Engineering multimedialer Online-Services für den Maschinenbau

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1 Engneerng multmedaler Onlne-Servces für den Maschnenbau von der Fakultät Maschnenbau der Unverstät Stuttgart zur Erlangung der Würde enes Doktor-Ingeneurs (Dr.-Ing.) genehmgte Abhandlung vorgelegt von Dpl.-Inform. Thomas Specht aus Bad Nauhem Hauptberchter: Unv.-Prof. Dr.-Ing. D. Spath Mtberchter: Unv.-Prof. Dr.-Ing. Prof. E. h. Dr.-Ing. E. h. Dr. h. c. E. Westkämper Tag der Enrechung: Tag der mündlchen Prüfung: Insttut für Arbetswssenschaft und Technologemanagement (IAT), 2005

2 IPA-IAO Forschung und Praxs Berchte aus dem Fraunhofer-Insttut für Produktonstechnk und Automatserung (IPA), Stuttgart, Fraunhofer-Insttut für Arbetswrtschaft und Organsaton (IAO), Stuttgart, Insttut für Industrelle Fertgung und Fabrkbetreb (IFF), Unverstät Stuttgart und Insttut für Arbetswssenschaft und Technologemanagement (IAT), Unverstät Stuttgart Herausgeber: Unv.-Prof. Dr.-Ing. Prof. e.h. Dr.-Ing. e.h. Dr. h.c. mult. Engelbert Westkämper und Unv.-Prof. Dr.-Ing. habl. Prof. e.h. Dr. h.c. Hans-Jörg Bullnger und Unv.-Prof. Dr.-Ing. Deter Spath

3 IAO Fraunhofer Insttut Arbetswrtschaft und Organsaton Thomas Specht Engneerng multmedaler Onlne-Servces für den Maschnenbau Nr. 415 Fachverlag Hemshem

4 Dr.-Ing. Dpl.-Inform. Thomas Specht Fraunhofer-Insttut für Arbetswrtschaft und Organsaton (IAO), Stuttgart Unv.-Prof. Dr.-Ing. Prof. e.h. Dr.-Ing. e.h. Dr. h.c. mult. Engelbert Westkämper ord. Professor an der Unverstät Stuttgart Fraunhofer-Insttut für Produktonstechnk und Automatserung (IPA), Stuttgart Unv.-Prof. Dr.-Ing. habl. Prof. e.h. Dr. h.c. Hans-Jörg Bullnger ord. Professor an der Unverstät Stuttgart Präsdent der Fraunhofer-Gesellschaft, München Unv.-Prof. Dr.-Ing. Deter Spath ord. Professor an der Unverstät Stuttgart Fraunhofer-Insttut für Arbetswrtschaft und Organsaton (IAO), Stuttgart D 93 ISBN Jost Jetter Verlag, Hemshem Deses Werk st urheberrechtlch geschützt. De dadurch begründeten Rechte, nsbesondere de der Übersetzung, des Nachdrucks, des Vortrags, der Entnahme von Abbldungen und Tabellen, der Funksendung, der Mkroverflmung oder der Vervelfältgung auf anderen Wegen und der Specherung n Datenverarbetungsanlagen, bleben, auch be nur auszugsweser Verwertung, vorbehalten. Ene Vervelfältgung deses Werkes oder von Telen deses Werkes st auch m Enzelfall nur n den Grenzen der gesetzlchen Bestmmungen des Urheberrechtsgesetzes der Bundesrepublk Deutschland vom 9. September 1965 n der jewels gültgen Fassung zulässg. Se st grundsätzlch vergütungspflchtg. Zuwderhandlungen unterlegen den Strafbestmmungen des Urheberrechtsgesetzes. Jost Jetter Verlag, Hemshem Prnted n Germany. De Wedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezechnungen usw. n desem Werk berechtgt auch ohne besondere Kennzechnung ncht zu der Annahme, dass solche Namen m Snne der Warenzechen- und Markenschutz-Gesetzgebung als fre zu betrachten wären und daher von jedermann benutzt werden dürften. Sollte n desem Werk drekt oder ndrekt auf Gesetze, Vorschrften oder Rchtlnen (z. B. DIN, VDI, VDE) Bezug genommen oder aus hnen ztert worden sen, so kann der Verlag kene Gewähr für de Rchtgket, Vollständgket oder Aktualtät übernehmen. Es empfehlt sch, gegebenenfalls für de egenen Arbeten de vollständgen Vorschrften oder Rchtlnen n der jewels gültgen Fassung hnzuzuzehen. Druck: prntsystem GmbH, Hemshem

5 Geletwort der Herausgeber Über den Erfolg und das Bestehen von Unternehmen n ener marktwrtschaftlchen Ordnung entschedet letztendlch der Absatzmarkt. Das bedeutet, möglchst frühzetg absatzmarktorenterte Anforderungen sowe deren Veränderungen zu erkennen und darauf zu reageren. Neue Technologen und Werkstoffe ermöglchen neue Produkte und eröffnen neue Märkte. De neuen Produktons- und Informatonstechnologen verwandeln sgnfkant und nachhaltg unsere ndustrelle Arbetswelt. Poltsche und gesellschaftlche Veränderungen sgnalseren und begleten dabe enen Wertewandel, der auch n unseren Industrebetreben deutlchen Nederschlag fndet. De Aufgaben des Produktonsmanagements snd velfältger und anspruchsvoller geworden. De Integraton des europäschen Marktes, de Globalserung veler Industren, de zunehmende Innovatonsgeschwndgket, de Entwcklung zur Frezetgesellschaft und de übergrefenden ökologschen und sozalen Probleme, zu deren Lösung de Wrtschaft hren Betrag lesten muss, erfordern von den Führungskräften erweterte Perspektven und Antworten, de über den Fokus tradtonellen Produktonsmanagements deutlch hnausgehen. Neue Formen der Arbetsorgansaton m ndrekten und drekten Berech snd heute schon feste Bestandtele nnovatver Unternehmen. De Entkopplung der Arbetszet von der Betrebszet, ntegrerte Planungsansätze sowe der Aufbau dezentraler Strukturen snd nur enge der Konzepte, welche de aktuellen Entwcklungsrchtungen kennzechnen. Erfreulch st der Trend, mmer mehr den Menschen n den Mttelpunkt der Arbetsgestaltung zu stellen - de tradtonell eher technokratsch akzentuerten Ansätze wechen ener stärkeren Human- und Organsatonsorenterung. Qualfzerungsprogramme, Tranng und andere Formen der Mtarbeterentwcklung gewnnen als Dfferenzerungsmerkmal und als Zukunftsnvestton n Human Resources an strategscher Bedeutung. Von wssenschaftlcher Sete muss deses Bemühen durch de Entwcklung von Methoden und Vorgehenswesen zur systematschen Analyse und Verbesserung des Systems Produktonsbetreb enschleßlch der erforderlchen Denstlestungsfunktonen unterstützt werden. De Ingeneure snd her gefordert, n enger Zusammenarbet mt anderen Dszplnen, z. B. der Informatk, der Wrtschaftswssenschaften und der Arbetswssenschaft, Lösungen zu erarbeten, de den veränderten Randbedngungen Rechnung tragen. De von den Herausgebern langjährg geleteten Insttute, das - Fraunhofer-Insttut für Produktonstechnk und Automatserung (IPA), - Fraunhofer-Insttut für Arbetswrtschaft und Organsaton (IAO), - Insttut für Industrelle Fertgung und Fabrkbetreb (IFF), Unverstät Stuttgart, - Insttut für Arbetswssenschaft und Technologemanagement (IAT), Unverstät Stuttgart

