1 Einleitung. 1.1 Komplexität integrierter Informationssysteme. 1.1 Komplexität integrierter Informationssysteme 1

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1 Kapitelverzeichnis 1 Einleitung Komplexität integrierter Informationssysteme Teilsysteme integrierter Informationssysteme Ziele der Arbeit Gliederung und Aufbau der Arbeit... 5

2 1.1 Komplexität integrierter Informationssysteme 1 "In all chaos there is a cosmos, in all disorder a secret order." C. Jung 1 Einleitung 1.1 Komplexität integrierter Informationssysteme Die moderne Technik und Wirtschaft sind dadurch gekennzeichnet, dass immer grössere und komplexere soziotechnische und organisatorische Gebilde entstehen und geschaffen werden 1. Komplexität will in diesem Zusammenhang aber nicht allein als Kompliziertheit verstanden werden. Wird ein Sachverhalt als kompliziert bezeichnet, so soll damit zum Ausdruck gebracht werden, dass es schwierig ist, ihn zu verstehen. Die Tatsache jedoch, dass ein Sachverhalt komplex ist, weist zusätzlich auf Eigenschaften dessen innerer Struktur hin. Zur Darstellung des Zusammenhanges zwischen Kompliziertheit und Komplexität ziehen Ulrich und Probst 2 die beiden Dimensionen Vielzahl/Vielfalt und Veränderlichkeit/Dynamik heran (vgl. Abbildung 1). Veränderlichkeit Dynamik Relativ komplexes Äusserst komplexes Einfaches Kompliziertes Vielzahl/Vielfalt Abbildung 1: Kompliziertheit und Komplexität 3. 1 Vgl. Haken (1988), S. VII. 2 Vgl. Ulrich, Probst (1991), S. 57 ff. 3 Vgl. Ulrich, Probst (1991), S. 61.

3 2 Einleitung Komplizierte e zeichnen sich durch eine im subjektiven Sinne grosse Anzahl von Elementen und Beziehungen aus. Eine hohe Varietät eines s, bestimmt durch die grosse Anzahl unterschiedlicher Elemente, verstärkt die Kompliziertheit zusätzlich 4. Darüber hinaus weisen komplexe e eine Eigendynamik auf. Ihre Struktur ist nicht nur kompliziert, sondern deren innerer Zustand verändert sich unablässig. Ulrich und Probst definieren deshalb Komplexität als die "Fähigkeit eines s, in einer gegebenen Zeitspanne eine grosse Zahl von verschiedenen Zuständen annehmen zu können." 5 Die Eigendynamik eines s liegt darin begründet, dass sich die Interaktionen zwischen seinen Elementen qualitativ und quantitativ verändern können, dass sich die Elemente selbst in ihrer inneren Struktur wandeln und dass sich schliesslich die Struktur des s im Laufe der Zeit neu gestaltet. Diese Veränderungen können in Kombination miteinander auftreten und damit in mannigfaltiger Art und Weise das gesamte Wirkungsgefüge eines s sukzessive verändern. Hoch komplexe e haben die unangenehme Eigenschaft, sich im Zeitablauf derart zu verändern, dass ihr Zustand, und damit auch ihre Wirkung, nicht mehr einfach zu prognostizieren ist. Für den Beobachter verhalten sich solche e oftmals irrational oder gar chaotisch. Einfaches Ursache-Wirkungs-Denken 6 führt zur Annahme, dass ein bestimmter Lenkungseingriff mit Bestimmtheit zum angestrebten zustand führt. Tritt dieser Zustand nicht ein, könnte der Beobachter zum irrtümlichen Schluss kommen, durch Analyse eines s dessen Funktionsweise vollständig ergründen zu können. Hoch komplexe e weisen jedoch derart viele mögliche zustände auf, dass eine sichere Voraussage über ihr vom Zustand abhängiges Verhalten schliesslich unmöglich bleibt. Trotzdem sind komplexe e in vielen Bereichen notwendig 7, um der Vielfältigkeit der Realität gerecht zu werden. Dies gilt in besonderem Masse für diejenigen e, welche ein Abbild der Realität darstellen, wie dies z.b. bei Informationssystemen der Fall ist. Informationssysteme müssen der stetig und rasch wachsenden Komplexität ihrer Umgebung angepasst sein. Es ist deshalb notwendig, in kurzer Zeit und mit geringen Kosten komplexe Informationssysteme hoher Qualität und Flexibilität gestalten und realisieren zu können 8. Von dieser Notwendigkeit sind besonders jene Unternehmungen betroffen, deren Management sich in zunehmendem Masse auf integrierte Informationssysteme mit unmittelbarem Zugriff auf operative Daten stützt, selbst wenn diese Daten über die ganze Unternehmung verteilt gespeichert sind. Aktuelle und korrekte Daten müssen deshalb in einfach auswertbarer Form rasch verfügbar sein. Es ist die Aufgabe der IS-Abteilung, diese Daten- 4 Vgl. Syring (1993). 5 Ulrich, Probst (1991), S Auf rein linearen Wirkungszusammenhängen basierendes deduktives Denken. 7 Vgl. Haken (1988), S Vgl. Martin (1989a), S. 5 f.

