Model-based Specification of RESTful SOA on the Basis of Flexible SOM Business Process Models

Die Umwelt von Unternehmen zeichnet sich in der heutigen Zeit durch eine hohe Dynamik und stetig wachsende Komplexität aus. In diesem Umfeld ist die rasche Anpassung der betrieblichen Leistungserstellung eine notwendige Konsequenz, um die Wettbewerbsfähigkeit eines Unternehmens und dadurch sein Überleben sicherzustellen. Bei der evolutionären Anpassung betrieblicher Systeme ist die Flexibilität betrieblicher Geschäftsprozesse ein zentraler Erfolgsfaktor. In der Vergangenheit führten flexible Geschäftsprozesse jedoch meist zu verringerten Automatisierungsgraden der unterstützenden Anwendungssysteme (AwS), und damit zu Inkonsistenzen im betrieblichen Informationssystem. Die Bereitstellung von Lösungsansätzen für eine zügige Entwicklung von AwS und ihre Ausrichtung auf veränderte fachliche Anforderungen ist Aufgabe der Systementwicklung. Bisherige Konzepte, Hilfsmittel und IT-Architekturen beantworten die Frage nach einer ganzheitlichen und systematischen Gestaltung und Pflege von AwS und deren konsistenten Abstimmung mit flexiblen Geschäftsprozessen jedoch methodisch nicht adäquat. Als Antwort auf diese Frage wird in der vorliegenden Arbeit die SOM-R-Methodik konstruiert, einer modellbasierten Entwicklungsmethodik auf Basis des Semantischen Objektmodells (SOM) für die ganzheitliche Entwicklung und Weiterentwicklung von RESTful SOA auf Basis flexibler SOM-Geschäftsprozessmodelle. Mit der RESTful SOA wird durch die Gestaltung service-orientierter Architekturen (SOA) nach dem Architekturstil REST eine Zielarchitektur für flexibel anpassbare AwS entworfen. Ein wesentlicher Beitrag dieser Arbeit besteht in der methodisch durchgängigen Zusammenführung der fachlichen Geschäftsprozessebene mit den softwaretechnischen Ebenen der RESTful SOA. Durch die Definition eines gemeinsamen Begriffssystems und einheitlichen Architekturrahmens wird eine modellbasierte Abbildung von Konzepten des SOM-Geschäftsprozessmodells in die Spezifikationen von Ressourcen sowie weiteren Bausteinen des AwS realisiert. Die Modellierung von Struktur und Verhalten der Geschäftsprozesse mit SOM ist dafür eine wichtige Voraussetzung. Der zweite zentrale Beitrag dieser Arbeit ist ein modellbasierter Lösungsansatz zur Unterstützung der Pflege von betrieblichen Informationssystemen. Die SOM-R-Methodik wird hierzu um ein Vorgehensmodell sowie Ansätze zur Analyse der Auswirkungen von Strukturänderungen und der Ermittlung von Assistenzinformationen für die Weiterentwicklung von AwS erweitert. Die werkzeuggestützte Bereitstellung dieser Informationen leitet den Systementwickler bei der zielgerichteten Anpassung von RESTful SOA, bzw. der dazu korrespondierenden Modellsysteme, an die Änderungen flexibler SOM-Geschäftsprozessmodelle an. Die praktische Anwendung der SOM-R-Methodik wird im Rahmen einer Fallstudie demonstriert und erläutert.Strong dynamics and a continuous increase of complexity characterize a company’s environment at present times. In such an environment, the rapid adaptation of the production and delivery of goods and services is a necessary consequence to ensure the survival of a company. A key success factor for the evolutionary adaptation of a business system is the flexibility of its business processes. In the past, flexible business processes generally lead to a reduced level of automation in the supported application system, and consequently to inconsistencies in the business information system. The provision of appropriate solutions for the quick development of application systems and their alignment to changing business requirements is a central task of the system development discipline. Current concepts, tools and IT architectures do not give a methodically adequate answer to the question of a holistic and systematic design and maintenance of application systems, and their consistent alignment with flexible business processes. As an answer to this question, the SOM-R methodology, a model-based development method based on the Semantic Object Model (SOM) for the holistic development and maintenance of RESTful SOA on the basis of flexible SOM business process models, is designed in this work. Through applying the architectural style REST to service oriented architectures (SOA), the RESTful SOA is designed as the target software architecture of flexible adaptable application systems. The first main contribution of this research is a methodically consistent way for bridging the gap between the business process layer and the software technical layers of the RESTful SOA. Defining a common conceptual and architectural framework realizes the mapping of the concepts of SOM business process models to the model-based specification of resources and other modules of the application system. Modeling the structure and behavior of business processes with SOM is an important prerequisite for that. The second main contribution of this work is a model-based approach to supporting the maintenance of business information systems. Therefore, various approaches for analyzing the effect of structural changes and deriving assistance information to support the application system maintenance extend the SOM-R methodology. The tool-supported provision of this information guides the system developer in adapting a RESTful SOA, or rather the corresponding modeling system, to the structural changes of flexible SOM business process models. A case study demonstrates and explains the practical application of the SOM-R methodology