6 arbeten n grundlegender und angewandter Forschung ntensv an den oben aufgezegten Entwcklungen mt. De Ausstattung der Labors und de Qualfkaton der Mtarbeter haben berets n der Vergangenhet zu Forschungsergebnssen geführt, de für de Praxs von großem Wert waren. Zur Umsetzung gewonnener Erkenntnsse wrd de Schrftenrehe IPA-IAO - Forschung und Praxs herausgegeben. Der vorlegende Band setzt dese Rehe fort. Ene Überscht über bsher erschenene Ttel wrd am Schluss deses Buches gegeben. Dem Verfasser se für de gelestete Arbet gedankt, dem Jost Jetter Verlag für de Aufnahme deser Schrftenrehe n sene Angebotspalette und der Druckere für saubere und zügge Ausführung. Möge das Buch von der Fachwelt gut aufgenommen werden. Engelbert Westkämper Hans-Jörg Bullnger

7 Vorwort De vorlegende Arbet entstand während mener Tätgket als wssenschaftlcher Mtarbeter am Fraunhofer Insttut für Arbetswrtschaft und Organsaton (IAO) n Stuttgart. De beden Forschungsverbundprojekte PI-AVIda (Personalserte Interaktve Audo-, Voce- und Vdeo- Informatonen für Portal- und Auswertungsanwendungen) und KoPro-Netz (Kooperatves Produktengneerng n enem Kunden-, Zuleferer-, Produzentennetzwerk), bede gefördert vom Bundesmnsterum für Bldung und Forschung, haben wesentlche Impulse und nsbesondere de Evaluatonsszenaren für dese Dssertaton gelefert. Herrn Unv.-Prof. Dr.-Ing. Deter Spath, Leter des Fraunhofer Insttuts für Arbetswrtschaft und Organsaton (IAO) sowe des Insttuts für Arbetswssenschaft und Technologemanagement (IAT) der Unverstät Stuttgart danke ch für de Übernahme des Hauptberchts und sene wssenschaftlche Betreuung nsbesondere n der Endphase mener Arbet. Ebenfalls danke ch Herrn Unv.-Prof. Dr.-Ing. Prof. E. h. Dr.-Ing. E. h. Dr. h. c. Engelbert Westkämper, Leter des Fraunhofer Insttuts für Produktonstechnk und Automatserung (IPA) und des Insttuts für Industrelle Fertgung und Fabrkbetreb (IFF) der Unverstät Stuttgart für de Übernahme des Mtberchts. Men besonderer Dank glt Herrn Unv.-Prof. Dr.-Ing. habl. Klaus-Peter Fähnrch von der Unverstät Lepzg für de ntensve Begletung deser Arbet. Frau Prv.-Doz. Dr.-Ing. habl. Anette Wesbecker danke ch für de Durchscht der Arbet und enge sehr konstruktve Anmerkungen kurz vor der Abgabe. Darüber hnaus glt men Dank allen Kollegnnen und Kollegen des Marktstratege Teams Softwaretechnk, des Competence Centers Software Management sowe Tanja Klostermann aus dem Marktstratege Team Denstlestungsentwcklung für de zahlrechen nteressanten Dskussonen und Anregungen und das sehr kollegale und angenehme Arbetsumfeld. Schleßlch danke ch menen Eltern und Freunden für hre motverende Unterstützung und hre Geduld sowe menem Bruder Stefan für das Korrekturlesen der Arbet. Stuttgart, Aprl 2005 Thomas Specht

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9 Inhaltsverzechns Verzechns der Abbldungen Verzechns der Tabellen Akronyme Glossar Enletung Ausgangsstuaton und Zelsetzung Ausgangsstuaton und Defzte vorhandener Ansätze Lösungsansatz Vorgehenswese Engneerng von IT-Densten Software Engneerng Objektorenterte Softwaremodellerung Unfed Modelng Language (UML) Phasenorenterte Software-Entwcklungsprozesse Spralmodell Iteratve Software-Entwcklungsprozesse Fazt Servce Engneerng Typserung von Denstlestungen Denstlestungen und Servceplattformen m Maschnenbau Wssensbaserte Denstlestungen und Wssensnetzwerke Modellerung von Denstlestungen Phasenorenterte Servce Engneerng-Verfahren Halbteratve Servce Engneerng-Verfahren Iteratve Servce Engneerng-Verfahren Fazt Proflbaserte Onlne-Denste Verschlagwortung Inhaltsbaserte Suche Klassfkaton von Dokumenten Fazt Engneerng-Methodk Anforderungen an de Engneerng-Methodk Engneerng des Anwendungsframeworks Engneerng neuer Onlne-Denste Entwcklungsprozess Bewertung von Unfed Process und Extreme Programmng Co-Engneerng von Software und Servces Ansätze für den Entwcklungsprozess Entwcklungsrehenfolge von Anwendungsframework und Servces Defnton enes neuen zwephasgen Entwcklungsprozesses Vortele deses zwephasgen Entwcklungsprozesses Werkzeugunterstützung De neue Entwcklungsmethodk m Detal Phase 1: Smultaneous Engneerng von Framework und Plot-Servce Phase 2: Framework-basertes Engneerng weterer Onlne-Servces... 61

