Block IV - IT Grundlagen - TU Berlin · Weniger Hierarchie, flachere Organisationsstrukturen Dezentralisierung, Flexibilisierung, Standortunabhängigkeit Geringere Transaktions- und

Block IV - IT Grundlagen

E-Health Grundlagen | Prof. Zarnekow | Block IV

eHealth Grundlagen / VL 4 / IT Grundlagen

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Agenda

Vorlesung 4: IKT Grundlagen

1. Informationssysteme

2. IKT Infrastruktur

3. Integrierte Informationsverarbeitung

4. E-Business

Vorlesung 5: IKT Sicherheit

Vorlesung 6: Trends und Entwicklungen in der IKT


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Einführungsbeispiel: Die elektronische Gesundheitskarte

Bisherige Projektdauer: 14 Jahre Bisherige Projektkosten: ca. 1,7 Milliarden Euro


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Einführungsbeispiel: Die elektronische Gesundheitskarte

Herausforderungen und Probleme bei der Einführung:

Technik

verzögerte Fertigstellung und mangelnde Termintreue

Probleme mit dem Konnektor

massive Sicherheitsanforderungen

eigene Apps / Lösungen der Krankenkassen

Funktionalität

stark eingeschränkte Funktionen minimaler Nutzen

zeitaufwendige Prozesse

viele Änderungen an den Anforderungen / Vorgaben

Anwender

viele unterschiedliche Stakeholder mit Partikularinteresse (180.000 Arztpraxen,

2.000 Kliniken, Apotheken, Krankenkassen)

Uneinigkeit in der Betreibergesellschaft (Gematik)

starker Einfluss der Politik


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Informationssystem

Ein Informationssystem ist ein sozio-ökonomisches Mensch/Aufgabe/ Technik (MAT)-

System, das Daten (bzw. Informationen) produziert, beschafft, verteilt und verarbeitet:

Mensch = Anwender, der verschiedene Aufgaben

mit dem System erfüllen möchte.

Aufgabe = Problem, das mit dem System gelöst

werden soll.

Technik = Informations- und Kommunikations-

technik (Software, Hardware und Netzwerk)

des Systems.

Informationssysteme sind individuell auf eine Organisation zugeschnitten

Informationssysteme sind:

Offen: Interaktion mit der Umwelt

Dynamisch: Veränderung der Systemelemente

Komplex: Große Anzahl von Elementen und Beziehungen zwischen diesen

Quelle: in Anlehnung an Heinrich


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Informationssystem: Schalenmodell nach Teubner


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Anwendungssystem

Ein Anwendungssystem bezeichnet die Gesamtheit der vier folgenden

Komponenten:

1. Die betrieblichen Aufgaben und Prozessen, die es unterstützt,

2. die IT-Infrastruktur,

3. die Anwendungssoftware (oft auch als Anwendungsprogramm

bezeichnet) und

4. die Daten, die es zur Erfüllung seiner Aufgaben benötigt.

Die vom Unternehmen benötigten Informationen werden in einem

Anwendungssystem durch drei Grundaktivitäten

Eingabe,

Verarbeitung und

Ausgabe

erzeugt (EVA-Prinzip).

Treiber der Digitalisierung

Bild: blog.adesso.de

Vernetzung

Internet

Mobilfunk

WLAN, Bluetooth …

Mobilität

Smartphones

Tablets, Notebooks

Apps

Miniaturisierung

Hardware (Speicher,

CPU, Sensoren …)


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Unternehmerische Rahmenbedingungen im digitalen

Zeitalter

Quelle: Laudon/Laudon/Schoder

Auflösung von Raum und Zeit zur Erstellung und

Nutzung von Informationen

Wirtschaftliche Vernetzung von Unternehmen

Technologische Vernetzung durch Telekommunikation

Soziale Vernetzung von Menschen

Vernetzung und Mobilität

Weniger Hierarchie, flachere Organisationsstrukturen

Dezentralisierung, Flexibilisierung,

Standortunabhängigkeit

Geringere Transaktions- und Koordinationskosten

Übertragung von Verantwortung auf Ausführende

Organisationen

Unternehmensübergreifende Kooperation und

Teamarbeit

Wissens- und informationsbasierte Marktwirtschaften

Wissensintensive Produkte- und Dienstleistungen

Wissen als zentrale produktive und strategische

Ressource

Elektrifizierung von Daten und Informationen

Informationswirtschaft

Hoher Qualifizierungsbedarf der Mitarbeiter

Demographische Entwicklung / Urbanisierung

Gesundheitstourismus / 2. Gesundheitsmarkt

Patient Empowerment / Gesundheitsbewusstsein /

Quantified Self /

Gesundheitsbranche

eHealth / Ambient Assisted Living

Corporate Health / Work-Life-Balance etc.


