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Diplomarbeit


Thema:


business modeling driven
service engineering for
collaborative resource management
Eine Implementierung am Beispiel von Mobilitätsressourcen




An der Fachhochschule Köln im Fachbereich Informatik erstellte
Diplomarbeit im Studiengang Wirtschaftsinformatik
zur Erlangung des Grades Diplom-Wirtschaftsinformatiker (FH) von




Thorsten Grün
geboren am 10.09.1976




Betreuer: Prof. Dr. Gerhard Plaßmann

Köln, 27. Oktober 2010
II                                   Abkürzungsverzeichnis




Markenrechtlicher Hinweis
Die in dieser Arbeit wiedergegebenen Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenzeichen usw.
können auch ohne besondere Kennzeichnung geschützte Marken sein und als solche den gesetz-
lichen Bestimmungen unterliegen.

Sämtliche in dieser Arbeit abgedruckten Bildschirmabzüge unterliegen dem Urheberrecht © des
jeweiligen Herstellers.




Kurzfassung
Die vorliegende Diplomarbeit befasst sich mit der Entwicklung eines Systems für kollaboratives
Ressourcen-Management am Beispiel von Mobilitätsressourcen. Dabei werden im Rahmen der
zeitlichen Möglichkeiten wesentliche Schritte der Systementwicklung durchlaufen.

Einleitend wird hergeleitet, welche faktischen Probleme bestehen, und wodurch der Autor diese zu
beheben gedenkt. Im Anschluss wird eine Methodik entwickelt.

Der Prozess der Systementwicklung beginnt mit der genauen Analyse der Problemdomäne. hier
wird herausgestellt, dass die Vermittlung von Mobilitätsressourcen in der Praxis häufig an fehlen-
den Informationen scheitert. Das angedachte System versucht dieses Manko zu beheben.

Anschließend werden betriebswirtschaftliche Ziele genannt, um das System gewinnbringend ein-
setzen zu können. Dabei werden die Perspektiven von Anwendern und dem Systembetreiber ein-
genommen.

Fachliche Ziele werden herausgearbeitet, wobei hier funktionale, qualitative und rahmengebende
Anforderungen unterschieden werden.

Im Auswahl- und Entscheidungsprozess werden verschiedene Architekturen diskutiert und sich
schließlich für eine service-orientierte Architektur entschieden. Daran anschließend werden archi-
tektur-relevante Architekturen ebenfalls diskutiert, bewertet und festgelegt.

In der Entwurfsphase schließlich wird ein mögliches Datenmodell erstellt sowie ein Slogan und ein
Logo entwickelt.

Schließlich wird die Implementierung der Laufzeitumgebung besprochen sowie im Rahmen einer
Spike-Solution exemplarisch ein Web Service mit PHP implementiert.
Inhaltsverzeichnis                                                                                                                     III




Inhaltsverzeichnis
Abkürzungsverzeichnis ................................................................................................................ V

Abbildungsverzeichnis ............................................................................................................... VII

Tabellenverzeichnis ................................................................................................................... VIII

1      Einleitung............................................................................................................................... 1
    1.1    Motivation (WARUM, Problemdomäne) .............................................................................. 1
    1.2    Zielsetzung (WAS, Lösungsdomäne) ................................................................................. 5
    1.3    Methodik (WIE, Prozessdomäne) ....................................................................................... 6

2      Analyse der Problemdomäne ............................................................................................... 9
    2.1    Identifikation von Objekten und Relationen ........................................................................ 9
    2.2    Modellierung von Problembereichen ................................................................................ 11

3      betriebswirtschaftliche Ziele .............................................................................................. 16
    3.1 Vorteile aus Sicht der Anwender ...................................................................................... 17
      3.1.1 operative Ziele ........................................................................................................... 17
      3.1.2 taktische Ziele ........................................................................................................... 18
      3.1.3 strategische Ziele ...................................................................................................... 19
    3.2 Vorteile aus Sicht des Systembetreibers .......................................................................... 19
      3.2.1 strategische Ziele ...................................................................................................... 19
      3.2.2 taktische Ziele ........................................................................................................... 20
      3.2.3 operative Ziele ........................................................................................................... 22

