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A correta escolha de uma linguagem de modelagem de processos pode impactor positivamente uma organização. O presente trabalho apresenta a utilização do método AHP (Analytic Hierarchy Process) com o objetivo de auxiliar na escolha de uma linguagem de modelagem de negócios entre as seguintes alternativas: Business Process Model and Notation (BPMN), Unified Modeling Language (UML) e Event-driven Process Chain (EPC). A modelagem contemplou os critérios expressividade, legibilidade, usabilidade, atratividade, formalidade e universalidade e a consulta a um especialista que realizou os julgamentos. A linguagem de modelagem de processos BPMN foi sugerida como melhor opção pelo método AHP, superando as outras linguagens em todos os critérios analisados.
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Revista Mundi Engenharia, Tecnologia e Gestão. Paranaguá, PR, v.4, n.3, maio de 2019.
163-1
APLICAÇÃO DO MÉTODO AHP PARA ESCOLHA
DE LINGUAGEM PARA MODELAGEM DE PROCESSOS DE
NEGÓCIO
APPLICATION OF THE AHP METHOD FOR CHOICE LANGUAGE
TO BUSINESS PROCESS MODELING
Isabela Cristina Teles Terra1
Aline Pires Vieira de Vasconcelos2
Henrique Rego Monteiro da Hora3
Milton Erthal Junior4
Resumo: O uso da gestão de processos de negócio ganhou grande popularidade e ampla
disseminação nas últimas décadas. Uma correta escolha da linguagem de modelagem de processos
pode impactar positivamente uma organização. Os métodos de apoio multicritério analisam todos os
parâmetros possíveis que norteiam uma decisão. Por isso enquadram-se com grande aderência as
situações onde a subjetividade predomina. Com o objetivo de auxiliar na escolha de uma linguagem de
modelagem de processos de negócios o presente trabalho apresenta a utilização do método de apoio
multicritério à decisão AHP (Analytic Hierarchy Process). Sendo vastas as quantidades de linguagens
disponíveis, as seguintes alternativas foram selecionadas: Business Process Model and Notation
(BPMN), Unified Modeling Language (UML) e Event-driven Process Chain (EPC). A modelagem foi
contemplada por seis critérios. Sendo eles, expressividade, legibilidade, usabilidade, atratividade,
formalidade e universalidade. Para aplicação do método foi consultado um especialista na área que
realizou os julgamentos de cada critério. Como resultado a linguagem de modelagem de processos
BPMN foi sugerida como melhor opção pelo método AHP, superando as outras linguagens em todos
os critérios analisados. Um resultado curioso, tendo em vista que a BPMN, em sua criação, foi de certa
forma inspirada pelos diagramas de atividade da UML e hoje se encontra em melhor destaque no que
diz respeito aos critérios de escolha entre elas.
Palavras-chave: BPMN. UML. EPC. AHP. Análise Multicritério.
__________________________
1
Mestranda do Programa de Mestrado em Sistemas Aplicados à Engenharia e Gestão, Instituto
Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Fluminense, Servidora da área de Tecnologia da
Informação da Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, isabelacristinaterra@gmail.com
2 Doutora em Engenharia de Sistemas e Computação, Professora do Programa de Mestrado em
Sistemas Aplicados à Engenharia e Gestão, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia
Fluminense, apires@iff.edu.br
3 Doutor em Engenharia Industrial, docente permanente do Programa de Mestrado em Sistemas
Aplicados à Engenharia e Gestão, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Fluminense,
henrique.dahora@iff.edu.br
4 Doutor em Produção Vegetal, docente permanente do Programa de Mestrado em Sistemas
Aplicados à Engenharia e Gestão, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Fluminense,
miltonerthal@hotmail.com
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Abstract: The use of business process management has gained wide popularity and widespread
dissemination in the last few decades. A correct choice of process modeling language can positively
impact an organization. The multicriteria support methods analyze all the possible parameters that guide
a decision. For this reason, situations where subjectivity predominates are strongly adhered to. With the
objective of assisting in the choice of a business process modeling language, the present work presents
the use of the multicriteria support method to the AHP (Analytic Hierarchy Process) decision. The
following alternatives were selected: Business Process Model and Notation (BPMN), Unified Modeling
Language (UML), and Event-driven Process Chain (EPC). The modeling was contemplated by six
criteria. Being them, expressiveness, readability, usability, attractiveness, formality and universality. For
