2 - architekturen von anwendungssysteme

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

Mail August-Bebel-Str. 89 | 14482 Potsdam | Germany Visitors Digitalvilla am Hedy-Lamarr-Platz, 14482 Potsdam Tel +49 331 977 3322

E-Mail [email protected] Web lswi.de

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)



Programmier-komponenten

Transformationskomponenten

Definitionskomponenten

Data Dictionary

Benu

tzer

kom

pone

nten

Struktur und Komponenten eines DBMS



Anfragen

Updates

DB-Operationen

Einbettung

Masken

P1

Pn

…

Optimierer Auswertung Planzugriff

Data Dictionary

Sichtdefinition Datendefinition Dateiorganisation

Externe Ebene Konzeptionelle Ebene Interne Ebene

Beispiel: Client-Server-Konfigurationsmöglichkeit im SAP ERP


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


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


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


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


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


Infrastruktur

Daten

Cloud Infrastruktur (IaaS)

Infrastruktur

Anwendungslogik


Daten

Cloud Infrastruktur (IaaS)

Infrastruktur

Anwendungslogik


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

Bildplatzhalter BildplatzhalterBildplatzhalter

Hub and Spoke SOA

Prinzipien von Integrationsarchitekturen


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


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

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


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


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


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


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

Gronau, N. (2014): Enterprise Resource Planning:

Architektur, Funktionen und Management von ERP-Systemen, 3. Auflage. München 2014.

Für Unternehmen aller Größen und Branchen sind ERP-Systeme nach wie vor unver -zichtbar und können, richtig eingesetzt, die Leistungsfähigkeit des Unternehmens erheblich steigern.

In diesem auf umfassender Praxiserfahrung aus Forschungs- und Beratungsprojektenaufbauenden Buch wird die Vielzahl der in ERP-Systeme angebotenen Funktionenanbieterneutral betrachtet. Nach einer Vorstellung aktueller Systemarchitekturenwerden die Bereiche Materialwirtschaft, Fertigung, Vertrieb, Finanzwesen und Personal intensiv und an Praxisbeispielen dargestellt. Um die ERP-Systeme herumhaben sich weitere betriebliche Anwendungen entwickelt, die auf die ERP-Daten zugreifen. Aufbau und Arbeitsweise dieser Supply-Chain-Management-Systeme fürunternehmensübergreifende Lieferketten und zur Verfolgung und Gestaltung vonKundenbeziehungen werden erläutert. Anschließend wird das notwendige Informa -tionsmanagement für ERP-Systeme anhand von erprobten Vorgehensmodellen fürdie Auswahl und Einführung vorgestellt.

Für die dritte Auflage wurde das Buch umfassend überarbeitet und aktualisiert.Auch die Lesbarkeit wurde deutlich verbessert.

! Kenntnisreich, gehaltvoll, aktuell – das etablierte Buch zu Enterprise ResourcePlanning

Norbert G

ronauEN

TERPR

ISE RESO

UR

CE PLA

NN

ING

3. AU

FLAG

E

www.degruyter.comISBN 978-3-486-75574-9

STUDIUM

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

3. AUFLAGE

Material Leistungs-erstellung Personal

Intern Intern Intern/extern

VertriebFinanzen Management-information

Intern/ CRM intern/externIntern/extern Intern/extern

Anlagenbau Medikamente

Fleisch-verarbeitung

Baustahl

Energie

Zahl der User

Funk

tions

umfa

ng

SOHO

Mittel-stand

Konzern-lösungen

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Norbert Gronau

Center for Enterprise Research Universität Potsdam August-Bebel-Str. 89 | 14482 Potsdam Germany

Tel. +49 331 977 3322 E-Mail [email protected]

mailto:[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.

https://survey.wi.uni-potsdam.de/index.php/512161?newtest=Y&lang=de

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

UMFRAGE: Die Hochschullehre in Zeiten der Corona-Krise

19 Fragen zu COVID 19

https://survey.wi.uni-potsdam.de/index.php/512161?newtest=Y&lang=de

2 - architekturen von anwendungssysteme

Documents