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Lehrstuhl für Wirtschaftsinformatik und Electronic Government Universität Potsdam Chair of Business Information Systems and Electronic Government University of Potsdam Univ.-Prof. Dr.–Ing. habil. Norbert Gronau Lehrstuhlinhaber | Chairholder August-Bebel-Str. 89 | 14482 Potsdam | Germany Tel +49 331 977 3322 Fax +49 331 977 3406 E-Mail [email protected] Web lswi.de Integration Architekturen betrieblicher Anwendungssysteme Integration - Eine Begriffsbestimmung Integrationstechnologien Integrationsansätze Enterprise Application Integration

Architekturen betrieblicher Anwendungssysteme Integration

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Page 1: Architekturen betrieblicher Anwendungssysteme Integration

Lehrstuhl für Wirtschaftsinformatik und Electronic Government Universität Potsdam

Chair of Business Information Systemsand Electronic GovernmentUniversity of Potsdam

Univ.-Prof. Dr.–Ing. habil. Norbert Gronau Lehrstuhlinhaber | Chairholder

August-Bebel-Str. 89 | 14482 Potsdam | Germany

Tel +49 331 977 3322Fax +49 331 977 3406

E-Mail [email protected] lswi.de

IntegrationArchitekturen betrieblicher Anwendungssysteme

Integration - Eine BegriffsbestimmungIntegrationstechnologienIntegrationsansätzeEnterprise Application Integration

Page 2: Architekturen betrieblicher Anwendungssysteme Integration

Integration - Eine BegriffsbestimmungIntegrationstechnologienIntegrationsansätzeEnterprise Application Integration

Integration bezogen auf IT

Der Integrationsbegriff besitzt sowohl Zustands- als auch Prozessaspekte.

Allgemeine Begriffsfindung (Wörterbuch)

Was bedeutet Integration?

Quelle: Thränert 2005, S. 11 f; Lebender 2003, S. 19f

Wiederherstellung eines GanzenEinbeziehung, Eingliederung in ein größes GanzesZustand in dem sich etwas befindet, nach dem es integriert worden ist

Unternehmensinterne Integration von Anwendungssystemen = Enterprise Application Integration (EAI)Unternehmensübergreifende Integration von Anwendungssystemen = Business-to-Business-Integration (B2B-Integration)

Mehrdimensionales Thema mit verschiedenen Sichten und Aspekten

Page 3: Architekturen betrieblicher Anwendungssysteme Integration

Integrationsstärke

Integrationsbereich

Der Zustandsaspekt der Integration beschreibt das Was und Wie der Integration.

Integrationsobjekt

Zustandsaspekte der Integration

Quelle: Thränert 2005, S. 14-19

Was soll integriert werden?Z.B. Geschäftsstrategien, Währungssysteme, Anwendungssysteme, etc.

Kennzeichnung durch IntegrationsobjektZ.B: Integrationsobjekt = CRM-System -> Integrationsbereich = Anwendungssysteme in einer AnwendungssystemlandschaftUnterschiedliche Methoden und Herangehensweisen für Integrationsbereiche

Wie soll integriert werden?Ausmaß an Autonomie eines IntegrationsobjektesFeste, mittlere und lose Verbindung, gemessen am Aufwand der Desintegration

Integrationsansatz

Die Prozessaspekte der Integration beschreiben den Vorgang der Integrierung in Projektform.

Prozessaspekte der Integration

Quelle: Thränert 2005, S. 19f

Prozess der Integrierung

Innerhalb eines IntegrationsprojektesÜberführung von einem Integrationszustand in einen anderenAuswahl eines Integrationsansatzes mit Methoden und Mittel

Methode, die zur Integrierung angewandt wirdIntegrationsvorgehenIntegrationsmethodenIntegrationswerkzeuge und -technologien

Page 4: Architekturen betrieblicher Anwendungssysteme Integration

Integration - Eine BegriffsbestimmungIntegrationstechnologienIntegrationsansätzeEnterprise Application Integration

Überblick

Datentransformation

Quelle: Lebender 2003, S. 13

Übermittlung und Transformation von DatenInhaltliche Anwendungsdaten oder Daten zur Anwendungs- oder ProzesssteuerungTransformation = Überführung eines Datensatzes von einem Format in ein anderesTransformationsregeln zur Durchführung der Transformation

Local Match S1 S2 elements(s) Matching expression1.2.

