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Betriebliche Anwendungssysteme Architektur von ERP-Systemen 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 Fax +49 331 977 3322 +49 331 977 3406 E-Mail [email protected] Web lswi.de Einführung in Architekturen Ausgewählte Systemarchitekturen ERP - Integrationsansätze Wandlungsfähigkeit Einführung in Architekturen Ausgewählte Systemarchitekturen ERP - Integrationsansätze Wandlungsfähigkeit Arten von Architekturen Präsentation Applikation Datenhaltung Softwarearchitektur Grundlegende Organisation eines Anwendungssystems Prinzipien, die den Entwurf und die Evolution des Systems bestimmen Im Folgenden steht Architektur für Softwarearchitektur. Quelle: Reussner/Hasselbring 2005, S. 1 sowie Sinz 2004, S. 315 Unternehmensarchitektur Organisationsarchitektur Organisationsstruktur Geschäftsprozesse Informationssystem -architektur Anwendungen Vorgehensmodelle Unternehmensarchitektur Betrachtung aller Elemente eines Unternehmens Anwendungen als Teil der IS-Architektur Elemente der Architekturpyramide Business IT Strategie Prozessarchitektur Business Treiber Informationsbedarf Business Architektur Businessfunktionen Organisationsstruktur IS-Portfolio Technologiestrategie Architekturstrategie Informationsarchitektur IT-Architekturen IT-Basisinfrastruktur Ist Soll Architekturprinzipien Zugeordnetes Modell des SEProzesses Plattformstrategie Plattform 1 Quelle: Dern 2006, S. 0 Plattform ... Anwendungsarchitektur SecurityStrategie Ziele einer Softwarearchitektur Beherrschung der Komplexität Testbarkeit (Ist der Systemzustand validierbar) Erweiterbarkeit (Können neue Funktionen ergänzt werden) Entwicklung der Anwendung Einführung Benutzung / Weiterentwicklung Abschaffung Wartbarkeit/Updatefähigkeit Anpassbarkeit (Prozesse, Daten, Funktionen) Integrationsfähigkeit (Fremdanwendungen) Skalierbarkeit Die Ziele einer Softwarearchitektur werden hier aus Sicht der Standardsoftware betrachtet Client-Server Computing Client-Server-Computing erlaubt es, die Systemfunktionen auf verschiedene Weise auf mehrere Computer zu verteilen Quelle: Gronau 2010, S. 28 Einführung in Architekturen Ausgewählte Systemarchitekturen ERP - Integrationsansätze Wandlungsfähigkeit 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! Quelle: Gronau 1999, S. 31 SAP Hana - Index Server Business Applications Connection and Session Management SQL SQLScript Authorization Manager MDX … Calculation Engine Optimizer and Plan Generator Execution Engine Authorization Manager In- Memory Persistence Processing Engines Persistence Colum/Row Engine Persistence Graph Engine Logging and Recovery Text Engine Data Storage Schlußfolgerung, wenn diese nicht benötigt wird, bitte löschen. Zweite Zeile, wenn nötig. Quelle SAP AG Transaction Manager Beispiel für JAVA basierte ERP-Architekturen AnwendungsClient Application Client Container Webbrowser Java Enterprise Edition Server Java Service Page Servlet Enterprise Bean Enterprise Bean Enterprise Java Bean Container Datenbank Ziele sind: Interoperabilität, Wiederverwendbarkeit und Erweiterbarkeit Quelle: Gronau 2010, S. 30 Web Container Beispiel für .Net basierte ERP-Systeme Visualisierung Internet Information SOAP Web Service Server ASP.NET Kommunikationsschnittstelle Geschäftslogik Broker .NET Business Components Data Business Data Datenschicht Repository MS SQL Oracle Geschäftsdaten .Net ist eine Microsoft Entwicklungsumgebung Quelle: Nissen und Velten … Einsatz von Open Source in einer ERP-Architektur Enterprise Portal JSF Smart Client Mobile Client Java SE Java ME Drittanwendungen Web Services Middleware Funktionen ERP CRM Rechnungswesen Projektmngt. Services