Koordination überbetrieblicher Geschäftsprozesse auf Basis von E-Business-Frameworks

Inhaltsverzeichnis

Abkürzungsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

1 Einleitung
1.1 Zielsetzung
1.2 Aufbau der Arbeit

2 E-Business-Anforderungen
2.1 Betriebswirtschaftliche Ziele
2.1.1 Operative Effekte
2.1.2 Strategische Effekte
2.2 Interoperabilität als Hauptanforderung an E-Business-Lösungen
2.2.1 Integration
2.2.1.1 Datenintegration
2.2.1.2 Prozessintegration
2.2.2 Kommunikation
2.2.3 Koordination auf verschiedenen Ebenen
2.2.3.1 Koordinationsebenen nach Turowski
2.2.3.2 Aufgaben von Interoperabilitätsstandards nach Bußler
2.2.3.3 Ebenenmodell für Koordination im E-Business

3 Die Bedeutung von Standards im Rahmen des E-Business
3.1 Grundlegende Standards
3.1.1 Extensible Markup Language (XML)
3.1.2 Simple Object Access Protocol (SOAP)
3.1.3 Transportprotokolle im E-Business
3.2 B2B-Standards
3.2.1 B2B-Standards auf semantischer Ebene
3.2.1.1 XML Common Business Library (xCBL)
3.2.1.2 Commerce XML (cXML)
3.2.1.3 BMEcat und openTRANS
3.2.2 B2B-Standards auf pragmatischer Ebene
3.2.2.1 RosettaNet
3.2.2.2 Electronic Business XML (ebXML)
3.2.2.3 BizTalk

4 E-Business-Frameworks
4.1 BizTalk
4.1.1 Die BizTalk-Initiative
4.1.2 Das BizTalk Framework
4.1.2.1 BizTalk Document
4.1.2.2 BizTalk Message
4.1.3 Der BizTalk Server
4.1.3.1 BizTalk Editor
4.1.3.2 BizTalk Mapper
4.1.3.3 BizTalk Messaging Manager
4.1.3.4 BizTalk Orchestration Designer
4.2 Electronic Business XML (ebXML)
4.2.1 Die ebXML-Initiative
4.2.2 Das ebXML Framework
4.2.2.1 Collaborative Protocol Profiles und Agreements
4.2.2.2 Business Process Specification Schema
4.2.2.3 Core Components
4.2.2.4 Message Service
4.2.2.5 Registry und Repository
4.2.3 EbXML-Implementierungen

5 Vergleich der E-Business-Frameworks BizTalk und ebXML
5.1 Vergleich anhand des Koordinationsebenenmodells
5.1.1 Kommunikationsebene
5.1.1.1 Ebene Packaging
5.1.1.2 Ebene Transport
5.1.1.3 Ebene Sicherheit
5.1.1.4 Ebene Zuverlässigkeit
5.1.2 Ebene Syntax
5.1.3 Ebene Semantik
5.1.4 Ebene Pragmatik
5.1.5 Ebene Orchestrierung
5.1.6 Ebene Fähigkeiten/Vereinbarungen
5.1.7 Ergebnis
5.2 Vergleich anhand eines Beispielszenarios
5.2.1 Beschreibung des Szenarios
5.2.2 Ausführen des Szenarios unter Verwendung des BizTalk Servers
5.2.2.1 BizTalk Messaging Services
5.2.2.2 BizTalk Orchestration Services
5.2.3 Unterschiede bei Verwendung einer ebXML-Implementierung

6 Zusammenfassung und Ausblick

Anhang

Literaturverzeichnis

Abkürzungsverzeichnis

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildungsverzeichnis

Abb. 2.1: Koordinationsebenen nach Turowski

Abb. 2.2: Wissenspyramide nach Aamodt und Nygard

Abb. 2.3: Koordinationsebenen im E-Business

Abb. 3.1: Beispiel einer SOAP-Nachricht

Abb. 4.1: Modell der logischen Implementierungsebenen

Abb. 4.2: BizTags mit Subelementen

Abb. 4.3: Struktur einer BizTalk Message

Abb. 4.4: EbXML-Anwender

Abb. 4.5: Erstellung eines CPPs

Abb. 4.6: Ausschnitt eines CPP-Beispiels

Abb. 4.7: Basis-Semantik von Business Collaborations

Abb. 4.8: Elementstruktur eines BPSS-Dokuments und entsprechende Semantikkomponenten