3.

4.

1:1, Element-Level Price Amount Amount = Pricen:1, Element-Level Price, Tax Cost Cost = Price*(1+Tax/100)1:n, Element-Level Name FirstName,

LastNameFirstName, LastName = Extract(Name,...)

n:1, Structur-Level(n:m, Element-Level)

B.TitleB.PuNoP.PuNoP.Name

A.Book,A.Publisher

A.Book, A.Publischer = Select B.Titel, P.Name From B,PWhere B.PuNo=P.PuNo

Page 5: Architekturen betrieblicher Anwendungssysteme Integration

Zentraler Bestandteil einer Integrationsinfrastruktur ist eine Middlewarekomponente.

Integrationsinfrastruktur

Quelle: Lebender 2003, S. 14; Bild: https://docs.puppetlabs.com/mcollective/images/middleware-magic.gif

Middleware als grundlegende TechnologieMiddleware = Software auf einer Zwischenschicht; ermöglicht die Kommunikation mehrerer SystemeMiddleware-Technologie auf jeder Ebene des SchichtenmodellsHauptvertreter sind Application Server & Message Broker

Middleware

Hub and Spoke SOA

Prinzipien von Integrationsarchitekturen

Quelle: Schönherr 2005, S. 27

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

Page 6: Architekturen betrieblicher Anwendungssysteme Integration

Die Middleware der 1. Generation zielen allein auf die Minimierung der Schnittstellen.

Middleware der 1. Generation

Entwicklung von Middleware (1/2)

Quelle: Lebender 2003, S. 14f

Ziel = Reduzierung des Integrationsaufwands, durch Minimierung der zu implementierenden SchnittstellenRein technische Anbindung, ohne Berücksichtung semantischer AspekteI.d.R. auf unternehmeninternen Einsatz beschränkt

Typologie der 1. Generation

Database Middleware (Database Connectivity)Remote Procedure Calls (RPC)Object Request BrokerTransaktionsmonitoreNachrichtenorientierte Middleware

Application Server Application Server = Integrationsplattform, wenn

Die Middlewaretechnologien der 2. Generation ermöglichen eine Integration entlang der Wertschöpfungskette.

Middleware der 2. Generation

Entwicklung von Middleware (2/2)

Quelle: Lebender 2003, S. 15f

Blick auf semantische IntegrationVerfahren zur (automatischen) Transformation der InformationenI.d.R. Laufzeitumgebung

Zentrale PlattformZugriff auf grundlegende Dienste (z.B. Middleware-Funktionalität der 1. Generation)Zugänglich machen von Daten und Diensten für weitere SystemeSkalierbar, meist durch Cluster-Lösungen

Datenkonvertierungsdienste angeboten werdenVerbindung von Komponenten unterschiedlicher Herkunft möglichIntegration von Daten unterschiedlicher Quellen möglich

Page 7: Architekturen betrieblicher Anwendungssysteme Integration

Microsoft .NET CORBA

Laufzeitumgebungen ermöglichen das Einbinden neuer Anwendungen und sind Bestandteil des Application Servers.

Etablierte Laufzeitumgebungen für Integrationsplattformen

Quelle: Lebender 2003, S. 16

Java 2 Enterprise Edition (J2EE)

Serverseitiges Komponentenmodell der Enterprise Java Beans

Distributed Component Object Model

Common Obejct Request Broker Architecture der Object Management Group

Aufgabe des Message Brokers Adapter bzw. KonnektorMessage Broker

Integrationsinfrastruktur

Quelle: Lebender 2003, S. 17

Nachrichtenvermittler zwischen zwei oder mehreren SystemenVerwaltung und Überwachung der Schnittstellen Eine Schnittstelle pro System

Weiterleitung der Datenpakete an die jeweilige AnwendungB.B. Umwandeln der Daten in geforderte Datenformate