4      fachliche Ziele ..................................................................................................................... 24
    4.1    einleitendes Szenario ....................................................................................................... 24
    4.2    Unterscheidung von Anforderungen ................................................................................. 26
    4.3    konkretes Vorgehensmodell ............................................................................................. 30
    4.4 Zielbestimmung / funktionale Anforderungen ................................................................... 31
      4.4.1 Muss-Kriterien ........................................................................................................... 32
        4.4.1.1 Vermittlungsprozess ........................................................................................... 32
        4.4.1.2 Benutzerverwaltung ............................................................................................ 35
        4.4.1.3 Anzeige eingeben ............................................................................................... 36
        4.4.1.4 Anzeigen suchen und anzeigen .......................................................................... 36
        4.4.1.5 auf Anzeige reagieren......................................................................................... 37
      4.4.2 Kann- bzw. Wunsch-Kriterien .................................................................................... 37
      4.4.3 Abgrenzungs-Kriterien ............................................................................................... 38
    4.5 qualitative Anforderungen ................................................................................................ 38
      4.5.1 Benutzungsoberfläche ............................................................................................... 38
      4.5.2 Leistungsverhalten .................................................................................................... 40
      4.5.3 Sicherheit .................................................................................................................. 40
      4.5.4 Zuverlässigkeit .......................................................................................................... 41
    4.6 Produktumgebung / Rahmenbedingungen ....................................................................... 41
      4.6.1 Zielgruppe ................................................................................................................. 41
      4.6.2 Anwendungsbereich .................................................................................................. 42
      4.6.3 Benutzerdaten ........................................................................................................... 43
IV                                                     Abkürzungsverzeichnis




        4.6.4      Slogan ....................................................................................................................... 43
        4.6.5      Hardware ................................................................................................................... 43
        4.6.6      Netzwerk ................................................................................................................... 44
        4.6.7      Betriebssystem .......................................................................................................... 46

5       Auswahl- und Entscheidungsprozess ............................................................................... 47
     5.1 Architektur ........................................................................................................................ 47
       5.1.1 n-Tier-Architektur ....................................................................................................... 48
       5.1.2 Client-/Server-Architektur .......................................................................................... 52
       5.1.3 Service-orientierte Architektur.................................................................................... 52
         5.1.3.1 Anwendungs-Frontend........................................................................................ 54
         5.1.3.2 Service................................................................................................................ 55
         5.1.3.3 Vertrag ................................................................................................................ 57
         5.1.3.4 Implementierung ................................................................................................. 57
         5.1.3.5 Schnittstelle ........................................................................................................ 58
         5.1.3.6 Service-Repository.............................................................................................. 58
         5.1.3.7 (Enterprise-)Service-Bus (ESB) .......................................................................... 59
         5.1.3.8 SOA-Level .......................................................................................................... 61
         5.1.3.9 Zusammenfassung ............................................................................................. 63
       5.1.4 Entscheidung für eine Architektur .............................................................................. 63
     5.2 architektur-relevante Technologien................................................................................... 64
       5.2.1 Komponentenplattform .............................................................................................. 65
       5.2.2 Datenbank-Management-System .............................................................................. 66
       5.2.3 Middleware ................................................................................................................ 71
         5.2.3.1 Message-oriented Middleware ............................................................................ 72
         5.2.3.2 Web Services...................................................................................................... 72
       5.2.4 Entwicklungsumgebung ............................................................................................. 77
         5.2.4.1 PHP .................................................................................................................... 77
         5.2.4.2 Apache HTTP Server / Webserver ...................................................................... 79
       5.2.5 Alternative Entwicklungsumgebungen ....................................................................... 80

6       Entwurfsphase / DV-Konzept.............................................................................................. 81
     6.1 betriebswirtschaftliche Anforderungen .............................................................................. 81
       6.1.1 Slogan ....................................................................................................................... 81
         6.1.1.1 Vorüberlegungen ................................................................................................ 81
         6.1.1.2 Entscheidung für einen Slogan ........................................................................... 83
       6.1.2 Logo .......................................................................................................................... 83
     6.2     Datenmodell ..................................................................................................................... 84

7       Implementierungsphase ..................................................................................................... 86
     7.1     Laufzeitumgebung ............................................................................................................ 86
     7.2     Implementierung von Kernfunktionalitäten ........................................................................ 87