Abb. 4.9: Binary Collaboration und Business Transaction in Elementdarstellung

Abb. 4.10: Vom Geschäftsprozessmodell zur Konfiguration ebXML-konformer Software

Abb. 4.11: Verwendung von Core Components für die Erstellung eines Geschäftsdokuments

Abb. 4.12: Struktur einer ebXML-Nachricht

Abb. 4.13: Zusammenhang zwischen Registry und Repository

Abb. 4.14: ebXML-Support-Logo

Abb. 5.1: Gegenüberstellung der Nachrichten-Strukturen

Abb. 5.2: Vergleich von ebXML und BizTalk auf den verschiedenen Koordinationsebenen

Abb. 5.3: Ablauf des Szenarios

Abb. 5.4: Zusammenhang der Messaging Manager Objekte

Abb. 5.5: Detaillierter Ablauf des Szenarios

Abb. 5.6: Ablauf des Szenarios auf Basis der ebXML-Architektur

Abb. C.1: BizTalk Orchestration Designer – Linke Seite für Geschäftsprozessmodellierung

Abb. C.2: BizTalk Orchestration Desinger – Rechte Seite für Zuordnung einer Implementierungsform

Abb. C.3: BizTalk Editor

Abb. C.4: BizTalk Mapper

1 Einleitung

Der Einsatz der Internet-Technologie im Rahmen des E-Business bringt nicht nur beim Vertrieb an Endkunden erhebliche Vorteile mit sich. Auch bei der zwischen­betrieblichen Geschäftsabwicklung, dem so genannten Business-to-Business (B2B) -Bereich, gewinnt das E-Business immer mehr an Bedeutung. Laut einer Studie des Marktforschungsunternehmens Forrester Research soll der elektronisch abgewickelte Anteil an den gesamten B2B-Umsätzen in Europa bis zum Jahr 2006 auf 22 Prozent steigen. 2001 betrug er gerade mal ein Prozent [vgl. ECIN2002]. Damit diese beeindruckende Entwicklungsprognose wahr werden kann, müssen E-Business-Lösungen auf breiter Basis eingesetzt werden, um Kommunikationsprozesse zwischen Geschäftspartnern über die gesamte Wertschöpfungskette hinweg effizient auszuführen. Eine Herausforderung stellt dabei die Aufgabe dar, nicht nur den zwischenbetrieblichen Austausch von Geschäftsdokumenten elektronisch zu unterstützen, sondern komplette Geschäftsprozesse über Unternehmensgrenzen hinweg zu koordinieren und letztendlich zu automatisieren. Dieses Ziel wird aus zwei Richtungen vorangetrieben. Zum einen besteht von Seiten der Wirtschaft die Forderung, das Potenzial des E-Business vollständig auszuschöpfen. Unternehmen haben erkannt, dass die Effizienz vorhandener Geschäftsbeziehungen gesteigert und Kosten eingespart werden können, wenn Anwendungssysteme von Unternehmen vernetzt werden, so dass die Automatisierung von Geschäftsprozessen ermöglicht wird. Zum anderen existieren inzwischen geeignete Technologien und Standards, die Interoperabilität zwischen Systemen herstellen und so eine Verknüpfung von Prozessen ermöglichen [vgl. That2001]. E-Business-Frameworks stellen einen Ansatz dar, um diese Aufgabe zu erfüllen.

1.1 Zielsetzung

E-Business umfasst die Unterstützung der Prozesse und Beziehungen zwischen Geschäftspartnern, Mitarbeitern und Kunden durch elektronische Medien. Meist wird der Begriff E-Business mit dem Einsatz neuer Medien bzw. mit Internettechnologie verbunden [vgl. Schu2000, S. 3]. Wenn im Rahmen dieser Arbeit von E-Business gesprochen wird, liegt der Fokus auf dem Bereich des B2B Electronic Commerce (EC). Unter EC wird jede Art von geschäftlicher Transaktion verstanden, bei der die Transaktionspartner im Rahmen von Leistungsanbahnung, Leistungsvereinbarung oder Leistungserbringung elektronische Kommunikationstechniken einsetzen [ECOM1998].