10 Enordnung n das Refegradmodell für Software Smultaneous Engneerng von Framework und Plot-Servce Plot-Servce Auswahl des Plot-Servces Vson des Plot-Servces Busness TV Produktmodell des Plot-Servces Prozessmodell des Plot-Servces Desgn des Plot-Servces Betrebermodell und Marketng-Konzept Konfguraton und Nutzung des Plot-Servces Framework für multmedale Onlne-Servces Vson des Frameworks Produktmodell des Frameworks und des Servce-Templates Prozessmodell des Frameworks und des Servce-Templates Ressourcen- und Technkkonzept des Frameworks Desgn des Frameworks Implementerung, Test und Refaktorerung des Frameworks Ergebnsse Bldschrmabzüge der PDA-Verson Bldschrmabzüge der Webverson Fazt Evaluaton anhand enes weteren Onlne-Servces Vson des Servces Wssensdatenbank m Maschnenbau Anforderungsanalyse und Modellerung des Servces Produktmodell des Servces Prozessmodell des Servces Ressourcen- und Technkkonzept Betrebermodell und Marketng-Konzept Desgn des Servces, Dalogsteuerungsmodell Erweterung des Frameworks Implementerung und Test des Servces Konfguraton und Nutzung des Servces Ergebnsse Entwcklung weterer Onlne-Servces Fazt Übertragbarket der Methodk und Ausblck Zusammenfassung Abstract Lteratur A Softwaretechnsche Bass A.1 Objektorenterte Software A.2 Komponentensoftware A.2.1 Grundlagen A.2.2 Komponentenbaserte Softwarearchtekturen A.2.3 Komponententechnologen A.2.4 Servlets, Java Server Pages (JSP) und Tag Lbrares

11 A.2.5 Java Beans A.2.6 Enterprse Java Beans (EJB) A.3 XML als standardsertes Dokumentenformat A.3.1 Trennung von Struktur, Inhalt und Darstellung A.3.2 XML A.3.3 XSL-Transformatonen A.4 Mddleware-Standards und Web Servces A.4.1 SOAP (Smple Object Access Protocol) A.4.2 WSDL (Web Servce Descrpton Language) B Proflerungsmodelle B.1 Begrffe und Defntonen B.2 Mengentheoretsche Modelle B.2.1 Boolesches Modell B.2.2 Fuzzy Set-Modell B.3 Vektorraumbaserte Modelle B.3.1 Verenfachtes Vektorraummodell B.3.2 Vollständges Vektorraummodell B.4 Probablstsches Modell B.5 Verglech der Modelle B.6 Relevanzrückmeldung des Benutzers C Dalogsteuerungsmodelle

12 Verzechns der Abbldungen Abbldung 2-1: Zwephasger Lösungsansatz Abbldung 2-2: Vorgehenswese m Rahmen deser Arbet Abbldung 3-1: Wasserfallmodell (nach [Roy70]) Abbldung 3-2: V-Modell (nach [Bal98]) Abbldung 3-3: Spralmodell nach [Boe88] Abbldung 3-4: Phasen des Unfed Process (nach [Lar02]) Abbldung 3-5: Typserung von Denstlestungen (nach [BM01]) Abbldung 3-6: Typserung proflbaserter multmedaler Onlne-Denste Abbldung 3-7: Auszug Denstlestungsportfolo aus Scht der Instandhaltung (nach [Gud03]) Abbldung 3-8: Kooperatve Servceplattform für den Maschnenbau (nach [KST03]) Abbldung 3-9: Integraton des Wssensmanagements n de Geschäftsprozesse Abbldung 3-10: Servce Desgn- und Management-Modell nach Ramaswamy [Ram96] Abbldung 3-11: Servce Engneerng nach Shostack und Kngman-Brundage [SKB91] Abbldung 3-12: Kategoren der obersten Ebene nach dem IPTC-Standard Abbldung 3-13: Modell zur Klassfkaton und Dokumentensuche Abbldung 4-1: Neue zwephasge Entwcklungsmethodk m Überblck Abbldung 4-2: Smultaneous Engneerng von Anwendungsframework und Plot-Servce Abbldung 4-3: Framework-basertes Engneerng weterer Onlne-Servces Abbldung 4-4: Refegradmodell für Software (nach [PCC93]) Abbldung 5-1: Erste Phase: Smultaneous Engneerng von Framework und Plot-Servce Abbldung 5-2: Use Cases des Autors Abbldung 5-3: Use Cases des Redakteurs Abbldung 5-4: Kategorenschema für den Plot-Servce Busness TV Abbldung 5-5: Use Cases des Konsumenten bzw. Mtarbeters Abbldung 5-6: Use Cases des Benutzeradmnstrators Abbldung 5-7: Verenfachter Gesamtworkflow Abbldung 5-8: Interaktonslnen Abbldung 5-9: Dalogsteuerung des Plot-Servces: Oberste Ebene Abbldung 5-10: Dalogsteuerung des Plot-Servces: Referenzpunkt anlegen Abbldung 5-11: Dalogsteuerung des Plot-Servces: Referenzpunkt abrufen Abbldung 5-12: Dalogsteuerung des Plot-Servces: Proflbelegung und Profle edteren Abbldung 5-13: Grobarchtektur des Gesamtsystems Abbldung 5-14: Archtektur des Medenverwaltungssystems Abbldung 5-15: Medenklassfkatons- und Segmenterungssystem (n Anlehnung an [SF03])... 88

13 Abbldung 5-16: Archtektur des Proflerungssystems Abbldung 5-17: Desgn des Medenverwaltungssystems Abbldung 5-18: Desgn des Proflerungssystems Abbldung 5-19: Desgn der Hlfskomponenten Abbldung 5-20: Desgn des Vertelungsmodells Abbldung 5-21: Proflauswahllste und Auswahl enes Betrags Abbldung 5-22: Auswahl und Abspelen enes Betrags zum ausgewählten Benutzerprofl Abbldung 5-23: Abspelen enes Software-Tranngsvdeos n der Webverson Abbldung 5-24: Konfguraton neuer Benutzerprofle Abbldung 6-1: Zwete Phase: Engneerng weterer Onlne-Servces Abbldung 6-2: Use Cases des Wssensautors Abbldung 6-3: Use Cases des Multmedaspezalsten und des Wssensadmnstrators Abbldung 6-4: Kategorenschema für den Servce Wssensdatenbank m Maschnenbau Abbldung 6-5: Use Cases des Wssenskonsumenten Abbldung 6-6: Use Cases des Benutzeradmnstrators Abbldung 6-7: Kollaboratonsdagramm, getrennte Wssensdatenbanken Abbldung 6-8: Kollaboratonsdagramm, gemensame Wssensdatenbank Abbldung 6-9: Schtbarketsgrenzen be getrennten Wssensdatenbanken ohne Kundenzugrff Abbldung 6-10: Schtbarketsgrenzen be gemensamer Wssensdatenbank mt Kundenzugrff Abbldung 6-11: Verenfachter Workflow aus Scht der Wssensdatenbank Abbldung 6-12: Um Benutzergruppen erwetertes Proflerungssystem Abbldung 6-13: Dalogsteuerung des Servces: Oberste Ebene Abbldung 6-14: Überarbetetes Desgn des Proflerungssystems Abbldung 6-15: Ad Hoc-Abfrage der Wssensdatenbank Abbldung 6-16: Symptome, Ursachen und Besetgung ener Störung Abbldung 6-17: Vdeo zur Behebung der Störung und zur Neujustage des Lasermoduls Abbldung 6-18: Wetere Iteratonen: Engneerng zusätzlcher Onlne-Servces Abbldung 6-19: Wederverwendungsquoten des Servces (Zusammenfassung) Abbldung A-1: Dreschchtenarchtektur Abbldung A-2: Fünfschchtenarchtektur Abbldung A-3: Komponentenmodell der Enterprse Java Beans Abbldung A-4: Klassfkaton der Enterprse Java Beans Abbldung B-1: Überscht ausgewählter Informaton Retreval-Verfahren