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Die digitale, vernetzte Organisation

Einbindung verschiedener Systeme

– Technische Änderungen betreffen viele

Bereiche und Kunden und Lieferanten

der Organisation

Einsatz von Netzwerken und Internet

– E-Commerce und E-Business

Zunehmende organisatorische Flexibilität der

Organisation durch IKT

– Schnellere Wahrnehmung von und

bessere Reaktion auf Änderungen im

Markt

– Flachere Organisationshierarchien

– Massenfertigung kunden-individueller

Produkte

Starker Fokus auf Geschäftsprozesse

– Optimierung und Integration



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Zusammenhänge und Wechselwirkungen in der digitalen

Organisation

Wachsende Verflechtung zwischen Strategie, Organisationsstruktur und Geschäftsprozessen der

Organisation und der IKT der Organisation

Änderungen der Strategie, Organisation und Geschäftsprozesse erfordern immer häufiger

Änderungen an der IKT

IKT eröffnet Organisationen neue geschäftliche Potentiale

Vorhandene IKT kann Organisationen aber auch in ihrem Handlungsspielraum einschränken

Strategie

Struktur

Prozesse

Organisation

Software

Hardware

Netzwerke

Informations- und

Kommunikationstechnik

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Warum investieren Organisationen in IKT?

1. Effizienzsteigerungen durch die Optimierung und Integration von Prozessen

2. Entwicklung neuer Produkte, Dienstleistungen und Geschäftsmodelle

3. Verbesserte Informationsversorgung und Entscheidungsfindung

4. Verbesserung der Kunden- und Lieferantenbeziehung

5. Erzielung von Wettbewerbsvorteilen

6. Sicherung der Überlebensfähigkeit


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2. IKT Infrastruktur und Architektur


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Bestandteile der IKT Infrastuktur Die IKT Infrastruktur bildet das Fundament für die Nutzung der betrieblichen

Informationssysteme

Die IKT Infrastruktur umfasst

Hardware-, Netzwerk- und Softwarekomponenten,

bauliche Einrichtungen wie Gebäude, Verkabelung und der Sicherheitstechnik und

Management dieser Infrastruktur.

Bild: Lemke/Brenner


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Quelle: Laudon/Laudon/Schoder (2010), S. 226


Der Begriff „Architektur“ bezieht sich auf Systeme, ihre Zusammensetzung aus

verschiedenen Komponenten und deren Zusammenwirken

Als “Architektur“ werden alle statischen und dynamischen Aspekte eines Systems

(z.B. einer Organisation oder der IT) bezeichnet

Analogie zum klassischen Architekturbegriff:

1. Architektur eines Bauwerks

Entwurf, Gestaltung und Konstruktion

2. Architektur einer Stadt

Bebauungsplan für die Stadtplanung

Zentraler Leitfaden für die an der Errichtung und

Instandhaltung der städtischen Infrastruktur

beteiligten Personen und Gruppen

Stellt sicher, dass die Entwicklung einer Stadt in

geordneten Bahnen erfolgt und den zur Verfügung

stehenden Ressourcen Rechnung getragen wird.

IKT Architekturen


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http://www.officinacreativa.us/berlin-architektur.htm

https://www.widemann.de/aktuelles/messen-und-

veranstaltungen/fachtag-stadtplanung-tiefbau-und-architektur-

2015

Architekturen in Organisationen

Geschäftsarchitektur

Prozessarchitektur

Anwendungssystemarchitektur

Integrationsarchitektur

Infrastrukturarchitektur

System

Prozess

Strategie

Quelle: Heutschi (2007)


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• Beschreibt den Aufbau der Anwendungssystemlandschaft aus

• logisch, funktionaler Sicht

• technischer Sicht

Anwendungssystemarchitektur

• Beschriebt die Kopplung verteilter Funktionen und Daten über Anwendungssysteme hinweg

• Bietet Middlewarekomponenten mit standardisierten Schnittstellen und Protokollen und unterstützt eine transparente Kommunikation zwischen Applikationen

Integrationsarchitektur

• Umfasst Plattform- und Netzwerkkomponenten für den Betrieb von Middleware und Anwendungssystemen

Infrastrukturarchitektur

Quelle: in Anlehnung an Heutschi (2007)


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Three Tier Architektur

Ein Web-Server nimmt Anfragen entgegen,

identifiziert die entsprechende Seite auf dem

Dateisystem, generiert die Seite unter

Umständen dynamisch und überträgt sie an

den anfordernden Client.

