Entwicklung von prozessorientierten Informationssystemen für die industrielle Dienstleistungsbeschaffung

In der industriellen Dienstleistungsbeschaffung mangelt es an adäquaten domänenspezifischen Lösungsansätzen für die präzise Modellierung, qualitative und quantitative Analyse und Implementierung elektronischer Geschäftsprozesse in prozessorientierte Informationssysteme. In der vorliegenden Arbeit werden neue Lösungsansätze auf Basis von Methoden, Modellen und E-Business-Lösungen erarbeitet, um die Entwicklung und Gestaltung prozessorientierter Informationssysteme zu verbessern

Gestaltung der Produktionsorganisation mit Modell- und Methodenbausteinen

Fällt den Unternehmen die Benennung und Beschreibung einzelner Komponenten und Faktoren ihres Erfolges noch relativ leicht, ergeben sich in der betrieblichen Praxis bei der Beschreibung von Zusammenhängen (Relationen zwischen einzelnen Einflußfaktoren) oder Kombinationen einzelner Faktoren oftmals Probleme. Weiterführende Erklärungen für bestimmte Sachverhalte und daraus abgeleitete Entscheidungshilfen sind dagegen nur noch für einzelne Teilaspekte oder Spezial- bzw. Idealfälle bekannt und können nur noch von Spezialisten gehandhabt werden.Um dieser Entwicklung zu begegnen, verbindet die in dieser Arbeit entwickelte Konzeption allge-meingültige Modelle soziotechnischer Systeme, die als Bausteine ausgearbeitet sind, mit einer angepaßten Sammlung von Methodenbausteinen in einer kombinierten Vorgehensweise. Die Kon-zeption liefert dazu zunächst eine umfassende Struktur zur Sammlung der Modell- und Methoden-bausteine für die Gestaltung der Produktion. Die anschließend dargestellten Bausteine werden dem Anwender dann aus einem strukturierten 'Baukasten' angeboten. Der Anwender kann diese Bausteine im Rahmen seiner unternehmensspezifischen Gestaltungsaktivitäten intuitiv, einfach und effizient nutzen, um spezifische Lösungen zu erarbeiten, ohne dabei selbst über umfangrei-ches Modellierungs-Know-how verfügen zu müssen. Die Anwendung in der Praxis hat gezeigt, daß sich bei der aktiven Entwicklung unternehmensspe-zifischer Gestaltungslösungen vor allem in den folgenden Punkten Vorteile gegenüber herkömmli-chen Ansätzen ergeben:· Kostenreduzierung durch eine bewährte Vorgehensweise bei der Gestaltung komplexer Sys-teme.· Schnellere Problemlösung während der Projektarbeit durch Zugriff auf eine einheitliche, integ-rierte und breit angelegte Modellierungsumgebung sowie erprobte Verfahren und Techniken.· Vorgehenssicherheit für alle an der Projektarbeit beteiligten Personen durch eine umfassende und geschlossen anwendbare Modellierungsumgebung und Methodenbausteine.· Risikominimierung durch konsequentes Prototyping auf einer breiten Akzeptanzbasis.· Eine einheitlich strukturierte Dokumentation, die sowohl Projektablauf als auch Ergebnisse beschreibt.· Abgestimmtes Vorgehen aller Beteiligten unterschiedlicher Hierarchieebenen und dadurch verbesserte Zusammenarbeit.· Beliebige Anpaßbarkeit durch das Konzept der Modell- und Methodenbausteine

Kollaborative Softwareentwicklung auf Basis serviceorientierter Architekturen

Bei der Realisierung von SOA-basierter Unternehmenssoftware sind Teammitglieder in unterschiedlichen Bereichen und Ebenen mit speziellen Kenntnissen erforderlich, um die jeweils benötigten Artefakte zu erstellen. Die Arbeit beschreibt einen XML-Netz-basierten Ansatz zur Unterstützung einer kollaborativen Realisierung solcher Systeme, der eine integrierte formale Modellierung der verschiedenen Aspekte enthält und Transformationen in unterschiedliche Zieltechnologien ermöglicht

Kollaborative Softwareentwicklung auf Basis serviceorientierter Architekturen

Bei der Realisierung von SOA-basierter Unternehmenssoftware sind Teammitglieder in unterschiedlichen Bereichen und Ebenen mit speziellen Kenntnissen erforderlich, um die jeweils benötigten Artefakte zu erstellen. Die Arbeit beschreibt einen XML-Netz-basierten Ansatz zur Unterstützung einer kollaborativen Realisierung solcher Systeme, der eine integrierte formale Modellierung der verschiedenen Aspekte enthält und Transformationen in unterschiedliche Zieltechnologien ermöglicht

