Entwurf und Implementierung eines grafischen Modellierungswerkzeugs für dynamische Prozesse in Business Portalen

Vorwort

Die vorliegende Arbeit entstand am Fraunhofer Institut für Arbeitswissenschaft und Organisation (IAO) in Stuttgart. Sie ist Teil eines internen Projekts zur Entwicklung eines Softwarewerkzeuges. Dieses dient zur Vereinfachung des Entwicklungsprozesses von Internet- basierenden Dienstleistungen.

Ich möchte mich bei allen bedanken, die zum Erfolg dieser Arbeit beigetragen haben.

Herzlich danken möchte ich Herr Dipl.-Inf. Thorsten Gurzki für die hervorragende Betreuung. Die wertvollen Kommentare und Anregungen ermöglichten das Gelingen dieser Arbeit.

Mein besonderer Dank gilt aber meiner Familie. Annette Schweizer für die Korrekturen und Anmerkungen, Helga Schweizer für ihre Unterstützung.

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0.1  Inhaltsverzeichnis  

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0.1  Inhaltsverzeichnis  1

0.2  Abbildungsverzeichnis  3

0.3  Tabellenverzeichnis  4

0.4  Abkürzungsverzeichnis  5

1  Einleitung  7

1.1  Problemstellung  7

1.2  Vorgehensweise und Zielsetzung  7

2  Grundlagen  9

2.1  Dienste in Portalen  9

2.2  Kommunikations Portal  9

2.2.1  Corporate Portal / Enterprise Portal  10

2.2.2  Business Portal  11

2.2.3  Dokumentenverwaltung  11

2.2.4  Informationsdienste  12

2.2.5  Application Service Provider (ASP)  12

2.2.6  Berater  13

2.3  Zusammenfassung  13

2.4  Prozessmodelierungstechniken  14

2.4.1  ARIS  14

2.4.2  UML  17

2.4.3  Zusammenfassung  23

3  Analyse bestehender Systeme  24

3.1  Einführung  24

3.2  Beispiele  24

3.2.1  Intershop Enfinity  24

3.2.2  Adenin Enterprise Portal  30

3.2.3  BizTalk  32

3.3  Erkenntnisse und Auswertung  35

4  Entwurf  36

4.1  Ansichten  36

4.2  Anforderungen an das System  36

4.2.1  Technische Anforderungen  37

4.2.2  Betriebswirtschaftliche Anforderungen  38

4.3  Aufbau des Systems  39

4.3.1  Überblick  39

4.3.2  Logische Komponenten  40

4.3.3  Visuelle Komponenten  43

4.3.4  Datenbank Anbindung  53

4.3.5  XML Import und Export  56

4.3.6  Identifikation der Komponenten  61

4.3.7  Erzeugung und Entfernen von Komponenten  61

4.3.8  Aufbau der Java Pakete  62

4.3.9  Verzeichnisstruktur des Systems  63

5  Fallbeispiel ADVICE  64

5.1  Einführung  64

5.2  Realisierung  66

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0  Verzeichnisse  

6  Auswertungen und Erfahrungen  69

6.1  Design und Implementierung  69

6.2  Fallbeispiel ADVICE  69

7  Anhang  70

7.1  Literaturverzeichnis  70

7.2  XML Definition  72

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0.2  Abbildungsverzeichnis  

0.2  Abbildungsverzeichnis  

  Abbildung 1 Kommunikationsportal Freemail  

  Abbildung 2 Business Portal von Festool USA  

  Abbildung 3 ARIS Haus  

  Abbildung 4 Beispiele für logische Verknüpfungen  

  Abbildung 5 Beispiel Bestellung  

  Abbildung 6 Anwendungsfalldiagramm  

  Abbildung 7 Klassendiagramm  

  Abbildung 8 Zustandsdiagramm  

  Abbildung 9 Aktivitätsdiagramm  

  Abbildung 10 Sequenzdiagramm  

  Abbildung 11 Kollaborationsdiagramm  

  Abbildung 12 Komponentendiagramm  

  Abbildung 13 Einsatzdiagramm  

  Abbildung 14 Komponenten von Enfinity  

  Abbildung 15 Visual Pipeline Manager  

