Mobile Web Services: Grundlagen und Einsatzmöglichkeiten bei der Siemens AG


Masterarbeit, 2004
100 Seiten, Note: 1,0

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Tabellenverzeichnis

Abkürzungsverzeichnis

1 Einleitung
1.1 Zielsetzung und Motivation
1.2 Aufbau der Arbeit

2 Grundlagen Mobile Business und Web Services
2.1 Mobile Business – Grundlagen und Einsatzmöglichkeiten
2.1.1 Definition und Merkmale von Mobile Business
2.1.2 Grundlagen der Mobile Business Technologien
2.1.3 Einsatzmöglichen von Mobile Business
2.1.4 Systematisierung von mobilen Diensten
2.2 Web Services – Grundlagen und Einsatzmöglichkeiten
2.2.1 Definition und Merkmale von Web Services
2.2.2 Web Service orientierte Architekturen
2.2.3 Standardisierung von Web Services
2.2.4 Fortgeschrittene Web Service Technologien
2.2.5 Einsatzmöglichkeiten von Web Services

3 Mobile Web Services
3.1 Definition und Merkmale Mobile Web Services
3.2 Grundlagen der Mobile Web Service Technologien
3.3 Einsatzmöglichkeiten von Mobile Web Services

4 Einsatzszenario Mobile Web Services bei Siemens
4.1 Einführung und Ausgangssituation
4.2 Anforderungen an das Szenario
4.3 Entwurf des Szenarios
4.4 Entwurf verschiedener Mobile Web Service Oberflächen (GUI)
4.4.1 Oberflächen für Mobile Web Services – PDA
4.4.2 Oberflächen für Mobile Web Services – Smartphone
4.4.3 Oberflächen für Mobile Web Services – Mobiltelefon

5 Fazit und Ausblick

Anhang

WDSL-Dokument am Beispiel des Siemens Szenarios

UDDI Datenmodell

Normalisierung des konzeptueller Entwurf des Szenarios ACMAN

Entitätstypen des ACMAN Szenarios

Literaturverzeichnis

Eidesstattliche Erklärung

Abbildungsverzeichnis

Bild 1 Aufbau der Arbeit

Bild 2 Paradigmenwechsel in der IT [nach Wieh04]

Bild 3 Drahtlose Technologien [Siem03]

Bild 4 Migrationswege zur 3. Mobilfunkgeneration (3G) [nach Wieh04]

Bild 5 Kategorien Mobiler Endgeräte [Siem03]

Bild 6 Anwendungsgebiete im Mobile Business [Wieh04]

Bild 7 Hype-Cycle für mobile Anwendungen [Gart03]

Bild 8 Anwendungsgebiete im Mobile Business [Wieh04]

Bild 9 Prinzip der Kommunikation von Web Services [Alon04]

Bild 10 Web Services Technologien und Standards [Slee01] [Kre01]

Bild 11 XML-Dokument mit DTD

Bild 12 Verwendung eines XSD-Schemas

Bild 13 Möglichkeiten der Datenverarbeitung mit XML

Bild 14 Aufbau einer SOAP Nachricht inklusive HTTP Header

Bild 15 Kommunikation mit SOAP [Alon04]

Bild 16 Struktur der WSDL Dokumente [ChWe04]

Bild 17 UDDI Dokumentenbeispiel

Bild 18 Sequenzdiagramm UDDI Abfrage

Bild 19 Hemmnisse beim Einsatz von Web Services [Meta03]

Bild 20 Ansehen von Web Services [CoZe04]

Bild 21 Hype-Cycle für Web Services [Gart03]

Bild 22 Szenarien für den Einsatz von Web Services [nach Zimm03]

Bild 23 Konvergenz von Web Services und Mobilkommunikation [Gilb03]

Bild 24 Plattform für Mobile Web Services [Micro03]

Bild 25 Projektbeschreibung ACMAN [Haen04]

Bild 26 Architektur Siemens Szenario ACMAN [Haen04]

Bild 27 Siemens ACMAN Anwendung im Intranet (webbasiert) [Glaub04a]

Bild 28 Systematisierung des Siemensszenarios

Bild 29 Entity-Relationship-Modell Siemens Szenario ACMAN (normalisiert, Ausschnitt)

Bild 30 Oberflächen „Projektauswahl“ Mobile ACMAN für PocketPC [Glaub04b]

Bild 31 Oberflächen „Projektbeschreibung“ Mobile ACMAN für PocketPC [Glaub04b]

Bild 32 Oberflächen „Skilleingabe“ Mobile ACMAN für PocketPC [Glaub04b]

Bild 33 Oberflächen Mobile ACMAN für ein Smartphone (RIM BlackBerry 7230)

Bild 34 Oberflächen Mobile ACMAN für ein Smartphone (RIM BlackBerry 7230)

Bild 35 Oberflächen Mobile ACMAN für ein Mobiltelefon (Siemens S65)

Bild 36 WDSL-Dokument am Beispiel des Siemens Szenarios

Bild 37 UDDI Datenmodell [UDDI04]

Bild 38 ERM Modell ACMAN vor der Normalisierung

Tabellenverzeichnis

Tabelle 1 Merkmale Mobiler Dienste [nach Reich02]

Tabelle 2 Übersicht der entworfenen XML-Beispiele des Siemens Szenarios

Tabelle 3 Relation des Entitätstyps „Rolle_Berechtigung“

Tabelle 4 Entitätstyp MITARBEITER

Tabelle 5 Entitätstyp ROLLE

Tabelle 6 Entitätstyp SKILLBEDARF

Abkürzungsverzeichnis

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

1 Einleitung

Das erste Kapitel stellt Zielsetzung, Motivation und Aufbau der vorliegenden Arbeit dar.

1.1 Zielsetzung und Motivation

Mobile Business und Web Services erfahren seit einigen Jahren als separat diskutierte Themen wachsende Beachtung in Wirtschaft, Wissenschaft und Forschung. Heute hat fast jedes Großunternehmen beide Ansätze erprobt bzw. produktiv im Einsatz [Wihl04, S. 5].

