2 - Architekturen von Anwendungssysteme
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Univ.-Prof. Dr.–Ing. habil. Norbert Gronau Lehrstuhlinhaber | Chairholder
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Lehrstuhl für Wirtschaftsinformatik Prozesse und SystemeUniversität Potsdam
Chair of Business Informatics Processes and SystemsUniversity of Potsdam
Architekturen von ERP-SystemenBetriebliche Anwendungssysteme
Was wird unter Architekturen im Kontext der Wirtschaftsinformatik verstanden? Aus welchen Komponenten besteht typischerweise ein ERP-System? Wie wird ein Geschäftsvorfall technisch abgebildet? Wie werden komplexe Geschäftsprozesse in ERP-Systemen abgebildet? Was ist der Unterschied zwischen EAI und Middleware? Was bedeutet Wandlungsfähigkeit im Kontext von ERP-Systemen und Systemarchitekturen?
Lernziele
Einführung in Architekturen Ausgewählte Systemarchitekturen ERP - Integrationsansätze Wandlungsfähigkeit
Unternehmensarchitektur
Im Folgenden steht Architektur für Softwarearchitektur.
Arten von Architekturen
Quelle: Reussner/Hasselbring 2005, S. 1 sowie Sinz 2004, S. 315
Softwarearchitektur
Grundlegende Organisation eines Anwendungssystems Prinzipien, die den Entwurf und die Evolution des Systems bestimmen
Betrachtung aller Elemente eines Unternehmens Anwendungen als Teil der IS-Architektur
Präsentation
Applikation
Datenhaltung Organisations-struktur
Geschäfts-prozesse Anwendungen
Vorgehens-modelle
Organisations-architektur
Informationssystem-architektur
Unternehmensarchitektur
Elemente der Architekturpyramide
Quelle: Dern 2006, S. 0
Strategie
Business Architektur
Informationsarchitektur
IT-Architekturen
IT-Basisinfrastruktur
Business IT
Business Treiber Informationsbedarf
Organisationsstruktur
Businessfunktionen
Prozessarchitektur
IS-PortfolioTechnologiestrategieArchitekturstrategie
ArchitekturprinzipienIst Soll
Zugeordnetes Modell des SE-Prozesses
Anwendungs-architektur
Security- Strategie
PlattformstrategiePlattform 1 Plattform ...
Ziele einer Softwarearchitektur
Die Ziele einer Softwarearchitektur werden hier aus Sicht der Standardsoftware betrachtet
Anpassbarkeit (Prozesse, Daten, Funktionen)
Erweiterbarkeit (Können neue Funktionen ergänzt werden)
Wartbarkeit/Updatefähigkeit
Skalierbarkeit
Beherrschung der Komplexität
Entwicklung der Anwendung Einführung
Benutzung / Weiterentwicklung Abschaffung
Integrationsfähigkeit (Fremdanwendungen)
Testbarkeit (Ist der Systemzustand validierbar)
Client-Server Computing (1)
Quelle: Gronau 2014, S. 24
Client-Server-Computing erlaubt es, die Systemfunktionen auf verschiedene Weise auf mehrere Computer zu verteilen
Client-Server Computing (2)
Quelle: Gronau 2014, S. 28
Client-Server-Computing erlaubt es, die Systemfunktionen auf verschiedene Weise auf mehrere Computer zu verteilen
Programmier-komponenten
Transformationskomponenten
Definitionskomponenten
Data Dictionary
Benu
tzer
kom
pone
nten
Struktur und Komponenten eines DBMS
Quelle: Gronau 2010, S. 28
Client-Server-Computing erlaubt es, die Systemfunktionen auf verschiedene Weise auf mehrere Computer zu verteilen
Anfragen
Updates
DB-Operationen
Einbettung
Masken
P1
Pn
…
Optimierer Auswertung Planzugriff
Data Dictionary
Sichtdefinition Datendefinition Dateiorganisation
Externe Ebene Konzeptionelle Ebene Interne Ebene
Einführung in Architekturen Ausgewählte Systemarchitekturen ERP - Integrationsansätze Wandlungsfähigkeit
Beispiel: Client-Server-Konfigurationsmöglichkeit im SAP ERP
Quelle: Gronau 2014, S. 35
SAP ERP erlaubt die Verteilung von Präsentation und Applikation auf mehrere Computer, aber nicht die Verteilung der Datenbank!
