Geschäftsprozesse gelten als kritischer Erfolgsfaktor für die Unternehmensgestaltung und im Kontext der digitalen Transformation als essentielles Werkzeug für die Entwicklung von Informationssystemen. Zur Modellierung von Geschäftsprozessen werden sogenannte Prozessmodellierungssprachen verwendet. Die Ereignisgesteuerte Prozesskette (EPK) ist eine der verbreitetsten Modellierungssprachen und nutzt u.a. Ereignisse, Funktionen und Verbindungselemente, um einen betrieblichen Ablauf als semi-formales Modell abzubilden. Obwohl die Bedeutung und der positive Einfluss vorliegender Geschäftsprozessmodelle auf die Unternehmensgestaltung und den Unternehmenserfolg in Wissenschaft und Praxis dokumentiert sind, steht die Geschäftsprozessmodellierung mit der EPK vor vielfältigen Herausforderungen: Da die EPK bislang kein systematisches Spezifikationsverfahren durchlaufen hat, werden die Modellierungstätigkeiten und der Modellaustausch erschwert wird, wodurch als Konsequenz zunehmend auf andere Modellierungssprachen zurückgegriffen wird. Gleichzeitig leidet die Geschäftsprozessmodellierung an generellen Akzeptanzproblemen: Modellierungssprachen werden immer komplexer, sodass Anwender verstärkt auf rein visuelle, kaum formalisierte Modellierungsformen und grafische Standardsoftware zu Modellierungszwecken zurückgreifen. Auch das Ausbleiben von Innovationssprüngen der Modellierung führt dazu, dass die Akzeptanz und der wahrgenommene Nutzen der Prozessmodellierung in den Hintergrund rücken. Noch immer werden primär statische Desktop-Computer und umfangreiche Software-Systeme zur Prozessmodellierung verwendet, was dem mehr und mehr durch Mobilität und Agilität geprägten Arbeitsalltag der Anwender nicht mehr gerecht wird. Vor dem Hintergrund dieser Herausforderungen ist die Zielsetzung der vorliegenden Forschungsarbeit die Konstruktion und Spezifikation von Modellierungssprachen, die nicht nur für klassischen Arbeitsumgebungen wie Desktop-Computer geeignet sind, sondern auch auf neuartigen, mobilen Endgeräte wie Tablets oder Smart Glasses zur Prozessmodellierung zum Einsatz kommen können. Um die Anwendbarkeit und Zweckmäßigkeit der entwickelten Sprache zu erhöhen, sind dabei insbesondere Anwendungsfall- als auch Technologie-spezifische Anforderungen der Endgeräte berücksichtigen. Eingebettet in einen gestaltungsorientierten Forschungsrahmen werden innerhalb von sechs Einzelbeiträgen in dieser kumulativen Dissertation geeignete Forschungsmethoden der Wirtschaftsinformatik angewandt und sinnvoll verknüpft, um die skizzierte Zielsetzung sukzessive zu adressieren. Die Forschungsarbeit demonstriert die (Weiter-)Entwicklung einer Prozessmodellierungssprache auf Basis der EPK, die insbesondere eine Anwendung innerhalb des mobilen Endgeräts „Smart Glasses“ in den Mittelpunkt rückt. Gleichzeitig wird die Anwendbarkeit der entwickelten Sprachvariante durch die Implementierung innerhalb einer Smart-Glasses-basierten Prozessmodellierungsumgebung unterstrichen.

Die Softwareentwicklung ist seit den Anfängen der Informatik stetig effizienter geworden. Beispielsweise wird heute neue Software fast schon vollautomatisch entwickelt. Neben der stark geförderten Wiederverwendung von Systemkomponenten und anderen mehr oder weniger verbreiteten Methoden, welche die Produktivität oder auch Softwarequalität verbessern sollen1, ist die modellgetriebene Softwareentwicklung ein sehr effizientes und weit verbreitetes Konzept, qualitativ hochwertige Softwaresysteme zu entwickeln. Bei der modellgetriebenen Softwareentwicklung spielen die Modelle der abzubildenden Realitätsausschnitte eine wichtigere Rolle als in der klassischen Softwareentwicklung. Hier werden die erstellten Modelle dazu verwendet Code, Dokumentationen oder andere Artefakte mittels Transformationen zu erzeugen. Beispielsweise können so auch Modelle anderer Modellierungssprachen aus den bestehenden Modellen erzeugt werden.