Der parallel fortschreitende Drang zur Mobilität gewinnt eine immer größere Bedeutung. Mit derzeit über 400 Millionen Mobilfunknutzern in Europa [Belh04, S. 59] und geschätzten 530 Millionen mobilen Endgeräten im Jahr 2008 [Belh04, S. 13] rücken Telekommunikation, Internet und Mobile Computing immer näher zusammen.[1] Unternehmen, die ihre Systeme und Informationen auch mobilen Endgeräten zur Verfügung stellen wollen, müssen dafür sorgen, dass ihre Infrastruktur diesen Wandel unterstützt. Das Ausmaß dieses Wandels, hin zum Mobilen Internet bzw. der mobilen Nutzung von Anwendungen über Internettechnologien, wird unterschiedlich bewertet. Tendenziell wird erwartet, dass die Mobilisierung des Internets einen ähnlich drastischen Einfluss auf die Ökonomie hat bzw. haben wird, wie die Verbreitung des Internets [Rais04, S. 49].

Andererseits treiben die wachsende Komplexität von Prozessen und die stärkere Verteilung von Informationen die Weiterentwicklung der IT. Daraus hat sich

der unternehmensinterne Einsatz von Web Services,

die Nutzung der eXtensible Markup Language (XML) über HTTP und

die Verwendung des Protokolls SOAP zur Nachrichtenübermittlung,

zum Standard vieler IT-Abteilungen entwickelt [Gart03, S. 5].

Web Services haben sich mit den Vorteilen der einfachen Handhabung, Standardisierung, weitreichender Industrieunterstützung und Interoperabilität von einem viel zitierten Hypethema zu einer produktiven wirtschaftlichen Alternative entwickelt [Gart03, S. 4 f.]. Dies gelang bisher allerdings nur über eine ortsgebundene Nutzung in den engen Grenzen stationärer Endgeräte oder in der Kommunikation zwischen Servern. Eine Übertragung auf die sich rasant entwickelnden Anforderungen an Mobilität und Verfügbarkeit an allen Orten gelang damit nicht.

Betrachtet man vor diesem Hintergrund die beiden Entwicklungen Mobile Business und Web Services, so findet man in der Literatur seit Ende 2002 Überlegungen zu einer möglichen Konvergenz dieser beider Themenfelder. Mobile Web Services sind ein kommender Technologietrend [Pash03, S. 79 f.] [Rao03, S. 61 f.] der, basierend auf einer fortschreitenden Verbreitung von mobilen Endgeräten einerseits und Web Service Standards andererseits, künftig verstärkt Einzug in die Unternehmens-IT-Landschaften halten wird.

Die vorliegende Arbeit leistet hier einen Beitrag, indem sie zunächst aus der existierenden Literatur die für die Konvergenz wichtigen technologischen Grundlagen beider Welten erarbeitet und die Anforderungen an Mobile Web Services entwickelt. Damit wird die Basis geschaffen, Mobile Web Services für einen möglichen Unternehmenseinsatz beurteilen zu können.

Darüber hinaus wird ein Beispielszenario entwickelt, das anhand einer existierenden (Web Service) Anwendung der Siemens AG die Potenziale und Herausforderungen einer Erweiterung auf mobile Technologien aufgezeigt. Hierzu werden zunächst die Architektur sowie die Anforderungen aus dem betrieblichen Umfeld der Siemens AG entworfen und zusätzlich Oberflächen für die gängigen Typen mobiler Endgeräte entwickelt. Anhand dessen lassen sich die besonderen Herausforderungen und Anforderungen die sich bei mobilen Endgeräten an Ergonomie und Aufbau stellen am praktischen Beispiel aufzeigen.

1.2 Aufbau der Arbeit

Der Aufbau dieser Arbeit leitet sich aus den im vorangegangenen Abschnitt beschriebenen Zielen ab. Sie gliedert sich dabei in sechs Teile (s. Bild 1).

Kapitel 1 beschreibt, nach der Darstellung der Motivation und der daraus resultierenden Ziele den Aufbau der Arbeit. Es folgt in Kapitel 2 eine umfassende Darstellung der theoretischen Grundlagen von Mobile Business einerseits und Web Services andererseits.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Bild 1 Aufbau der Arbeit

Dem Grundverständnis folgend, dass Prozesse und wirtschaftliche Anforderungen die treibenden Kräfte sind, werden zuerst Mobile Business (Treiber) und anschließend Web Services (Technologie) betrachtet. Dabei werden zunächst die beiden Begriffe definiert und die technologischen Standards beschrieben, um schließlich die Einsatzmöglichkeiten beider Konzepte zu diskutieren.

Aufbauend auf diesen Grundlagen beschäftigt sich Kapitel 3 mit dem Ansatz Mobile Web Services. Der Begriff wird zunächst präzisiert, bevor er unter den Aspekten Technik, Organisation und Geschäftsmodell diskutiert wird.

In Kapitel 4 werden die vorher diskutierten Eigenschaften und Anforderungen an Mobile Web Services durch ein Einsatzszenario Mobiler Web Services bei der Siemens AG praktisch dargestellt indem die graphischen Oberflächen verschiedener mobiler Endgeräte entworfen und diskutiert werden.

Kapitel 5 schließt die Arbeit mit einem Fazit und Ausblick auf die weitere Entwicklung von Mobile Web Services.

2 Grundlagen Mobile Business und Web Services

Dieses Kapitel gibt eine Einführung in Mobile Business und Web Services. Es bildet damit die Basis für die weitergehende Diskussion von Mobile Web Services im anschließenden Kapitel 3.

2.1 Mobile Business – Grundlagen und Einsatzmöglichkeiten

Das folgende Kapitel gibt eine Einführung in das Themenfeld Mobile Business. Es bildet zusammen mit Kapitel 2.2 (Web Services – Grundlagen und Einsatzmöglichkeiten) die Grundlage zum Verständnis von Mobile Web Services. Mobile Business wird zunächst definiert und über seine Merkmale abgegrenzt. Dann werden die zum weiteren Verständnis notwendigen technischen Grundlagen erläutert und schließlich das aktuelle Marktumfeld und die Einsatzmöglichkeit beschrieben.