Ein Applikationsserver stellt die

Anwendungslogik bereit, die für die Anbindung

an das Back-End-System zuständig ist und auf

die die Präsentationsschicht zugreifen kann.

Ein Datenbankserver verfügt über ein

Datenbankmanagementsystem (DBMS) und

einen Datenbestand. Der Zugriff erfolgt mittels

einer Abfragesprache über eine standardisierte

Schnittstelle.

Datenbankserver

(RDBMS)

SAP-

Applikationsserver

………

………

………

Datenbank-

schicht

Applikations-

schicht

Präsentations-

schicht

RDBMSRFC

BAPI

IDoc

SAPGUI


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Aufgabenverteilungen in Client-Server Architekturen

Darstellungs-, Anwendungs- und Datenmanagementaufgaben einer Anwendung können

unterschiedlich auf Client und Server verteilt werden

Quelle: in Anlehnung an Laudon/Laudon/Schoder

Daten-

management

Anwendungs-

logik

Darstellungs-

schicht

Server

Anwendungs-

logik

Client

Daten-

management

Anwendungs-

logik

Darstellungs-

schicht

Server

Darstellungs-

schicht

Client

Daten-

management

Anwendungs-

logik

Darstellungs-

schicht

Server

Daten-

management

Client

Daten-

management

Darstellungs-

schicht

Server

Anwendungs-

logik

Client

Daten-

management

Anwendungs-

logik

Server

Darstellungs-

schicht

Client


Monolithische Three Tier Architektur

„Monolith“: eigenständiges Anwendungssystem, das alle Funktionen und Features

beinhaltet

Frontend

(client-side)Backend Database

Incoming

requests

Quelle: Fowler (2016), S. 2


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Typische Herausforderungen:

zunehmende Anzahl an Anwendungssystemen über den Zeitverlauf

zunehmende Komplexität einzelner Anwendungssysteme durch neue

Funktionen / Features

Verlust an Flexibilität durch lange Entwicklungs- und Betriebszyklen

zunehmende Nutzungsintensität der Anwendungssysteme erfordert effiziente

Skalierung

Microservices

sind kleine, eigenständige Dienste, die auf die Ausführung einer einzelnen Aufgabe

(z.B. Geschäftsfunktion) konzentriert sind.

ermöglichen den Aufbau einer modularen Anwendungssystemarchitektur

sollten einfach ersetzbar sein und unabhängig voneinander entwickelt und in Betrieb

gebracht werden können

sind gegenüber anderen Services möglichst vollständig isoliert

(eigene Programmiersprache, eigene Datenbank, eigener Technologie-Stack)

Schnittstellen kapseln Implementierungsdetails

Jeder Microservice kann unabhängig in Betrieb gebracht werden.

Modulare Microservice Architektur

Incoming requests

Backend (contains many microservices all working together)

Feature A =

Microservice A

Load-balancing layer

Frontend layer

A B C A B C A B

Feature B =

Microservice B

Feature C =

Microservice C

Each feature is broken out of the

monolith into a seperate, isolated

application called a microservice

Quelle: Fowler (2016), S. 7


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3. Integrierte Informationssysteme


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Integrierte betriebliche Informationssysteme

Supply Chain Management (SCM)-Systeme für die vorgelagerte Wertschöpfung

Enterprise Resource Planning (ERP)-Systeme für die eigentliche, interne Wertschöpfung

Customer Relationship Management (CRM)-Systeme für die nachgelagerte Wertschöpfung

ERP System CRM SystemSCM System

Lieferanten Interne Sicht Kunden

Bild: in Anlehnung an Lemke/Brenner


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Architektur von ERP-Systemen

ERP-Systeme bestehen aus

verschiedenen integrierten

Teilsystemen und einer zentralen

Datenbank,

Unter Datenintegration versteht

man das Zusammenführen von

Informationen aus verschiedenen

Datenbeständen und

unterschiedlichen Datenstrukturen in

eine gemeinsame einheitliche

Datenstruktur.

Ziel der Datenintegration ist die

Schaffung eines einheitlichen,

unternehmensweiten

Datenmodells, auf das die

verschiedenen Funktionsbereiche

zurückgreifen können.