8       Abschluss ............................................................................................................................ 90
     8.1     Zusammenfassung ........................................................................................................... 90
     8.2     Fazit ................................................................................................................................. 91
     8.3     Ausblick ............................................................................................................................ 92

Eidesstattliche Erklärung ........................................................................................................... 95

Glossar ........................................................................................................................................ 96

Quellenverzeichnis ..................................................................................................................... 97

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  • 2. II Abkürzungsverzeichnis Markenrechtlicher Hinweis Die in dieser Arbeit wiedergegebenen Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenzeichen usw. können auch ohne besondere Kennzeichnung geschützte Marken sein und als solche den gesetz- lichen Bestimmungen unterliegen. Sämtliche in dieser Arbeit abgedruckten Bildschirmabzüge unterliegen dem Urheberrecht © des jeweiligen Herstellers. Kurzfassung Die vorliegende Diplomarbeit befasst sich mit der Entwicklung eines Systems für kollaboratives Ressourcen-Management am Beispiel von Mobilitätsressourcen. Dabei werden im Rahmen der zeitlichen Möglichkeiten wesentliche Schritte der Systementwicklung durchlaufen. Einleitend wird hergeleitet, welche faktischen Probleme bestehen, und wodurch der Autor diese zu beheben gedenkt. Im Anschluss wird eine Methodik entwickelt. Der Prozess der Systementwicklung beginnt mit der genauen Analyse der Problemdomäne. hier wird herausgestellt, dass die Vermittlung von Mobilitätsressourcen in der Praxis häufig an fehlen- den Informationen scheitert. Das angedachte System versucht dieses Manko zu beheben. Anschließend werden betriebswirtschaftliche Ziele genannt, um das System gewinnbringend ein- setzen zu können. Dabei werden die Perspektiven von Anwendern und dem Systembetreiber ein- genommen. Fachliche Ziele werden herausgearbeitet, wobei hier funktionale, qualitative und rahmengebende Anforderungen unterschieden werden. Im Auswahl- und Entscheidungsprozess werden verschiedene Architekturen diskutiert und sich schließlich für eine service-orientierte Architektur entschieden. Daran anschließend werden archi- tektur-relevante Architekturen ebenfalls diskutiert, bewertet und festgelegt. In der Entwurfsphase schließlich wird ein mögliches Datenmodell erstellt sowie ein Slogan und ein Logo entwickelt. Schließlich wird die Implementierung der Laufzeitumgebung besprochen sowie im Rahmen einer Spike-Solution exemplarisch ein Web Service mit PHP implementiert.
  • 3. Inhaltsverzeichnis III Inhaltsverzeichnis Abkürzungsverzeichnis ................................................................................................................ V Abbildungsverzeichnis ............................................................................................................... VII Tabellenverzeichnis ................................................................................................................... VIII 1 Einleitung............................................................................................................................... 1 1.1 Motivation (WARUM, Problemdomäne) .............................................................................. 1 1.2 Zielsetzung (WAS, Lösungsdomäne) ................................................................................. 5 1.3 Methodik (WIE, Prozessdomäne) ....................................................................................... 6 2 Analyse der Problemdomäne ............................................................................................... 9 2.1 Identifikation von Objekten und Relationen ........................................................................ 9 2.2 Modellierung von Problembereichen ................................................................................ 11 3 betriebswirtschaftliche Ziele .............................................................................................. 16 3.1 Vorteile aus Sicht der Anwender ...................................................................................... 17 3.1.1 operative Ziele ........................................................................................................... 17 3.1.2 taktische Ziele ........................................................................................................... 18 3.1.3 strategische Ziele ...................................................................................................... 19 3.2 Vorteile aus Sicht des Systembetreibers .......................................................................... 19 3.2.1 strategische Ziele ...................................................................................................... 19 3.2.2 taktische Ziele ........................................................................................................... 20 3.2.3 operative Ziele ........................................................................................................... 22 4 fachliche Ziele ..................................................................................................................... 24 4.1 einleitendes Szenario ....................................................................................................... 24 4.2 Unterscheidung von Anforderungen ................................................................................. 26 4.3 konkretes Vorgehensmodell ............................................................................................. 30 4.4 Zielbestimmung / funktionale Anforderungen ................................................................... 31 4.4.1 Muss-Kriterien ........................................................................................................... 32 4.4.1.1 Vermittlungsprozess ........................................................................................... 32 4.4.1.2 Benutzerverwaltung ............................................................................................ 35 4.4.1.3 Anzeige eingeben ............................................................................................... 36 4.4.1.4 Anzeigen suchen und anzeigen .......................................................................... 36 4.4.1.5 auf Anzeige reagieren......................................................................................... 37 4.4.2 Kann- bzw. Wunsch-Kriterien .................................................................................... 37 4.4.3 Abgrenzungs-Kriterien ............................................................................................... 