Um den bei der Abwicklung dieser Transaktionen entstehenden Koordinationsaufwand zu verringern, haben es sich zahlreiche Initiativen und Unternehmenskonsortien zur Aufgabe gemacht, Standards zu entwickeln, die Interoperabilität herstellen. Diese unterscheiden sich bezüglich ihres Ansatzes und ihres funktionalen Umfangs. E-Business-Frameworks bieten in diesem Zusammenhang eine umfassende Unterstützung. Sie definieren nicht nur Nachrichtenformate für den Datenaustausch, sondern darüber hinausgehend auch die dabei erforderlichen Abläufe und Regeln [vgl. Stef2001, S. 5]. Dadurch ermöglichen sie die Koordination überbetrieblicher Geschäftsprozesse.

Im Rahmen dieser Arbeit sollen die beiden E-Business-Frameworks BizTalk und Electronic Business XML (ebXML) näher untersucht werden. Hierzu werden zunächst grundlegende Anforderungen an das E-Business identifiziert sowie auf die Bedeutung von Standards im Rahmen des E-Business eingegangen werden. Anhand eines Vergleichs soll schließlich festgestellt werden, inwieweit die von den Frameworks angebotene Funktionalität den Anforderungen gerecht wird.

1.2 Aufbau der Arbeit

Im folgenden Kapitel sollen zunächst grundlegende Anforderungen an das E-Business identifiziert und erläutert werden. Dabei werden zum einen betriebswirtschaftliche Ziele aufgeführt, die durch die elektronische Geschäftsabwicklung erreicht werden sollen. Zum anderen wird Interoperabilität zwischen verschiedenen Systemen als grundlegende Anforderung an E-Business-Lösungen herausgestellt und in die Aspekte Integration, Kommunikation und Koordination unterteilt. Am Ende dieses Kapitels soll ein Ebenenmodell für die Koordination im E-Business entwickelt werden, das später als Basis für den Vergleich der Frameworks herangezogen wird.

In Kapitel 3 wird auf die Bedeutung von Standards im Rahmen des E-Business eingegangen. Nach einer einführenden Betrachtung einiger grundlegender Standards sollen spezielle B2B-Standards auf semantischer und pragmatischer Ebene vorgestellt werden.

Aus den B2B-Standards werden in Kapitel 4 die E-Business-Frameworks BizTalk und ebXML ausgewählt und detailliert untersucht. Es wird dabei jeweils auf die Arbeit der Initiativen, den Inhalt der Frameworks und die Implementierung der Frameworks eingegangen.

Ein konkreter Vergleich der beiden Frameworks wird in Kapitel 5 vorgenommen. Die Grundlage des Vergleichs ist zum einen das aus den Koordinationsanforderungen entwickelte Ebenenmodell aus Kapitel 2 und zum anderen ein ausgewähltes Beispiel­szenario, das Unterschiede bezüglich der Implementierung beider Frameworks auf­zeigen soll.

Kapitel 6 fasst die Ergebnisse der Arbeit zusammen und liefert einen kurzen Ausblick auf erwartete Entwicklungen im Bereich der E-Business-Standards.

2 E-Business-Anforderungen

Wenn sich Unternehmen entschließen, E-Business zu betreiben, verfolgen sie damit bestimmte Ziele. Diese entstehen aus betriebswirtschaftlichen Überlegungen und recht­fertigen Investitionen in neue informationstechnologische Lösungen, die E-Business erst ermöglichen. Die eigentlichen Anforderungen an E-Business-Lösungen bestehen zum einen darin, dass betriebswirtschaftlichen Ziele mit ihrer Hilfe erreicht werden können und zum anderen darin, dass sie Interoperabilität zwischen heterogenen Systemen, die im Rahmen des E-Business zusammenarbeiten sollen, herstellen. Diese beiden Aspekte werden nun näher erläutert.