Personal Logistik Servicemngt. Produktion Customizing Scheduling Message Queue Dokumentenmngt. Java EE, JBoss, Hibernate Datenbank Ermöglicht herstellerunabhängige Wahl von Anwendungssystemen. Quelle: godesys AG Workflow Print Engine Analytical Engine Architektur eines modernen ERP-Systems auf Basis von JAVA Reporting Web Client Rich Client http(s) HTML/XML JDBC Web Server Workbench (Eclipse) Externe Systeme Externe Web Services SOAP XML SOAP JBoss JDBC Geschäftsdaten Stammdaten Transaktionsdaten Applikationsserver Business Data Integrator Bison Solution Runtime Geschäftslogik Releasemanagement Metadaten Referenzmodell Repository JCA Datenbankserver Oracle, MS SQL Komponentendefinition Internettechnologien ermöglichen schnelle Reaktionsgeschwindigkeiten. Quelle: Bison AG Vorhandene XML DB Architektur des SAP NetWeaver Application Servers GUI Präsentation GUI Browser Message Server Applikation Andere Application Server oder SAP-Systeme Gateway Dispatcher Dispatcher Queue ICM Memory Pipes Datenbank Der SAP Web Application Server setzt die Drei-Schichten-Architektur ein, um auf das WWW zuzugreifen. Quelle: Gronau 2010, S. 43 Die Integrationsarchitektur "NetWeaver" von SAP Netweaver als Middleware ermöglicht die Integration von verschiedenen Personen, Zugriffsmedien, Informationsquellen, Prozessen und Anwendungssystemen Quelle: Gronau 2010, S. 48 Überblick über die Systemarchitektur von Oracle Applications Application Server Netscape Portal Servlet Engine Internet Explorer Oracle Java Server Pages (JSP) Browser Web Listener PL/SQL Gateway Discoverer Reports Data Server Forms Concurrent Manager Oracle Applications basiert auf Drei- Schichten-Architektur: Client (Browser), Applikation (Application Server), Datenbank. Quelle: Gronau 2010, S. 50 Entwicklungsoptionen für Cloud-Dienste Eigene IT Cloud Infrastruktur (IaaS) Cloud Plattform (PaaS) Cloud Software (SaaS) Daten Daten Daten Daten Anwendungslogik Anwendungslogik Anwendungslogik Entwicklung, Runtime Infrastruktur Entwicklung, Runtime Infrastruktur Entwicklung Runtime Infrastruktur Anwendungslogik Entwicklung Runtime Infrastruktur Die Verlagerung von Eigener IT in die Cloud stellt neue Anforderungen an die Softwarearchitektur. Quelle: Vossen 2012, S. 8 Einführung in Architekturen Ausgewählte Systemarchitekturen ERP - Integrationsansätze Wandlungsfähigkeit Prinzipien von Integrationsarchitekturen Punkt zu Punkt Individuelle Anpassung der Schnittstellen Hub and Spoke Datenaustausch über eine zentrale Integrationsplattform SOA Dezentraler Aufbau der Systemlandschaft Dezentraler Aufbau der Systemlandschaft Standardisierte und wiederverwendbare Schnittstellen Feste Kopplung Lose Kopplung von Systemen Quelle: Schönherr 2005, S. 27 Service orientierte Architekturen Service Register suchen und finden von WSDL Service Nutzer Quelle: Erl 2005, S. 75 Veröffentlicht WSDL Austausch der SOAP Nachrichten WSDL Serviceveschreibung SOAP Stellt das Austauschformat zur Verfügung UDDI Standardisiertes Service Register Format Service Anbieter Integrationsmethoden Dateitransfer Document Gemeinsame Datenbank Dateiaustausch zwischen Systemen - z.B. XML, Edifact, CVS Eine Datenbank stellt Daten bereit, die mehrere Anwendungssysteme zugreifen können DB Verteilte Aufrufe RPC AS 2 AS 1 RPC Nachrichten AS 1 Über Schnittstellen in Anwendungssystemen können Funktionen aufgerufen werden message AS 2 Integration durch Nachrichtenaustausch Integrationsansätze Anwendung 1 Anwendung 2 Anwendung 3 Schnittstellen Datenbank 1 Datenbank 2 EAI SOA EAI = Enterprise Application Integration Service oriented Architecure Integration zwischen Anwendungssystemen Integration durch das Internet