38 4.5 qualitative Anforderungen ................................................................................................ 38 4.5.1 Benutzungsoberfläche ............................................................................................... 38 4.5.2 Leistungsverhalten .................................................................................................... 40 4.5.3 Sicherheit .................................................................................................................. 40 4.5.4 Zuverlässigkeit .......................................................................................................... 41 4.6 Produktumgebung / Rahmenbedingungen ....................................................................... 41 4.6.1 Zielgruppe ................................................................................................................. 41 4.6.2 Anwendungsbereich .................................................................................................. 42 4.6.3 Benutzerdaten ........................................................................................................... 43
  • 4. IV Abkürzungsverzeichnis 4.6.4 Slogan ....................................................................................................................... 43 4.6.5 Hardware ................................................................................................................... 43 4.6.6 Netzwerk ................................................................................................................... 44 4.6.7 Betriebssystem .......................................................................................................... 46 5 Auswahl- und Entscheidungsprozess ............................................................................... 47 5.1 Architektur ........................................................................................................................ 47 5.1.1 n-Tier-Architektur ....................................................................................................... 48 5.1.2 Client-/Server-Architektur .......................................................................................... 52 5.1.3 Service-orientierte Architektur.................................................................................... 52 5.1.3.1 Anwendungs-Frontend........................................................................................ 54 5.1.3.2 Service................................................................................................................ 55 5.1.3.3 Vertrag ................................................................................................................ 57 5.1.3.4 Implementierung ................................................................................................. 57 5.1.3.5 Schnittstelle ........................................................................................................ 58 5.1.3.6 Service-Repository.............................................................................................. 58 5.1.3.7 (Enterprise-)Service-Bus (ESB) .......................................................................... 59 5.1.3.8 SOA-Level .......................................................................................................... 61 5.1.3.9 Zusammenfassung ............................................................................................. 63 5.1.4 Entscheidung für eine Architektur .............................................................................. 63 5.2 architektur-relevante Technologien................................................................................... 64 5.2.1 Komponentenplattform .............................................................................................. 65 5.2.2 Datenbank-Management-System .............................................................................. 66 5.2.3 Middleware ................................................................................................................ 71 5.2.3.1 Message-oriented Middleware ............................................................................ 72 5.2.3.2 Web Services...................................................................................................... 72 5.2.4 Entwicklungsumgebung ............................................................................................. 77 5.2.4.1 PHP .................................................................................................................... 77 5.2.4.2 Apache HTTP Server / Webserver ...................................................................... 79 5.2.5 Alternative Entwicklungsumgebungen ....................................................................... 80 6 Entwurfsphase / DV-Konzept.............................................................................................. 81 6.1 betriebswirtschaftliche Anforderungen .............................................................................. 81 6.1.1 Slogan ....................................................................................................................... 81 6.1.1.1 Vorüberlegungen ................................................................................................ 81 6.1.1.2 Entscheidung für einen Slogan ........................................................................... 83 6.1.2 Logo .......................................................................................................................... 83 6.2 Datenmodell ..................................................................................................................... 84 7 Implementierungsphase ..................................................................................................... 86 7.1 Laufzeitumgebung ............................................................................................................ 86 7.2 Implementierung von Kernfunktionalitäten ........................................................................ 87 8 Abschluss ............................................................................................................................ 90 8.1 Zusammenfassung ........................................................................................................... 90 8.2 Fazit ................................................................................................................................. 91 8.3 Ausblick ............................................................................................................................ 92 Eidesstattliche Erklärung ........................................................................................................... 95 Glossar ........................................................................................................................................ 96 Quellenverzeichnis ..................................................................................................................... 97