausgewählte Methoden zur prozessorientierten Arbeitsorganisation. REFA-

Sonderdruck Methodenteil, REFA Bundesverband Darmstadt.

• Scheer, A.W. (2001). ARIS - Modellierungsmethoden, Metamodelle, Anwendungen, 4. Auflage,

Springer, Berlin.

• Stachowiak, H. Allgemeine Modelltheorie. Springer, Wien 1973

• Wüsteneck, K.D. (1963). Zur philosophischen Verallgemeinerung und Bestimmung des

Modellbegriffs. In: Deutsche Zeitschrift für Philosophie, S.1504 ff.