Vom SOM-Geschäftsprozessmodell zum Softwareartefakt - modellgetriebene Systementwicklung mit dem Eclipse Modeling Framework

Zur Überbrückung der semantischen Lücke zwischen der fachlichen und der softwaretechnischen Ebene in der Systementwicklung schlägt diese Arbeit einen modellgetriebenen Ansatz ausgehend von Geschäftsprozessen hin zur Generierung von Quellcode für eine service-orientierte JavaEE-Architektur vor. Der Ansatz und ein implementiertes Software-Werkzeug nutzen das Eclipse Modeling Framework (EMF) anhand von Ecore-Modellen und QVTo-basierten Modelltransformationen. Service-orientierte Anwendungssysteme werden anhand einer Xtext- und ANTLR-basierten Grammatik beschrieben, die eine auf konzeptuellen Objekttypen und Vorgangsobjekttypen (KOS und VOS der SOM-Methodik) aufbauende Syntax vorschlägt. Resultierende Ecore-Modelle sind anhand von QVTo in ein komponentenorientiertes Softwaremodell auf Basis von JavaEE überführbar. Die Transformation dieses Modells in Quellcode erzeugt ein auf einer Referenz-Architektur basierendes verteiltes Software-System bestehend aus Entitäts- und Vorgangs-Services, einschließlich JPA-Entities, SessionBeans, MessageDrivenBeans mit Message Queues und EJB-Module-Konfigurationen

Zukunftsfähige Informationssystem-Architektur

Disruptive Geschäftsmodelle und globale Mitbewerber können Unternehmen vor existenzielle Herausforderungen stellen. Hierauf muss zeitnah mit innovativen Produkten und Services geantwortet werden können. Als Fundament für diese neuen Lösungen braucht ein Unternehmen eine zukunftsfähige Informationssystem-Architektur, die sowohl eine digitale Service Platform als auch ein starkes betriebliches Rückgrat (Operational Backbone) bietet. Dies kann erreicht werden, indem die IS-Architektur sowohl wandlungsfähig als auch nachhaltig, beständig und resilient gestaltet wird. Dadurch wird es z.B möglich spezialisierte Partnerdienstleistungen interoperabel, lose gekoppelt und mit geringem Aufwand in den eigenen Geschäftsprozess zu integrieren. Ziel dieser Master-Thesis ist daher die Entwicklung eines Informationssystem-Referenzarchitektur-Artefakts, das auf die Förderung der Zukunftsfähigkeit ausgerichtet ist. Dieses Artefakt wird basierend auf einer deduktiven Design-Science-Methodologie erstellt und szenariobasiert, angelehnt an eine Fallstudie, validiert

Systematische Prozessunterstützung für die Entwicklung laufzeitkritischer Softwaresysteme: Systematische Prozessunterstützung für die Entwicklung laufzeitkritischer Softwaresysteme: PROKRIS-Methodik und -Framework

In vielen Bereichen des täglichen Lebens, angefangen vom Online-Banking bis hin zur Steuerung im Flugzeug, kommt Software mit laufzeitkritischen nicht-funktionalen Eigenschaften (NFE) zum Einsatz. Die Erfüllung der NFE spielt in diesen Anwendungen eine zentrale Rolle. Um dies zu erreichen, ist eine systematische und zielorientierte Behandlung dieser Anforderungen während der Entwicklung zwingend erforderlich. NFE zeichnen sich im Gegensatz zu funktionalen Eigenschaften durch besondere Merkmale aus, die ein adaptives Vorgehen zur Definition des Entwicklungsprozesses erzwingen. In der Arbeit wird eine Methodik zur kontextbasierten Anpassung von Vorgehensmodellen an laufzeitkritische NFE auf der Basis von Prozessmustern sowie das PROKRIS-Framework als unterstützende Umgebung vorgestellt