2.1 Betriebswirtschaftliche Ziele

Die grundlegende Zielsetzung von Unternehmen besteht bekanntlich darin, ihren Gewinn zu maximieren. Um dies zu erreichen, können bestehende Produktionsfaktoren auf unterschiedliche Weise eingesetzt werden. Die Informationstechnologie kann dabei Tätigkeiten und Prozesse auf operativer Ebene unterstützen oder auf strategischer Ebene neue Möglichkeiten eröffnen. Im Zusammenhang mit dem zwischenbetrieblichen Datenaustausch ist die elektronische Abwicklung über das Internet ein Beispiel für einen derartigen Aspekt der Informationstechnologie. Durch die weltweite Vernetzung und den Wegfall der Medienbrüche entstehen operative Effekte, die zu einer Verbesserung und Rationalisierung bestehender Abläufe führen. Außerdem ergeben sich auch strategische Effekte, die es ermöglichen, durch innovative Entwicklungen langfristige Wettbewerbsvorteile zu erzielen [vgl. Sche1997, S. 24-26]. Im Folgenden werden diese operativen und strategischen Effekte im Einzelnen untersucht.

2.1.1 Operative Effekte

Operative Effekte lassen sich aus einer „Elektrifizierung“ bestehender Verfahren herleiten. Diese bewirkt gegenüber der papierbasierten Abwicklung eine Verbesserung bezüglich der drei Aspekte Kosten, Zeit und Qualität [vgl. Sche1997, S.24f.].

Die Verringerung der Kosten, die aus betriebswirtschaftlicher Sicht den wichtigsten Effekt darstellt, ergibt sich im Wesentlichen aus der Automation manueller Tätigkeiten, die bei der Abwicklung zwischenbetrieblicher Geschäfte anfallen. Beispielsweise müssen eingehende Bestellungen, die traditionell auf dem Postweg transportiert werden, nicht mehr manuell im eigenen System erfasst werden. Wenn sie in strukturierter elektronischer Form übertragen werden, entsteht an der Schnittstelle kein Medienbruch, d.h. sie können, ohne dass es einer Neuerfassung bedarf, ins System übernommen werden. Es kann allenfalls notwendig sein, die Struktur der Daten zu ändern. Diese Transformation ist jedoch mit weit geringerem Aufwand als eine Neueingabe der Daten verbunden und kann zum Teil auch automatisiert werden.

Insgesamt betrachtet besteht enormes Einsparungspotenzial im Bereich der Personalkosten, nicht nur, weil die arbeitsintensive Neuerfassung der Daten entfällt, sondern auch deswegen, weil sich im administrativen Bereich der Aufwand für das Sammeln, Verteilen und Archivieren der Papierdokumente verringert. Statt die Dokumente in Ordnern abzulegen, können sie nun in elektronischer Form in Datenbanken archiviert und von dort bei Bedarf abgefragt werden. Neben den Personalkosten lassen sich auch die Kosten für die Übermittlung der Geschäftsdaten reduzieren. Im Vergleich zum Versand über den Postweg entstehen bei der Übertragung über das Internet nur minimale Kosten, da die Infrastruktur als Trägermedium weltweit vorhanden ist [vgl. Sche1997, S. 24].

Bei der Übermittlung der Daten kommt ein weiterer Effekt ins Spiel: die Zeit­einsparung. Gerade internationale Geschäftsbeziehungen profitieren davon, wenn Daten fast zeitgleich über das Internet ausgetauscht werden und sofort weiter verarbeitet werden können. Der Zeitvorteil entsteht auch durch die Vermeidung von Medien­brüchen. Wie bereits erwähnt, ist eine Mehrfacherfassung der Daten sehr arbeits- und damit auch zeitintensiv. Durch die direkte Datenübernahme können die zwischen­betrieblichen Abläufe erheblich beschleunigt werden, was besonders bei zeitkritischen Prozessen, bei denen eine manuelle Bearbeitung zu lange dauern würde, eine wichtige Rolle spielt [vgl. Sche1997, S. 24f.].

