Die Themenstellung der vorliegenden Bachelorarbeit wurde in enger Abstimmung mit der Firma tegos GmbH in Rosenheim erarbeitet. Als zertifizierter Microsoft Partner bietet das Unternehmen verschiedene Branchenlösungen auf Basis von Microsoft Dynamics NAV an.
Für einen mittelständischen Kunden aus der Sozialbranche wurde im Rahmen der Bachelorarbeit eine moderne, benutzerfreundliche und plattformunabhängige Softwarelösung auf Basis eines vorhandenen RESTful-Backends geschaffen. Zusätzlich erfolgte die Integration eines Spracherkennungsdienstes. Mithilfe dieser Softwarelösung ist es nun möglich, die vom Kunden betreuten Patienten (Betreute) einfach und effizient zu verwalten. Zu Beginn fand eine kurze Einleitung über die Thematik statt.
Hierbei wurde speziell auf die Motivation, Ausgangssituation und Zielsetzung eingegangen. Im Anschluss wurden die relevanten Grundlagen und Begriffe näher erläutert. Nachdem eine vollständige Analyse (IST-Zustand, Stakeholder, Anforderungen, SOLL-Zustand) durchgeführt wurde, folgte das Erstellen einer ausführlichen Technologiestudie. In dieser Studie wurde sowohl die geeignetste Web- als auch Sprachtechnologie bestimmt.
Es stellte sich ASP.NET MVC 5 in Kombination mit Web Speech API als bester Ansatz heraus. Danach erfolgte auf Basis der Technologiestudie die Konzeption der Softwarelösung in fachlicher und technischer Hinsicht. Im Anschluss wurde die prototypische Implementierung durchgeführt und in der Bachelorarbeit vorgestellt. Abschließend wurden die Ergebnisse der Bachelorarbeit zusammengefasst und evaluiert. Darüber hinaus fand ein kurzer Ausblick statt.
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
1.1 Motivation
1.2 Ausgangssituation und Zielsetzung
1.3 Aufbau und Struktur der Bachelorarbeit
2 Grundlagen und Begriffsdefinitionen
2.1 ERP-Systeme
2.1.1 Geschichtliche Entwicklung und Definition
2.1.2 Systemarchitektur
2.1.3 Microsoft Dynamics NAV 2015
2.1.4 sowis) Branchenlösung
2.2 Webtechnologien
2.2.1 Einführung und technische Grundlagen des Web
2.2.2 Technologien und Frameworks
2.3 Mobile Applikationen
2.3.1 Einführung und historische Entwicklung
2.3.2 Unterschiedliche Arten mobiler Applikationen
2.4 Sprachtechnologien
2.4.1 Einführung und Historie
2.4.2 Grundlagen
2.4.3 Anwendungsgebiete
2.4.4 Probleme und Herausforderungen
3 Analyse
3.1 IST-Zustand
3.2 Stakeholder-Analyse
3.3 Anforderungen
3.4 SOLL-Zustand
4 Technologiestudie
4.1 Einleitung
4.2 Webtechnologien
4.2.1 UWP
4.2.2 Apache Cordova
4.2.3 React.js
4.2.4 AngularJS
4.2.5 ASP.NET MVC 5
4.3 Sprachtechnologien
4.3.1 Cortana
4.3.2 Google Cloud Speech API
4.3.3 Web Speech API
4.4 Ergebnis
5 Konzeption
5.1 Programmiersprache und Entwicklungsumgebung
5.1.1 .NET
5.1.2 Webserver
5.2 Architektur
5.2.1 Back-End und Schnittstellen
5.2.2 Komponenten- und Schichtenarchitektur
5.2.3 Anwendungsfälle
5.2.4 Layout und Dialoglandkarte
5.3 Ergebnis
6 Prototypische Implementierung
6.1 Projektstruktur
6.2 Vorgehensweise
6.3 Technische Umsetzung
6.4 Tests
7 Abschluss
7.1 Zusammenfassung und Evaluierung
7.2 Ausblick
Zielsetzung & Themen
Das Hauptziel dieser Arbeit ist die Konzeption und prototypische Entwicklung einer plattformunabhängigen grafischen Benutzeroberfläche für eine bestehende ERP-basierte Teilhabemanagement-Software, wobei der Anwenderkreis insbesondere durch die Integration eines automatischen Spracherkennungsdienstes in der täglichen Arbeit unterstützt werden soll.
- Entwicklung einer Webanwendung zur geräteunabhängigen Nutzung
- Methodische Evaluierung moderner Webtechnologien
- Integration von Spracherkennungsdiensten zur Steuerung
- Anbindung an ein bestehendes RESTful-Back-End
- Optimierung für den Einsatz in der Sozialbranche
Auszug aus dem Buch
2.4.2.1 Sprachsignal und Merkmalsextraktion
Die von einer Person beim Sprechprozess produzierten Schallwellen werden mittels eines elektroakustischen Wandlers (Mikrofon) in elektronische Signale umgewandelt. Über eine Analyse des Sprachsignals wird nun versucht, gewisse Eigenschaften und Merkmale zu ermitteln.