SAP Hana - Index Server
Quelle SAP AG
Persistence
Optimizer and Plan Generator
Business Applications
Connection and Session Management
Authorization Manager
Authorization Manager
Persistence
SQL SQLScript MDX …
Calculation Engine
Transaction ManagerExecution Engine
Logging and Recovery Data Storage
PersistenceIn- Memory Processing Engines
Colum/Row Engine Graph Engine Text Engine
Beispiel für JAVA basierte ERP-Architekturen
Quelle: Gronau 2014, S. 25
Ziele sind: Interoperabilität, Wiederverwendbarkeit und Erweiterbarkeit
Datenbank
Anwendungs- Client
Webbrowser
Application Client Container
Enterprise Java Bean
Enterprise Bean
Enterprise Bean
Java Service Page
Servlet Web Container
Java Enterprise Edition Server
JavaBeans = Java Software-Komponenten
Beispiel für .Net basierte ERP-Systeme
Quelle: in Anlehnung an Nissen und Velten
.Net ist eine Microsoft Entwicklungsumgebung
Visualisierung
Repository My SQL Oracle …
Internet Information
Broker
Data
SOAPServer ASP .NET
Kommunikationsschnittstelle
.NET Business Components
Business Data
Geschäftsdaten
Geschäftslogik
Datenschicht
Einsatz von Open Source in einer ERP-Architektur
Quelle: godesys AG
Ermöglicht herstellerunabhängige Wahl von Anwendungssystemen.
Smart Client
Mobile Client
Middleware
Datenbank
Java EE, JBoss, Hibernate
Funktionen Services
ERP CRM Rechnungswesen Projektmngt.
Personal Logistik Servicemngt. Produktion
Customizing Scheduling Message Queue Dokumentenmngt.
Workflow Print Engine Analytical Engine
Enterprise Portal
Dritt- anwendungen
Web ServicesJava SE Java MEJSFJava Server Faces Java Platform,
Standard EditionJava Platform, Micro Edition
Architektur eines modernen ERP-Systems auf Basis von JAVA
Quelle: Bison AG
Internettechnologien ermöglichen schnelle Reaktionsgeschwindigkeiten.
Datenbank- server
Oracle, MS SQL
Geschäftsdaten Stammdaten
Transaktionsdaten
Metadaten Referenzmodell
Repository
Vorhandene XML DB
Kompo-nenten-
definition
Applikations-server
JBoss
Bison Solution RuntimeGeschäftslogik
Releasemanagement
Web Server
Reporting
Business Data Integrator
Work- bench
(Eclipse)
Externe Systeme
Externe Web Services
Web Client
Rich Client
JDBC SOAPSOAP XML
JDBC JCA
http(s) HTML/XML
Architektur des SAP NetWeaver Application Servers
Quelle: Gronau 2014, S. 36
Der SAP Web Application Server setzt die Drei-Schichten-Architektur ein, um auf das WWW zuzugreifen.
Präsentation
Applikation
Datenbank
Memory Pipes
ICM
GUI GUI
Message Server
Browser
Andere Application Server oder SAP-Systeme
Gateway DispatcherDispatcher
Queue
Die Integrationsarchitektur "NetWeaver" von SAP
Quelle: Gronau 2010, S. 48
Netweaver als Middleware ermöglicht die Integration von verschiedenen Personen, Zugriffsmedien, Informationsquellen, Prozessen und Anwendungssystemen
BrowserSAP GUI
Internet Communication Manager (ICM)
WP
ABAS VM
WP
ABAS VM
WP
ABAS VM
(ABAP-) Dispacher
Gat
eway
AS ABAP
SAP Datenbank Schema
Message-Server
Enqueue-Server
Central Server
JCo
AS ABAP
Java VM
Java SP
Java VM
Java SP
Instanz- Controller
SAP Datenbank Schema
Überblick über die Systemarchitektur von Oracle Applications
Quelle: Gronau 2014, S. 41
Oracle Applications basiert auf Drei- Schichten-Architektur: Client (Browser), Applikation (Application Server), Datenbank.
Internet Explorer
Browser
Netscape
Oracle
Data Server
Portal
Java Server Pages (JSP)
Servlet Engine
W
eb L
iste
ner
Concurrent Manager
Application Server
PL/SQL Gateway
Discoverer
Reports
Forms
Entwicklungsoptionen für Cloud-Dienste
Quelle: Vossen 2012, S. 8
Die Verlagerung von eigener IT in die Cloud stellt neue Anforderungen an die Softwarearchitektur.
