Verbundprojekt PoliFlow : Abschlußbericht

In den letzten Jahren fanden Groupware- und Workflow-Systeme ein große Beachtung bei Herstellern, Anwendern und Wissenschaftlern. Nach anfänglich unkritischer Euphorie wurden in den letzten Jahren jedoch auch einige Schwachstellen der noch jungen Technologien erkannt. Von der Behebung dieser Schwachstellen wird die weitere Entwicklung maßgeblich beeinflußt werden. In der Förderinitiative POLIKOM wurde untersucht, wie diese Technologien im Anwendungsbereich der öffentlichen Verwaltung effektiv und effizient eingesetzt werden können. Im Projekt PoliFlow wurden Mechanismen und Modelle entworfen, mit denen einige existentiellen Mängel in den Bereichen Sicherheit und Flexibilität behoben werden konnten. Hierbei wurden die Beschreibungsmodelle für Workflows um spezifische Aspekte und die Ausführungsmodelle um entsprechende Funktionalitäten erweitert. Um diese erweiterte Funktionalität in verschiedene bestehende Systeme integrieren zu können, wurden Referenzarchitekturen entworfen, die auf eine Vielzahl bestehender Modelle und Systeme übertragbar sind. Weitere erfolgreiche Konzepte wurden zur Integration von Workflow und synchroner Telekooperation sowie zur zuverlässigen Ausführung langlebiger Prozesse entwickelt. Eine weitere Schwachstelle der Technologie war die mangelnde Unterstützung heterogener System- und Anwendungsumgebungen. Um eine große Verbreitung dieser strategischen und hoch integrierten Informationssysteme zu erreichen, müssen die beteiligten Personen von unterschiedlichen Rechnern und Netzen eine entsprechende Zugangsmöglichkeit erhalten. Mit der Realisierung des Stuttgarter Workflow- und Telekooperationssystems (SWATS), bei dem neueste Intra-/Internet-Technologien (wie Java und CORBA) berücksichtigt wurden, konnten auch diese Anforderungen erfüllt werden. Darüber hinaus bildete das Grundsystem von SWATS die Basis zur Integration der Prototypen aus den oben genannten Arbeitsbereichen

Computer Supported Cooperative Work Applications for the Design of Buildings based on an integrated Building Model Management