14 Verzechns der Tabellen Tabelle 3-1: Modelle und Dagrammtypen der Unfed Modelng Language Tabelle 3-2: Servceprofl für proflbaserte multmedale Onlne-Denste (nach [Jas98]) Tabelle 3-3: Explztes und mplztes Wssen (nach [LT02]) Tabelle 4-1: Bewertung des Unfed Process und des Extreme Programmngs Tabelle 4-2: Gegenüberstellung der Begrffe n Software- und Servceentwcklungsprozessen Tabelle 5-1: Akteure und Verantwortlchketen Tabelle 5-2: Produktmodell des Plot-Servces, des Frameworks und des Servce-Templates Tabelle 5-3: Prozessmodell des Plot-Servces, des Frameworks und des Servce-Templates Tabelle 5-4: Rechte- und Rollenkonzept Tabelle 6-1: Varanten wssensbaserter Servce-Unterstützungssysteme Tabelle 6-2: Akteure und Verantwortlchketen des neuen Servces Tabelle 6-3: Gegenüberstellung der Begrffe von Servce-Template und Servce Tabelle 6-4: Rechte- und Rollenkonzept Tabelle 6-5: Rollenzugehörgketen der Benutzergruppen be Varante 3 und Tabelle 6-6: Wederverwendungsquoten und Änderungen am Framework Tabelle 6-7: Wederverwendungsquoten des Servces m Detal Tabelle A-1: Verglech gängger Komponentenmodelle (n Anlehnung an [We02]) Tabelle A-2: Verglech gängger Mddleware-Standards (n Anlehnung an [SF03]) Tabelle C-1: Bewertung grundlegender Dalogmodelle (nach [Fae99])

15 Akronyme API ASP BmBF CGI COM CORBA DB DCOM DTD EJB GUI HTML HTTP IDL IPTC J2EE J2SDK JDBC JDK JRE JSP MPEG OC4J ODBC OMG ORB RMI RUP SOAP SQL TCP / IP UML UP URL VPN W3C WML WSDL XML XP XSL XSLT Applcaton Programmng Interface Actve Server Pages Bundesmnsterum für Bldung und Forschung Common Gateway Interface Component Object Model Common Object Request Broker Archtecture Datenbank Dstrbuted Component Object Model Document Type Defnton Enterprse Java Beans Graphcal User Interface HyperText Markup Language HyperText Transfer Protocol Interface Defnton Language Internatonal Press and Telecommuncaton Councl Java 2 Enterprse Edton Java 2 Software Development Kt Java DataBase Connectvty Java Development Kt Java Runtme Envronment Java Server Pages Moton Pctures Expert Group Oracle Contaners For Java Open DataBase Connectvty Object Management Group Object Request Broker Remote Method Invocaton Ratonal Unfed Process Smple Object Access Protocol Structured Query Language Transmsson Control Protocol / Internet Protocol Unfed Modelng Language Unfed Process Unfed Resource Locator Vrtual Prvate Network WWW Consortum Wreless Markup Language Web Servce Descrpton Language extenson Markup Language extreme Programmng XML Stylesheet Language XSL Transformaton

16 Glossar Actve Server Pages Annotaton Beanbaserte Persstenz (EJB) Constrant Contanerbaserte Persstenz (EJB) Content Deployment Desgn Pattern (Entwurfsmuster) Enterprse Java Beans Entwcklungsmethode Entwcklungsprozess Entwurfsmuster Feeder Flterung Frame Framework Humanressourcen Mcrosoft-propretäre dynamsch erzeugte Webseten, baserend auf Vsual Basc. Ergänzung enes Medenobjekts (Text, Sprache, Audo, Vdeo) um beschrebende Metadaten we z.b. Autor, Erstellungsdatum, Kategorenzuordnung, Verschlagwortung. Im Gegensatz zur contanerbaserten Persstenz muss der Programmerer de Methoden zum Datenbankzugrff mplementeren. Restrkton oder Bedngung für en Element oder Objekt. Im Gegensatz zur beanbaserten Persstenz stellt der EJB Contaner de Methoden zum Datenbankzugrff beret. Medennhalt (Texte, Blder, Grafken, dgtalserte Sprache, Audodaten, Vdeo). Übertragung ener J2EE-Anwendung an den Applcaton Server. Genersches benanntes Entwurfsmuster, das für ene Klasse ähnlcher Problemstellungen enen erprobten Lösungsansatz betet. Enthält auch Informatonen zur Anwendbarket deses Entwurfsmusters und dessen Übertragung auf neue Sachverhalte. Objektorentertes Komponentenmodell, basert auf Java. Entwcklungsmethoden beschreben ene Methodk zur Erstellung von Modellen der realen Welt. In der objektorenterten Modellerung beschrebt de Entwcklungsmethode de Erstellung von Objektmodellen der realen Welt, um daraus entsprechende Softwaremodule und -komponenten ableten zu können. Der Entwcklungsprozess beschrebt de komplette Prozesskette von der Anforderungsanalyse bs zum getesteten Gesamtsystem nklusve aller Iteratonsschrtte ( Iteratver Entwcklungsprozess). Er untergledert sch n Subprozesse, de getrennt vonenander und von unterschedlchen Personen bearbetet werden können. Desgn Pattern. Hardware und / oder Softwareadapter zu externen Medendatenquellen we z.b. Dgtalrado oder Dgtal TV. Selekton von Inhalten für Push-Denste. Enzelbld enes Vdeos. Menge vordefnerter Komponenten (z.b. Klassen, Objekte), de als Ausgangsbass zur Realserung von Systemen für ene bestmmte Problemstellung denen. Menschen, de für de Erbrngung ener Denstlestung, den Betreb enes Systems oder de Produkton von Gütern notwendg snd.