Verschiedene Architekturen möglich Z.B. Services, RPC über Internet, ... Sind erforderlich, um verschiedene Anwendungssysteme zu verbinden Quelle: Gronau 2010, S. 35ff. Integrationsansätze zwischen Anwendungssystemen Ausgetauschte Informationen Zunehmende Tiefe der Integration Integration auf Prozessebene Integration auf Objektebene Integration auf Datenebene Bedeutung Gemeinsame Metadaten Einsatzbereich Prozessdefinitionen EAI Botschaft Wortschatz Bits Datenübertragungsprotokoll Middleware Integration zwischen Anwendungssystemen kann auf Daten-, Objekt- und Prozessebene stattfinden. Quelle: Schönherr 2005, S. 26 Internet: Typen des Electronic Commerce B2B, C2C und Intra-Business können gleichzeitig auftreten. Quelle: Alard 2000 Internet: Phasenmodell des WWW ERP-Systeme sollten heute über mehr als ein Web-Interface verfügen. Quelle: Gronau 2010, S. 37 Beispiel: Integration mit MS Biz-Talk Server Integrationsplattformen dienen der Abbildung von systemübergreifenden Geschäftsabläufen! Einführung in Architekturen Ausgewählte Systemarchitekturen ERP - Integrationsansätze Wandlungsfähigkeit Wandlungsfähigkeit Flexibilität Adaptivität Adaption 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 Fähigkeit zur Anpassung und Entwicklung eines Systems Quelle: Gronau, Andresen 2005 Adapter Wandlungsfähigkeit Warum? Notwendigkeit von kurzfristigen Anpassungen auf die aktuelle Marktsituation Schnelle und effiziente Anpassung sichert Erfolg Was? Veränderungen antizipieren und Impulse setzen Integration von Geschäftsprozessen, Architektur und Applikationen Wandlungsfähigkeit ist ein wesentlicher Wettbewerbsvorteil. Quelle: Andresen 2005 und Gronau 2010, S. 51 Wie? Technisch: Anwendungssystem Geschäftsspezifisch: Architektur Kriterien der Wandlungsfähigkeit Selbstauskunft des Systems Wissen Ähnliche Strukturen auf unterschiedlichen Ebenen Selbstähnlichkeit Strukturbildend e Fähigkeiten des Systems Selbstorganisation Kommunikatio n mit anderen Systemen Interoperabilität Eigenschaften wandlungsfähiger ERP-Systeme Autonomie der Subsysteme, Plattformunabhängigkeit Bidirektionale kapazitätsmäßig Anpassung Struktraufbau aus unabhängigen Systemen Modularität Zugriffsmöglich -keiten zu jeder Zeit an jedem Unabhängigkeit Alle Kriterien werden auf jede einzelne Schicht des Referenzmodells angewendet. Quelle: Gronau 2010, S. 52ff. Skalierbarkeit Verfügbarkeit Referenzrahmen zur Analyse der Wandlungsfähigkeit Kontrolle Adaption 5 Kontrolle 1 Präsentation Service 6 Präsentation 7 Applikation Applikationsschicht Service Funktionen und Services des Systems 3 Datenschicht 8 Daten Datenbanken des Systems Infrastrukturschicht 4 Infrastruktur Präsentationsschicht Benutzerschnittstelle 7 Daten Modellierung der Geschäftsprozesse Codeerzeugung aus der Modellierung 2 Applikation Kontrollschicht 9 Infrastruktur Hardware, Systemaufbau Adaptionsschicht Anpassungsfähige Bereiche des Systems Erweitert das Client Server Modell um Kontroll-,Infrastruktur-, und Adaptionsschicht Quelle: Andresen 2006 Vorgehen zur Ermittlung der Wandlungsfähigkeit Bewertung der Wandlungsfähigkeit in jeder Schicht des Referenzmodells mithilfe eines Fragekataloges. Quelle: Gronau 2010, S. 57 Beispiel: Wandlungsfähigkeit der Branche Handel Quelle: Gronau 2010, S. 58 Bewertungsmatrix Einsatzmöglichkeiten bei Auswahl, Benchmarking, Schwachstellen- und Potentialanalyse. Quelle: Gronau 2010, S. 59 Lernziele 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 ERPSystemen abgebildet? Was ist der Unterschied zwischen EAI und Middleware? Was bedeutet Wandlungsfähigkeit im Kontext von ERP-Systemen und Systemarchitekturen? 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.