Als letzter Effekt ermöglicht eine elektronische Geschäftsabwicklung eine hohe Datenqualität. Diese könnte an zwei Stellen des Datenaustauschs negativ beeinflusst werden. Zum einen bei der Interpretation der Daten und zum anderen bei der Erfassung. Um die richtige Interpretation der Daten und die damit verbundene angemessene Weiterverarbeitung zu gewährleisten, reicht die bloße Entscheidung, die Geschäfte elektronisch abzuwickeln, nicht aus. Ebenso wie bei der traditionellen Abwicklung müssen dafür im Vorfeld Abstimmungen erfolgen, da Informationen häufig unternehmens­individuell dargestellt werden. Bei der elektronischen Übermittlung muss z.B. beim Vorliegen unterschiedlicher Datenformate eine Transformation erfolgen, so dass das System des Empfängers die Daten richtig versteht und wie erwartet weiterverarbeitet.

Die Datenqualität kann bei einer elektronischen Geschäftsabwicklung dadurch erhöht werden, dass Eingabefehler, die bei der Neuerfassung der Daten auftreten, wegfallen. Wenn häufige Medienbrüche vorliegen und Daten wiederholt eingegeben werden müssen, steigt folglich die Wahrscheinlichkeit, dass ein Mitarbeiter Zeichen falsch abliest oder sich vertippt. Beim elektronischen Datenaustausch werden diese Medien­brüche beseitigt und somit auch die Fehlerquellen.

Die Kombination des Zeit- und Qualitätseffekts führt dazu, dass durch die schnelle Datenübermittlung aktuellere Daten vorliegen. Dies ermöglicht z.B. eine genauere Disposition und eine schnellere Reaktion auf Nachfrageschwankungen [vgl.Sche1997, S. 25].

2.1.2 Strategische Effekte

Im Unterschied zu den operativen Effekten, die die Beschleunigung und Automation bereits bestehender Abläufe betreffen, beziehen sich strategische Effekte auf innovative Möglichkeiten, die das E-Business langfristig gesehen mit sich bringt. Dabei bilden die operativen Kosten-, Zeit- und Qualitätseffekte die Grundlage, die sich in Verbindung mit ausgereiften Technologien und einer darauf ausgerichteten Geschäftsprozess­gestaltung in strategische Wettbewerbsvorteile umwandeln lassen.

Die insgesamt bessere Gestaltung des Leistungsaustausches im Rahmen des E-Business bildet z.B. die Grundlage für neue Kooperationsformen. Für viele der bestehenden Logistikkonzepte, wie die Just-in-time-Fertigung, ist die enge informationelle Ver­bindung, die der elektronische Datenaustausch bietet, eine Voraussetzung. Es müssen ständig aktuelle Daten verfügbar sein, damit Zulieferer und Fertigungsbetriebe optimal zusammenarbeiten können [vgl. Sche1997, S. 25-27].

Ein Beispiel für ein derzeit angestrebtes innovatives Konzept ist die Unterstützung von so genannten dynamischen Geschäftsbeziehungen auf Ad-hoc-Basis. E-Business-Anwendungen, die bisher eingesetzt waren, sind im Wesentlichen darauf beschränkt, statische Geschäftsbeziehungen zu automatisieren. Statisch bedeutet in diesem Zusammen­hang, dass sich die Geschäftspartner bereits kennen, Vereinbarungen bezüglich des Ablaufs des Leistungsaustauschs getroffen sind und die Absicht besteht, langfristig zusammenzuarbeiten. Das E-Business-System ermöglicht es lediglich, die Ausführung der Geschäftstransaktionen zu automatisieren. Um jedoch neue Geschäfts­möglichkeiten und Umsatzsteigerungen zu realisieren, muss man einen Schritt weiter gehen und die Technologie nutzen, um dynamische Geschäftsbeziehungen aufzubauen. Dynamisch heißt hier, dass zum einen E-Business-Systeme das Auffinden neuer Geschäftspartnern unterstützen. Zum anderen sollten sie aber auch dabei behilflich sein, das Treffen von Vereinbarungen zu automatisieren und zu beschleunigen, so dass zeitlich befristete Geschäftsbeziehungen möglich werden [vgl. CCD+2001, S. 281]. In diesem Zusammenhang spricht man auch von Collaborative Commerce. Darunter versteht man eine zwischenbetriebliche Integration, die auf einer Standardisierung von Prozessen, Daten und Infrastruktur basiert und flexible kurzfristige Kooperationen von Geschäftspartnern unterstützt [vgl. Otto2001].