Multikonferenz Wirtschaftsinformatik 2010 : Göttingen, 23. - 25. Februar 2010 ; Kurzfassungen der Beiträge

Dieser Band enthält Kurzfassungen der Beiträge zur MKWI 2010. Die Vollversionen der Beiträge sind auf dem wissenschaftlichen Publikationenserver (GoeScholar) der Georg-August-Universität Göttingen und über die Webseite des Universitätsverlags unter http://webdoc.sub.gwdg.de/univerlag/2010/mkwi/ online verfügbar und in die Literaturnachweissysteme eingebunden

Änderungsflexibilität in der kundenindividuellen Fertigung

Die Anforderungen des Marktes in Bezug auf Flexibilität und Geschwindigkeit, welchen sich Produktionsunternehmen stellen müssen, nehmen immer weiter zu. Die Kunden wollen in jeder Hinsicht individuell bedient werden. Sie wollen das Produkt nach ihren Vorstellungen konfigurieren können, es in kurzer Zeit zur Verfügung gestellt bekommen und trotzdem bei Bedarf individuelle Änderungen integrieren können. Aus diesem Grund muss ein Produktionsunternehmen sowohl in der Planungs- als auch in der Ausführungsphase flexibel auf Änderungen, die vom Kunden ausgelöst werden oder durch interne Ereignisse erforderlich sind, reagieren können. Studien unter produzierenden Unternehmen haben gezeigt, dass im Fall der Notwendigkeit nachträglicher Änderungen das Produktionsplanungs- und steuerungssystem oft nicht miteinbezogen wird, insbesondere dann, wenn die Änderungen sehr prozessnah stattfinden. Da Änderungen jedoch heutzutage keine Seltenheit mehr sind, führt dies dazu, dass die im System gehaltenen Daten häufig von dem tatsächlichen Produkti-onsablauf abweichen. Eine im Rahmen der Arbeit durchgeführte Analyse führender ERP-Systeme und MES hat gezeigt, dass dieses Problem auf Systemunzulänglichkeiten zurückzuführen ist. Auf Basis der Systemuntersuchung schlägt die Arbeit deshalb ein Konzept für ein flexibles Produktionspla-nungs- und -steuerungssystem vor: das PPS II-System. Dieses System soll gewährleisten, dass nachträgliche Änderungen, die durch interne oder externe Ereignisse ausgelöst werden, in die Produktionsplanung integriert werden können. Die Architektur des PPS II-Systems basiert auf der Idee, die starre Trennung zwischen den Planungs- und Steuerungssystemen der Fertigung aufzulösen. Um dies zu gewährleisten, besteht das PPS II-System aus lose gekoppelten Services, deren Zusammenwirken das Verhalten des Systems beschreibt. Die Funktionalität des PPS II-Systems orientiert sich am Konzept der prozessnahen Gestaltungsentscheidung, welches die Ausführungszeit, die zu verwendenden Materialien und die einzusetzenden Ressourcen auf Basis verschiedener Abstraktionen erst unmittelbar vor Produktionsbeginn bestimmt. Eine umfangreiche theoretische und praktische Evaluierung bestätigt, dass das PPS II-System auf diese Weise sehr flexibel auf Änderungen reagieren kann.Today, production companies face big challenges, in particular with regards to flexibility and speed. Their customers want to be served individually in every respect. They want to configure the product individually and receive it as fast as possible. However, they also want to be able to integrate late changes. For this reason, a production company must be able to react to changes in the planning phase as well as in the production phase in a very flexible way. Such changes might be initiated by the customers or they might be necessary due to internal events. Surveys, which analyzed the processes of production companies, have revealed that their production planning and control systems are often not involved if late changes are necessary. This is particularly true, if the changes occur shortly before the production starts. Therefore, system data deviate from the real production procedure often already in the planning phase. An analysis of leading ERP systems and MES carried out in this thesis has shown that the reason for the problems is the limited flexibility of these systems. On the basis of the analysis, this thesis proposes a new concept for a flexible production and control system: the PPC II system. This system should ensure that late changes triggered by internal or external events can be integrated in the production schedule. The architecture of the PPC II system is based on the idea to eliminate the separation between the planning system and the control system. To reach this goal, the system consists of loosely coupled services that are flexibly orches-trated to control production processes. The PPC II system realizes the concept of late order freeze. Process-relevant decisions for the execution time, the used materials, and the resources are made shortly before production starts. A comprehensive theoretical and practical evaluation verifies that the PPC II system is able to react flexible to changes