application of the method was consulted a specialist in the area that made the judgments of each
criterion. As a result the BPMN process modeling language was suggested as the best option by the
AHP method, surpassing the other languages in all the analyzed criteria. A curious result, given that the
BPMN, in its creation, was in a way inspired by the activity diagrams of the UML and today it is in better
prominence with respect to the criteria of choice between them.
Keywords: BPMN. UML. AHP. EPC. Multicriteria Analysis.
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1. INTRODUÇÃO
A busca das organizações por melhor desempenho através de uma gestão
eficaz e eficiente dos processos de negócio faz com que a área se mantenha em
grande expansão. A Association Business Process Management Professionals
(ABPMP, 2013) diz que com a utilização do BPM (Business Process Management) se
esperam resultados qualificados e processos claramente identificados. Garantindo
assim uma rentabilidade de recursos, tempo e custos.
São amplas as ofertas ao nível destas notações, o que vem dificultando aos
modeladores dos projetos uma escolha assegurada. Para citar algumas, ARIS
(Architecture of Integrated Information Systems), BPMN (Business Process Model and
Notation), EPC (Event-driven Process Chain) e UML (Unified Modeling Language),
elas possuem características diferentes, vantagens e desvantagens (AALST, 2012).
No meio da vasta quantidade de linguagens para modelagem de processos de
negócio, é de interesse classificar as particularidades que cada uma tem de modo a
proporcionar uma escolha orientada para os agentes que as utilizam nas organizações
(HEIDARI et al., 2013).
Diante deste cenário, este trabalho propõe o método Analytic Hierarchy
Process (AHP), metodologia de auxílio multicritério à decisão, aplicando uma análise
comparativa entre BPMN, UML e EPC à luz dos critérios de escolha no processo de
seleção de linguagem de modelagem de processos, a fim de escolher qual mais se
adequada com base nos critérios relevantes apontados entre os trabalhos
selecionados na literatura.
2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
Desenvolvido por Saaty (1991), o método AHP (Analytic Hierarchy Process),
permite o tratamento de problemas de escolha complexos de forma simples, que
reflete o funcionamento da mente humana na avaliação de alternativas diante de um
problema de decisão. O método é baseado em três princípios do pensamento
analítico, a construção de hierarquias, a priorização e a consistência lógica. E sua
aplicação em problemas de decisão contempla as fases: estruturação dos critérios e
alternativas; coleta de julgamentos; cálculo de prioridades; verificação da consistência
do julgamento; cálculo das prioridades globais das alternativas.
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A fase de estruturação dos critérios abrange a estruturação do problema
de decisão em níveis. Tal fase permite que os decisores modelem os problemas
complexos em uma estrutura hierárquica em que é possível visualizar as relações
entre as metas, os critérios que demonstram os objetivos e as alternativas envolvidas
na decisão. A estrutura hierárquica forma uma árvore invertida, onde vai descendo do
objetivo para os critérios e alternativas (SAATY, 1991).
Após a hierarquização dos critérios, é feito o julgamento dos decisores. Para
isso se constrói uma matriz de comparação paritária entre os elementos do nível
inferior e os do nível imediatamente acima. Os elementos são comparados seguindo
a escala de julgamentos recomendada por Saaty (1991), descrita na Tabela 1.
Tabela 1 – Escala de julgamento de importância do AHP
Intensidade
Definição
Explicação
1
Importância igual
Duas atividades contribuem igualmente para
o objetivo.
3
Importância fraca de uma
sobre a outra
A experiência e o julgamento favorecem
levemente uma atividade em relação à outra.
5
Importância forte
A experiência e o julgamento favorecem
fortemente uma atividade em relação à outra.
7
Importância muito forte
Uma atividade é fortemente favorecida em
relação a outra e sua dominância é
demonstrada na prática.
9
Importância absoluta
A evidência favorecendo uma atividade em
relação à outra é do mais alto grau de
certeza.
2,4,6,8
Valores intermediários
entre julgamentos
adjacentes
Quando é necessária uma condição de
compromisso.
Fonte: Adaptado de Saaty (1991)
A forma matricial seguinte representa, genericamente, a matriz de julgamento
das n alternativas. Na comparação entre os elementos, deve-se levar em conta qual
o elemento mais importante e a intensidade dessa importância.
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   
  