Metamodellbasierte und hierarchieorientierte Workflowmodellierung

In dieser Arbeit werden Metamodelle eingesetzt, um Workflow- bzw. Geschäftsprozessmodellierungssprachen und ihre operationale Semantik zu definieren. Mit einer deklarativen und einer hierarchischen Sprache werden zwei Modellierungsweisen verfolgt, die im Bereich der Geschäftsprozessmodellierung nicht weit verbreitet sind. Der Hauptvorteil beim deklarativen Ansatz liegt in einer höheren Flexiblität und bei der hierarchischen Sprache in einer besseren Verständlichkeit der Modelle

Workflow-Management für Produktentwicklungsprozesse

Workflow-Management-Systeme unterstützen die elektronische Abwicklung von Arbeitsprozessen, sogenannten Workflows. Heutige Systeme erzwingen meist die starre Ausführung vormodellierter Workflows, was ihre praktische Tauglichkeit auf Anwendungsgebiete mit starren Prozessen beschränkt. In vielen Anwendungsbereichen sind Arbeitsprozesse jedoch meist nur semi-strukturiert. Dieses Merkmal ist aufgrund kreativer Teilaufgaben auch typisch für alle Produktentwicklungsprozesse, für die in dieser Arbeit adäquate Modellierungs- und Ausführungskonzepte vorgestellt werden. Diese Konzepte wurden im WEP-Workflow-Management-Systems (WEP = Workflow Management for Engineering Processes) zur Demonstration der Machbarkeit und des praktischen Nutzens prototypisch implementiert

Evolution und Komposition von Softwaresystemen: Software-Produktlinien als Beitrag zu Flexibilität und Langlebigkeit

Software systems are today bigger, more complex and of higher importance for products and services than a decade before. At the same time changes are required many more frequently and of a larger size. Furthermore, they have to be implemented faster. Additionally, the software must achieve a higher life span, particularly because of the cost of its development. In the past, Object-Oriented Programming and Reuse techniques did not provide the expected success. The introduction of software product lines respectively system families makes possible it to reach a degree of prefabrication similar to the one of serial production. At the same time they facilitate the delivery of product variants with a short time to market. In this work methods of the methods of domain analysis are integrated with Reuse approaches and techniques of Generative Programming, and a methodology for product line development is presented. Feature models are used as means expressing variability and product configurations, so that the prefabrication be planned and the production of customer-specific products can be controlled. By enforcing the formalization in terms of syntax and semantics, feature models are made accessible to tools and automation. Object-oriented design models and architecture are separated into fine-granular components in such a way that new products can easily be developed as combinations of those components. The implementation of such products is automated by the composition of source code components. The composition of object models separated similarly enables a uninterrupted automation for the product development, which is controlled by a customer by means of a feature selection. To facilitate such a composition, the Hyperspace approach is applied to UML to Hyper/UML, which makes possible a feature-driven separation and composition of object models. In this way slim products can be developed, containing only the actually needed functionality. For the evolution of product lines and for the integration of existing solutions and components into the evolution, Reverse Engineering and Refactoring techniques are integrated. Requirements, models and implementation are connected by Traceability links to perform changes consistently. As a consequence, the loss of architectural quality - so-called Architectural Decay - can be avoided during the iterative development process. Measures for the improvement of the project and quality management are regarded briefly, as far as they are of importance for the effectiveness of the developed methods. The applicability and suitability of the results of the work were examined in several industrial projects.Softwaresysteme sind heute umfangreicher, komplexer und von entscheidenderer Bedeutung für Produkte und Dienstleistungen als eine Dekade zuvor. Gleichzeitig sind Änderungen viel häufiger und in größerem Umfang erforderlich. Sie müssen auch schneller realisierbar sein. Zudem muss die Software eine höhere Lebensdauer erreichen, vor allem wegen des Aufwandes zu ihrer Entwicklung. Objektorientierte Programmierung und Wiederverwendungstechniken haben dabei nicht den erwarteten Erfolg gebracht. Die Einführung von Software-Produktlinien beziehungsweise Systemfamilien ermöglichen es, einen der Serienfertigung ähnlichen Vorfertigungsgrad zu erreichen und erlauben es gleichzeitig, kurzfristig Produktvarianten zu erstellen. In dieser Arbeit werden Methoden der Domänenanalyse mit Wiederverwendungsansätzen und Generativen Programmiertechniken verknüpft und eine Methodik zur Produktlinien-Entwicklung vorgestellt. Featuremodelle werden als Ausdrucksmittel für Variabilität und Produktkonfigurationen eingesetzt, damit die Vorfertigung geplant und die Erstellung von kundenspezifischen Produkten gesteuert werden kann. Durch Präzisierung ihrer Syntax und Erweiterung ihrer Semantik werden Featuremodelle einer Nutzung in Werkzeugen zugänglich gemacht. Objektorientierte Entwurfsmodelle und Architektur werden so in feingranulare Komponenten zerlegt, dass Varianten als neue Produkte mit geringem Aufwand erstellbar sind. Die Erstellung der Implementierung solcher Produkte wird durch die Komposition von Quelltext-Komponenten automatisiert. Die Komposition von ebenfalls zerlegten Objektmodellen ermöglicht eine durchgehende Automatisierung der Produkterstellung, die durch einen Kunden mittels der Feature-Auswahl gesteuert wird. Dafür wird mit Hyper/UML eine Umsetzung des Hyperspace-Ansatzes auf die Modellierungssprache UML entwickelt, die eine Feature-gesteuerte Zerlegung und Komposition von Objektmodellen ermöglicht. Damit lassen sich schlanke Produkte entwickeln, die nur die tatsächlich benötigte Funktionalität enthalten. Zur Evolution von Produktlinien und zur Einbindung existierender Lösungen und Komponenten in die Evolution werden Reverse-Engineering- und Refactoring-Techniken integriert. Anforderungen, Modelle und Implementierung werden durch Traceability-Links verbunden, damit Änderungen konsistent durchgeführt werden können. Diese Mittel tragen dazu bei, dass während einer iterativen Entwicklung der Verlust an Architektur-Qualität, das sogenannte Architectural Decay, vermieden werden kann. Maßnahmen zur Verbesserung des Projekt- und Qualitätsmanagements werden kurz betrachtet, soweit sie wichtige Randbedingungen für die Wirksamkeit der Methoden schaffen müssen. Die Anwendbarkeit und Eignung der Ergebnisse der Arbeiten wurde in mehreren industriellen Projekten überprüft.Ilmenau, Techn. Univ., Habil.-Schr., 200