Ausgleichen und Verbergen der Unterschiede verschiedener SchnittstellenVerwaltung der Beziehung zwischen Anwendungen

Page 8: Architekturen betrieblicher Anwendungssysteme Integration

Integration - Eine BegriffsbestimmungIntegrationstechnologienIntegrationsansätzeEnterprise Application Integration

Integrationsansätze zwischen Anwendungssystemen

Quelle: Schönherr 2005, S. 26

Integrationauf Datenebene

Integrationauf Objektebene

Integrationauf Prozessebene

BitsDaten-

übertragungs- protokoll

Botschaft Wortschatz

Bedeutung Prozess- definitionen

EAI

Middleware

AusgetauschteInformationen

GemeinsameMetadaten

Einsatzbereich

Zune

hmen

de T

iefe

der

Inte

grat

ion

Page 9: Architekturen betrieblicher Anwendungssysteme Integration

Integrationsansätze

Quelle: Aier 2004, S. 36ff; Lebender 2003, S. 17ff

Aufbauend auf Schichtenmodell der betrieblichen AnwendungssystemeIntegrationsansätze für alle SchichtenAuswahl erfolgt im Projekt

Prozess-integration

Prozessschicht Prozessschicht

User InterfaceIntegration

Präsentationsschicht Präsentationsschicht

Anwendungs-integration

Applikationsschicht Applikationsschicht

Daten-integration

Datenschicht Datenschicht

Anwendungssystem 1 Anwendungssystem 2 Überblick

Anwendungssystem 1 Datenintegration

Datenintegration

Quelle: Aier 2004, S. 36; Lebender 2003, S. 17

Entnehmen von Daten aus einem DatenspeicherÜberführen in einen anderen DatenspeicherVerständnis für Datenbanktechnologien und Fluss der Daten durch das UnternehmenGefahr von Inkonsistenzen bei direktem Zugriff

Anwendungssystem 2

Prozessschicht Prozessschicht

Präsentationsschicht Präsentationsschicht

Applikationsschicht Applikationsschicht

Datenintegration auf der Datenschicht, z. B. über Database Connectivity

Page 10: Architekturen betrieblicher Anwendungssysteme Integration

Anwendungsintegration

Anwendungsintegration

Quelle: Aier 2004, S. 36f; Lebender 2003, S. 18

Findung von Anwendungen durch standardisierte oder proprietäre SchnittstellenVorteil: Konsistenz der Daten durch Geschäftslogik Nachteil: API-Restriktionen

Anwendungssystem 1 Anwendungssystem 2

Prozessschicht Prozessschicht

Präsentationsschicht Präsentationsschicht

Datenschicht

Anwendungsintegration auf der Applikationsschicht, z. B. über APIs

Application Programming Interfaces

Schnittstellen zur Nutzung von SoftwarefunktionalitätStandardmethoden, wie Remote Message Invocation, CORBA, DCOMVerbindung zu Application Server und DatenbankenDatenschicht

WrapperMethod Integration

Integrationsmethoden

Quelle: Aier 2004, S. 37f

Auch als Objektintegration bezeichnetSpezialfall der AnwendungsintegrationSystemübergreifende Verteilung und Nutzung der GeschäftslogikGegenseitiger Aufruf von Methoden unterschiedlicher SystemeCliet/Server-Architektur: Geschäftslogik befindet sich auf gemeinsamen Server (Application Server); Aufruf von Anwendungen durch ServerKomponentenorientierung: Anbieten von Methoden über Schnittstellen

Häufige Lösung für Anwendungsintegration für Systeme ohne APIsZugänglichmachen von Geschäftsprozessen als Methoden in Objekten durch Umschließen des originalen QuellcodesAnwendung = verteiltes ObjektPrimäre Aufgabe = Kapselung der gespeicherten Daten in einer Datenquelle und ihrer Schnittstelle nach außenPro Datenquelle ein Wrapper