  

  
A matriz de comparação gera relações recíprocas como representado na matriz
anterior. Sendo assim, para cada julgamento registrado na posição de linha e coluna
, , há um valor igual a
 na posição recíproca. Os elementos  devem obedecer
a regras. São elas:
I. Se  , então 
, onde é o valor numérico do julgamento
baseado na escala apresentada na Tabela 1.
II. Se o julgamento for de igual importância, então  e  .
Em seguida, se calcula a contribuição relativa de cada elemento da estrutura
hierárquica em relação ao objetivo imediato e em relação ao objetivo principal,
obtendo-se assim as prioridades globais. Que de acordo com Saaty (1991), podem
ser obtidas por meio de operações matriciais, calculando-se o principal autovetor da
matriz e em seguida normalizando-o.
O resultado obtido em cada linha corresponde ao total percentual relativo de
prioridades ou preferências em relação ao objetivo. O vetor de prioridades resultante
é chamado de autovetor da matriz, e a somatória de seus elementos é igual a 1. Em
sequência ao cálculo das prioridades locais em relação a cada imediatamente
superior, é realizado o cálculo da consistência dos julgamentos.
Vargas (2010) descreve, de forma simples, os passos para verificar a
consistência do julgamento, primeiramente se calcula o maior autovalor da matriz de
julgamento () por meio do somatório do produto de cada total da coluna da matriz
original por cada elemento na posição do vetor de prioridade, considerando a
coluna da matriz de julgamento variando de 1 a n. Representado pela seguinte
fórmula:


Onde:
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é o somatório da coluna da matriz de julgamento;
é a prioridade calculada para o critério localizado na linha .
Em segundo passo, se calcula o índice de consistência, Consistency Index:


Em terceiro passo, se calcula a razão de consistência, Consistency Ratio:


Onde o índice randômico, Random Index (RI), de acordo com Saaty (1991), é
o índice de consistência de uma matriz gerada, randomicamente, pelo laboratório Oak
Ridge. Apresentado na tabela seguinte.
Tabela 2 – Índice de consistência aleatória
n
1
2
4
5
6
7
8
9
10
RI
0.00
0.00
0.90
1.12
1.24
1.32
1.41
1.45
1.49
Fonte: Saaty (1991).
Por fim, após verificar a consistência dos julgamentos, é calculado o
desempenho global das alternativas. Segundo Saaty (1991), as propriedades globais
calculadas para cara critério correspondem à importância de cada critério em relação
ao objetivo principal. No entanto, no nível das alternativas, a prioridade encontrada ao
se multiplicar a prioridade local da alternativa em relação a um determinado foco pela
prioridade global deste reflete o impacto da alternativa no objetivo principal. Portanto,
obtém-se a prioridade global das alternativas realizando o somatório das prioridades
globais das alternativas calculadas em cada critério. Tal prioridade determina a
contribuição da alternativa para o objetivo principal.
3. MATERIAIS E MÉTODOS
Das linguagens de modelagem de processos existentes destacam-se como as
mais influentes nos dias de hoje: BPMN; a UML; EPC. Baseando-se em uma
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revisão bibliográfica, foram identificados os critérios relevantes (Quadro 1) no
momento da escolha pela linguagem de modelagem de processos. Embora alguns
critérios tendam ser relativamente universais, constatou-se que estavam relacionados
ou aos objetivos ou a qualidade da pesquisa.
BPMN é uma forma de notação da BPM criada em 2004 descrita como uma
notação gráfica capaz de representar processos de negócio. Atualmente na versão
2.0, é a mais representativa linguagem de modelagem de processos de negócio. Foi
desenvolvida com a principal preocupação de ser facilmente compreendida por todos
os utilizadores. Com sua evolução, apresenta hoje um considerável conjunto de
ícones padrões que descrevem relacionamentos claramente definidos para um
processo de negócio (KELEMEN et al., 2013; MILI et al., 2010).
A UML é uma notação de diagramas de utilização geral nos dias de hoje. Criada
em 1995 com o objetivo de ser utilizada na Engenharia de Software. Desde a sua
criação, “o desafio da evolução da UML era desenvolver uma linguagem padronizada,
com semântica única, capaz de representar sistemas de diferentes níveis de
complexidade”. Em sua versão atual melhorou significativamente, o que fez a notação
se distanciar do objetivo inicial de suporte ao desenvolvimento de software e se
aproximar a visão global dos processos, ampliando os domínios de aplicação. A UML
é composta por diagramas e podendo ser utilizado para a modelagem de processos
de negócio está o Diagrama de Atividades (AD) (GEAMBASU, 2012; KORHERR,
2008).
A EPC é uma notação desenvolvida em 1992 que se baseia em conceitos das
Petri nets (clássica notação de modelagem para sistemas distribuídos) e seu principal
foco é permitir aos seus usuários uma representação gráfica dos processos
organizacionais, de forma intuitiva, e que seja rápida e de simples compreensão tanto
para especialistas quanto para leigos (MILI et al., 2010).
Kelemen et al. (2013) afirma que é difícil classificar as três linguagens pelas
mínimas diferenças existentes entre elas. Porém existem preferências, designers de
software e desenvolvedores optam pelo uso da UML. EPC ganha preferencia na
esfera empresarial, enquanto BPMN está presente em ambas as áreas.
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Quadro 1 – Critérios selecionados
Código
Critério
Descrição
C1
Expressividade
Em termos funcionais, estruturais ou comportamentais, a
linguagem de permitir representar diversas situações
organizacionais.
C2
Legibilidade
A facilidade com que os modelos são compreendidos e
interpretados pelas pessoas.
C3
Usabilidade
A facilidade na utilização da linguagem.
C4
Atratividade
Ser atraente para o uso, não dependendo de especialista.
C5
Formalidade
Não ser ambígua na interpretação dos modelos e manter rigor
com a semântica da linguagem.
C6
Universalidade
Popularidade da linguagem em relação ao mercado.
Fonte: Própria (2018)
Após definir os critérios, como instrumento de coleta, foi elaborado um
questionário seguindo a aplicação do método AHP que foi respondido por um
especialista com dez anos de atividade de gerenciando projetos de tecnologia da
informação. Em seguida os dados foram inseridos na matriz de julgamento com o
auxílio de uma planilha eletrônica.
Figura 1 – Estrutura hierárquica para objetivo proposto
Fonte: Própria (2018).
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4. RESULTADOS
A etapa de mensuração dos critérios tem início com os julgamentos de
importância relativa paritária entre eles. A Figura 2 apresenta a resolução da matriz de
comparações paritárias entre critérios, ponderada pelo especialista. Juntamente com
índice de consistência, que calculado indicou nível tolerado pelo método AHP.
As matrizes foram elaboradas em planilha eletrônica para receber os dados e
configuradas para calcular, automaticamente, o valor nas posições recíprocas
associadas a cada entrada. A resolução da matriz de comparações paritárias entre
os critérios é apresentada na Figura 3.
Figura 2 – Matriz de prioridade dos critérios julgados pelo especialista
Fonte: Própria (2018).
Para o cálculo das prioridades dos critérios, primeiramente foi obtido o
somatório de cada coluna. Em seguida, é calculado o valor recíproco da soma obtida,
e por último é feito o somatório dos valores recíprocos. O valor da prioridade local de
cada elemento é obtido pela divisão do valor de seu recíproco pelo somatório dos
recíprocos.
Deste modo, verifica-se que, de acordo com os julgamentos realizados, os
critérios para escolha da linguagem de modelagem de processos apresentam a
seguinte ordem de importância: 1º - Legibilidade, 37,05%; 2º - Expressividade,
35,41%; 3º - Atratividade, 10,95%; 4º - Usabilidade, 7,46%; 5º - Formalidade, 5,33%;
6º - Universalidade, 3,81%.
 