Entwicklung einer Diagnose-Shell zur Unterstützung von Informationssystemsicherheit

Im Rahmen der Arbeit wurde ein Expertisemodell des Managements der Informationssystemsicherheit (IS-Sicherheit) entwickelt und durch eine Diagnose-Shell operationalisiert. Es stand die Wissensrepräsentation und nutzung des IS-Sicherheitswissens zur Unterstützung des IS-Sicherheitsmanagements im Mittelpunkt. Hierfür wurden Methoden des Knowledge Engineering verwendet, um die IS-Sicherheitsstrategien durch diagnostische Problemlösungsmethoden zu beschreiben. Das benötigte IS-Sicherheitswissen wird durch IS-Sicherheitskonzepte repräsentiert. Die Modelle sind auf unterschiedlichen Abstraktionsstufen entwickelt worden, die zu einem epistemologischen Expertisemodell zusammengefasst worden sind. Es werden die drei Ebenen (Aufgaben-, Inferenz- und Domänen-Ebene) des Expertisemodells beschrieben und abgegrenzt. Die Aufgaben- und Inferenzebene beschreiben die Problemlösungsmethoden. Hierfür spezifiziert die Aufgabenebene das Ziel der Diagnose und deren Teilaufgaben. Es werden auf dieser Ebene generische Kontrollstrukturen bzw. Basis-Inferenzen (z.B. eines diagnostischen Problemlösungsprozesses) beschrieben. Eine Verfeinerung der Aufgabenebene bildet die Inferenzebene, die die Abhängigkeit zwischen Inferenzen und Wissens-Rollen darstellt. In der Domänenebene wird das domänenspezifische Wissen (z.B. das Sicherheitswissen) beschrieben, das zur konkreten Problemlösung (z.B. Schwachstellenanalyse oder Risikoanalyse) benötigt wird. Für die Problemlösung werden die Konzepte der Domänenebene, wie z.B. Schwachstellen oder Gefahren, auf die Wissens-Rollen der Problemlösungsmethoden überführt. Es wurde ein Entwurfsmodell für einen wissensbasierten Fragenkatalog entwickelt, das das Expertisemodell operationalisiert und die Grundlage für die spätere Implementierung darstellt. Hierfür werden die konventionellen, computergestützten Fragenkataloge durch eine wissensbasierte Regel-Komponente erweitert, die eine explizite Repräsentation von Abhängigkeitskonzepten ermöglicht. Darauf basierend wurde ein wissensbasierter Diagnose-Prototyp implementiert, der eine direkte Wissenseingabe und nutzung durch einen IS-Sicherheitsexperten unterstützt. Das wissensbasierte System kann auf Basis der Erhebung eine spezifische Problemlösung durchführen und automatisiert ein IS-Sicherheitskonzept erstellen