Gegenstand der vorliegenden Arbeit ist die Konzeption und prototypische Umsetzung von Techniken des Computer Supported Cooperative Work (CSCW) im Rahmen einer integrierten objektorientierten und dynamischen Bauwerksmodellverwaltung zur Unterstützung der Bauwerksplanung. Die Planung von Bauwerken ist durch einen hohen Grad an Arbeitsteiligkeit, aber auch durch eine schwache Strukturierung der ablaufenden Prozesse gekennzeichnet. Besonders durch den Unikatcharakter des Planungsgegenstands \'Bauwerk\' ergeben sich signifikante Unterschiede zum Entwurf anderer, durch Serienfertigung produzierter Industriegüter. Zunehmend wird die Planung von Bauwerken in Virtual Enterprises ausgeführt, die sich durch eine dynamische Organisationsstruktur, geographische Verteilung der Partner, schwer normierbare Informationsflüsse und eine häufig stark heterogene informationstechnische Infrastruktur auszeichnen. Zur rechnerinternen Repräsent! ation des Planungsgegenstands haben sich objektorientierte Bauwerksmodelle bewährt. Aufgrund der Veränderlichkeit der Bauwerke und deren rechnerinterner Repräsentation im Laufe des Bauwerkslebenszyklus ist eine dynamische Anpassung der Modelle unumgänglich. Derartige in Form von Taxonomien dargestellte dynamische Bauwerksmodellstrukturen können gemeinsam mit den in Instanzform vorliegenden konkreten Projektinformationen in entsprechenden Modellverwaltungssystemen (MVS) gehandhabt werden. Dabei wird aufgrund der Spezialisierung und Arbeitsteilung im Planungsprozess von einer inhaltlich verknüpften Partialmodellstruktur, die räumlich verteilt sein kann, ausgegangen. Die vorgeschlagenen Methoden zur Koordinierung der Teamarbeit in der Bauwerksplanung beruhen auf der Nutzung von CSCW–Techniken für \'Gemeinsame Informationsräume\' und \'Workgroup Computing\', die im Kontext der als Integrationsbasis fungierenden Modellverwaltungssysteme umgesetzt werden. Dazu werden die zur d! ynamischen Bauwerksmodellierung erforderlichen Metaebenenfunk! tionalitäten sowie Ansätze zur Implementierung von Modellverwaltungskernen systematisiert. Ebenso werden notwendige Basistechniken für die Realisierung von MVS untersucht und eine Architektur zur rollenspezifischen Präsentation dynamischer Modellinhalte vorgestellt. Da klassische Schichtenmodelle nicht auf die Verhältnisse in Virtual Enterprises angewendet werden können, wird eine physische Systemarchitektur mit einem zentralen Projektserver, Domänenservern und Domänenclients vorgestellt. Ebenso werden Techniken zur Sicherung des autorisierten Zugriffs sowie des Dokumentencharakters beschrieben. Zur Unterstützung der asynchronen Phasen der Kooperation wird der gemeinsame Informationsraum durch Mappingtechniken zur Propagation und Notifikation von Änderungsdaten bezüglich relevanter Modellinformationen ergänzt. Zur Unterstützung synchroner Phasen werden Techniken zur Schaffung eines gemeinsamen Kontexts durch relaxierte WYSIWIS–Präsentationen auf Basis der Modellinformationen! verbunden mit Telepresence–Techniken vorgestellt. Weiterhin werden Methoden zur Sicherung der Group–Awareness für alle Kooperationsphasen betrachtet.The thesis covers the conceptual design and the prototypical realisation of Computer Supported Cooperative Work (CSCW)– techniques within the scope of an integrated, object-oriented, dynamic model management system for the support of building planning activities. The planning of buildings is characterised by a high degree of collaboration but by a weak structuring of the processes, too. Significant differences between the design of buildings and industrial goods produced by series production are implied by the uniqueness of a building. Increasingly, the planning of buildings is accomplished by Virtual Enterprises. These are characterised by a dynamic organisation structure, geographic dispersion of the involved planning experts, information flows, which are hard to standardise, and a frequently very heterogeneous information-technology infrastructure. Object oriented building models have proven to be a suitable base for! the binary representation of planning subject information. Due to the changeability of both building structures and their binary representation during the building life cycle, a dynamical adaptation of the models is indispensable. Dynamic building models, which are represented by taxonomic information, can be handled together with actual project information, which is stored in taxonomy instances within an appropriate model management system. Due to the specialisation and the division of labour in the planning process, a semantic linked but spatial distributed partial model structure is applied. The recommended methods for the coordination of teamwork in the planning process are based on the application of CSCW-techniques for \'Shared Information Spaces\' and \'Workgroup Computing\' in the context of model management systems acting as an foundation for planning information integration. The required meta level functionalities for dynamic building modelling and appropriate! implementation approaches for modelling kernels are systemat! ised. The necessary base techniques for the realisation of model management systems are explored. An architecture for the role specific presentation of dynamic model content is introduced, too. Due to the inadequacy of conventional multi-tier models for an application in Virtual Enterprises, an appropriate physical system architecture with a central project server, domain servers and domain clients is introduced. The thesis covers techniques, which ensure the authorised access to information and the authenticity of planning documents, too. For an adequate support of the asynchronous phases of collaboration, the Shared Information Space is supplied with mapping mechanisms for the propagation and user notification of changes in the relevant planning information. Synchronous collaboration can be performed by means of relaxed WYSIWIS-presentations connected with telepresence mechanisms in order to create a shared context for the planners. Furthermore, methods for the provis! ion of group-awareness for all co-operation phases are treated

Authenticity and integrity of participant data in social networks without a central authority