Eigene IT
Anwendungslogik
Entwicklung, Runtime
Infrastruktur
Daten
Eigene IT
Anwendungslogik
Entwicklung, Runtime
Infrastruktur
Daten
Cloud Infrastruktur (IaaS)
Infrastruktur
Anwendungslogik
Entwicklung, Runtime
Daten
Cloud Infrastruktur (IaaS)
Infrastruktur
Anwendungslogik
Entwicklung, Runtime
Daten
Cloud Plattform (PaaS)
Infrastruktur
Entwicklung Runtime
Anwendungslogik
Daten
Cloud Plattform (PaaS)
Infrastruktur
Entwicklung Runtime
Anwendungslogik
Daten
Cloud Software
(SaaS)
Daten
Cloud Software
(SaaS)
Anwendungslogik Entwicklung Runtime Infrastruktur
Daten
Einführung in Architekturen Ausgewählte Systemarchitekturen ERP - Integrationsansätze Wandlungsfähigkeit
Bildplatzhalter BildplatzhalterBildplatzhalter
Hub and Spoke SOA
Prinzipien von Integrationsarchitekturen
Quelle: Gronau 2014, S. 28
Punkt zu Punkt
Individuelle Anpassung der Schnittstellen Dezentraler Aufbau der Systemlandschaft Feste Kopplung
Datenaustausch über eine zentrale Integrationsplattform
Dezentraler Aufbau der Systemlandschaft Standardisierte und wiederverwendbare Schnittstellen Lose Kopplung von Systemen
Service orientierte Architekturen
Quelle: Erl 2005, S. 75
Service Nutzer Service Anbieter
suchen und finden von WSDL
Austausch der SOAP
Nachrichten
Veröffentlicht
WSDL
WSDL Serviceveschreibung
SOAP Stellt das Austauschformat zur Verfügung
UDDI Standardisiertes Service Register Format
Service Register
Bildplatzhalter Bildplatzhalter
Dateitransfer
Verteilte Aufrufe
Gemeinsame Datenbank
Nachrichten
Integrationsmethoden
Dateiaustausch zwischen Systemen - z.B. XML, Edifact, CVS
Eine Datenbank stellt Daten bereit, die mehrere Anwendungssysteme zugreifen können
Integration durch Nachrichtenaustausch
Über Schnittstellen in Anwendungssystemen können Funktionen aufgerufen werden
Document
AS 2
AS 1
RPC
RPC
DB
SOA
Sind erforderlich, um verschiedene Anwendungssysteme zu verbinden
EAI
Integrationsansätze
Quelle: Gronau 2014, S. 27 ff.
EAI = Enterprise Application Integration Integration zwischen Anwendungssystemen Verschiedene Architekturen möglich
Service oriented Architecure Integration durch das Internet z. B. Services, RPC über Internet, ...
Integrationsansätze zwischen Anwendungssystemen
Quelle: Schönherr 2014, S.28
Integration zwischen Anwendungssystemen kann auf Daten-, Objekt- und Prozessebene stattfinden.
BedeutungProzess-
definition
BitsDaten-
übertragungs-protokoll
Botschaft Wortschatz
Ausgetauschte Informationen EinsatzbereichGemeinsame
MetadatenIntegration auf Prozesse
Integration auf Objekt- ebene
Integration auf Daten- ebeneZu
nehm
ende
Tie
fe d
er In
tegr
atio
n
EAI
Middleware
Internet: Phasenmodell des WWW
Quelle: Gronau 2014, S. 31
ERP-Systeme sollten heute über mehr als ein Web-Interface verfügen.
Marketing
Phase 1
Content Management
Phase 2
Transaktion
Phase 3
Integration
Phase 4
Online Dokumente statischer Inhalt
Dynamischer Inhalt Portalbilndung
Kundenanfragen Bestellung
Mass Customization Netzwerkintegration
Einführung in Architekturen Ausgewählte Systemarchitekturen ERP - Integrationsansätze Wandlungsfähigkeit
Wandlungsfähigkeit
Quelle: Gronau, Andresen 2005
Fähigkeit zur Anpassung und Entwicklung eines Systems
Flexibilität
Adapter
Adaptivität
Wandlungsfähigkeit
1. Aktiven Anpassung der Strukturen eines Systems
2. Reaktion auf unvorhersehbaren Anpassungsbedarf
3. Fähigkeit zur evolutionären Entwicklung der Strukturen
4. Aus eigener Substanz heraus
Was? Wie?