17 J2EE Java Server Pages Keyframe Klassfkaton Iteratver Entwcklungsprozess Klassfkatonsbaum Klassfkator Marketngkonzept Medenelement Medenobjekt Metadaten Metamodell Modell MPEG7 Multmodales Termnal Persstenz Produktmodell Prozessmodell Pull-Denst Auftelung des Entwcklungsprozesses n Iteratonsschrtte. Jeder Iteratonsschrtt ergänzt en gewsses Delta an Funktonaltät, Stabltät und Performance des Gesamtsystems. Java 2 Enterprse-Edton. Erwetert Java um Enterprse Java Beans, Java Server Pages und Servlets. Dynamsche Webseten baserend auf der Programmersprache Java. Suns Antwort auf de ASP der Frma Mcrosoft. Ausgewählter repräsentatver Frame ener Vdeoszene. Entelung von Objekten n Objektklassen mt glechen oder ähnlchen Egenschaften. Baumartg strukturerte Menge von Klassfkatoren. Softwarekomponente zur Klassfkaton von Objekten. Beschrebung und Modellerung der Aktvtäten, um ene Denstlestung, en System oder en Produkt am Markt zu postoneren und zu bewerben. Medenelemente verfügen über Content und snd de Enzelbaustene zusammengesetzter Medenobjekte. Medenobjekte bestehen aus enem oder mehreren Medenelementen. Beschrebende Daten enes Medenobjekts (z.b. Autor, Erstellungsdatum, Enordnung n den Klassfkatonsbaum, Verschlagwortung). Modell, das andere Modelle defnert. So defnert z.b. das UML Metamodell de Elementtypen der UML we Klassen oder Komponenten. Abstrakte Beschrebung ener Problemstellung oder enes Systems, das de wesentlchen Egenschaften und Funktonen nachbldet und unwesentlche Detals gnorert. Normertes, XML-basertes Format für Metadaten von Medenobjekten. Termnal, das verschedene Endgerätetechnologen (Web-Browser, Telefon mt Sprachsteuerung usw.) ntegrert. Dauerhafte Specherung von Informatonen oder Objektzuständen, z.b. n ener Datenbank. Beschrebung und Modellerung des Produkts ener Denstlestung, enes Systems oder ener Konstrukton. Bestandtel des Resultats enes Servce Engneerng-Prozesses. Beschrebung und Modellerung der Prozesse ener Denstlestung bzw. der Prozesse für de Nutzung enes Systems. Bestandtel des Resultats enes Servce Engneerng-Prozesses. Benutzer ruft Content nteraktv ab.

18 Push-Denst Rankng Ratonal Unfed Process Redaktonssystem Redesgn Refaktorerung Ressource Ressourcenkonzept Segmenterung Servce Engneerng Servlet Shot Streamng Meda Stub Technsche Ressourcen Template Use Case Unfed Modelng Language Unfed Messagng Unfed Process User Relevance Feedback WWW Consortum Sendet aktuellen Content automatsch nach Verfügbarket oder nach enem festen Zetraster an den Benutzer, z.b. als E-Mal. Sorterung der Suchergebnsse nach Relevanz. Um Aspekte des Softwaremanagements erweterte Varante des Unfed Process. Software zur Content-Erstellung und Pflege. Vollständge Überarbetung, oft partelle Neumplementerung. Lokal begrenzte Überarbetung. Ressourcen snd notwendge Betrebsmttel, um ene Denstlestung zu erbrngen oder en System zu betreben. Ressourcen können Humanressourcen oder Technsche Ressourcen sen. Beschrebung und Modell der Ressourcen, de zur Erbrngung ener Denstlestung oder den Betreb enes Systems notwendg snd. Auftelung von Meden n enzelne Passagen oder Szenen (z.b. Beträge ener Nachrchtensendung, Muskstücke ener Musk-CD). Systematsche Entwcklung von Denstlestungen mt Modellen und Verfahren der Ingeneurwssenschaften. Klenes Java-Programm zur dynamschen Erzeugung von Webseten. Szenenwechsel n enem Vdeo-Stream. Medenelemente und -objekte, de enen zetkontnuerlchen Datenstrom lefern (z.b. Audo, Vdeo). Rumpfprozedur, de stellvertretend enen Methodenaufruf annmmt und zum adresserten Serverobjekt weterletet. Technsche Komponenten und Systeme, de für de Erbrngung ener Denstlestung, den Betreb enes Systems oder de Produkton von Gütern notwendg snd. Schablone, z.b. für ene Websete oder enen Prozess. Anwendungsfall (verenfacht gesagt: Funktonaltät) enes Systems nklusve Beschrebung der betelgten Aktoren (Personen und Systemkomponenten). Bestandtel der Unfed Modelng Language. Objektorenterte Softwaremodellerungs- und Beschrebungssprache. Ausgabegeräteneutrale Endgeräteschnttstelle mt Gateways für unterschedlche Endgerätetypen (z.b. Telefon, Fax, E-Mal, SMS). Auf der Unfed Modelng Language baserender Softwareentwcklungsprozess. Implzte (d.h. automatsche) oder explzte (d.h. manuelle) Bewertung enes Betrags durch den Benutzer. Internatonales Spezfkatonsgremum für wchtge WWW-Standards we XML, WML, HTML und SOAP/WSDL.