2.1.1 Definition und Merkmale von Mobile Business

Der Begriff Mobilität (lat. mobilitas; Beweglichkeit, Schnelligkeit) wird in unterschiedlichen Zusammenhängen verwendet [Reich02, S. 7]. Für die vorliegende Diskussion ist dabei insbesondere der Wechsel von Informationen zwischen verschiedenen (Informations-) Systemen von Bedeutung, wobei die Bewegung als Bewegung durch den Raum verstanden wird. Grundlegend ist somit, dass sich der Benutzer (Kunde, Geschäftspartner, etc.) nicht mehr physisch an einem festen Ort befinden muss.

Definiert man den Begriff Mobile Business etwas technischer, so wird er hier im Sinne der räumlich flexiblen, nicht ortsgebundenen (drahtlosen) Nutzung von Internettechnologien für die Abwicklung von Geschäftsprozessen verstanden. Er steht also sinngemäß verkürzt für Mobile Internet Business, der Konvergenz aus Mobilkommunikation, Internet und eBusiness. In der Literatur findet sich dazu die Definition von Francis „Mobile Internet is defined as mobile access to wireless World Wide Web through handheld devices such as mobile phones and PDA”[2] [Fran97], oder Reichwald „M-Business umfasst die Gesamtheit der über ortsflexible, datenbasierte und interaktive Informations- und Kommunikationstechnologien abgewickelten Geschäftsprozesse“ [Reich02, S. 8]. Die Unterscheidung zwischen eCommerce und eBusiness lässt sich analog auch auf Mobile Commerce bzw. Business übertragen: Auch in diesem Kontext bezeichnet Mobile Commerce (mCommerce) das Abwickeln von Einkaufs- oder Verkaufsprozessen über mobile Technologien, während Mobile Business (mBusiness) weiter gefasst ist und die gesamte Prozesskette eines Unternehmens umfasst.

Die Spezifikation mobiler Dienste gelingt nicht einheitlich, da eine Vielzahl von Autoren diese unterschiedlich charakterisiert und gliedert [Reich02, S. 9]. Eine Literaturanalyse verschiedener Autoren (siehe Tabelle 1) ergibt jedoch als Mindestanforderungen eine Reduktion auf vier Merkmale für Mobile Business.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Tabelle 1 Merkmale Mobiler Dienste [nach Reich02]

Ortsflexibilität, als erstes von vier Spezifika welche Mobile Business ausmachen, ist gekennzeichnet durch eine Auflösung der räumlichen Bindung von Leistungen durch Informations- und Kommunikationstechnologien. Anders als raumgebundene Leistungen, etwa Reinigungen, sind diese Dienste durch den Einsatz der mobilen Datenübertragung raumungebunden bzw. ortsflexibel. Beispiele sind mobile Auskünfte oder Bestellungen, sowie Überwachungsaufgaben oder Datenaktualisierungen [Reich02, S. 10].

Personalisierung entsteht, da mobile Endgeräte häufig Bestandteil des engeren privaten Lebens sind. Als meist persönlichen Gegenstand, der sich in unmittelbarer Nähe des Anwenders befindet, geht dieser häufig eine engere Beziehung zu ihm ein und passt diesen nach seiner Vorstellung an, zusätzlich haben diese mobilen Endgeräte häufig Zugriff auf personenbezogene Daten des Anwenders. Beispiele hierfür sind individuelle Klingeltöne und Logos, aber auch Verzierungen des eigenen Schlüsselbundes oder des Cockpits des eigenen Fahrzeuges [Reich02, S. 12].

Die ständige Verbindung zwischen mobilem Endgerät und dem Netz (Internet) hat als drittes Charakteristikum zwei wesentliche Eigenschaften [Reich02, S. 12]. Zum einen entfällt damit die stetig wiederkehrende Einwahl in das Netz, was Zeit und Kosten spart. Zum anderen bietet dies den Vorteil, stets ohne Verzögerungen auf dem aktuellen Stand des gerade verwendeten Dienstes zu sein. So müssen E-Mail oder Kalendereinträge nicht mehr gesondert abgerufen werden und der Anwender ist laufend über den Stand von Börsenkursen oder Auktionen informiert.

Kontextsensitivität schließlich lässt sich in vier Varianten des unterschiedlichen Umgangs von Umfeldinformationen teilen [Reich02, S. 12]: Lokaler Kontext bei dem die geographische Position des Anwenders erkannt wird. Aktionsbezogener Kontext, der den Ort des Anwenders mit vorhandenen Umgebungsinformationen (Tankstellen, Kinos, Parkhäuser) kombiniert und entsprechende Aktionen anbietet. Ein Zeitspezifischer Kontext, in dessen Rahmen der aktuelle Ort mit zeitlichen Varianten verknüpft wird (Veranstaltungen, Happy Hour) und schließlich der interessenspezifische Kontext, dessen Angebote durch Verknüpfung von örtlichen, zeitlichen und aktionsbezogenen Diensten mit den persönlichen Präferenzen des Anbieters auf diesen abgestimmt sind.

Im Folgenden soll nun betrachtet werden, wie diese Mobile Business Lösungen technologisch umgesetzt werden.

2.1.2 Grundlagen der Mobile Business Technologien

In den letzten 25 Jahren haben sich IT-Architekturen und Glaubenssätze stark verändert. Die Anzahl der Anwender stieg von einigen Hundert zur Zeit der Mainframes auf mehrere Millionen. Endgeräte haben sich gewandelt von textbasierten Terminals zu tragbaren, drahtlosen permanent verbundenen Multimediageräten und auch auf Seiten der Softwareentwicklung hat es eine massive Veränderung, von komplexen, monolithischen Systemen hin zu komponentenbasierten heterogenen und flexiblen Systemen gegeben [Wieh04, S. 14 f.]. Bild 2 verdeutlicht diesen Paradigmenwechsel in der IT und hebt die für Mobile Business wichtigen Kernansätze hervor.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Bild 2 Paradigmenwechsel in der IT [nach Wieh04]

Nachdem das Client/Server-Konzept für lange Zeit die IT dominierte ist dies heute die durch die Verbreitung der Internettechnologie genutzte Multitierarchitektur mit einer Vielzahl von Endgeräten, Plattformen und Anwendern. Parallel dazu entwickelte sich mit XML ein offener Standard der es, wie im nachfolgenden Kapitel 2.2 ausgeführt, ermöglicht, Daten, Inhalte und Darstellung zu trennen und damit den Austausch zwischen unterschiedlichen Systemen stark zu vereinfachen [Wieh04, S. 16].