 
    
   
     
     













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Figura 3 – Gráfico de importância relativa dos critérios julgados pelo especialista
Fonte: Própria (2018).
Em seguida, similarmente, o especialista efetuou a comparação paritária das
alternativas nos critério, apresentadas na Figura 4.
Assim como o cálculo das prioridades dos critérios, segue-se o mesmo para as
alternativas, obtendo-se o somatório de cada coluna, em seguida calculando o valor
recíproco da soma obtida, e por último sendo feito o somatório dos valores recíprocos.
Resultando no valor da prioridade local de cada elemento através da divisão do valor
de seu recíproco pelo somatório dos recíprocos.
Por fim, após todos os cálculos serem feitos, foram calculados os índices de
consistência dos julgamentos. Estes cálculos também foram implementados na
planilha eletrônica e integrados a matriz de julgamentos. E como se pode observar, os
julgamentos realizados apresentam razão de consistência dentro dos parâmetros
sugeridos pelo modelo. O que significa uma maior consistência no julgamento dos
critérios e contribui para uma maior qualidade na tomada de decisão.
Figura 4 – Matrizes de prioridade das alternativas julgados pelo especialista
Expressividade

  
 





Legibilidade
  
  
 





Usabilidade
Atratividade
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
  
 





  
  
 





Formalidade
 
  
 





Universalidade
 
  
 