Soziale Netzwerke decken ein breites Spektrum an Anwendungsfällen ab und bieten somit eine Vielzahl an Funktionen, bei denen die Teilnehmer mit ihrem sozialen Umfeld interagieren und mit anderen Informationen teilen können. Die dabei aufkommenden Informationen über die Teilnehmer müssen teilweise erfasst und gespeichert werden, um die Funktionalität und die Gebrauchstauglichkeit des sozialen Netzwerkes zu sichern und Missbrauch vorzubeugen. Dies jedoch hat den Nachteil, dass die entstandenen Daten und somit eine Reihe von Aktivitäten der Teilnehmer durch den Anbieter eines sozialen Netzwerkes beobachtet werden können. Um die Privatsphäre der Teilnehmer zu schützen oder auch um eine bessere Skalierbarkeit der sozialen Netzwerke zu erreichen, konzentrieren sich aktuelle Forschungsarbeiten auf die Dezentralisierung sozialer Netzwerke. Dies führt zu neuen Herausforderungen, da die Aufgaben der zentralen Organisationseinheit auf mehrere Komponenten ver- teilt werden müssen. Eine dieser Aufgaben ist es, die Authentizität und Integrität der Daten für die Teilnehmer sicher zustellen. Die Vernachlässigung dieser beiden Schutzziele kann zu Missbrauch und verschiedenen Angriffen auf ein soziales Netzwerk und dessen Teilnehmer führen. Um an diese Problemstellung heranzugehen, soll innerhalb dieser Arbeit geklärt werden, wann und welche Mechanismen für die Erfüllung der beiden Schutzziele in sozialen Netzwerken ohne zentrale Organisationseinheit geeignet sind. Hierfür werden die Angriffe zur Verletzung dieser beiden Schutzziele in soziale Netzwerken und der darunter liegenden Infrastruktur betrachtet. Des Weiteren wird geklärt, welchen Einfluss die Dezentralisierung auf die die Teilnehmerdaten hat und was die relevanten Kriterien für authentische Teilnehmerdaten sind.Social networks cover a wide range of use cases and thus offer a variety of functions in which the participants can interact with their social environment and share information. In this process, the emerging information about the participants must be partially captured and stored to ensure the functionality, usability and to prevent abuse. The disadvantage is that the resulting data and thus a number of activities of the participants can be observed by the provider of a social network. To protect the participants' privacy or to achieve better scalability of social networks, actual research focuses on the decentralization of social networks. This leads to new challenges because the responsibilities of the central organization must be distributed over several components. One of these challenges is to provide the authenticity and integrity of the data for the participants. The neglect of these two security objectives can lead to abuse and various attacks on a social network and its participants. To approach this problem the goal is to resolve when and which kind of mechanisms satsify the two security objectives in social networks without a central organization. Therefore the attacks for violating these security objectives in social networks and the underlying infrastructure are considered. In addition to that it will be clarified what the impact of decentralization on participant data is and what the relevant criteria for authentic participant data are

Modellierung ortsabhängiger Zugriffskontrolle für mobile Geschäftsprozesse

Der Einsatz mobiler Computer wie Smartphones für die Abarbeitung mobiler Geschäftsprozesse bringt neben großen Vorteilen auch spezifische Sicherheitsherausforderungen mit sich. Als ein Lösungsansatz hierfür wird "ortsabhängige Zugriffskontrolle" verfolgt. Die Grundidee dabei ist es, den aktuellen Aufenthaltsort des Nutzers für die Zugriffskontrollentscheidung auszuwerten. Zur Modellierung solcher Ortseinschränkungen wird eine auf UML-Aktivitätsdiagrammen aufbauende Notation eingeführt

Modellierung und Ausführung von Workflows unter Berücksichtigung mobiler Kontextinformationen