Zusätzlich veränderte die Ausbreitung der drahtlosen Kommunikation sowohl Privatleben als auch Geschäftsprozesse. Diese Entwicklungen, die parallel zum Ausbau des Internets erfolgte und deren Konvergenz mit dem Internet derzeit stattfindet, soll im Folgenden nachvollzogen werden. Da die Nutzung der Kommunikationsprotokolle durch Web Services weitgehend transparent erfolgt, wird dabei besonders auf die für den Einsatz von Web Service relevanten Parameter eingegangen (Verbreitung, Bandbreite, etc.) und auf eine Beschreibung der Protokolle verzichtet.

2.1.2.1 Netztechnologien und Protokolle

Drahtlose Technologien zur Übertragung von Sprache oder Daten lassen sich nach ihrer Reichweite und Datenrate in fünf Bereiche unterteilen (siehe Bild 3). Während sich Bluetooth und Wireless-LAN eher für kurze Übertragungswege eignen, kommen für die Anwendung von unternehmensweiten Anwendungen heute vor allem General Packet Radio Services (GPRS) und künftig verstärkt das Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) zum Einsatz. Beide Technologien sind von globaler Reichweite und ermöglichen eine ausreichend hohe Datenrate für den betrieblichen Einsatz [Siem03, S. 26 f.]..

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Bild 3 Drahtlose Technologien [Siem03]

Heute nehmen noch Übergangstechnologien zwischen den bisherigen Technologien der zweiten Generation (2G) und den künftigen Technologien der dritten Generation (3G) eine bestimmende Rolle ein. Diese, als 2,5G benannten Zwischenschritte (GPRS, EDGE) bilden den Übergang aus der Welt der GSM-Netze in die künftige UMTS-Technologie. Bild 4 beschreibt die Migrationswege für alle weltweit eingesetzten Mobilfunknetze. In Europa sind dabei vor allem die erwähnten Technologien GSM, EDGE, GRPS und UMTS von Bedeutung.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Bild 4 Migrationswege zur 3. Mobilfunkgeneration (3G) [nach Wieh04]

Das Global System for Mobile Communication (GSM) löste 1996 die erste analoge Generation von Mobilfunksystemen ab. Das standardisierte [GSM04], vollständig digitale System ist mit etwa 70% Marktanteil und einer Verbreitung in mehr als 200 Ländern, das derzeit erfolgreichste Netzwerk. Die Netzabdeckung in Europa beträgt nahezu 100% bei mehr als 1,25-Milliarden Teilnehmern weltweit [Wieh04, S. 17]. In Deutschland nutzen davon derzeit über 60 Millionen Anwender das GSM Netz, womit Deutschland der größte Markt in Europa ist [Belh04, S. 88]. Trotz der Schwächen bei der Datenübermittlung (geringe Bandbreite, Leitungsvermittlung) werden die GSM-Netze bis mindestens 2010 im Einsatz bleiben, wobei Technologien wie GPRS und die 3G-Netze immer stärker an Bedeutung gewinnen werden.

Die zweite ebenfalls leitungsvermittelte Technologie, High Speed Circular Switched Data (HSCSD) wird nur von wenigen Carriern angeboten. Ihr Vorteil liegt in der deutlich größeren Bandbreite gegenüber GSM (ca. ISDN-Geschwindigkeit), dennoch ist es auf dem Weg zu 3G-Netzen kaum signifikant in Erscheinung getreten [Wieh04, S. 21].

Deutlich häufiger setzt sich stattdessen seit 2002 als Übergangslösung General Packet Radio Services (GPRS) durch. GPRS bietet als paketvermittelnder Dienst für Sprache und Daten eine effektive Nutzung der Netzressourcen und damit eine kostenoptimierte Abrechnung nach tatsächlicher Nutzung, bei gleichzeitiger ständiger Verfügbarkeit. Ferner bietet es eine Übertragsbandbreite im ISDN-Bereich und volle Unterstützung des Internetprotokolls (IP). Insbesondere die letztgenannte Eigenschaft, der Transport der IP-Daten zu mobilen Endgeräten ermöglicht die einfache Nutzung im Bereich Mobile Internet [Wieh04, S. 18].

Als weitere 2,5G-Technologie ist Enhanced Data Rates for Global Evolution (EDGE) je nach Region ein wichtiger Meilenstein auf dem Weg zu UMTS. Je nach Region, da EDGE (Bandbreite 384 kbit/s) signifikante Investitionen der Betreiber in die Netzinfrastruktur erfordert und erst kurz vor der UMTS-Technologie zur Verfügung stand. Europa wird den Weg direkt von GSM/GPRS zu UMTS wählen, während in Nordamerika kein leistungsfähiges GPRS-Netz zur Verfügung steht und ferner die Einführung von UMTS deutlich später als in Europa stattfinden wird, so dass sich Investitionen in EDGE rentieren [Wieh04, S. 20].

Mit UMTS steht ein Breitbandnetz zur Verfügung, das sowohl leitungs- als auch paketorientierte Kommunikation mit hoher Bandbreite erlaubt. Das Maximum liegt bei 2 Mbit/s an festen Standorten bzw. 384 kbit/s für Fußgänger und 144 kbit/s für bewegte Fahrzeuge. UMTS ist aus dem Code Division Multiple Access (CDMA) Protokoll hervorgegangen, welches heute in den USA und Japan zum Einsatz kommt (vgl. Bild 4). UMTS wird seit 2003 in einigen europäischen Ländern angeboten und steht voraussichtlich ab Ende 2004 in den Ballungszentren Deutschlands zur Verfügung [Tele04].