2.2 Interoperabilität als Hauptanforderung an E-Business-Lösungen

Die an oberster Stelle stehende Anforderung an E-Business-Lösungen ist im Wesentlichen die Generierung von Interoperabilität. Interoperabilität bedeutet in diesem Zusammenhang: „the ability of two or more systems or components to exchange information and to use the information that has been exchanged” [IEEE1990]. D.h. die Aufgabe von E-Business-Lösungen ist es in erster Linie, die Möglichkeit zu schaffen, dass heterogene Systeme miteinander kommunizieren und darüber hinaus die aus­getauschten Informationen innerhalb eines Unternehmens integriert und weiter­verwendet werden können. Die Kommunikation bildet im Rahmen der Koordination zwischenbetrieblicher Geschäftsbeziehungen die Basis, auf der noch weitere Ebenen aufbauen, auf denen Absprachen stattfinden müssen, um Interoperabilität zu ermöglichen.

Interoperabilität besteht also im Wesentlichen aus den drei Aspekten Integration, Kommunikation und Koordination. Im weiteren Verlauf der Arbeit soll jeder dieser Punkte als Aufgabe, die von E-Business-Lösungen erfüllt werden muss, betrachtet und untersucht werden.

2.2.1 Integration

Aus Sicht der Wirtschaftsinformatik versteht man unter Integration die Verknüpfung von Menschen, Aufgaben und Technik zu einem einheitlichen Ganzen [vgl. Mert1997, S. 208]. Integrationsbedarf entsteht dadurch, dass Aufgaben arbeitsteilig erledigt werden, d.h. es müssen innerbetrieblich verschiedene Bereiche und zwischenbetrieblich verschiedene Unternehmen zusammenarbeiten. Diese Arbeitsteilung führt zu unterschiedlichen Organisationsstrukturen und Prozessen, die jeweils von geeigneten IT-Systemen unterstützt werden. Unterschiedliche Anforderungen an Anwendungs­systeme zusammen mit unterschiedlichen Einführungszeitpunkten führten dazu, dass sich über die Zeit eine heterogene Systemlandschaft aufgebaut hat. Das Ziel der Integration ist es, diese Heterogenitäten zu überwinden und somit Vorarbeit für die nachfolgende Koordination der arbeitsteilig zu erledigenden Aufgaben zu leisten [vgl. Rohd1999, S. 92].

Integration lässt sich also, wie bereits angedeutet, bezüglich der Reichweite in inner- und zwischenbetriebliche Integration einteilen [vgl. Mert1997, S. 208]. Die innerbetriebliche Integration, deren Konzepte in dem Begriff Enterprise Application Integration (EAI) zusammengefasst werden, verwendet Methoden, die sich auf Daten, Programme und Prozesse beziehen [vgl. Kaib2002, S. 79]. Das Ziel ist, Bereichs­lösungen zu weitgehend durchgängigen Systemen zusammenwachsen zu lassen und dadurch eine bereichsübergreifende elektronisch gestützte Vorgangsbearbeitung bzw. Zusammenarbeit zu ermöglichen. Die Automationslücken und Medienbrüche ver­schieben sich dadurch an die Unternehmensgrenzen [Sche1997, S. 4]. An diesem Punkt setzt die zwischenbetriebliche Integration, auch B2B Integration (B2Bi) genannt, an. Die EAI bildet die Voraussetzung, um auch zwischenbetrieblich Daten und Prozesse zu integrieren. Die bei der EAI angewandte Methode der Programmintegration wird für die B2Bi nicht genutzt, da die Anwendungssysteme auf Basis einer losen Kopplung miteinander kommunizieren.

Die zwischenbetriebliche Integration reicht vom elektronischen Datenaustausch über Nutzung gemeinsamer Datenbestände bis hin zur automatisierten Abwicklung zwischen­betrieblicher Vorgänge [vgl. Kaib2002, S. 20]. Diese Konzepte werden im Folgenden näher erläutert.

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