Ontologische Evaluierung von Referenzmodellen Überblick über Methode und Anwendung

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1 Otologische Evaluierug vo Referezmodelle Überblick über Methode ud Awedug Peter Fettke, Peter Loos Johaes Guteberg-Uiversität Maiz Iformatio Systems & Maagemet Lehrstuhl Wirtschaftsiformatik ud Betriebswirtschaftslehre D Maiz, Germay {fettke Abstract: I eier Reihe vo Utersuchuge wird die philosophische Diszipli der Otologie als Grudlage für die Iformatiosmodellierug verwedet. Aufbaued auf der Buge-Otologie wird i diesem Beitrag eie Vorgehesweise zur otologische Evaluierug vo Referezmodelle präsetiert ud ahad des Y- CIM-Modells vo Scheer exemplarisch agewedet. 1 Motivatio Ei Aliege vo Referezmodelle ist es, eie Klasse vo Uterehme allgemei gültig zu repräsetiere. Diese Repräsetatioe solle möglichst ahe a der Realität ausgerichtet sei, um bspw. eie leichte Prüfug durch Modellaweder zu erreiche. Ebeso wird durch eie problemahe Repräsetatio erhofft, dass diese weitgehed uabhägig vo iformatiostechische Details ist, sodass Referezmodelle möglichst weig techologiebehaftetes, kurzlebiges Wisse repräsetierte, soder stabile, laglebige Problemrepräsetatio bereitstelle. Die Otologie als eie Teildiszipli der Philosophie beschäftigt sich mit der Gazheit der Wirklichkeit [Bu77, 5f.] (i diesem Beitrag wird das Wort Otologie icht im Sie eies Begriffsverzeichisses verstade). So wie bspw. mithilfe der Automate- oder Netzwerktheorie die Gegestäde Automat ud Netzwerk utersucht werde köe, behadelt die Otologie Objekte der Realität ud dere Verhalte i eiem weitest mögliche Sie. Dieses Verstädis ermöglicht es, die Otologie als eie theoretische Grudlage der Iformatiosmodellierug zu verstehe, we vo der Aahme ausgegage wird, dass fachkozeptioelle Referezmodelle die Wirklichkeit repräsetiere [Wa95]. Ferer folge die Autore de vo Buge postulierte otologische ud epistemologische Prizipie, die eie wisseschaftliche Realismus kostituiere [Bu77, S. 16f.; Bu83, S ]: 1. Die Welt existiert uabhägig vo der Erfahrug eies Beobachters (otologische Prämisse). 2. Die Wahrehmug der Welt ist eierseits beschräkt ud trügerisch. Adererseits ka keie edgültige Wahrheit über die Welt gewoe werde ka. Vielmehr ist meschliche Erketis grudsätzlich fehlbar (epistemologische Prämisse). 233

2 Die Otologie wurde bereits i vielfältige Utersuchuge als Grudlage der Iformatiosmodellierug verwedet (vgl. Überblicke bei [GR00, S. 77f.; Mi00, S ]). Währed die vorhadee Utersuchuge primär die otologische Evaluierug vo Modellierugssprache vorehme, führe die Autore i diesem Artikel die otologische Evaluierug vo Referezmodelle ei. Der Beitrag ist wie folgt aufgebaut: Nach diesem eileitede Abschitt wird ei Überblick über die otologische Evaluierug vo Referezmodelle gegebe. Abschitt 3 präsetiert ei kurzes Awedugsbeispiel. Der Beitrag schließt mit eiem Resümee ud weitere Forschugsfrage. 