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
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IntegrationArchitekturen betrieblicher Anwendungssysteme
Integration - Eine BegriffsbestimmungIntegrationstechnologienIntegrationsansätzeEnterprise Application 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
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
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
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
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
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
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
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der
Inte
grat
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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
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
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
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
Internet: Typen des Electronic Commerce
Quelle: Alard 2000
B2B, C2C und Intra-Business können gleichzeitig auftreten.
Integration - Eine BegriffsbestimmungIntegrationstechnologienIntegrationsansätzeEnterprise Application 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
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
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
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
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