  Abbildung 16 Ablauf einer Anfrage  

  Abbildung 17 Holschuld - Bringschuld  

  Abbildung 18 Aufbau Adenin  

  Abbildung 19 Verwaltung des Adenin Portals  

  Abbildung 20 Ansatzpunkte verschiedener Integrationswerkzeuge  

  Abbildung 21 Baum Ansicht  

  Abbildung 22 Vereinfachung des Entwicklungsprozesses durch das ESW  

  Abbildung 23 Drei Schichten Architektur  

  Abbildung 24 Portabilität von Java Programmen  

  Abbildung 25 EComponentManager  

  Abbildung 26 Erzeugung einer EComponent aus einem Modell  

  Abbildung 27 Kommunikation zwischen EComponents  

  Abbildung 28 Das komplette EService Werkzeug  

  Abbildung 29 Interface Menü  

  Abbildung 30 Anordnung der FlowConnection  

  Abbildung 31 Beispiel einer FlowConnection  

  Abbildung 32 TreeView  

  Abbildung 33 ER Modell für die Speicherung eines ESW Projektes in der Datenbank  

  Abbildung 34 Die Ebenen des Systems  

  Abbildung 35 Aufbau der XML Datei  

  Abbildung 36 Aufbau des ADVICE Systems  

  Abbildung 37 Die Seiten von Festo mit integriertem ADVICE Berater  

  Abbildung 38 Das ADVICE System als Sequenzdiagramm  

  Abbildung 39 Das Advice System im Kollaborationsdiagramm  

  Abbildung 40 Das ADVICE System in der Flow Ansicht  

  Abbildung 41 Das ADVICE System in der Baum Ansicht  

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0  Verzeichnisse  

0.3  Tabellenverzeichnis  

Tabelle 1  Vergleich Enfinity - Intershop4  24

Tabelle 2  Funktionen der Menüleiste  46

Tabelle 3  Funktionen der Schaltflächen  47

Tabelle 4  Funktionen des Kontextmenüs  49

Tabelle 5  Funktionen des Properties Menü  49

Tabelle 6  TreeView  52

Tabelle 7  Datenbank Projekt Tabelle  54

Tabelle 8  Datenbank EComponent Tabelle  54

Tabelle 9  Datenbank FlowComponent Tabelle  54

Tabelle 10  Datenbank EConnection Tabelle  54

Tabelle 11  Datenbank FlowConnection  55

Tabelle 12  Erzeugen der XML Datei  60

Tabelle 13  Pakete des ESW Systems  62

Tabelle 14  Verzeichnisstruktur des Systems  63

0.4 Abkürzungsverzeichnis

ADO Universal Data Access ARIS Architektur integierter Informationssysteme B2B Business To Business B2C Business To Consumer CORBA Common Object Request Broker CRM Customer Relationship Management EIP Enterprise Information Portal EAP Enterprise Application Portal EJB Enterprise Java Beans EKP Enterprise Knowledge Portal ESW EService Werkzeug FTP File Transfer Protokol GIF Graphics Interchange Format HTML Hyper Text Markup Language JVM Java Virtual Machine JSP Java Server Pages ODBC Object Data Base Connectivity PDA Personal Digital Assistent PDF Portable Document Format SMS Short Message System SMTP Simple Mail Protocol XML Extensible Markup Language

1 Einleitung

1.1 Problemstellung

Business Portale stellen kundenindividuell personalisiert Dienstleistungen zur Verfügung. Die Gesamtheit solcher Dienstleistungen soll fortan mit EService bezeichnet werden.

Die Dienstleistungen werden auf Grund der Markanforderungen und der erweiterten technischen Möglichkeiten immer umfangreicher. Sie bestehen aus z.T. komplexen Prozessen (z.B. Konditionengestaltung), die auf Grund der schnell wechselnden Kundenbeziehungen (z.B. auf Projektbasis) rasch rekombinierbar sein müssen. Hierfür ist der Datenaustausch mit verschiedensten meist heterogenen Systemen (z.B. ERP-Systeme, CRM-Systeme, etc.) nötig.