Page 11: Architekturen betrieblicher Anwendungssysteme Integration

User Interface Integration

Integrationsansätze

Zugriff auf Daten und Prozesse in Applikation über BenutzeroberflächeEinsatz bei Legacy-Systemen wie Mainframe-anwendungen ohne API oder DatenbankschnittstelleKein direkter Eingriff in den QuellcodeKenntnisse des internen Datenspeichermechanismus, der Präsentation, der Daten an der GUI und der Anwendungslogik erforderlichProbleme in Leistungsfähigkeit, Stabilität, SkalierbarkeitProgrammatischer, mechanischer Zugriff einer Middleware auf die Benutzerschnittstelle durch Emulatoren

Anwendungssystem 1 Anwendungssystem 2

Prozessschicht Prozessschicht

Datenschicht

User Interface Integration auf der Präsentationsschicht, z. B durch Portale

Datenschicht

Applikationsschicht Applikationsschicht

Prozessintegration

Integrationsansätze

Quelle: Lebender 2003, S. 19

Höhere Abstraktionsebene als informationsorientierte IntegrationsansätzeGeschäftsprozessautomatisierungGemeinsame Abbildung systemübergreifender Geschäftsprozesse Ganzheitliche Betrachtung von ProzessenBusiness Process ManagementBerücksichtigung aller Phasen: Entstehung,Steuerung und Kontrolle, Überprüfung und Optimierung

Anwendungssystem 1 Anwendungssystem 2

Präsentationsschicht Präsentationsschicht

Applikationsschicht Applikationsschicht

Prozessintegration auf der Prozessschicht, z. B. über eine Serviceorientierte Architektur

Datenschicht Datenschicht

Page 12: Architekturen betrieblicher Anwendungssysteme Integration

Prozessmodellierung definiert

Prozesssteuerung koordiniert

Überblick

Prozessintegration / Prozessmanagement

Quelle: Aier 2004, 40f

Prozesskontrolle

Definition der Prozesse auf einer genügend abstrakten EbeneModellierungssprache mit grafischen Modellierungstools

ProzesseZugriffe auf Anwendungen und RessourcenAbläufeInformationsflüsse

ArbeitsabläufeInformationsflüsseInteraktionen mit den Anwendungen gemäß dem Prozessmodell

ProzessmonitoringProzessoptimierung

Internet: Phasenmodell des WWW

Quelle: Gronau 2010, S. 37

Page 13: Architekturen betrieblicher Anwendungssysteme Integration

Internet: Typen des Electronic Commerce

Quelle: Alard 2000

B2B, C2C und Intra-Business können gleichzeitig auftreten.

Integration - Eine BegriffsbestimmungIntegrationstechnologienIntegrationsansätzeEnterprise Application Integration

Page 14: Architekturen betrieblicher Anwendungssysteme Integration

Management bestehender Strukturen, Prozesse und IT-SystemeZusammenführung heterogener Daten, Anwendungen und Prozesse innerhalb von UnternehmensgrenzenZusammenarbeit von ursprünglich unabhängig voneinander entwickelten und funktionierenden SystemenGewährleistung des Informationsaustauschs zwischen den voneinander unabhängig entwickelten SystemenUmfasst:Das Bereitstellen von Adaptern bzw. KonnektorenRegelbasiertes RoutingTransformation und Übersetzung der Daten

Definition

Die Anwendungen kommunizieren über das firmeneigene Netzwerk miteinander.

Enterprise Application Integration

Quelle: Lebender 2003, S.20f

Anwendung B

Adapter

Transformation

Adapter

Transformation

LAN

Anwendung A

Überblick

Die Anwendungen kommunizieren über das firmeneigene Netzwerk miteinander.

Historische Entwicklung

Quelle: Lebender 2003, S.20f; Bild: http://files.newsnetz.ch/story/1/3/7/13713199/5/topelement.jpg

Entstehung komplexer, sich überschneidender Applikationen durch erst zentrale, spätere dezentrale SystementwicklungErkennung der Relevanz des Themas der Applikationsintegration Mitte der 1980er Jahre durch große UnternehmenNotwendigkeit der Integration durch Aufkommen der ERP-Systeme in den 1990er JahrenNicht nur Datenintegration, sondern systemübergreifend entlang des Geschäftsprozesses