Bestehende Geschäftsmodellierungssprachen (bzw. deren Erweiterungen) besitzen Zeit-, Identität- und Aktivitäts-bezogene Kontexte bzw. Objekte zur Modellierung von Geschäftsprozessen. Zur Unterstützung eines sogenannten Context Aware Service werden ortsbezogene Kontexte benötigt, damit die Anwendung bzw. der Prozess auf Basis dessen gesteuert werden kann. Für die Integration von Ortsbezügen in Workflow-Modelle wird in vorliegender Arbeit ein Konzept auf Basis von Ortseinschränkungen entwickelt

Java in eingebetteten Systemen

Moderne, objektorientierte Sprachen spielen bei der Entwicklung von Software für eingebettete Systeme bislang kaum eine Rolle. Die Gründe hierfür sind vielfältig, meist wird jedoch die mangelnde Effizienz und der größere Speicherbedarf hervorgehoben. Obwohl Java viele Eigenschaften hat, die sehr für einen Einsatz in eingebetteten Systemen sprechen, so hängt doch gerade Java vielfach immer noch das Vorurteil an, in Systemen mit beschränkter Rechenleistung und Speicher zu viele Ressourcen zu benötigen. Diese Arbeit soll dazu beitragen, diese Vorurteile abzutragen. Sie stellt insbesondere Techniken vor, die den Speicherbedarf einer JVM so gering wie möglich halten und diese effizient mit der zur Verfügung stehenden Rechenleistung umgehen lassen. Viele der dargestellten Verfahren und Algorithmen wurden in der Kertasarie VM implementiert, einer virtuellen Maschine, die speziell für den Einsatz in eingebetteten Systemen konzipiert wurde. Durch die weit verbreitete Vernetzung eingebetteter Systeme über das Internet stellt sich in vielen Fällen zudem das Problem einer modernen, abstrakten und effizienten Form der Kommunikation. Aus diesem Grund liegt der zweite Schwerpunkt dieser Arbeit auf dem Vergleich von objektorientierten Middleware-Architekturen, insbesondere von Java-RMI. Auch auf diesem Gebiet wird eine eigene, speziell an eingebettete Systeme angepasste RMI-Variante vorgestellt.Modern, object oriented languages do not play an important role when developing software for embedded systems. There are many reasons for it, most often an inadequate performance and a greater memory demand are mentioned. In spite of the fact that Java has many features suitable for embedded systems, Java often faces the prejudice to consume too much resources in systems with limited processing power and memory. This work is a contribution to diminish this prejudices. It presents techniques to limit the memory demands of a Java Virtual Machine and to effectively cope with limited computing power. Many of the presented methods and algorithms are implemented in the Kertasarie VM, a JVM designed to run in embedded systems.Due to the fact of increasing network capabilities embedded systems often face the problem of a modern, abstract and efficient communication. Therefore the second emphasis of this work is put on the comparison of object oriented middleware architectures, especially Java-RMI. An own implementation for embedded systems is also presented

Kooperativ verteiltes Data Warehouse : ein Architekturansatz für eine ganzheitliche Datenhaltung in der Hochschulverwaltung

Effizienzsteigerungen in der öffentlichen Verwaltung ist der Bereich über den sich die öffentliche Hand hohe Einsparungen erhofft. Dies und die Verbesserung von Forschung und Lehre wird auch in der Hochschulverwaltung thematisiert. Für Entscheidungen auf den verschiedenen Hierarchiestufen müssen benötigte Daten von Informationssystemen bereitgestellt werden. Die vorliegende Arbeit trägt Anforderungen an ein solches System zusammen und leitet daraus ein Datenhaltungskonzept ab, das in einem integrierten Ansatz sowohl die Anforderungen des Controllings einerseits sowie der Hochschulverwaltung und -steuerung andererseits berücksichtigt

Innovationsmanagement für Kooperationen

This publication deals with the management of cooperative innovation activities. The author identifies individual management tasks and designs concrete supporting instruments and methods. The system to be designed by management activities can be understood as an information system which provides the partners of innovation cooperation actionable information. The book is aimed at teachers and students of business administration with a focus on innovation and collaboration management. Practitioners receive a basic insight into the latest management concepts