Diese immer komplexer werdenden Systeme erfordern einen immens steigenden Entwicklungs-aufwand. Daher ist es erstrebenswert ein Werkzeug zu besitzen, welches diesen Aufwand so weit wie möglich verringert. Im Rahmen dieser Studienarbeit soll untersucht werden inwieweit bestehende Werkzeuge dieses leisten können. Desweiteren ist ein Prototyp für die grafische Erstellung von EService Systemen zu realisieren. Dieser soll den folgenden Anforderungen genügen:

Die Ergebnisse der Arbeit bilden einen Teil einer Werkzeugumgebung für das Engineering von Prozessen in Portalen.

1.2 Vorgehensweise und Zielsetzung

Zuerst werden in Kapitel zwei verschiedene Arten von Portalen untersucht um einen Einblick in die verschiedenen Arten von Systemen zu gewinnen. Es wird analysiert welche Komponenten zusammenarbeiten müssen um dynamische Serviceleistungen im Internet anbieten zu können. Desweiteren wird untersucht welche Möglichkeiten es gibt um solche Systeme formal zu beschreiben. Dazu wird ARIS und insbesondere UML auf Ihre Eignung für eine derartige Aufgabenstellung untersucht.

In Kapitel drei werden drei Applikationen (Intershop Enfinity, Adenin Enterprise Portal und Microsoft Biztalk) vorgestellt, welche für die Erstellung von EService Systemen benützt werden können. Sie greifen an jeweils unterschiedlichen Punkten an um eine Integration von Prozessen und Systemen zu erreichen. Es wird untersucht inwieweit sie für die Erstellung von EService Systemen geeignet sind. Es stellt sich heraus, dass sie zwar in dem für sie gedachten Einsatzgebiet durchaus ihre Berechtigung haben, aber für EService Systeme nur bedingt geeignet sind. Idealerweise kann man mit einem ESystem Werkzeug (ESW) ein EService System visuell zusammenstellen und konfigurieren und dann daraus das System direkt generieren lassen. Bisher ist kein Softwarewerkzeug bekannt welches genau darauf zugeschnitten ist.

Aus oben genannter Motivation heraus wurde ein Teil, die Benutzeroberfläche, eines solchen ESW konzeptioniert und implementiert. Zuerst wurden die Anforderungen an so ein System sowohl in betriebswirtschaftlicher, wie auch technischer Hinsicht untersucht. Dann wurde der Softwareentwurf erstellt. Dabei war zu berücksichtigen, dass das System Teil eines noch zu entwickelnden kompletten ESW ist. Dies ist in Kapitel vier beschrieben.

8 1 Einleitung

Das entwickelte Werkzeug wird dann wie in Kapitel fünf beschrieben in dem Projekt ADVICE eingesetzt. Hier wird ein elektronischer Verkaufsberater entwickelt. Die verschiedenen Komponenten des ADVICE Systems werden in dem ESW nachgebildet. Es wird untersucht wo die eventuellen Schwachstellen liegen.

Kapitel sechs enthält abschließende Betrachtungen und einen Ausblick.

2 Grundlagen

2.1 Dienste in Portalen

Im Internet haben sich zahlreiche Informationsangebote und Dienste etabliert. Bei Informationsangeboten wird zwischen vertikalen und horizontalen Angeboten unterschieden. Diese Kategorisierung spielt vor allem bei Internet Portalen und Marktplätzen eine wesentliche Rolle. Vertikale Angebote fokussieren auf eine Thematik oder eine Zielgruppe und fassen Angebote für diese Zielgruppe zusammen. In vertikalen Angeboten wird die gesamte Tiefe der Thematik abgedeckt. Horizontale Angebote fassen ein möglichst breites Spektrum zusammen ohne Teilbereiche in der vollen Tiefe abzudecken.

Portale sind ein zentraler Zugang zu Ressourcen aus verschiedenen Quellen. Ein Portal bietet somit einen Überblick über die angebotenen Informationen und erlaubt den direkten Zugriff. Je nach Art des Portals ergeben sich völlig verschiedene Aufgabenstellungen, die sich in verschiedenen Arten von Portalen niederschlagen. Im folgenden sollen verschiedene angebotene Dienste untersucht werden.