19 1 Enletung De zunehmende Dgtalserung der Medenprodukton und -dstrbuton (vgl. [Pas03, BM02]) und de damt enher gehende erheblche Verenfachung be der Erstellung multmedaler Inhalte ermöglcht auch mttelständschen Unternehmen de Produkton kurzer Vdeos für Informatons- und Weterbldungszwecke oder als multmedale Wssensdatenbank. So können z.b. bsher ledglch als Ausdruck vorhandene Kursunterlagen durch Vdeos unterstützt werden, um den Lernerfolg zu verbessern, oder Reparatur- und Servceanletungen durch Vdeos mt den wesentlchen durchzuführenden Schrtten ergänzt werden. En dgtaler Camcorder sowe en PC oder Laptop mt entsprechender Hardwareschnttstelle (n der Regel IEEE 1394, auch als Frewre bezechnet) und Vdeoschnttsoftware rechen heute aus, um Vdeos n semprofessoneller Qualtät zu erstellen und zu schneden. Inzwschen st de Bedenung deser Geräte und der entsprechenden Software so enfach, dass für semprofessonelle Produktonsqualtät ken spezell ausgebldetes Personal mehr erforderlch st. De entsprechenden Aufgaben können von der Presse- und Öffentlchketsarbetsabtelung bzw. von Mtarbetern der Fachabtelungen nach ener Schulung übernommen werden. Für professonelle Ansprüche kann ene nterne oder an enen Medendenstlester ausgelagerte Busness TV-Kernmannschaft engebunden werden [Ax00]. Mt der zunehmenden Informatonsvelfalt wrd es jedoch mmer schwerger, gezelt dejengen Informatonen herauszufltern, de dem egenen Interessens- und Wssensbedarf entsprechen [Kro87]. De strukturerte Informatonsablage, de Verschlagwortung der Beträge sowe de Beretstellung ener Volltextsuche helfen be der Suche nach bestmmten Dokumenten (vgl. [DS00]). En deutlch effektverer Weg der Informatonsversorgung besteht n der gezelten Konfguraton von Interessensproflen durch den Benutzer und ene entsprechende Personalserung der angebotenen Informatonsdenste (vgl. [Rt03, P03]). Deser Ansatz lässt sch auf B2B-Anwendungen übertragen, ndem anhand der Aufgabenbeschrebung enes Mtarbeters oder ener Gruppe von Mtarbetern entsprechende Aufgabenprofle konfgurert werden. Für ene Rehe von Anwendungsszenaren, we z.b. den Aufbau ener Wssensdatenbank, st es darüber hnaus notwendg, Ad Hoc-Abfragen durch de drekte Selekton von Inhaltskategoren durchführen zu können. Um enen proflbaserten multmedalen Onlne-Denst erfolgrech entwckeln und betreben zu können, muss deser sorgfältg geplant, konzpert und realsert werden. Für de ITtechnsche Umsetzung lefern gängge Methoden des Software Engneerngs de Ausgangsbass. [IEE90] defnert Software Engneerng als de Anwendung systematscher, dszplnerter, quantfzerbarer Ansätze für de Entwcklung, den Betreb und de Wartung von Software, d.h. de Anwendung von Ingeneursprnzpen auf de Softwareentwcklung. Darüber hnaus st de Beretstellung enes multmedalen Onlne-Denstes mmer ene Denstlestung an enem Kunden, se es en Busness-Kunde (B2B) oder en prvater Konsument (B2C). In Anlehnung an de Prnzpen ngeneurmäßger Entwcklungsmethoden m Maschnenbau oder der Softwareentwcklung wrd n [BFM01] dejenge technsche Dszpln, de sch mt der systematschen Entwcklung und dem Desgn von Denstlestungen unter der Nutzung geegneter Vorgehenswesen, Methoden und Werkzeuge als Servce Engneerng bezechnet. Zel der vorlegenden Arbet st de Defnton und Ausarbetung ener ntegrerten Entwcklungsmethodk zum Co-Engneerng multmedaler Onlne-Denste m Maschnenbau, de Servce- und Software Engneerng mtenander kombnert. Dese benhaltet neben der Def-

20 nton enes systematschen Entwcklungsprozesses de Entwcklung enes Anwendungsframeworks, auf dem neue multmedale Onlne-Denste modular und effzent entwckelt werden können. Durch de Beretstellung von Servce Templates, also generschen Vorlagen für neue multmedale Onlne-Denste, wrd deser Prozess erheblch verenfacht und beschleungt. In Anlehnung an de durch das US-amerkansche Engneers Councl for Professonal Development geprägte Defnton des Begrffs Engneerng als de kreatve Anwendung von wssenschaftlchen Prnzpen für Desgn und Entwcklung von Strukturen, Maschnen, Apparaten oder Fertgungsprozessen [EB03] und de Defntonen der Begrffe Servce Engneerng und Software Engneerng wrd de n deser Arbet entwckelte neue Methodk als Engneerng multmedaler Onlne-Servces bezechnet. Am Bespel zweer sehr unterschedlcher multmedaler Onlne-Denste aus dem B2B- Berech wrd de praktsche Realserbarket des methodschen Ansatzes nachgewesen. Als Plot-Servce für de Entwcklung des Anwendungsframeworks dent en proflbasertes Busness TV, das zur nnerbetreblchen Informaton und Weterbldung genutzt werden kann. Durch gerngfügge Änderungen leße sch deser Denst auch n enen persönlchen, an den prvaten Konsumenten gewandten Informatonsdenst umwandeln. In ener zweten Phase wrd baserend auf dem Anwendungsframework und den Servce Templates der ersten Phase ene multmedale Wssensdatenbank für den Servce m Maschnenbau entwckelt, um de Methodk und das Anwendungsframework zu evalueren.

21 2 Ausgangsstuaton und Zelsetzung 2.1 Ausgangsstuaton und Defzte vorhandener Ansätze IT-baserte Denstlestungen, zu denen auch multmedale Onlnedenste gehören, werden bslang n der Regel nnerhalb von Enzelprojekten konzpert und realsert. Gezelte Wederverwendung oder ene projektübergrefende Zusammenarbet fndet selten statt. En Industrelles Engneerng ganzer Produktlnen, we es n der Automoblndustre, dem Maschnenund Anlagenbau sowe n der Cheme und Verfahrenstechnk längst üblch st, st bestenfalls n Ansätzen vorhanden [Ser03]. Erheblche Defzte bestehen laut [Bul99], [Me99] und [Ser03] nsbesondere hnschtlch des Mangels an formalen Produktmodellen (vgl. [FA03]) fehlender Plattformstrategen zur effzenten Entwcklung ganzer Denstlestungsbündel des Mangels an geegneten Vorgehenswesen, Methoden und Werkzeugen der hohen Komplextät der zugrunde legenden IT-Systeme En weterer wesentlcher Schwachpunkt st de zu gernge Verzahnung zwschen der Entwcklung der egentlchen Servces und der dafür notwendgen Softwaresysteme. Obwohl de Anwender n der Analysephase mt engebunden werden und später den Servce testen, gbt es dazwschen ene lange Phase gernger Anwendernterakton. De Folge st häufg, dass der Denst de Erwartungen der Anwender nur telwese erfüllt [P03e], was aufwändge Redesgns zur Folge hat. Zusammenfasst legt das Hauptproblem vorhandener Ansätze darn begründet, dass bslang ene ntegrerte Entwcklungsmethodk zum Co-Engneerng von Software und IT-Servces fehlt, de de Entwcklung ganzer Denstlestungsbündel ermöglcht und de Komplextät der zugrunde legenden IT-Systeme handhabbar macht. Dazu gehört sowohl de Defnton enes ntegrerten Entwcklungsprozesses als auch de Unterstützung durch entsprechende Werkzeuge und Anwendungsframeworks. Für den Spezalfall des Engneerngs multmedaler Onlne-Denste wrd n der vorlegenden Arbet en entsprechender Lösungsansatz entwckelt, evaluert und auf sene Übertragbarket auf andere Klassen von IT-Servces untersucht. 2.2 Lösungsansatz Zur Behebung der zuvor beschrebenen Defzte wrd n der vorlegenden Arbet ene ntegrerte Methodk zum Engneerng multmedaler Onlne-Denste defnert und ausgearbetet. Dese benhaltet sowohl de Defnton enes geegneten Entwcklungsprozesses als auch de Entwcklung und Evaluaton enes entsprechenden Frameworks, auf dem neue multmedale Onlne-Denste modular und effzent entwckelt werden können. Der zu defnerende Entwcklungsprozess verent wesentlche Elemente des aktuellen Forschungsstands auf den Gebeten des Software- und des Servce Engneerngs. Im Snne ener enhetlchen durchgänggen Modellerung wrd sowet möglch de n der objektorenterten Softwaremodellerung als De-facto-Standard anzusehende Unfed Modelng Language [BRJ99, BRJ99a] engesetzt. Dadurch können vorhandene Modellerungstools benutzt werden, und es braucht kene egene Modellerungssprache defnert werden. Auch de n deser Arbet verwendeten Konzepte und Notatonen des Servce Engneerngs, we z.b. de Enfüh-