4 1.2 Teilsysteme integrierter Informationssysteme 3 qualität und gleichzeitig die entsprechenden Datenschutz- und Datensicherheitsmassnahmen zu gewährleisten. Moderne Vorgehensmodelle zur Gestaltung von Informationssystemen 9 empfehlen daher im Rahmen der strategischen Planung den Aufbau einer IS- Architektur 10, um die geforderte Datenqualität sicherstellen zu können. Eine IS-Architektur bildet die Informationsbedürfnisse einer Organisation auf hohem Abstraktionsniveau unabhängig von aufbauorganisatorischen, personenbezogenen und technischen Gegebenheiten ab 11. Sie ist dementsprechend von zentraler Bedeutung 12 und gilt als Voraussetzung für die effiziente und effektive Nutzung integrierter Informationssysteme. 1.2 Teilsysteme integrierter Informationssysteme Die zunehmende Komplexität soziotechnischer und organisatorischer Gebilde führt, verstärkt durch den Trend der globalen Vernetzung und Integration, zu komplexeren Informationssystemen und IS-Architekturen 13. Es liegt auf der Hand, dass Methoden entwickelt werden mussten, die es erlauben, die IS-Architektur zu strukturieren, um sie damit besser überschaubar und realisierbar zu machen. In top-down orientierten Vorgehensschritten dient die IS-Architektur als Grundlage zur Dekomposition von Informationssystemen in überschaubare und voneinander möglichst unabhängige Teilsysteme 14. Bei der in Realisierungsphasen vorwiegend bottom-up orientierten Vorgehensweise können sie als übergeordnete, für die Integration von Teilsystemen relevante Rahmenwerke betrachtet werden 15. Sie stellen sicher, dass die jeweils getrennt entwickelten Teilsysteme ein kohärentes Gesamtsystem ergeben. Selbst während der Nutzungsphase werden Informationssysteme weiterentwickelt und müssen der sich ändernden Umgebung angepasst werden. Gleichzeitig werden sie mit benachbarten en verknüpft und bilden so noch stärker integrierte Informationssysteme. Da Änderungen an einem derart komplexen nunmehr die vernetzten Nachbarsysteme beeinflussen, wird die Kontrolle zusehends schwieriger 16. Die Dekomposition integrierter Informationssysteme in möglichst unabhängige, aber trotzdem vernetzte Teilsysteme ist deshalb von grosser Bedeutung. 9 Vgl. z.b. IBM (1980); Martin (1989a); Katz (1990); Ward, Griffith, Whitmore (1990); Kiewiet, Stegwee (1991); Sowa, Zachman (1992); Teng, Kettinger, Guha (1992). 10 Vgl. Wetherbe, Davis (1983); Hein (1985); Brancheau, Wetherbe (1986); Everest, Kim (1989); Krcmar (1990); Strunz (1990), S. 439 ff; Scheer (1991); Hildebrand (1992); von Halle (1992); Inmon, Caplan (1992); Spewak (1993). 11 Vgl. Brancheau, March, Schuster (1989). 12 Vgl. Brancheau, Wetherbe (1986), S. 461; Niederman, Brancheau, Wetherbe (1991). 13 Vgl. Cash, McFarlan, McKenney (1988), S. 250; Kim, Everest (1994), S Vgl. McFadden, Hoffer (1988), S Vgl. Inmon, Loper (1990). 16 Vgl. Martin (1989c), S. 415 ff.