2.2 Kommunikations Portal

Es haben sich Unternehmen darauf spezialisiert ihren Kunden eine Informationsplattform zur Verfügung zu stellen. Zuerst beschränkte sich dies auf die Bereitstellung eines e-mail Postfachs. Inzwischen werden aber auch andere Kommunikationswege wie Fax, Anrufbeantworter, Short Message System (SMS) und Telefon angeboten. Dies wird meist mit Unified Messaging bezeichnet.

Durch die Integration der neuen Techniken steigt der Aufwand für die Erstellung und Anpassung eines solchen Systems rapide an. Es müssen die verschiedenen Module miteinander vernetzt und aufeinander abgestimmt werden. Einheitliche Schnittstellen sind erforderlich um einen sicheren Datenaustausch zu gewährleisten. Daher wäre es wünschenswert eine Entwicklungsumgebung zu besitzen, welche die Integration eines neuen Dienstes ohne großen Aufwand ermöglicht.

10 2 Grundlagen

2.2.1 Corporate Portal / Enterprise Portal

(nach [Gurzki01b])

Das Corporate Portal oder auch Enterprise Portal ist als Unternehmens-Portal eine firmen- oder konzerninterne Anwendung für Mitarbeiter und bilden den Kern des Intranets. Es wird zwischen Enterprise Information Portals (EIP), Enterprise Application Portals (EAP) und Enterprise Knowledge Portals (EKP) unterschieden. Enterprise Information Portals dienen der Aggregation und Verwaltung von unternehmensinternen Informationen. Sie bieten die Möglichkeit Informationen abzulegen, zu strukturieren und wiederzufinden. Enterprise Application Portals (EAP) entstammen dem Host-Zugriff auf Enterprise Resource Planning Systeme und bieten eine Möglichkeit Daten aus diesen Systemen zu visualisieren, bzw. auf Informationen in diesem Systemen lesend oder schreibend zuzugreifen. Ein Beispiel für eine EAP-Anwendung ist ein webbasierendes E-Procurement-System. Enterprise Knowledge Portals enthalten Knowledge Management Werkzeuge zur Erfassung und Strukturierung von Wissen und dienen somit der effizienten Gestaltung des Wissenstransfers zwischen Mitarbeitern und zur Unterstützung von Entscheidungen.

2.2.2 Business Portal

Business Portale bilden die zentrale Anlaufstelle für Kunden eines Unternehmens. Sie beschränken sich jedoch nicht auf eine reine Information, wie zum Beispiel eine einfache Unternehmens-Website, sondern bieten eine Vielzahl von Diensten rund um das Unternehmen und dessen Produkte an. Diese Dienste können nicht nur die Auswahl von Produkten, den Kauf (Shop-Funktion), sondern auch den Bereich des After-Sales-Service (z.B. Support, Bestellung von Ersatzteilen, etc.) umfassen. In Business Portalen können Kunden-Gemeinschaften (Communities) integriert sein, die mit Foren die öffentliche Kommunikation zwischen Unternehmen und Kunden, sowie die Kommunikation zwischen Kunden ermöglichen und somit die Bindung an das Unternehmen bzw. die Besuchshäufigkeit der Kunden erhöhen.

2.2.3 Dokumentenverwaltung

Es liegen immer mehr elektronische Datenmengen in Unternehmen vor. Diese müssen aufbereitet, verwaltet und gesichert werden. Das erfordert einen hohen personellen und technischen Aufwand.

Es ist zu beobachten, dass sich Unternehmen immer mehr auf ihre Kernkompetenzen beschränken. Benötigte Hilfsdienste wie Transport, Kantine oder eben auch die Datenspeicherung und Verwaltung werden ausgelagert. Aus dieser Aufgabe ergeben sich verschiedene Anforderungen. Die Daten müssen vor Verlusten durch technische Defekte aber auch durch unsachgemäße Bedienung geschützt werden. Damit die Informationen den Mitarbeitern zur Verfügung gestellt

12 2 Grundlagen

werden können ist ein System zur Vergabe von Rechten nötig. Es muss festgelegt werden, wer welche Information wie nutzen darf.