Der Standard Wireless LAN (WLAN) steht, zusammen mit Bluetooth,[3] für die drahtlose Übertragung über relativ kurze Strecken. Die typische Reichweite von WLAN liegt im Bereich bis 100 Meter bei einer hohen Datenrate von theoretisch bis zu 54 Mbit/s. WLAN basiert auf dem Electrical and Electronics Engineers (IEEE) LAN-Standard 802.11 für kabelgebundene Netzwerke [IEEE04]. Er existiert in verschiedenen Versionen (802.11b, 802.11g, u. a.) die sich hinsichtlich Frequenzspektrum und damit Datenrate unterscheiden. Die Verfügbarkeit von WLAN wird, außerhalb von unternehmensinternen Installationen, durch sogenannte Hotspots gewährleistet. Diese sind zumeist von kommerziellen Anbietern insbesondere in Flughäfen, Hotels, Cafes oder Konferenzzentren installiert und erlauben den Zugang zum Internet, meist gegen Zahlung einer Gebühr.

Bluetooth eignet sich auf Grund seiner geringen Reichweite (ca. 10 Meter) vor allem zum kabellosen Austausch von Sprache (Headset) oder Daten (Synchronisation, Drucken). Für den Einsatz von mobilen Anwendungen spielt es nur eine untergeordnete Rolle.

2.1.2.2 Mobile Endgeräte

Neben der Übertragungstechnologie gehört das Endgerät zu den wichtigsten Bestimmungsfaktoren für den Einsatz von Mobile Business. Mobile Endgeräte lassen sich nach ihrer Hardware in vier Gruppen unterteilen: Mobiltelefone, Smartphones, Personal Digital Assistants (PDA) und Laptops. Je nach Gerätetyp weisen sie damit eine mehr oder minder ausgeprägte Mobilität und Eignung für die Verwendung zum Mobile Business aus. Um die Vorteile der Gerätetypen, insbesondere hinsichtlich ihrer Mobilität, optimal zu nutzen, wurden für alle Gerätetypen spezifische Betriebssysteme und Anwendungstechnologien entwickelt. Bild 5 zeigt für einzelne Geräteklassen die verbreitetsten Betriebssysteme und verwendeten Darstellungsstandards (Markup Languages).

Während Laptops eine vergleichbare Leistungsfähigkeit aufweisen wie stationäre Rechner, unterliegen die anderen Gruppen mehr oder minder starken Beschränkungen. Diese Beschränkungen finden sich insbesondere hinsichtlich Bedienung (Eingabe, Display), Leistungsfähigkeit (CPU, Speicher, Akkulaufzeit) und Softwareausstattung (Betriebssystem, Anwendungsprogramme).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Bild 5 Kategorien Mobiler Endgeräte [Siem03]

Zur Gestaltung von Mobile Web Service- Einsatzszenarien ist ein Verständnis der wichtigsten Restriktionen, welche die Anwendbarkeit und Ausbreitung beeinflussen hilfreich [Hart02, S. 133 f.]:[4]

Displaygröße - Mit fortschreitender Verkleinerung stehen dem Anwender derzeit meist noch sehr kleine, unergonomische Displays mit geringer Auflösung im Handybereich zur Verfügung. Das Display eines aktuellen Mobiltelefons misst nur etwa 1/90stel eines Notebookdisplays.[5] Entsprechend schwer sind Anwendungen zu entwerfen, die mit dieser begrenzter Größe und Auflösung handhabbar sind. Erst seit einigen Monaten sind Farbdisplays in VGA-Auflösung mit geringem Stromverbrauch verfügbar [Plan04], womit eine stärkere Verbreitung handlicher Geräte mit integriertem PDA- und Telefonfunktionsumfang in nächster Zeit erwartet wird (z. B. Siemens S65, BlackBerry 7100) [Siem04] [Black04]. Beispiele für die ergonomische Gestaltung von Anwendung auf diesen Displays zeigt das Anwendungsbeispiel für Mobile Web Services in Kapitel 4.

Bedienelemente - Analog zur Displaygröße sind mit der Gehäusegröße auch die Tasten als primäre Eingabemöglichkeit stark miniaturisiert. So misst eine Mobiltelefontaste nur etwa ein 1/18tel einer (ohnehin schon verkleinerten) Notebooktaste.[6] Hinzu kommen die für die Ergonomie wichtigen Abstände zwischen den Tasten und eventuelle Mehrfachbelegungen. In Summe führt dies zu einer extrem schwierigen Eingabe längerer Texte, so das Geschäftsprozesse, die häufige oder komplexe Benutzereingriffe benötigen, derzeit für die Geräteklassen Smartphone und Mobiltelefon nicht empfohlen werden können.

Akkulaufzeit - Mobile Endgeräte verfügen durch die Einschränkung auf kleine Akkus nur über eine deutlich begrenzte Laufzeit. Je nach Intensität der Interaktion und der Hardwarenutzung kann sich diese bei aktuellen Geräten in den Bereich weniger Stunden verschieben, so muss ein aktuelles Smartphone (MDA II) etwa jeden Tag neu aufgeladen werden [Chip04].

Kosten für Datenübertragung - Aufgrund der zum Festnetz vergleichsweise hohen Kosten ist dies ein bedeutender Faktor beim Einsatz mobiler Anwendungen. Die Abrechnung erfolgt prinzipiell entweder paket- (GPRS, EDGE, UMTS) oder leitungsbasiert (GSM, HSCSD). Die erkennbare Tendenz zur ständigen Erreichbarkeit („always on“) impliziert ein stärkere Nutzung der paketorientierten Dienste und damit ein möglichst geringes zu übertragendes Datenvolumen.

Die skizzierten Hemmnisse liefern ein Anforderungsprofil an erfolgreiche mobile Anwendungen, und damit auch an Mobile Web Services: Geringe Übertragungsmengen, reduzierte ergonomische Oberflächen und minimale Interaktion mit den Anwendungen geben die Gestaltungsregeln vor. Dieser Aspekt wird in Kapitel 3 vertieft.

2.1.3 Einsatzmöglichen von Mobile Business

Der Einsatz von mobilen Technologien variiert zwischen verschiedenen Ländern [Pede01]. Während in Asien schon 2001 die Verwendung von Mobiltelefonen mit Internetzugang zum täglichen Leben gehörte [Kim02] ist die Nutzung in Nord Amerika weit geringer [Arc01]. Ebenso unterscheiden sich die genutzten Anwendungen von Land zu Land, so sind in Korea und Hong Kong vor allem Downloadservices von Bedeutung, während Japan auf mobile E-Mailanwendungen setzt [Kim02].

