ワークフロー

ワークフローとは、資源を体系的に組織化して材料を変換したり、サービスを提供したり、情報を処理したりするプロセスにすることで実現される、調整され、反復可能な活動パターンの総称です。 ^{[ 1 ]}ワークフローは、一連の操作、個人またはグループの作業、^{[ 2 ]}スタッフ組織の作業、または1つ以上の単純または複雑なメカニズムとして表現できます。

より抽象的な観点から言えば、ワークフローは実際の作業のビューまたは表現と考えることができます。^{[ 3 ]}ここで説明されている流れは、あるステップから別のステップに転送されるドキュメント、サービス、または製品を指す場合があります。

ワークフローは、情報技術、チーム、プロジェクト、階層など、組織構造の他の部分と組み合わせるための基本的な構成要素と見なすことができます。^{[ 4 ]}

ワークフローの概念の発展は、いくつかの曖昧に定義された、重複する時代を経て起こった。

BasuとKumarは、「ワークフロー管理」という用語は、物質的な商品の流れではなく、バリューチェーンを通じた情報の流れに関連するタスクを指すと指摘し、情報の定義、分析、管理を「ワークフロー管理」と特徴づけている。ワークフローは、個々のリソースに明確な役割が割り当てられる単一の組織内でも、組織または場所の境界に位置する活動間の相互作用に注意を払う必要がある複数の組織または分散した場所をまたいで管理できると彼らは指摘している。ある組織から別の組織への情報の伝達は、この組織間コンテキストにおける重要な問題であり、彼らが「検証」、「確認」、「データ使用分析」と呼ぶタスクの重要性を高めている。^{[ 18 ]}

ワークフロー管理システム（WfMS）は、定義された一連のプロセスとタスクを作成、実行、監視するためのソフトウェアシステムであり、生産性の向上、コストの削減、俊敏性の向上、組織内の情報交換の改善という幅広い目標を掲げています。^{[ 19 ]}これらのシステムは、プロセス中心型またはデータ中心型であり、ワークフローをグラフィカルマップとして表現することもできます。ワークフロー管理システムには、外部ソフトウェアアプリケーションを統合できる拡張可能なインターフェースが含まれている場合もあり、応答時間の短縮と生産性の向上を実現する広域ワークフローをサポートします。^{[ 19 ]}

ワークフローの概念は、オペレーションズリサーチのいくつかの分野や、人工知能（特にAIプランニングのサブ分野）や民族誌学など、仕事の本質を定量的または定性的に研究する他の分野と密接に関連しています。「ワークフロー」という用語は、印刷業界などの特定の産業や、臨床検査室などの専門分野でより一般的に使用されています。これらの分野では、ワークフローには特別な意味合いがある場合があります。

1. プロセス：プロセスはワークフローよりも一般的な概念であり、例えば物理的または生物学的プロセスに適用できます。一方、ワークフローは通常、機械工場で発生するすべてのプロセスなど、作業の文脈で説明されるプロセスまたはプロセスの集合です。
2. 計画とスケジューリング：計画とは、特定の開始条件が与えられた場合に特定の目標を達成するために必要な、論理的に必要で部分的に順序付けられた一連の活動を記述したものです。計画にスケジュールとリソース割り当て計算を追加すると、目標を追求する体系的な処理の特定のインスタンスが完全に定義されます。ワークフローは、同じ計画を繰り返し実行するために必要なメカニズムの、多くの場合最適またはほぼ最適な実現と見なすことができます。^{[ 20 ]}
3. フロー制御：これはワークフローに適用される制御概念であり、資材や注文のバッファの静的制御とは異なり、移動中および処理中のフロー速度とフロー量のより動的な制御を意味します。このような動的な側面への着目は、ジャストインタイムやジャストインシーケンスといった、より高度なジョブショップ制御を準備するための基本的な基盤となります。
4. 輸送中の可視性：この監視コンセプトは、輸送中の資材だけでなく、仕掛品や進行中の作業、つまりワークフローにも適用されます。

以下の例は、さまざまな状況で見られる多様なワークフローを示しています。

1. 機械加工工場、特にジョブショップやフローショップでは、部品が様々な加工ステーションを通過する流れはワークフローと呼ばれます。
2. 保険金請求処理は、情報集約型で文書主導型のワークフローの一例である。^{[ 21 ]}
3. Wikipediaの編集作業は、確率的なワークフローとしてモデル化できる。
4. 「Getting Things Done（GTD）」システムは、情報労働者向けの個人ワークフロー管理モデルである。
5. ソフトウェア開発、サポート、その他の業界では、フォロー・ザ・サンという概念は、未完了の作業をタイムゾーンを越えて引き継ぐプロセスを指します。^{[ 22 ]}
6. 従来のオフセット印刷やデジタル印刷では、ワークフローという概念は、印刷関連ファイルの前処理や後処理に関わるプロセス、人、そして通常はソフトウェア技術（RIP：ラスターイメージプロセッサ、DFE：デジタルフロントエンド）コントローラを表します。例えば、PDFのプリフライトチェックでは、フォントが埋め込まれているか、プレートやデジタル印刷機へのイメージ出力が、最終画像を印刷する印刷機の画像出力機能に合わせて文書の意図を適切に表現できるかなどを確認します。
7. 科学実験では、全体のプロセス（タスクとデータの流れ）は有向非巡回グラフ（DAG）として記述できます。このDAGはワークフローと呼ばれ、例えば脳画像ワークフローなどがあります。^{[ 23 ] [ 24 ]}
8. 医療データ分析では、ワークフローを特定したり、複雑なデータ分析を構成する一連の手順を表すために使用したりすることができます。^{[ 25 ] [ 26 ]}
9. サービス指向アーキテクチャでは、アプリケーションは実行可能なワークフローによって表現され、異なる（地理的に分散している場合もある）サービスコンポーネントがワークフロー管理システムの制御下で相互作用して対応する機能を提供する。^{[ 27 ]}
10. シェアードサービスでは、アプリケーションはロボティック・プロセス・オートメーション（RPA、または人工知能に基づく自己誘導型RPA 2.0の場合はRPAAIと呼ばれる）の開発に取り組むことができ、その結果、有人または無人のソフトウェアエージェントが組織の環境に展開されます。これらのソフトウェアエージェント、つまりロボットは、事前に定義された構造化された反復的な一連の業務タスクまたはプロセスを実行するために展開されます。人工知能ソフトウェアロボットは、非構造化データセットを処理するために展開され、ロボティック・プロセス・オートメーションの実行と展開後に展開されます。