Der Außendienst, Telearbeit und die Kooperation mit anderen Firmen machen es nötig die Daten auch außerhalb des Intranets verfügbar zu machen. Dies kann über den Laptop aber auch per PDA ¹ , (Mobil) Telefon oder das Faxgerät geschehen. Um unbefugten Personen den Zutritt zu verwehren muss eine sichere Übertragung gewährleistet werden.

2.2.4 Informationsdienste

Das World Wide Web wurde schon seit seinen Ursprüngen als Informationsmedium genützt. Die Anforderungen an die Daten sind im Laufe der Zeit gestiegen. Sie müssen nicht nur aktuell, sondern sollten auch gut strukturiert sein um die Auffindbarkeit der gesuchten Information zu erleichtern. Die bereitgestellten Datenmengen werden immer größer. In der Zwischenzeit ist es nicht mehr das Problem, dass eine Information nicht verfügbar ist, sondern besteht darin sie zu finden. Deshalb wird das Informationsmanagement und umfangreiche Suchmechanismen immer wichtiger. Das ist mit statischen HTML ² Seiten nicht realisierbar. Es wird immer mehr dazu übergegangen, die Webseiten individuell zu erzeugen um zu erreichen, dass ein Benutzer die für ihn relevanten Daten erhält.

Internet Portale sind ein thematisch orientierter Einstiegspunkt zu online verfügbaren Informationen. Sie enthalten einen Katalog mit thematisch sortierten und zumeist ausgewählten Verweisen (Links) auf andere Web-Angebote.

Oftmals spielt neben der Katalogfunktion bei vertikalen Internet-Portalen ein redaktionell betreutes Informationsangebot eine große Rolle um die Besucher zu häufiger Wiederkehr anzuregen. Gerade bei den führenden Internet Portalen im Consumer-Bereich (wie z.B. Yahoo) war dieser Trend in den letzten Jahren sehr ausgeprägt.

Als Beispiel sei ecin ³ (vertikal) und yahoo [Yahoo02] (horizontal) angeführt.

2.2.5 Application Service Provider (ASP)

ASP wird vom deutschen ASP-Konsortium wie folgt definiert:

Das Geschäftsmodell ASP (Application Service Provider) basiert auf der Idee, dem Kunden über einen vereinbarten Zeitraum Software-Lösungen über das Internet bereit zu stellen. Der ASP betreibt als Geschäftspartner ein Rechenzentrum und ist verantwortlich für die IT-Infrastruktur. Hohe Verfügbarkeit und Performance der Applikationen sowie die Sicherheit der Kundendaten stehen dabei im Vordergrund. Die Bezahlung erfolgt in der Regel nach einem Mietmodell, das bestimmte Softwarepakete, Funktionen, Services und/oder getätigte Transaktionen berechnet. ASP bedeutet somit für den Kunden die Verlagerung von Aufgaben, die bisher der PC und damit verbundene PC-Netzwerke übernahmen, ins Internet. ASPs unterstützen die Firmen dabei, sich auf ihre eigentliche Geschäftstätigkeit und Kernkompetenz zu konzentrieren. [ASP01]

Neben den oben zitierten Vorteilen können auch Probleme und Risiken für Unternehmen entstehen, die sich für ASP entscheiden. Eventuell sicherheitsrelevante Daten sind für die Mitarbeiter des ASP Anbieters einsehbar. Desweiteren muss sichergestellt werden, dass der Dienst immer verfügbar ist. Bei einem Ausfall des ASP Providers oder der Verbindung zum Unternehmen können die

1 Personal Digital Assistent.

2 HTML Hyper Text Markup Language, Seitenbeschreibungssprache 1992 am CERN [CERN01] entwickelt. Siehe auch: [W3C01].

3 Ecin (Electronic Commerce InfoNet). Siehe auch: [ECIN01].

Mitarbeiter nicht mehr auf ihre Programme und Daten zugreifen.

Bei der Übertragung der Daten zwischen ASP und Kunde muss die Datensicherheit durch geeignete Sicherheitsmaßnahmen vor dem Zugriff Dritter geschützt werden.