Fonte: Própria (2018).
Os resultados finais, apresentados na Figura 5, mostram que a linguagem de
modelagem de processos Business Process Model and Notation se destaca como
melhor alternativa de linguagem com 78,74%, enquanto a Event-driven Process
Chain, com 13,88%, é a segunda opção e a Unified Modeling Language ocupa a última
colocação, com 7,38%.
Figura 5 – Resultado global das alternativas
Fonte: Própria (2018).
Aldin & Cesare (2009), afirmam que a linguagem BPMN é a mais rica em
semântica do que as demais embora as três linguagens partam do mesmo objetivo.
Vale ressaltar que a escolha da linguagem deve depender dos objetivos
específicos do projeto e das características do processo de negócio. Embora os
resultados obtidos mostram que a linguagem BPMN se destaca em todos os critérios
analisados.
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5. CONSIDERAÇÕES FINAIS
A metodologia proposta pelo método AHP se mostrou branda para auxiliar no
processo de escolha. Com auxílio de especialista na área e com o método AHP foi
possível chegar à conclusão de qual seria a melhor opção de escolha entre BPMN,
UML e EPC. Conclui-se que o método AHP é eficaz no auxílio de escolha e que avaliar
as alternativas e critérios auxiliam em uma escolha mais correta.
Com a análise de consistência dentro do padrão, menor ou igual a 0,10, fica
determinado que as informações obtidas aqui são precisas e consistentes. O que
respeita as propriedades básicas do AHP.
Este estudo trouxe resultados interessantes, tendo em vista que a linguagem
de notação BPMN, em sua criação, foi de certa forma inspirada pelos diagramas de
atividade da UML e hoje se encontra em melhor destaque no que diz respeito aos
critérios de escolha entre elas. Como sugestão para novas pesquisas e
prosseguimento deste trabalho, propõe-se ampliar a quantidade de alternativas.
REFERÊNCIAS
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Body of Knowledge 3.0, 2013.
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Softw. Eng. 1-37. ISRN Software Engineering, 2012.
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651, 2012.
HEIDARI, F., LOUCOPOULOS, P., BRAZIER, F., & BARJIS, J. A Unified View of
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MILI, H., TREMBLAY, G., JAOUDE, G. B., LEFEBVRE, É., ELABED, L., &
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https://doi.org/10.1145/1824795.1824799
SAATY, T. L. Método de Análise Hierárquica”, 1991. Tradução de Wainer da Silveira
e Silva, McGraw-Hill, Makron, São Paulo, SP.
VARGAS, R. V. “Utilizando a programação multicritério (Analytic Hierarchy
Process – AHP) para selecionar e priorizar projetos na gestão de portfólio”,
2010, em PMI Global Congress – América do Norte, 2010, Washington – EUA,
disponível em http://www.ricardo-vargas.com/articles/analytic-hierarchy-
process/#portuguese acesso em 16 de agosto de 2018.
_______________________________________________________________
Edição especial - XXI ENMC (Encontro Nacional de Modelagem Computacional) e
IX ECTM (Encontro de Ciência e Tecnologia dos Materiais)
Enviado em: 29 mar. 2019
Aceito em: 26 mai. 2019
Editores responsáveis: Bianca Neves Machado/ Mateus das Neves Gomes
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This report summarizes the selection process performed in order to ensure a modelling language of sufficient quality for describing processes based on multiple software quality models and standards. UML activity diagrams, EPCs and BPMNs are compared based on well-defined criteria: intelligibility, ability of expressing process elements and workflow patterns, software support, portability and widespread. Both the criteria and the rationale of the final selection can be used as a basis for selecting a process modeling language for other projects in the industry.
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Business Process Management (BPM) research resulted in a plethora of methods, techniques, and tools to support the design, enactment, management, and analysis of operational business processes. This survey aims to structure these results and provide an overview of the state-of-the-art in BPM. In BPM the concept of a process model is fundamental. Process models may be used to configure information systems, but may also be used to analyze, understand, and improve the processes they describe. Hence, the introduction of BPM technology has both managerial and technical ramifications and may enable significant productivity improvements, cost savings, and flow-time reductions. The practical relevance of BPM and rapid developments over the last decade justify a comprehensive survey.
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Understanding and specifying business processes is a challenge. Many different approaches have been developed, each with their own specific business process modelling languages designed to meet a business specific requirements. In practice, however, multiple business process languages are often being used within one and the same enterprise. This paper proposes a universal and language independent abstraction of the concepts of today's mainstream business process modelling languages, in a unified ontology based on an analysis of seven popular business process modelling approaches. Generic concepts are identified and a unified meta-model designed. An ontological analysis of the representational capability of this meta-model is examined in relation to the Bunge-Wand-Weber ontology. This meta-model is open to further extensions such as incorporating requirements or extending into a knowledge base.
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Business process modelling is an increasingly popular research area for both organisations and academia due to its usefulness in facilitating human understanding and communication. Several modelling techniques have been proposed and used to capture the characteristics of business processes. However, available techniques view business processes from different perspectives and have different features and capabilities. Furthermore, to date limited guidelines exist for selecting appropriate modelling techniques based on the characteristics of the problem and its requirements. This paper presents a comparative analysis of some popular business process modelling techniques. The comparative framework is based on five criteria: flexibility, ease of use, understandability, simulation support and scope. The study highlights some of the major paradigmatic differences between the techniques. The proposed framework can serve as the basis for evaluating further modelling techniques and generating selection procedures.
Association Business Process Management Professionals -Common Body of Knowledge 3.0
ABPMP. Association Business Process Management Professionals -Common Body of Knowledge 3.0, 2013.
UML Activity Diagram for Business Process Modeling
  • C V Geambasu
  • Bpmn
GEAMBASU, C. V. BPMN vs. UML Activity Diagram for Business Process Modeling. Journal of Accounting and Management Information Systems, 11(4), 637-651, 2012.