Wandlungsfähigkeit ist ein wesentlicher Wettbewerbsvorteil.
Warum?
Wandlungsfähigkeit
Quelle: Gronau 2014, S. 46 f.
Notwendigkeit von kurzfristigen Anpassungen auf die aktuelle Marktsituation Schnelle und effiziente Anpassung sichert Erfolg
Veränderungen antizipieren und Impulse setzen Integration von Geschäftsprozessen, Architektur und Applikationen
Technisch: Anwendungssystem Geschäftsspezifisch: Architektur
Kriterien der Wandlungsfähigkeit
Quelle: Gronau 2010, S. 52ff.
Alle Kriterien werden auf jede einzelne Schicht des Referenzmodells angewendet.
Eigenschaften wandlungsfähiger
ERP-Systeme
Interoperabilität Skalierbarkeit
Modularität
VerfügbarkeitUnabhängigkeitSelbstorganisation
Selbstähnlichkeit
Wissen
Selbstauskunft des Systems
Kommunikation mit anderen
Systemen
Bidirektionale kapazitätsmäßig
Anpassung
Strukturaufbau aus unabhängigen
Systemen
Zugriffsmöglich-keiten zu jeder Zeit
an jedem Ort
Strukturbildende Fähigkeiten des Systems
Ähnliche Strukturen auf
unterschiedlichen Ebenen
Autonomie der Subsysteme, Plattformunab-
hängigkeit
3
Erweitert das Client Server Modell um Kontroll-,Infrastruktur-, und Adaptionsschicht
Referenzrahmen zur Analyse der Wandlungsfähigkeit
Quelle: Gronau 2014, S. 47
Kontrollschicht
Modellierung der Geschäftsprozesse
Codeerzeugung aus der Modellierung
Präsentationsschicht
Benutzerschnittstelle
Applikationsschicht
Funktionen und Services des Systems
Datenschicht
Datenbanken des Systems
Infrastrukturschicht
Hardware, Systemaufbau
Adaptionsschicht Anpassungsfähige Bereiche des Systems
Kontrolle Kontrolle
Präsentation
Applikation Service
Daten
Infrastruktur
Präsentation
Daten
Infrastruktur
Adaption
Applikation Service
4
2
1
9
8
7
7
6
5
Vorgehen zur Ermittlung der Wandlungsfähigkeit
Quelle: Gronau 2014, S. 48
Bewertung der Wandlungsfähigkeit in jeder Schicht des Referenzmodells mithilfe eines Fragenkataloges.
1 Festlegen des Betrachtungsbereichs bspw. ERP-System, IT-Infrastruktur eines Unternehmens
Szenariobasierte Betrachtung Anwenden der Reorganisationstypen
4
Anwenden der geschäftsspezifischen Kriterien
5
Systemspezifische Betrachtung Anwenden des Referenzmodells
2
Anwenden der systemneutralen Kriterien
3
Technischen Wandlungsfähigkeit
Integration und Interpretation - Zusammenführen der Ergebnisse - Portfoliodarstellung - Ableiten von Handlungsstrategien
und Richtlinien
6Geschäftsspezifische Wandlungsfähigkeit
Integrierte, gesamthafte Wandlungsfähigkeit
Legende
Arbeitsschritt
Ergebnis
Beispiel: Wandlungsfähigkeit der Branche Handel
Quelle: Gronau 2014, S. 48
Reorganisationtyp Subsystembildung:
Reorganisationstyp Auflösung von Unternehmensgrenzen:
Reorganisationstyp Prozessveränderung: Reorganisationstyp kontinuierliche Veränderung:
Autonome Filiale
Szenario: Mehrere Filialen mit überregionalen und regionalen Angeboten
Unternehmens- zusammenschlüsse Szenario: Zusammenschluss verschiedener Unternehmen, Erweiterung der Produktpalette
: Veränderung bei den Konditionen
Szenario: Dynamisches Anpassen von Konditionen an die Ist-Daten
Änderung im Einkauf
Szenario: Lieferantenauswahl in Echtzeit
Bewertungsmatrix
Quelle: Gronau 2014, S. 49
Einsatzmöglichkeiten bei Auswahl, Benchmarking, Schwachstellen- und Potentialanalyse.