Page 15: Architekturen betrieblicher Anwendungssysteme Integration

Operative Nutzenpotenziale durch EAI

Nutzen Nutzenpotential in Nutzenpotential in IT-Abteilungen

Kosten Daten werden einmal eingegebenPapierverbrauch wird reduziertGeringe Übertragungskosten

Wiederverwendung von KomponentenPoint to Point Schnittstellen verringernKeine Veränderungen von Altsystemen

Zeit Beschleunigung von AbläufenVerringerung von MedienbrüchenOnlineverfügbarkeit von Daten

Modifikation durch ex-post Integration von KomponentenAdministrative Vorgänge werden beschleunigt

Qualität Redundanz durch MehrfacheingabeErhöhung der Datenqualität

Validierte Komponenten von Altsystemen können genutzt werdenDurch Prozessredisign werden Fehler aufgedeckt

Anforderungen an EAI-LösungenStrategische Nutzenpotentiale der EAI

Weitere Nutzenpotentiale durch EAI

Steigerung der Integrationsfähigkeit für künftige Anwendungen und ProzesseKosteneinsparungen in Merger&Acquisition-ProjektenSchnellere Reaktion auf MarktveränderungungenStandardisierung im IT- und ProzessbereichInvestitionsschutz (IT-Investitionen)

Betrachtung von Individual- und StandardsoftwareProzessorientierter Austausch betriebswirtschaftlich relevanter DatenKeine Veränderung der Syntax oder Semantik der Daten in operativen SystemenBetrachtung der Geschäftsprozesse bildet Voraussetzung für EAI

Page 16: Architekturen betrieblicher Anwendungssysteme Integration

Zentrale Integrationsplattformen

Integrationsformen (1/2)

Point to Point Integration

Jedes System ist direkt mit jedem notwendigen System verbunden

Bereitstellung einer zentralen PlattformZum Teil mit vorgefertigten Adaptern

System A

System C

System B

System X System Y System Z

System N System M

System A

System C

System B

System X System Y System Z

System N System M

EAI-Middleware(Adapter & Messaging-Bus)

Vier-Ebenen EAI-Architekturmodell

Integrationsformen (2/2)

Application nEnterprise Application IntegrationApplication m

ObjectLayer

Data Layer

Function Layer

Business Process Layer

Application Layer

ObjectLayer

Data Layer

Function Layer

Object Meta Model

Data Meta Model

Function Meta Model

Event Handling Message Routing

Message Queue

Message Queue

Connector Connector

Connector Connector

Application Layer

Page 17: Architekturen betrieblicher Anwendungssysteme Integration

Zusammenfassung Schichten-Muster

Integrationsplattformen dienen der Abbildung von systemübergreifenden Geschäftsabläufen!

Wie wird Integration im Sinne der Wirtschaftsinformatik definiert?Welche Integrationstechnologien existieren und auf welcher Ebene der Integration finden diese Anwendung?Wie ist EAI definiert?Was ist eine Middleware?Was ist der Unterschied zwischen EAI und Middleware?

Lernfragen

Page 18: Architekturen betrieblicher Anwendungssysteme Integration

Aier, S.; Schönherr, M. (Hrsg.) (2004): Enterprise Application Integration - Flexibilisierung komplexer Unternehmensarchitekturen. Gito-Verlag (Berlin), 2004.

Lebender, M., et al. (2003): Business Integration Software. Werkzeuge, Anbieter, Lösungen. Fraunhofer IRB Verlag (Stuttgart), 2003.

Thränert, M. (2005): Integration - Eine Begriffsbestimmung, In: Fähnrich, K.; Thränert, M.; Wetzel, P. (Hrsg.): Umsetzung von kooperativen Geschäftsprozessen auf eine internetbasierte IT-Struktur. Leipziger Beiträge zur Informatik, Band III, (Leipzig) 2005, S. 11-22.

Gronau, N. (2010): Enterprise Resource Planning: Architektur, Funktionen und Management von ERP-Systemen, 2. Auflage. München 2010.

Schönherr, M. (2005): Enterprise Application Integration (EAI und Middleware). Grundlagenarchitekturen und Auswahlkriterien. ERP Management 1/2005, Heft 1, S. 25-29.

Literatur zur Vorlesung