In der vorliegenden Arbeit wird die Rolle grafischer Prototypen bei der Gestaltung von Mensch-Maschine-Systemen untersucht. Diese grafischen Modellierungen von Gestaltungsentwürfen sollten den Aufbau mentaler Repräsentationen fördern und somit die Lösung von Gestaltungsproblemen unterstützen. Diese Annahme wird in zwei Experimenten überprüft. Die Erkenntnisse werden in die Methode zur prospektiven Gestaltung von Mensch-Maschine-Systemen integriert und in einer Fallstudie auf ihre Praktikabilität untersucht. Damit leistet die Arbeit einen Beitrag zur Untersuchung der Rolle von Visualisierungen in der Gestaltung von Mensch-Maschine-Systemen. Gestaltung von Mensch-Maschine-Systemen wird als partizipativer Problemlöseprozess betrachtet, der der integrierten Gestaltung sozialer und technischer Komponenten von Mensch-Maschine-Systemen dient. Zur Unterstützung der Gestaltung wird der Einsatz von Prototypen, Modellierungen der Gestaltungsproblemen und -entwürfen, diskutiert. In aktuellen Methoden zur Gestaltung von Mensch-Maschine-Systemen kommen unterschiedliche Prototypen zur Unterstützung der Gestaltungsaktivitäten Entwerfen (Konstruktion von Prototypen) und Evaluation (Kommunikation durch die Elaboration von Prototypen) zum Einsatz. Sowohl die Konstruktion als auch die Elaboration von Prototypen sollte den Aufbau mentaler Repräsentationen fördern (Neyer, Doll & Moeslein, 2008; Sachse, Hacker & Leinert, 1999; Smith & Browne, 1993). Dieser Aufbau mentaler Repräsentationen stellt eine zentrale Funktion von Prototypen dar, da angemessene Repräsentationen des Gestaltungsgegenstands als Voraussetzung für gute Gestaltung und für die Evaluation durch Beteiligte angesehen werden (Eason, Harker & Olphert, 1996; Novick & Hmelo, 1994; Sachse & Hacker, 1997). Welche Form von Prototypen dafür besser geeignet ist, wurde bislang nicht empirisch geprüft. Die Hauptfragestellungen dieser Arbeit beziehen sich auf den Effekt der Konstruktion von Prototypen sowie die Effekte der Konstruktion und Elaboration grafischer im Vergleich zu narrativen Prototypen auf mentale Repräsentationen. Diesen Fragestellungen wird in zwei Experimenten und einer Fallstudie im Anwendungsbereich der Gestaltung von Mensch-Maschine-Systemen nachgegangen. In dem ersten Experiment wurde die Unterstützung der Entwurfsphase, d.h. der Aufbau mentaler Repräsentationen durch die Konstruktion von Prototypen untersucht. Probanden konstruierten grafische oder narrative Prototypen eines Mensch-Maschine-Systems (Experimentalgruppen) oder rezipierten Informationen zum Mensch- Maschine-System (Kontrollgruppe). Die Konstruktion von Prototypen führte zu besseren mentalen Repräsentationen des Problemraums. Die Form der Prototypen beeinflusste die Güte der mentalen Repräsentationen nicht, jedoch wurde die grafische Modellierungsnotation besser bewertet. Im zweiten Experiment wurde die Funktion von grafischen und narrativen Prototypen für die Kommunikation von Gestaltungsvisionen untersucht. Die Fragestellung war, wie sich die Elaboration grafischer oder narrativer Prototypen auf die mentalen Repräsentationen, die zur Elaboration benötigte Zeit sowie die Bewertung der Modellierungsnotation auswirkt. Mit grafischen Prototypen konnten in kürzerer Zeit mentale Repräsentationen des Problemraums aufgebaut werden, die mehr Elemente enthielten als die narrativer Prototypen. Zudem wurden grafische Prototypen erneut besser bewertet. Darüber hinaus wurde die Funktion grafischer Prototypen in einer Fallstudie erprobt. Die Methode zur prospektiven Gestaltung von Mensch-Maschine-Systemen (Hamborg, Schulze & Sendfeld, 2007) wurde in dieser Arbeit weiterentwickelt und zur Einführung von Standardsoftware eingesetzt. Grafische Prototypen kamen in Kombination mit Gestaltungsheuristiken sowohl in der Entwurfs- als auch der Evaluationsphase zum Einsatz. Es zeigte sich, dass die Methode durchführbar und praktikabel ist und die Gestaltung unterstützt. Grafische Prototypen wurden dabei als verständlich und nützlich bewertet. Zusammenfassend zeigen die Ergebnisse der Untersuchungen, dass grafische Prototypen das Entwerfen und die Kommunikation von Gestaltungsentwürfen unterstützen, indem sie zum Aufbau mentaler Repräsentationen des Problemraums beitragen. Der Einsatz grafischer Prototypen erlaubt es z.B., die Folgen von Technologie- Einführungen im Vorfeld berücksichtigen zu können. Damit hat diese Arbeit über den reinen Erkenntnisgewinn hinaus einen praktischen Nutzen bei der Verbesserung der methodischen Unterstützung der Gestaltung von Mensch-Maschine-Systemen. In weiteren Untersuchungen sollten die vermuteten Effekte von Prototyping auf die Gestaltungsgüte empirisch adressiert werden und die gewonnenen Erkenntnisse in quasiexperimentellen Studien repliziert werden.