2 Otologische Evaluierug I diesem Abschitt wird die otologische Evaluierug vo Referezmodelle vorgestellt. Das zetrale Kozept eier otologische Evaluierug ist eie otologische Normalisierug eies Referezmodells, die als eie Trasformatio des Referezmodells i ei otologisches Modell verstade werde ka. Eie otologische Normalisierug ist vergleichbar mit eier Normalisierug eies Datebakschemas: Beide Verfahre habe zum Ziel, durch Awedug bestimmter Trasformatiosschritte eie eiheitliche Darstellug repräsetierter Sachverhalte herbeizuführe. Uterschiede ergebe sich dari, dass die Normalisierug eies Datebakschemas darauf abzielt, Probleme der Iformatiosrepräsetatio ud -verarbeitug i Datebaksysteme zu beseitige (bspw. Vermeidug vo Dateredudaze, Phatomprobleme etc.). Dagege bezweckt eie otologische Normalisierug eie vereiheitlichte Repräsetatio der i eiem Referezmodell dargestellte Sachverhalte im Hiblick auf die Buge-Otologie [Bu79; Bu77]. Die otologische Evaluierug besteht aus vier Schritte. Im erste Schritt erfolgt eie Kostruktio eier Trasformatiosvorschrift für die Modellierugssprache. Der erste Schritt basiert auf der vo Wad ud Weber vorgeschlagee Methode zur otologische Evaluierug vo Modellierugssprache [WW93]. Die Trasformatiosvorschrift besteht aus zwei mathematische Fuktioe, die folgedermaße zu kostruiere sid: Eierseits werde die Kostrukte der Otologie auf die Kostrukte der Modellierugssprache abgebildet. Diese Abbildug wird Repräsetatiosabbildug geat. Adererseits werde mit der so geate Iterpretatiosabbildug die Kostrukte der Modellierugssprache auf die Kostrukte der Otologie abgebildet. Mit der Trasformatiosvorschrift wird die otologische Bedeutug der verwedete Modellierugskostrukte defiiert. Der zweite Schritt immt eie Idetifikatio tatsächlicher otologischer Modellierugsdefizite vor, umso die otologische Normalisierug des Referezmodells vorzubereite. Grudlage des zweite Schrittes ist die zuvor kostruierte allgemeie Trasformatiosvorschrift. Hierzu ist für jedes Kostrukt des Referezmodells zu überprüfe, ob es gemäß der eigeführte Trasformatiosvorschrift verwedet wurde. Im dritte Schritt wird die Trasformatio des Referezmodells i ei otologisches Modell vorgeomme. Das Ergebis der Trasformatio ist ei otologisch ormalisiertes Referezmodell. Formal ka ei otologisch ormalisiertes Referezmodell als eie 234

3 Abbildug der Kostrukte des Referezmodells auf Kostrukte des otologische Modells verstade werde. Im abschließede vierte Schritt erfolgt eie Beurteilug der Ergebisse. Zuächst ka die Trasformatiosvorschrift des erste Schrittes im Allgemeie beurteilt werde, umso allgemeie otologische Defizite der verwedete Modellierugssprache zu bestimme. Zweites köe die otologische Defizite im Eizelfall beurteilt werde. Drittes ka das otologisch ormalisierte Referezmodell Grudlage der Beurteilug des Referezmodells sei. Es ka so bspw. überprüft werde, ob das ormalisierte Referezmodell ei vollstädiges Buge-System darstellt. Ebeso ist es möglich, Referezmodelle verschiedeer Modellierugssprache otologisch zu ormalisiere, um sie eiem Vergleich zugäglich zu mache. 