ProduktionPersonal

(HR)

Finanzen /

Rechnungs-

wesen

Vertrieb /

Marketing

zentrale

Datenbank

Quelle: in Anlehnung an Laudon/Laudon/Schoder


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ERP im Gesundheitswesen - „i.s.h.med“ (SAP & Siemens)


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Customer Relationship Management (CRM) Systeme

CRM bezeichnet die konsequente Ausrichtung einer Organisation auf ihre Kunden

und die systematische Gestaltung der Kundenbeziehungsprozesse.

Mit Hilfe eines integrierten Informationssystems werden sämtliche Aspekte der

Kundenbeziehung berücksichtigt.

CRM umfasst im Kern folgende drei Aufgabenbereiche:

Kundengewinnung (Marketing)

Kundenbindung

Kundenrückgewinnung

Quellen: gymbase.de, Wikipedia

Stammkunden

Kundentreue

Kundenbindung

Kundenzufrieden-

heit

Customer-Relationship-Management

Generierung

wirtschaft-

licher Vorteile

durch

langfristige,

partner-

schaftliche

Kunden-

beziehungen


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CRM im Gesundheitswesen

Quelle:

DIENSTLEISTUNGSMANA

GEMENT IM

KRANKENHAUS, 2013,

Hrsg.: Ricarda B.

Bouncken, Mario A.

Pfannstiel, Andreas J.

Reuschl, S. 298


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Supply Chain Management (SCM) Systeme Als Lieferkette (engl. Supply Chain) wird das Netzwerk von Organisationen bezeichnet, die

über vor- und nachgelagerte Verbindungen an den verschiedenen Prozessen und Tätigkeiten

der Wertschöpfung in Form von Produkten und Dienstleistungen für den Endkunden beteiligt

sind.

Supply Chain Management ist ein prozessorientierter Managementansatz, der alle

Flüsse von Rohstoffen, Bauteilen, Produkten und Informationen entlang der Supply

Chain umfasst. Der Fokus liegt auf einer engen Verknüpfung und Koordination von

funktions- und unternehmensübergreifenden Geschäftsprozessen für Einkauf,

Fertigung und Vertrieb von Produkten.Quellen: Wikipedia

Interne Lieferkette

Lieferanten KundeBeschaffung AbsatzProduktion


Seite 30

Healthcare Supply Chain

Nach ROi, Mercy case study and Burns, 2002


Manufacturers

• Drug Mfgrs

• Device Mfgrs

• Med/Surg Mfgrs

GPO

Distributors

Purchasers

Providers

• Hospitals

• Physicians

• IDNs

• Pharmacies

Payers

• Patients

• Government

• Employers

€

€

€

€

€Admin

fees

Trading

fees, bulk

discounts

Admin

shareback

Admin

fees

Distribution

fees

Service

fees

Seite 31

Data Warehouse als Basis integrierter Informationssysteme

Ein Data Warehouse ist eine Datenbank, in der Daten aus unterschiedlichen Quellen

in einem einheitlichen Format zusammengefasst werden.

Es extrahiert aktuelle und historische Daten aus innerbetrieblichen, operativen

Systemen. Diese Daten werden mit Daten aus externen Quellen kombiniert.

Das Data Warehouse steht der Unternehmensführung für Analysen und zur

Entscheidungsfindung zur Verfügung.

Zielvorstellung Data-Warehouse

Data

Warehouse

Operative

Vorsysteme

Transformationskomponenten

Reports und

Auswertungen

Tabellenkalkulation

Excel, Calc, etc.

OLAP Tools und

Analysen

Data-Miningexterne

Daten

………

………

………


Volume(Große Datenmenge)

Velocity(Hohe Geschwindigkeit der

Datenentstehung und -veränderung)

Veracity(Zuverlässigkeit und Korrektheit

der Daten)

Variety(Verschiedene Arten von Daten)

40 Zettabyte (43 Bill. GB) in 2020 (300-fache von 2005)

6 Mrd. Mobiltelefone >100 TB Daten pro Unternehmen

160 Mrd. GB Daten (in 2011), 420 Mill. Wearables (in 2014) im Gesundheitssektor

4 Mrd. Stunden Video werden jeden Monat auf Youtube angesehen

30 Mrd. Einträge auf Facebook werden jeden Monat geteilt

1 TB Handelsinformationen werden an der NYSE in jeder Handelsperiode erfasst

>100 Sensoren in einem modernen Fahrzeug

18,9 Mrd. Netzwerkverbindungen in 2016

3,1 Bill. USD Kosten durch schlechteDatenqualität (nur USA)

1 von 3 Manager traut seinen Informationen nicht.