22 rung von Interaktons- und Schtbarketslnen nach Shostack und Kngman-Brundage [SKB91] sowe de Prozessmodellerung, werden n de UML-Notaton transformert. Der egentlche Entwcklungsprozess st zwephasg, wobe nnerhalb jeder deser beden Phasen teratv vorgegangen wrd. De erste Phase hat das Smultaneous Engneerng des Frameworks und enes Plot-Servces zum Zel. In der nachfolgenden zweten Phase werden wetere multmedale Onlne-Servces und de dazu notwendge Software baserend auf dem n der ersten Phase defnerten Framework entwckelt. Abbldung 2-1 gbt enen Überblck Desgn der Methodk 1. Phase: Unfed Process Vson Framework Methodk Templates Plot-Servce 2. Phase: Extreme Programmng Vson Optmerungsschlefe Optmertes Framework Optmerte Methodk Onlne-Servce löst aus 1. Phase: Smultaneous Engneerng von Framework und Plot-Servce 2. Phase: Framework-basertes Servce Engneerng Abbldung 2-1: Zwephasger Lösungsansatz De smultane Entwcklung des Frameworks und enes typschen Plot-Servces n der ersten Phase gewährlestet de Ausrchtung der Funktonaltät des Frameworks am tatsächlchen Bedarf multmedaler Onlne-Denste. De Grunddee entstammt dem Smultaneous Engneerng m Maschnenbau, be dem Produkte (entsprechen den Onlne-Servces) und deren Produktonsenrchtungen (entsprechen dem Anwendungsframework mt den Servce- Templates) für ene verbesserte Abstmmung gesamthetlch und glechzetg entwckelt werden [Bul94]. Dadurch snd erheblche Zet- und Kostensparpotenzale realserbar. Be der Entwcklung und Implementerung weterer multmedaler Onlne-Servces n der zweten Phase wrd be Bedarf ebenfalls smultan das Framework erwetert und optmert, um Zet und Kosten zu sparen. Darüber hnaus erfolgt de Entwcklung des Servces und der zu sener Erbrngung notwendgen Software parallel und stark verzahnt, was ene enge nterdszplnäre Zusammenarbet zwschen Servce- und Softwareentwcklern erfordert. In desem Zusammenhang wrd auch vom Co-Engneerng von Software und Servces gesprochen. Für das Framework und de darauf baserenden Servce-Templates ergbt sch durch de Entwcklung ener Bassverson n der ersten Phase und deren stetge Erweterung und Verbesserung während der Entwcklung weterer Servces en kontnuerlcher Optmerungsprozess, der de Realserung künftger Denste mehr und mehr verenfacht. Sofern notwendg, kann auch der egentlche Servce Engneerng-Prozess angepasst werden.

23 Vorgehenswese Der aktuelle Wssensstand des Software- und Servce Engneerngs wrd n Kaptel 3 zusammengefasst, sowet er für de vorlegende Arbet relevant st. Ene ausführlche Beschrebung der methodschen Vorgehenswese deser Arbet erfolgt n Kaptel 4. In Kaptel 5 wrd dese Methodk detallert ausgearbetet, ndem das Framework smultan mt enem Plot- Servce entwckelt wrd. De Evaluaton und Optmerung der Methodk erfolgt m Kaptel 6, ndem en weterer Servce m Berech Wssensmanagement baserend auf dem Anwendungsframework realsert wrd. Kaptel 7 untersucht de Übertragbarket der Methodk auf wetere Klassen von IT-Servces und gbt enen Ausblck. Im 8. Kaptel werden de wesentlchen Ergebnsse deser Arbet zusammengefasst. Anhang A gbt enen Überblck über de deser Arbet zu Grunde legende softwaretechnsche Bass, nsbesondere hnschtlch objektorenterter und komponentenbaserter vertelter Softwaresysteme und der zugehörgen Mddleware-Standards. De algorthmschen Grundlagen der Benutzerproflerung snd m Anhang B zusammengefasst. Anhang C schleßlch gbt enen kurzen Überblck zu Dalogsteuerungsmodellen. 1. Enletung 2. Ausgangsstuaton und Zelsetzung 3. Engneerng von IT-Densten 4. Engneerng-Methodk Desgn der Methodk 5. Smultaneous Engneerng von Framework und Plot-Servce Framework Methodk Plot-Servce 6. Evaluaton und Optmerung der Methodk Optmertes Framework Optmerte Methodk Onlne-Servce 7. Übertragbarket der Methodk und Ausblck 8. Zusammenfassung Abbldung 2-2: Vorgehenswese m Rahmen deser Arbet