Wie können digitale Zwillinge die Aufgabenerledigung deutscher Kommunen verändern? Eine Analyse von Einsatzbereichen, Veränderungspotenzialen und Rahmenbedingungen

Ein zunehmendes Spannungsverhältnis zwischen begrenzten Ressourcen und stetigem Aufgabenwachstum lastet auf deutschen Kommunen in Zeiten multipler Krisen. Technische Innovationen wie digitale Zwillinge könnten ein geeignetes Instrument sein, kommunale Ressourcen effizienter einzusetzen und kommunale Aufgabenerfüllung aufrecht zu erhalten. Die Arbeit liefert sowohl theoretische als auch praktische Beiträge auf Grundlage einer systematischen Literaturanalyse, der qualitativen Inhaltsanalyse von Experteninterviews und einem Use Case. Die Arbeit erforscht digitale Zwillinge bei Kommunen explorativ nach dem Design-Science-Ansatz und legt einen Forschungsrahmen sowie eine praktische Orientierungshilfe für Kommunen vor. Die Analyse von Einsatzbereichen, Veränderungspotenzialen und Rahmenbedingungen zeigt, wie digitale Zwillinge Kommunen unterstützen können, sofern bereits jetzt Grundsteine gelegt werden.An increasing degree of tension between limited resources and continuous expansion of responsibilities weighs on German municipalities in times of multiple crises. Technical innovations such as digital twins could be useful instruments for using communal resources more efficiently and for preserving the performance of communal tasks. This paper provides both theoretical and practical contributions based on a systematic literature review, qualitative content analysis of expert interviews and a use case. The thesis explores digital twins in municipalities using the design science approach and provides a research framework and practical guidance for municipalities. By analysing the areas of application, change potentials and frame work conditions, the thesis reveals how digital twins can support municipalities, if important groundwork will be laid now

Management datengetriebener Prozessstrukturen

Unternehmen erreichen ihre Geschäftsziele zunehmend durch das systematische Management ihrer Geschäftsprozesse. Um komplexe Geschäftsziele zu realisieren, lassen sich diese Prozesse meist verknüpfen und so Prozessstrukturen aufbauen. Ein sehr komplexes Geschäftsziel ist beispielsweise die Entwicklung der Fahrzeugelektronik im Automobilbau. Hierbei müssen insbesondere die zahlreichen Abhängigkeiten zwischen elektronischen Systemen erfasst und in entsprechende Abhängigkeiten zwischen Entwicklungsprozessen umgesetzt werden. Das Ergebnis ist eine datengetriebene Prozessstruktur, die eine starke Beziehung zwischen der Struktur des Produkts und den auszuführenden Prozessen beschreibt. Sie enthält hunderte bis tausende Prozesse mit entsprechenden Abhängigkeiten. Die Erstellung und Koordination einer datengetriebenen Prozessstruktur ist sehr aufwändig und kann manuell kaum bewerkstelligt werden. Die vorliegende Arbeit stellt mit COREPRO (Configuration Based Release Processes) eine durchgängige IT-Lösung für die Unterstützung datengetriebener Prozessstrukturen vor. COREPRO erlaubt ihre formale Beschreibung und Ausführung basierend auf einem intuitiven Basismodell. Wir führen eine Modellierungsunterstützung ein, die die Modellierungsaufwände für datengetriebene Prozessstrukturen signifikant reduziert. Ferner erlaubt COREPRO die Adaption datengetriebener Prozessstrukturen auf einer hohen Abstraktionsebene, indem Änderungen einer Produktstruktur direkt auf Adaptionen der zugehörigen Prozessstruktur transformiert werden. Geeignete Konsistenzanalysen stellen sicher, dass bei der Adaption zur Laufzeit mögliche Ausnahmesituationen erkannt werden. Diese lassen sich in COREPRO durch verschiedene innovative Mechanismen behandeln. Sie erlauben dem Nutzer nicht nur flexible Eingriffe in den Ablauf einer Prozessstruktur, sondern zeigen ihm auch die Konsequenzen derartiger Eingriffe an. Die korrekte, verklemmungsfreie Ausführung der Prozessstruktur wird hierbei durchgehend garantiert