Datensätze, Transaktionen, Tabellen, Dateien (semi)strukturiert, unstrukturiert, gemischt

Batch, Quasi-Echtzeit, Echtzeit, Streams fehlerhaft, falsch, veraltet, verzögert, gefälscht

Quelle: www.ibmbigdatahub.com

Die vier V‘s von Big Data

Seite 32


Integration mittels Big-Data-Technologien

Quelle: Bitkom 2012

Seite 33



Seite 34

4. Electronic Business

Schalenmodell der Net Economy

E-Business

Tra

nsa

ktio

n

Netzwerkökonomie (Net Economy)

Info

rma

tio

n/

Ko

mm

un

ika

tio

n

Informationsökonomie

We

ttb

ew

erb

s-/

Pro

du

ktio

nsfa

kto

ren

Informationsgesellschaft

Wir

tsch

aftsfa

kto

ren

Inn

ova

tio

ne

nInformationstechnologie

Informationstechnik

E-

ProcurementE-Commerce E-Marketplace

Einkauf Verkauf Handel

E-

Community

E-Company

Kontakt

Kooperation

Internet/WWW Mobilfunk iTV

Rechenleistung Digitalisierung Vernetzung Datentransfer

Landwirtschaft Produktion Dienstleistung Information

Information

Flexibilität

Zeit

Qualität

Kosten


Seite 35

E-Business umfasst alle Arten von Geschäftsprozessen, die auf elektronischem

Wege abgewickelt werden. Dies betrifft viele unternehmerische Aufgabenfelder wie

z. B. Geschäftsanbahnung und -abwicklung, Werbung, Online-Banking bis hin zum

Kundenservice

Was ist E-Business?

Definition

Unternehmen und Konsumenten

(Business-to-Consumer, B2C)

Unternehmen untereinander

(Business-to-Business, B2B)

E-Business findet weitgehend im Internet statt zwischen


Seite 36

Begriffe und Konzepte des E-Business

Teilnehmerszenarien

Consumer

to

Administration

Consumer

to

Business

Consumer

to

Consumer

Business

to

Administration

Business

to

Business

Business

to

Consumer

Administration

to

Administration

Administration

to

Business

Administration

to

Consumer

Leistungsanbieter

LeistungsnachfragerAdministration Business Consumer

Ad

min

istr

ation

Bu

sin

ess

C

on

su

me

r


Seite 37


Seite 38

Potenziale des Electronic Business


Seite 39

Entwicklungsstufen des Electronic Business

Elektronische Wertschöpfung nach Kollmann

ÜberblickDas Online-Angebot ermöglicht einen Überblick über eine Vielzahl von Informationen, die sonst

nur sehr mühselig zu beschaffen wären (Strukturierungswert).

VermittlungDas Online-Angebot schafft die Möglichkeit, Anfragen von Anbietern und Nachfragern effizienter

und effektiver zusammenzuführen (Matching-Wert).

KooperationDas Online-Angebot schafft die Möglichkeit, dass verschiedene Anbieter ihr Leistungsangebot

effizienter und effektiver miteinander verzahnen können (Abstimmungswert).

AuswahlDas Online-Angebot schafft die Möglichkeit, gewünschte Informationen gezielter und damit

effizienter zu identifizieren (Selektionswert).

AbwicklungDas Online-Angebot schafft die Möglichkeit, ein Geschäft effizienter und effektiver zu gestalten

(Transaktionswert).

Austausch Das Online-Angebot schafft die Möglichkeit, dass verschiedene Nachfrager effizienter und

effektiver miteinander kommunizieren können (Kommunikationswert).


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Disintermediation, Transintermediation und Reintermediation

LieferantZwischen-

händlerProduzent

Groß-händler

Einzel-händler

Kunde

LieferantElektro-nischeMärkte

ProduzentInternet Online Shops

Distribution über Logistik

PartnerKunde

LieferantZwischen-

händlerProduzent

Groß-händler

Einzel-händler

Kunde

Internet Online Shops

Wegfall traditioneller

Wertschöpfungsstufen

Hinzufügen eines

zusätzlichen Distributionskanals

Neuer Intermediär

schafft Mehrwertleistung

Disintermediation

Transintermediation

Reintermediation


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Seite 42


Seite 43

Potenziale des Mobile Business

Seite 44

Ende Block IV


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