2.2.6 Berater

Momentan werden über das Internet vor allem C Klasse Güter verkauft. Sie haben einfach zu vergleichende Eigenschaften. Diese sind in der Regel in Katalogen einsehbar. Sollen jedoch andere Güter, wie Versicherungen, hochwertige Werkzeuge oder Haushaltsgeräte über das Netz verkauft werden, setzt dies eine gute Beratung voraus. Es gibt zwei verschiedene Ansätze um dies zu realisieren:

Es wird dem Kunden die Möglichkeit geboten mit Fachleuten zu kommunizieren. Dabei werden z.B. bestehende Callcenter über das Internet verfügbar gemacht. Dies kann durch Chats, Internettelefonie, E-mail oder ähnliches geschehen.

Die andere Möglichkeit ist der Versuch intelligente Software zu entwickeln, die dem Kunden hilft seine Auswahl zu treffen. Im Idealfall wird sie mit natürlicher Spracheingabe und Sprachausgabe arbeiten.

Eine solche Software kann z.B. in ein Shopsystem, oder in eine umfangreiche Unternehmenswebsite integriert werden.

In diesem Bereich wird zur Zeit von Unternehmen und Forschungseinrichtungen intensiv geforscht. Als Beispiel sei das EU Projekt ADVICE (siehe [Gurzki01] und [Gurzki01a]) genannt.

Die Komplexität eines Beratersystems und damit der Entwicklungsaufwand steigt exponentiell zu dem Prozentsatz der richtig gegebenen Antworten an. Um einerseits möglichst jede Frage des Kunden beantworten zu können und andererseits die Entwicklungskosten im Rahmen zu halten wird man eine Software einsetzten die etwa 80% der Fragen korrekt beantwortet. Für die restlichen 20% wird ein Call Center nachgeschaltet.

2.3 Zusammenfassung

Es wurden verschiedene auf dem Internet basierende Dienste diskutiert. Diese stammen aus den unterschiedlichsten Anwendungsbereichen des Endkunden- wie auch Geschäftsbereiches. Trotzdem lassen sich Gemeinsamkeiten erkennen:

Die Dienste sind komplex und stellen keine isolierte Anwendung dar, sondern sind vielmehr in ein Gesamtkonzept eingebunden und arbeiten mit Backendsystemen, Datenbanken und anderen Diensten zusammen. Sie setzen verschiedene Kommunikationswege und Schnittstellen ein. Sie sollten eine offene Architektur aufweisen um auf zukünftige Entwicklungen reagieren und neue Techniken integrieren zu können.

Hier zeichnet sich ein Entwicklungsprozess ab, den das Internet durchlaufen hat: von einfachen isolierten Anwendungen hin zu komplexen vernetzten Systemen. Hieraus ergibt sich ein immer größer werdender Entwicklungs- und Wartungsaufwand für derartige Systeme. Daher wird es in Zukunft immer wichtiger geeignete Techniken, Hilfsmittel und Standards zu finden um dem steigenden Aufwand entgegenzuwirken.

14 2 Grundlagen

2.4 Prozessmodelierungstechniken

2.4.1 ARIS nach [Scheer98]

Das ARIS Konzept wurde im Buch Scheer, ARIS - Vom Geschäftsmodell zum Anwendungssystem 1988 entwickelt. Es dient zur Reduktion der Komplexität der Geschäftsprozessbeschreibung durch die Strukturierung in Beschreibungssichten und Phasen eines Life-Cycle-Models. ARIS ⁴ unterscheidet vier Anwendungsaspekte:

Das ARIS-Konzept (Aris Haus) dient als Bezugsrahmen zur Geschäftsprozessbeschreibung

ARIS stellt Modellierungsmethoden bereit, deren Meta-Strukturen in einem Informationsmodell zusammengestellt sind.

Das ARIS-Konzept ist Basis des von der IDS Prof. Scheer GmbH entwickelten Software Systems ARIS-Toolset zur Unterstützung der Modellierung. Mit dem ARIS - House of Business Engeneering (HOBE) wird ein Ansatz zum ganzheitlichen computergestützten Geschäftsprozessmanagement bereitgestellt.

4 Architektur integrierter Informationssysteme.