Dies kann über eine Kurzzeitanalyse erfolgen (siehe Abbildung 11). Das Ziel der Kurzzeitanalyse ist die Merkmalsberechnung im Sinne der Mustererkennung durch parametrische Charakterisierung kurzer Sprach-(Signal-)Abschnitte. Zu diesem Zwecke wird das Signal in kurze Signalabschnitte unterteilt. Jeder dieser Signalabschnitte wird dann zum Beispiel mithilfe einer spektralen Analyse (Fourier-Transformation) oder einer linearen Prädiktion (LPC-Analyse) separat ausgewertet. Als Resultat wird eine zeitliche Abfolge von Analyseergebnissen - den Merkmalen - geschaffen. Diese Merkmale repräsentieren im Idealfall nur die für die Spracherkennung relevanten Informationen.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Stellt die Motivation, Ausgangssituation und Zielsetzung der Arbeit dar, insbesondere den Bedarf einer modernen Benutzeroberfläche in der Sozialbranche.
2 Grundlagen und Begriffsdefinitionen: Vermittelt theoretisches Wissen zu ERP-Systemen, Webtechnologien, mobilen Applikationen und Sprachtechnologien.
3 Analyse: Erstellt eine fundierte Ist-Analyse der bestehenden Systemumgebung sowie eine Stakeholder- und Anforderungsanalyse als Basis für das weitere Vorgehen.
4 Technologiestudie: Evaluiert methodisch verschiedene Web- und Sprachtechnologien mittels Prototypen, um die bestmögliche Kombination für das Zielsystem zu finden.
5 Konzeption: Beschreibt das fachliche und technische Design der Webanwendung auf Basis der ausgewählten Technologien sowie die Architektur und Anwendungsfälle.
6 Prototypische Implementierung: Dokumentiert die konkrete Umsetzung des Prototyps basierend auf dem erstellten Konzept sowie die durchgeführten Tests.
7 Abschluss: Evaluierung der erreichten Ziele der Arbeit, Zusammenfassung der Ergebnisse und ein Ausblick auf zukünftige Erweiterungsmöglichkeiten.
Schlüsselwörter
ERP-Systeme, Microsoft Dynamics NAV, Sprachtechnologien, Mobile Applikationen, Webanwendung, .NET, ASP.NET MVC 5, Visual Studio 2017, RESTful, Web Speech API, Softwareentwicklung, Teilhabemanagement, Benutzeroberfläche, Automatisierung, Prototyping.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Bachelorarbeit grundsätzlich?
Die Arbeit befasst sich mit der Konzeption und dem Prototyping einer modernen, webbasierten Benutzeroberfläche für eine spezialisierte Software der Firma tegos GmbH, die in sozialen Einrichtungen für das Betreutenmanagement eingesetzt wird.
Was sind die zentralen Themenfelder der Analyse?
Die Arbeit deckt die Bereiche ERP-Systeme, moderne Webentwicklung unter Nutzung des REST-Paradigmas sowie Techniken der Spracherkennung (insbesondere Speech-to-Text) ab.
Was ist das primäre Ziel oder die Forschungsfrage?
Das Hauptziel besteht darin, eine standort- und geräteunabhängige Benutzeroberfläche zu konzipieren, die als Webanwendung intuitiv bedienbar ist und durch die Integration von Spracherkennung die Arbeit der Anwender in der Sozialbranche effizienter gestaltet.
Welche wissenschaftliche Methode wird zur Auswahl der Technologien verwendet?
Es wird eine methodische Technologiestudie durchgeführt, bei der verschiedene Web-Frameworks und Spracherkennungsdienste anhand fest definierter Kriterien (wie Kompatibilität zum Back-End und Plattformunterstützung) bewertet und durch die Entwicklung kleiner Prototypen validiert werden.
Welche zentralen Aspekte werden im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Im Hauptteil liegt der Fokus auf der IST-Analyse, der technologischen Evaluierung, dem architektonischen Konzept und der anschließenden prototypischen Implementierung in ASP.NET MVC 5 mit Einbindung der Web Speech API.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Bachelorarbeit am besten?
Zu den wichtigsten Begriffen gehören ASP.NET MVC 5, Web Speech API, RESTful-Architektur, ERP-Integrationslösungen, Teilhabemanagement und barrierefreie Softwareentwicklung.
Warum wurde für die Spracherkennung die Web Speech API gewählt?
Die Entscheidung begründet sich primär durch die Kostenfreiheit, die einfache Integration in Webbrowser ohne zusätzliche API-Schlüssel und die Möglichkeit der direkten Sprachaufzeichnung über das Mikrofon des Endgeräts.
Wie wurde sichergestellt, dass die Authentifizierung sicher bleibt?
Es wurde eine serverseitige Sitzungsverwaltung implementiert, bei der Daten nicht im Sitzungscookie gespeichert werden, sondern über eine SessionID in einem sicheren, serverseitigen Dictionary (SessionUser-Objekt) verwaltet werden.
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- Michael Horner (Author), 2018, Konzeption und Implementierung einer plattformunabhängigen grafischen Benutzeroberfläche. Unter Berücksichtigung eines bestehenden RESTful Back-Ends mit Integration eines Spracherkennungsdienstes, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/1247062