Technical advanced Excellence
Average Process-advanced
Geschäftsspezifische Wandlungsfähigkeit
Technische Wandlungsfähigkeit: 76,2 %
Geschäftsspezifische Wandlungsfähigkeit: 98,0 %
Gesamte Wandlungsfähigkeit: 87,0 %
Technische Wandlungs- fähigkeit
Zum Nachlesen
Kontakt
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Univ.-Prof. Dr.-Ing. Norbert Gronau ist Inhaber des Lehrstuhls für Wirtschaftsinformatik an der Universität Potsdam.
Norbert GronauENTERPRISE RESOURCE PLANNINGARCHITEKTUR, FUNKTIONEN UND MANAGEMENT VON ERP-SYSTEMEN
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Center for Enterprise Research Universität Potsdam August-Bebel-Str. 89 | 14482 Potsdam Germany
Tel. +49 331 977 3322 E-Mail [email protected]
Quellen
Andresen, K.: Design and Use Patterns of Adaptabiltiy in Enterprise Sysems, Berlin 2006. Andresen, K.; Gronau, N.; Schmid, S. (2005): Ableitung von IT-Strategien durch Bestimmung der notwendigen Wandlungsfähigkeit von Informationssystemarchitekturen. In (Ferstl, O.K.; Sinz, E.J.; Eckert, S.; Isselhorst, T. Hrsg.): Wirtschaftsinformatik 2005. Heidelberg 2005. Erl, T.: Service-Oriented Architecture, Prentice Hall, New York 2005 Dern, G. (2006): Management von IT-Architekturen. Vieweg & Sohn Verlag, Wiesbaden 2006. Gronau, N. (1999): Management von Produktion und Logistik mit SAP R/3. München 1999. Gronau, N. (2010): Enterprise Resource Planning: Architektur, Funktionen und Management von ERP-Systemen, 2. Auflage. München 2010. Linkies, M.; Off, F. (2006): Sicherheit und Berechtigungen in SAP-Systemen. Bonn 2005. Reussner, R.; Hasselbring, H. (2006): Handbuch der Software-Architektur. Heidelberg 2006. Schönherr, M. (2005): Enterprise Application Integration (EAI und Middleware). Grundlagenarchitekturen und Auswahlkriterien. ERP Management 1/2005, Heft 1, S. 25-29. Sinz, Elmar (2004): Unternehmensarchitekturen in der Praxis – Architekturdesign am Reißbrett vs. situationsbedingte Realisierung von Informationssystemen In: Wirtschaftsinformatik, 46, 4, 2004, S. 315-316. Vossen, G., et. al. (2012): Cloud Computing für Unternehmen, dpunkt Verlag, Heidelberg 2012.
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Liebe Studierende,
Wir werden in den nächsten Tagen, Wochen und Monate gemeinsam neue Erfahrungen machen - denn zum ersten Mal wird die Lehre komplett und ausnahmslos digital für die meisten von uns als Dozenten und euch als Studierende verlaufen. Hierzu brauchen wir - neben unseren eigenen Beobachtungen und Eindrücken, genauso eure Perspektive. Wir haben eine kurze Umfrage vorbereitet, die wir gerne im Semesterverlauf wiederholend mit euch durchführen wollen. Konkret bedeutet das für jeden von euch, dass ihr an unserer Umfrage jede dritte Woche, insgesamt viermal, teilnehmen werdet. Ihr bekommt dann immer wieder die Erinnerung rechtzeitig, zusammen mit dem Link. Wichtig hierbei ist, dass ihr jede Umfrage aus dem Blickwinkel des aktuellen Zeitpunktes betrachtet.
Die Umfrage dauert ca. 10 Minuten.
Die Ergebnisse werden unter Einhaltung der wissenschaftlichen Standards selbstverständlich anonym behandelt und gerne bei Interesse mit euch geteilt. Durch eure Teilnahme wird das Bild vollständig und die Zukunft der digitalen Bildung gestaltbarer.
Vielen Dank für eurer Engagement.
Bei Fragen stehen wir euch sehr gerne zur Verfügung,
Ihr LSWI-Team
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