1. モデリング: ワークフローの問題は、ペトリネットなどのグラフベースの形式を使用してモデル化および分析できます。
2. 測定：オペレーションズリサーチにおいてスケジューリングシステムを測定するために用いられる概念の多くは、一般的なワークフローの測定にも役立ちます。これには、スループット、処理時間、その他の一般的な指標が含まれます。
3. 専門的な意味合い: 「ワークフロー」という用語は、情報技術、文書管理、およびイメージングにおいて専門的な意味合いを持ちます。1993 年以来、ワークフロー管理とワークフロー管理システムの相互運用性に特化した業界団体であるワークフロー管理連合 (Workflow Management Coalition) が存在します。^{[ 28 ]}
4. 科学的ワークフローシステム：これらは、2000年代初頭にバイオインフォマティクスとケモインフォマティクスの分野で広く受け入れられるようになりました。当時、複数のデータ形式と大量のデータを扱う、相互接続された複数のツールに対するニーズが高まっていたためです。また、科学的ワークフローのパラダイムは、生命科学研究機関で確立されているPerlプログラミングの手法と類似しているため、より構造化されたインフラストラクチャの構築に向けた自然な流れと言えます。
5. 人間と機械の相互作用：特に軍事分野において、自動化されたエージェントが人間と同様の役割を果たす、混合イニシアチブ型ワークフローの概念化が数多く研究されてきた。革新的で適応性があり、協調的な人間の作業には、人間との相互作用管理の技術が必要となる。
6. ワークフロー分析：ワークフローシステムを使用すると、ユーザーは形式的なプログラミング概念に精通していなくても実行可能なプロセスを開発できます。自動化されたワークフロー分析技術は、ユーザーがワークフローの特性を分析し、フロー制御やデータフローの分析など、実行前に特定の特性の検証を行うのに役立ちます。形式分析フレームワークに基づくツールの例は、科学ワークフローの分析用に開発および使用されており、他のタイプのワークフローの分析にも拡張できます。^{[ 29 ]}

現代の職場では、いくつかのワークフロー改善理論が提案され、実施されている。それらには以下が含まれる。

1. シックスシグマ
2. 総合品質管理
3. ビジネスプロセス・リエンジニアリング
4. リーンシステム
5. 制約理論

リソース評価（物的リソースと人的リソースの両方）は、引き継ぎポイントを評価し、タスク間のスムーズな移行を実現するために不可欠です。^{[ 30 ]}

ワークフローは通常、形式的または非形式的なフロー図法を用いて記述でき、処理ステップ間の方向性のある流れを示します。ワークフローの個々の処理ステップまたはコンポーネントは、基本的に次の3つのパラメータによって定義できます。

1. 入力の説明: ステップを完了するために必要な情報、材料、およびエネルギー
2. 変換ルール：人間、機械、またはその両方によって実行されるアルゴリズム
3. 出力の説明：この工程で生成され、下流工程への入力として提供される情報、物質、およびエネルギー

コンポーネントは、前のコンポーネント（またはコンポーネント群）の出力が、次のコンポーネントの必須入力要件と一致する場合にのみ接続できます。したがって、コンポーネントの本質的な記述は、データ型とその意味（セマンティクス）に関して完全に記述された入力と出力のみで構成されます。アルゴリズムまたはルールの記述は、1種類の入力を1種類の出力に変換する複数の方法（精度や速度などが異なる場合がある）が存在する場合にのみ含める必要があります。

コンポーネントが、Web サービスなどのコンピュータ ネットワークを介してリモートで呼び出される非ローカル サービスである場合、開発者は追加の記述子^{[ 31 ]} ( QoSや可用性など)を考慮する必要があります。

ワークフローアプリケーションとは、プロセスまたは複数のプロセスをある程度自動化するソフトウェアアプリケーションです。これらのプロセスは通常ビジネス関連ですが、ソフトウェアによって一連のステップを自動化する必要があるプロセスであれば何でも構いません。カスタムテキストの開発や承認など、一部のプロセスステップでは人間の介入が必要になる場合がありますが、自動化できる機能はアプリケーションによって処理されるべきです。高度なアプリケーションでは、ユーザーが操作に新しいコンポーネントを追加できます。^{[ 32 ]}

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• ビジネスプロセス再設計

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