3 Awedugsbeispiel Aus Grüde der Beschräkug ka hier keie vollstädige ud ausführliche otologische Evaluierug eies Referezmodells erfolge. Vielmehr werde im Folgede ur eizele Aspekte herausgegriffe, wobei die Autore sich primär auf die Idetifikatio otologischer Modellierugsdefizite kozetriere (Schritt 2). Evaluierugsgegestad ist ei Ausschitt des Y-CIM-Referezmodells vo Scheer [Sc97, ] (Abb. 1). Orgaisatioseiheit Bedarfsermittler OENR Bedarfsempfäger Primärbedarfspla Artikel Primärbedarfspositio Zeit VOENR, AOENR, DATUM TNR VOENR, AOENR, (PLANUGS-)DATUM, TNR, BEDARFSDATUM DATUM Abb. 1: Referezmodell zur Primärbedarfsverwaltug ach Scheer [Sc97, 101] Als Trasformatiosvorschrift wird vorgeschlage, dass Etitäte des Etity-Relatioship-Model (ERM) als Buge-Gegestäde ud ERM-Etitätstype als Buge-Fuktiosschemata (diese bestehe aus eier Mege vo Buge-Eigeschafte) verstade werde (die Verfasser folge der Argumetatio vo [EW01, S. 359], die sich auf Klasse im Sie der Uified Modelig Laguage bezieht ud auf ERM-Etitätstype übertragbar ist). Trasformatiosvorschrifte für adere Sprachkostrukte des ERM werde hier icht diskutiert. Im Referezmodell werde Artikel durch eie Artikelummer idetifiziert. Es ist allerdigs zu beachte, dass diese Artikelummer icht bspw. mit eier Serieummer o. Ä. 235

4 zu verwechsel ist: Eie Serieummer ist i der Lage, eie bestimmte Artikel eideutig zu idetifiziere (bspw. die CPU mit der Serieummer N, die a de Kude K verkauft worde ist). Dahigege beschreibt der Etitätstyp Artikel stets eie Mege vo bestimmte Artikel eies bestimmte Typs. Mögliche Exemplare des Etitätstyps sid bspw. CPU 1GHz oder CPU 2GHz. Mit adere Worte: Exemplare dieses Etitätstyps sid keie Buge-Gegestäde, soder Mege vo Gegestäde. Bei dem Etitätstyp Artikel hadelt es sich folglich bereits um eie Typisierug vo Artikel. Dies bedeutet, dass das Referezmodell implizit vo typisierbare Artikel ausgeht. Diese Voraussetzug dürfte im Falle eier Masseproduktio uproblematisch, allerdigs im Falle eier kudeidividuelle Eizelfertigug icht zwiged erfüllt sei. Eie weitere Kosequez ist, dass mit dem Referezmodell keie Eigeschafte eizeler, bestimmter Artikel (bspw. Lagerort, Qualitätsgüte), soder stets ur vo Artikeltype repräsetiert werde köe. Mögliche Exemplare des Etitätstyp Orgaisatioseiheit sid bspw. Absatzplaug oder Produktiosplaug. Dieser Sachverhalt ka eierseits i der Art iterpretiert werde, dass diese Exemplare jeweils eie Buge-Gegestad eies bestimmte Uterehmes darstelle. Beispielsweise besteht die Produktiosplaug im Uterehme X aus Mitarbeiter, bestimmte Räume, Maschie sowie sostige kokrete Arbeitsmittel etc. Falls dieser Iterpretatio gefolgt wird, wäre bei der Awedug des Referezmodells festzulege, welche kokrete Gegestäde des Uterehmes über ei Exemplar dieses Etitätstyps refereziert werde solle. Adererseits köte argumetiert werde, dass diese Etitäte keie (faktische) Referez besitze, soder ur rei formaler Gestalt sid. Diese otologische Zweideutigkeit ka im Referezmodell icht aufgelöst werde, hat aber methodische Kosequeze: Wird der erste Iterpretatio gefolgt, köe empirische Prüfuge stattfide (besteht Orgaisatioseiheit Produktiosplaug aus Maschie X, Raum Y usw.?), die bei der zweite Iterpretatio silos wäre. Mögliche Exemplare des Etitätstyps Zeit sid Periodekeuge, die sowohl ei kokretes Datum ( ) als auch eie Periodekeug (P1, P2 usw.) darstelle köe. Bei diese Exemplare hadelt es sich grudsätzlich icht um Buge- Gegestäde. Vielmehr betreffe zeitliche Aspekte eie adere meschliche Aschauugsform (i diesem Sie auch [Ze90, S. 79]). Es wird hier die Hypothese vertrete, dass die vom Autor gewählte