Neben den in Kapitel 2.1.2.1 dargestellten Übertragungsprotokollen und Technologien bestimmen die Einsatzmöglichkeiten die Anwendung mobiler Szenarien. Mobile Anwendungen und Services lassen sich zunächst grob einteilen in die bekannten eBusiness-Kategorien: Business-to-Business (B2B), Business-to-Consumer (B2C), Business-to-Employee (B2E), u. a. Bild 6 zeigt eine tiefergehende Darstellung der wichtigsten Anwendungsgebiete des Mobile Business. Die hervorgehobenen Anwendungen werden typischerweise direkt durch den Netzwerkbetreiber angeboten, die Anwendungen auf der linken Seite tendenziell über einen Drittanbieter [Wieh04, S. 50 f.].

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Bild 6 Anwendungsgebiete im Mobile Business [Wieh04]

Mobile Büroanwendungen stellen eine der am meisten verwendeten Mobile Business Unternehmensanwendungen dar. Der drahtlose Zugriff auf E-Mail-, Kontakt- und Kalenderdaten (Microsoft Outlook, Lotus Notes, etc.) über PDAs mit gekoppeltem Mobiltelefon oder integriertem GSM-Modul (Smartphones) ermöglicht es, jederzeit und an jedem Ort auf die aktuellen Informationen seines Büros zuzugreifen. Dabei ermöglichen Anwendungen wie PocketExcel oder PocketWord auch E-Mailanhänge unterwegs lesen und bearbeiten zu können [Wieh04, S. 51]. In diesem Umfeld ist besonders die in den letzten Monaten verstärkt zu erkennende Tendenz zur Entwicklung von Smartphones zu betonen. Nachdem eine zeitlang die Miniaturisierung von Mobiltelefonen innovationsbestimmend war, ist es nun die Integration von möglichst vielen Funktionalitäten in ein Gerät [Siex04] [Tmob04].

Mobile Enterprise Application ermöglicht den gesicherten und mobilen Zugang zu Intranetanwendungen, die für eine bestimmte Gruppe von Angestellten zur Abwicklung ihrer täglichen Arbeit entwickelt wurden. Hierzu gehören zum Beispiel die Vertriebsunterstützung, durch den Zugriff auf Kundenstammdaten oder Bestelldaten oder die Unterstützung von Technikern vor Ort beim Kunden durch die Bereitstellung von Gerätespezifikationen oder Ersatzteillieferzeiten. Der Anteil dieser „Mobilen Angestellten“ wächst derzeit mit einer Rate von etwa 60% pro Jahr [Wieh04, S. 51].

Mit standortbezogene Dienstleitungen (engl. Location Based Services) können nahegelegene Restaurants oder Apotheken abhängig vom eigenen Standort angezeigt und der Weg dorthin über einen Routenplaner dem Anwender direkt auf das Mobiltelefon oder den PDA übermittelt werden. Diese Art der Anwendung ist eine eigenständige neue Dienstleistung, die im Unterschied zu den anderen genannten nicht in drahtgebundenen fixen Netzwerken sinnvoll ist. In Kombination mit anderen Diensten werden auf diesem Gebiet in Zukunft eine Reihe von Innovationen erwartet: Automatische Ticketbuchung, Verkehrsinformationen, Integration spezieller Points of Interest-Informationen, etc. [Wieh04, S. 52].

Die Bestimmung des genauen Aufenthaltsortes des Anwenders erfordert eine über die Datenkommunikation hinausgehende Technologie. Derzeit stehen hierfür die vier Verfahren Cell of Origin (Ortbestimmung durch die Kenntnis der Funkzelle), Enhanced Observed Time Difference (E-OTD) (Ortsbestimmung durch Messung der Signallaufzeiten), Netzwerk Triangula (Ortbestimmung durch Messung der Empfangspegel zu mehreren Basisstationen) und der Einsatz des Global Positioning System (GPS) (Ortsbestimmung über den Empfang von mehreren Satellitenpositionen) zur Verfügung.

Als weitere Anwendung, ermöglicht es eine mobile Überwachung und Kontrolle intensiver und flexibler Personen, Umgebungen oder Gegenstände zu überprüfen. Dabei sind nun insbesondere auch mobile Ziele kostengünstig kontrollierbar. Erste Anwendungen sind eine mobile Gesundheitsüberwachung, die bei Bedarf den Arzt sofort an die Stelle des auffällig gewordenen Patienten senden kann [Wieh04, S. 52]

Mobile Kommunikation gehört zu den heute bekanntesten Anwendungen. Die Zukunft liegt hier in der verstärkten Nutzung von Multimedia und dem synchronen, statt wie bisher asynchronen, Informationsaustausch. Ferner existieren Potenziale in zusätzlichen Kommunikationsmöglichkeiten wie mobilem Unified Messaging.

Mobile Informationsdienstleistungen – Die starke Zunahme an Informationen und Informationsbedürfnissen, die sich vor allem in den letzten 15 Jahren am Nutzen des Internets messen lässt, greift verstärkt auch auf mobile Szenarien über: Informationen zu Kultur, Nachrichten, Sport, Wetter, Verkehr, u. a. sind überall und universell verfügbar [Wieh04, S. 50 f.].

Der mobile Handel umfasst alle transaktionsbasierten Anwendungen wie Kauf, Verkauf, Bestellung, Bezahlung, Auktion und Überweisung. Als Erweiterung des eCommerce wird hier eine Möglichkeit zur deutlichen Veränderung der heutigen Einkaufsgewohnheiten gesehen, die auch eine starke Veränderung der Geschäftsprozesse von Verkäufern und Netzwerkbetreibern nach sich zieht. Für die Verbreitung werden insbesondere für diesen Bereich vertrauenswürdige Sicherheitsstandards benötigt [Wieh04, S. 53]

Mobile Unterhaltung wendet sich vor allem an jüngere Anwender. Zu dieser Anwendungsgruppe gehört das Angebot an Klingeltönen, Spielen, Musikstücken, Logos, Bildschirmphotos, Videos, u. a. die gegen eine geringe Gebühr auf das mobile Endgerät, meist das Mobiltelefon, geladen werden können. Es hat sich gezeigt [Wieh04 S. 53], dass junge Anwender als „Early Adapters“ neue Technologien frühzeitig ausprobieren und über ihre Reaktion die Weiterentwicklung fördern. Eine weitergehende Kommerzialisierung dieses Feldes, etwa durch Werbung in Videos, wird erwartet sobald die kritische Masse an Anwendern erreicht ist.