5 4 Einleitung Die zur Bestimmung solcher Teilsysteme vorgeschlagenen Verfahren verfolgen zumeist eine stark datenorientierte und implementierungstechnische Sichtweise. So werden insbesondere die Anzahl der Schnittstellen zwischen den en, und damit auch die mit Kommunikationskosten verbundenen Datenflüsse minimiert. Oftmals unterbleibt jedoch die Berücksichtigung organisatorischer und unternehmensspezifischer Besonderheiten. Die Festlegung der Implementierungsreihenfolge der Teilsysteme erfolgt in der Regel über die Prioritätensetzung für einzelner Teilsysteme 17. Als wesentliche Entscheidgrundlage sind aber auch die wegen der Vernetzung massgebenden Abhängigkeiten der Teilsysteme untereinander in Betracht zu ziehen. 1.3 Ziele der Arbeit Basierend auf den in Vorgehensmodellen enthaltenen Ansätzen zur Visualisierung und Reduktion der Komplexität integrierter Informationssysteme soll ein heuristisches und ein exaktes Verfahren zur Bestimmung und Sequenzierung geeigneter Teilsysteme integrierter Informationssysteme entwickelt werden. Diese Verfahren sollen das Strukturieren von Informationssystemen unabhängig von konkreten Gestaltungsmethoden erlauben und den Detaillierungsgrad der verfügbaren Informationen berücksichtigen. Sie sind deshalb auf hohem Abstraktionsniveau zu formulieren. 1.4 Gliederung und Aufbau der Arbeit Abbildung 2 zeigt grafisch die Gliederung und den Aufbau dieser Arbeit, wobei die Linien die inhaltlich eng zusammenhängenden Kapitel miteinander verbinden. Die Beschreibung des Modells zur Methodenbeschreibung und dessen Eingliederung in die Abstraktionsebenen (vgl. Kapitel 2.1) strukturieren die Ausführungen der Grundlagen. Kapitel 2.2 skizziert ein allgemeines Vorgehensmodell sowie zwei speziell auf die Gestaltung von Informationssystemen ausgerichtete Vorgehensmodelle mit ihren Ansätzen zur Komplexitätsreduktion. Diese Vorgehensmodelle basieren auf jeweils eigenen Meta-Modellen (vgl. Kapitel 2.3), verwenden aber gleichsam Matrizen als Analyse- und Darstellungsmittel (vgl. Kapitel 2.4). Für das in Kapitel 3.1 formal definierte Fusionsproblem wird in Kapitel 3.2 ein heuristisches und in Kapitel 3.3 ein exaktes Lösungsverfahren mit zahlreichen Verfahrenswahlmöglichkeiten vorgestellt. Das Verfahren zur Lösung des Reihenfolgeproblems folgt in Kapitel Vgl. z.b. Cash, McFarlan, McKenney (1988), S. 184.

6 1.4 Gliederung und Aufbau der Arbeit 5 Die Leistungsbeurteilung (vgl. Kapitel 4.1) der Verfahrenswahlmöglichkeiten erlaubt die Bestimmung der am besten geeigneten Verfahrenswahlmöglichkeit. Einige Anwendungsbeispiele werden in Kapitel 4.2 illustriert. Kapitel 5 fasst die wesentlichen Ergebnisse der Arbeit zusammen und zeigt mögliche Weiterentwicklungen auf. 5 Schlussbetrachtungen 4.2 Anwendungsbeispiele 4.1 Leistungsbeurteilung 3.4 Exaktes Lösungsverfahren für das Reihenfolgeproblem 3.3 Exaktes Lösungsverfahren für das Fusionsproblem 3.2 Heuristisches L'Verfahren für das Fusionsproblem 3.1 Problemdefinitionen 2.4 Matrizen als Analyse- und Darstellungsmittel 2.3 Meta-Modelle der Gestaltungsergebnisse 2.2 Gestaltungsaktivitäten Vorgehensmodelle 2.1 Abstraktionsebenen, Modell der Methodenbeschreibung 1 Einleitung Abbildung 2: Gliederung und Aufbau der Arbeit.