Kozeptualisierug der Zeit darauf zurückzuführe ist, dass das ERM keie explizite temporale Kostrukte bereitstellt. Daher mag zwar die gewählte Kozeptualisierug bei der techische Implemetierug des Modells sivoll sei, ist aber letztlich ei rei techisches Artefakt. Die zuvor diskutierte Aspekte sid icht i dem Sie zu iterpretiere, dass das Referezmodell i irgedeiem Sie icht korrekt sei. Vielmehr soll durch die otologische Evaluierug die Aufmerksamkeit der Modellutzer auf implizite Prämisse der gewählte Modellierug gelekt werde, umso das Verstädis für das Referezmodell zu erhöhe ud eie passgeaue Auswahl sowie mögliche ud otwedige Apassug des Modells zu erleichter. 236

5 4 Resümee ud Ausblick I diesem Beitrag kote ur ei kapper Eiblick i Vorgehe ud Möglichkeite eier otologische Evaluierug vo Referezmodelle gegebe werde. Aus dem Awedugsbeispiel wurde deutlich, dass das Y-CIM-Referezmodell vo Scheer mit verschiedee implizite Prämisse behaftet ist. Es sei darauf higewiese, dass die Durchführug eier otologische Evaluierug subjektive Eiflüsse uterliegt, da bspw. Trasformatiosvorschrifte uterschiedlich defiiert werde köe. Da allerdigs Referezmodelle keie rei formale Systeme darstelle, soder eie empirische Gehalt besitze, sid solche Restriktioe prizipiell icht zu vermeide. I küftige Arbeite wird eierseits die vorgeschlagee Evaluierugsmethode weiter verfeiert. Adererseits werde die vorhadee Referezmodelle eier otologische Evaluierug uterzoge, sodass Kataloge [FL02] mit otologisch ormalisierte Referezmodelle etwickelt werde. Literaturverzeichis [Bu77] Buge, M.: Otology I: The Furiture of the World. Dordrecht, Hollad [Bu79] Buge, M.: Otology II: A World of Systems. Dordrecht, Hollad [Bu83] Buge, M.: Epistemology & Methodology II: Uderstadig the World. Dordrecht, Hollad [EW01] Everma, J.; Wad, Y.: Towards Otologically Based Sematics for UML Costructs. I: H. S. Kuii; S. Jajodia; A. Sølvberg (Hrsg.): Coceptual Modelig - ER th Iteratioal Coferece o Coceptual Modelig, Yokohama, Japa, November 27-30, 2001, Proceedigs. Berli, Heidelberg 2001, S [FL02] Fettke, P.; Loos, P.: Der Referezmodellkatalog als Istrumet des Wissesmaagemets - Methodik ud Awedug. I: J. Becker; R. Kackstedt (Hrsg.): Wissesmaagemet mit Referezmodelle. Kozepte für die Awedugssystem- ud Orgaisatiosgestaltug. Berli et al. 2002, S [GR00] Gree, P.; Rosema, M.: Itegrated Process Modelig: A Otological Evaluatio. I: Iformatio Systems 25 (2000) 2, S [Mi00] Milto, S.: A Otological Compariso ad Evaluatio of Data Modellig Frameworks. PhD Thesis, Uiversity of Tasmaia, Hobart [Sc97] Scheer, A.-W.: Wirtschaftsiformatik - Referezmodelle für idustrielle Geschäftsprozesse. 7. Aufl., Berli et al [Wa95] Wad, Y.; Moarchi, D. E.; Parsos, J.; Woo, C. C.: Theoretical foudatios for coceptual modellig i iformatio systems developmet. I: Decisio Support Systems 15 (1995), S [WW93] Wad, Y.; Weber, R.: O the otological expressiveess of iformatio systems aalysis ad desig grammars. I: Joural of Iformatio Systems 3 (1993) 4, S [Ze90] Zelewski, S.: Rezesio: A.-W. Scheer: Eterprise-Wide Data Modellig Iformatio Systems i Idustry. Berli I: Iformatio Maagemet 5 (1990) 2, S

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