Die erwartete Entwicklung unterschiedlicher Mobile Business Anwendungen zeigt der von Gartner erstellte „Hype-Cycle“, der für verschiedene mobile Technologien deren Reifegrad im zeitlichen Verlauf prognostiziert. Die von Gartner 2003 durchgeführt Untersuchung zeigt entlang der horizontalen Achse die Entwicklung über die verschiedenen Reifegradphasen, von Auslöser, über die der Phase der Erwartung, der Ernüchterung, der Aufklärung bis zur Produktivität. Die vertikale Achse zeigt die zugehörige wahrgenommene Sichtbarkeit der untersuchten Teiltechnologien. Für jede dieser Teiltechnologien wird zusätzlich zur Position auf dieser Kurve die Einschätzung angegeben, innerhalb welchen Zeitraumes die Technologie/Anwendung das Produktivstadium erreichen kann (Bild 7).

Nach Gartner [Gart03] sind derzeit lediglich Kurznachrichten (SMS) im produktiven Stadium mobiler Anwendungen. Innerhalb der nächsten zwei Jahre rechnet man zusätzlich mit einer Verbreitung von Wireless E-Mail-Diensten, Smartphones und Java für mobile Geräte (Java 2 Micro Edition). Mit einer Verzögerung werden darüber hinaus in zwei bis fünf Jahren einzelne Multimediadienste (MMS, Wireless Streaming) erwartet.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Bild 7 Hype-Cycle für mobile Anwendungen [Gart03]

Diese Aussagen stützen die im Vorfeld angenommene Konvergenz von Web Service und mobilen Technologien. Zum einen steht mit Smartphones eine weitere Geräteklasse mit erweiterten Möglichkeiten zur Verfügung. Zum anderen verbreitet sich mit der Java Micro Edition eine Plattform, welche die Entwicklung von Web Services auf mobilen Geräten vereinfacht.

2.1.4 Systematisierung von mobilen Diensten

Nach der Darstellung der wesentlichen technischen (Technologien, Endgeräte) und wirtschaftlichen (Anwendungsgebiete) Einflussfaktoren für Mobile Business werden im Folgenden alle Einflussfaktoren systematisiert dargestellt. Damit wird die logische Zuordnung einer Mobile Business-Anwendung ermöglicht und deren Einflussfaktoren transparent. Die Systematisierung erfolgte über das Prinzip des Morphologischen Kastens, so dass in Bild 8 die für Mobile Business relevanten Systematisierungskriterien ihren möglichen Ausprägungen zugeordnet sind.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Bild 8 Anwendungsgebiete im Mobile Business [Wieh04]

Da die Angebote im Mobile Business den Anwender (Kunde oder Objekt) unterschiedlich stark involvieren, wird zunächst unterschieden zwischen mobilen Intermediärleistungen, die den Kunden nur mit geringer Intensität integrieren, und mobilen Dienstleistungen. Im ersten Fall agiert der Anbieter als ein Händler von Informationen, indem er auf fertige Inhalte zurückgreift (Informationsmediär). Demgegenüber stehen Dienstleistungen die den Anwender in hohem Maße in den Leistungserbringungsprozess integrieren. Ein Beispiel für eine mobile Dienstleistung wäre die Ferndiagnose eines Fahrzeuges, bei der das betroffene Objekt (Fahrzeug) permanent überwacht und im Datenaustausch mit dem Anbieter (Zentrale) steht [Reich02, S. 55].

Schon diskutiert wurde die Unterscheidung nach Art der Kommunikationspartner, z. B. in B2B, B2E, B2C und C2C. Die Systematisierung nach Brachen ist in der Literatur relativ häufig anzutreffen. Sie ist insbesondere bei der Abschätzung von Marktpotenzialen hilfreich, da eine Vielzahl von Branchendaten verfügbar sind und der Markt so gut segmentiert werden kann [Mumm01].

Die weitere Unterscheidung nach dem externen Faktor Mensch oder Maschine als Anwender spielt eine große Rolle bei Konzeption und Umsetzung, da sich die Schnittstellen vollkommen unterscheiden (z. B.: graphische Oberfläche versus XML-Schnittstelle). Die Anwendung selbst kann dann standardisiert (Fahrplanauskunft) oder kundenspezifisch (siehe Einsatzszenario Mobile Web Services bei Siemens, Kapitel 4) entwickelt werden. Die Initiierung des Datenaustausches kann auf konkrete Anfrage des Anwenders (Pull) oder durch den Anbieter ausgelöst werden (Aktualisierungen, neue Nachrichten, etc.) (Push). Die Anwendung kann ferner den Aufenthaltsort des Anwenders verarbeiten (Location Based Service) oder unabhängig hiervon sein (Überweisung, Kontostand).

Die Vor- und Nachteile unterschiedlicher Endgerätetypen, die einen sehr großen Einfluss auf die Gestaltung der Anwendungsoberfläche haben, wurden in Abschnitt 2.1.2.2 diskutiert, ebenso wurden die verschiedenen Protokolle zur Datenübertragung dargestellt.

Eine stärker marktorientierte Systematisierung bildet schließlich die Unterscheidung nach Vermarktbarkeit und Kundennutzenpotenzial. Die Vermarktbarkeit unterscheidet in primäre (unmittelbare wertschöpfende Dienste, etwa Ticketkauf), sekundäre (mittelbar wertschöpfend, wie zum Beispiel Verkehrsinformationen) und solche die Mobile Dienste nur als Vertriebskanal für andere Leistungen nutzen [Reich02, S. 79]. Das Kundennutzenpotenzial differenziert zwischen dem Grad an Kundennutzen in Basisdienste (SMS, MMS, ...), Mehrwertdienste (Nachrichten, ...) und integrierte Systeme (Fernwartung, ...).

Diese Systematisierung wird in Kapitel 4 aufgegriffen, um das entwickelte Einsatzszenario im Kontext Mobile Business einzuordnen. Im Folgenden werden zunächst die für das Ziel der Arbeit relevanten Grundlagen der Web Service Technologie und deren Einsatzmöglichkeiten dargestellt.

2.2 Web Services – Grundlagen und Einsatzmöglichkeiten

Bis vor einigen Jahren wurde das Internet überwiegend als Plattform für die Mensch-Maschine-Kommunikation genutzt. Informationen die für menschliche Empfänger bestimmt waren wurden erstellt und übertragen. Dies basiert vor allem auf den Internetstandards für E-Mailübertragung (SMTP, POP3, IMAP) und World Wide Web (HTTP, HTTPS) [RFC04]. Der Austausch zwischen Rechnern/Anwendungen, also die Maschine-Maschine-Kommunikation war seltener und basierte auf herstellernahen Protokollen wie CORBA, (D)COM oder Java-RMI [Curt04]. Mit dem Konzept der Web Services hat sich dies gewandelt: Sie setzen auf offene Standards, die mittlerweile von den meisten namhaften Herstellern unterstützt werden (Microsoft, IBM, Sun, u. a.) und sollen damit eine weltumspannende Kommunikation zwischen Systemen stark vereinfachen [HaLö04, S. 14 f.].

Um das Konzept der Web Services zu erläutern, definiert das folgende Kapitel zunächst den Begriff und beschreibt Merkmale und Einsatzmöglichkeiten von Web Services. Im Anschluss werden die relevanten Standards (XML, SOAP, WSDL, UDDI) erörtert und es wird ein Überblick über weiterführende Technologien (Workflow, Transaktionen, Sicherheit) gegeben.

2.2.1 Definition und Merkmale von Web Services

Zum Begriff „Web Services“ findet sich in der Literatur, ähnlich anderen Begriffen der Informationstechnologie, die sich über Jahre hinweg entwickelt haben, keine einheitliche Definition. Um ein tragfähiges Grundverständnis zu vermitteln, werden daher im Folgenden vier gängige und in Summe umfassende Definitionen aufgeführt.

Die Architekturarbeitsgruppe des World-Wide-Web Konsortium (W3C) definiert Web Services als „(…) software system identified by a URI, whose public interfaces and bindings are defined and described using XML. Its definition can be discovered by other software systems. These systems may then interact with the Web-Service in a manner prescribed by its definition, using XML based messages conveyed by Internet protocols.”[7] [W3C04].

[...]


[1] Mobile Computing bzw. Mobile Web Services wird im Zusammenhang dieser Arbeit in erster Linie für Technologien mit großer Reichweite und damit großer Ortsunabhängigkeit im Sinne von Mobilfunk (GSM, GPRS, UMTS) verwendet, Techniken wir WLAN oder Bluetooth stehen nicht im Fokus.

[2] Etwa: „Der Begriff Mobile Internet ist definiert als der mobile, drahtlose Zugriff auf das World Wide Web über kleine tragbare Geräte wie Mobiltelefone oder PDAs.“

[3] Der Name Bluetooth leitet sich ab von König Harald „Blatand“ Gormsson (Harald Blauzahn bzw. Harald Bluetooth), geboren 910 als Erbe eines Königreiches um Jelling, Jütland, dem Gebiet des heutigen Dänemark und Norwegen, das er 983 vereinte. Unter der Regentschaft Haralds etablierte sich das Christentum im Land. Mit dieser Namensgebung verbindet sich die hoffnungsvolle Idee, dass Bluetooth eines Tages die Welt der mobilen Geräte vereint und miteinander kommunizieren lässt [Hogr04].

[4] Die noch bis vor kurzem ebenfalls angeführte Restriktion hinsichtlich Speicherkapazität [Hart02, S. 133] erscheint mit dem fortgesetzten Preisverfall von Mobiltelefonspeicherchips und der Entwicklung von MiniSD Karten [WPPC04] nicht mehr zeitgemäß, und wird daher hier nicht mehr aufgeführt.

[5] Größenvergleich zweier Displays (eigene Messung): Mobiltelefon 6,9 cm² (3 x 2,3 cm) – Notebook 619,2 cm² (28,8 x 21,5 cm) (SL55 Mobiltelefon - Fujitsu Siemens Notebook S7010).

[6] Größenvergleich zweier Tasten (eigene Messung): Mobiltelefon 0,6 cm² (1,2 x 0,5 cm) – Notebook 3,2 cm² (1,8 x 1,8 cm) (SL55 Mobiltelefon - Fujitsu Siemens Notebook S7010).

[7] Übersetzt etwa: „… durch eine URI identifiziertes Softwaresystem, dessen öffentliche Schnittstellen und Bindungen in XML definiert und beschrieben sind. Diese Definitionen können durch andere Softwaresysteme genutzt werden, die dann auf Basis dieser Definition mit dem Web Service interagieren Dies geschieht unter Verwendung von XML basierten Nachrichten über Internet Protokolle.“.

Ende der Leseprobe aus 100 Seiten

Details

Titel
Mobile Web Services: Grundlagen und Einsatzmöglichkeiten bei der Siemens AG
Hochschule
Universität Kassel  (Fachbereich Wirtschaftswissenschaften)
Veranstaltung
WINFOLine Master of Science in Information Systems
Note
1,0
Autor
Jahr
2004
Seiten
100
Katalognummer
V34225
ISBN (eBook)
9783638345170
ISBN (Buch)
9783638704397
Dateigröße
2433 KB
Sprache
Deutsch
Schlagworte
Mobile, Services, Grundlagen, Einsatzmöglichkeiten, Siemens, WINFOLine, Master, Science, Information, Systems
Arbeit zitieren
Ralf Oestereich (Autor), 2004, Mobile Web Services: Grundlagen und Einsatzmöglichkeiten bei der Siemens AG, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/34225

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