24 3 Engneerng von IT-Densten 3.1 Software Engneerng Objektorenterte Softwaremodellerung Namhafte Forscher we Grady Booch, James Rumbaugh, Ivar Jacobson, Peter Coad und Edward Yourdon führten set Begnn der 90er Jahre wegberetende Arbeten zur Objektorenterten Analyse [CY91a, BMN02] und zum Objektorenterten Desgn [Boo91, CY91b, RBP91] durch. Darüber hnaus stellten Ivar Jacobson et al n [JCJ92] ausführlch enen Use Casebaserten, durchgänggen objektorenterten Software Engneerng-Prozess vor. [JCJ92] defnert enen Use Case als enen spezfschen Weg, das System zu benutzen, ndem en Tel sener Funktonaltät benutzt wrd. Use Cases beschreben also de Funktonaltäten enes Anwendungssystems anhand konkreter Anwendungsfälle und -szenaren Unfed Modelng Language (UML) 1 In der Unfed Modelng Language (UML, [BRJ99, BRJ99a]) haben Grady Booch, Jm Rumbaugh und Ivar Jacobsen ab 1994 de wesentlchen Ideen hrer bslang mtenander konkurrerenden objektorenterten Softwaremodellerungsmethoden (Booch-Methode [BMN02], Object Modelng Technque [RPB91] und Use Case-baserte Softwareentwcklung [JCJ92]) zu ener Modellerungssprache für objektorenterte Softwaresysteme kombnert und n hrer Notaton verenhetlcht. Dadurch st ene lestungsfähge Modellerungssprache für objektorenterte Systeme entstanden, de schnell de Zustmmung der gesamten Softwarendustre gefunden hat hat de OMG (Object Management Group) UML zum Standard erhoben und koordnert set dem deren Weterentwcklung und Verfenerung. Laut [OMG02] st de Unfed Modelng Language (UML) ene Sprache zur Spezfkaton, Vsualserung, Konstrukton und Dokumentaton der Artefakte sowohl von Software- Systemen als auch von Busness- und anderen Ncht-Software-Systemen. De Unfed Modelng Language stellt für de enzelnen Phasen des Softwareentwcklungsprozesses de n Tabelle 3-1 beschrebenen Modelle zur Verfügung. En wesentlcher Aspekt, nämlch der egentlche Softwareentwcklungsprozess, st erst später n Form des Unfed Process (UP [JBR99]) bzw. Ratonal Unfed Process (RUP, z.b. [Kru00]) ergänzt worden. Er wrd m Kaptel näher beschreben. Auf dem Softwaremarkt gbt es ene Rehe lestungsfähger UML-Modellerungswerkzeuge, we z.b. Ratonal Rose (Frma Ratonal [Rat03]), Together (Frma TogetherSoft, aufgekauft durch Borland [Bor03]) oder Innovator (Frma MID [MID03]). Darüber hnaus werden enzelne Dagrammtypen der UML nzwschen auch n modernen Software-Entwcklungsumgebungen we Oracle JDeveloper [Ot02] oder Mcrosoft Vsual Studo angeboten, um de semantsche Lücke zwschen Modellerungstool und Entwcklungsumgebung zu schleßen. Besonders lestungsfähge Tools erlauben das Round Trp Engneerng, d.h. neben der Codegenererung aus den UML-Dagrammen auch de automatsche Erzeugung von UML-Dagrammen aus dem Quellcode. 1 UML und Unfed Modelng Language snd Trademarks der Object Management Group (www.omg.org)

25 Modell Zweck Use Case- Modell Doman- Modell Desgn- Modell Software- archtektur- Modell Datenmodell Implementerungsmodell Use Cases beschreben de Anwendungsszenaren und somt de Funktonaltät des geplanten Softwaresystems aus Anwenderscht. Zu jedem Use Case gehört en beschrebendes Textdokument. Das Use Case Dagramm dent der groben Vsualserung der Use Cases (Funktonaltät, betelgte Aktoren 2 ) Das Doman-Modell beschrebt de Mnwelt des Anwendungssystems mt Hlfe objektorenterter Konzepte (Objekte, Attrbute, Assozatonen, Methoden usw.). Es bldet de Ausgangsbass für das Desgn-Modell. De Notaton erfolgt m Wesentlchen durch Klassendagramme. Das Desgn-Modell letet sch aus dem Doman-Modell ab und realsert de m Use Case-Modell spezfzerten Anwendungsfälle. Wesentlche Bestandtele des Desgn-Modells snd Aktvtäts-, Kollaboratons- und Sequenzdagramme zur Modellerung der Abläufe (Workflow) sowe Klassendagramme zur Modellerung der Desgn-Objekte. Nach Bedarf kommen Zustandsdagramme und Komponentendagramme hnzu. Das Softwarearchtektur-Modell beschrebt de Auftelung des Gesamtsystems n Komponenten sowe deren Schnttstellen unterenander. Zur Modellerung stehen Klassen- und Komponentendagramme zur Verfügung. Das Datenmodell beschrebt den Aufbau und de Struktur der persstenten Datenhaltung des Gesamtsystems. Objektorenterte Datenmodelle [Atk89] lassen sch n Form von Klassendagrammen mt persstenten Klassen modelleren. Relatonale Datenmodelle können ebenfalls als Klassendagramme modellert werden, sofern auf objektorenterte Features we Vererbung, Aggregaton und Methoden verzchtet wrd. Alternatv können relatonale Datenmodelle auch als Entty Relatonshp-Dagramme 3 [Che76] modellert werden, de jedoch ncht UML-konform snd. Das Implementerungsmodell beschrebt de Abbldung des Desgn-Modells, des Softwarearchtekturmodells und des Datenmodells auf Programmcode ener konkreten Programmersprache we z.b. Java. Dazu gehört nsbesondere de Implementerung der Klassenrümpfe aus den Klassen- und Sequenzdagrammen. Tabelle 3-1: Modelle und Dagrammtypen der Unfed Modelng Language 2 In UML werden unter dem Sammelbegrff Aktoren sowohl Personen (z.b. Admnstrator, Anwender) als auch wchtge Systemkomponenten verstanden. 3 Das Entty-Relatonshp-Modell (ER-Modell) beschrebt relatonale Datenbankschemen durch Enttäten (Datensätze) und Relatonen (Assozatonen der Datensätze unterenander). De Enttätstypen entsprechen den Klassen, de Enttäten den Objekten, de Spalten den Attrbuten und de Relatonen den Assozatonen der UML.

26 Phasenorenterte Software-Entwcklungsprozesse Phasenorenterte Entwcklungsprozesse defneren ene strkte Rehenfolge für de enzelnen Phasen des Software-Entwcklungsprozesses. Erst wenn ene Phase vollständg abgearbetet st, wrd de nächste Phase begonnen Wasserfallmodell En typsches Phasenmodell st das n Abbldung 3-1 dargestellte Wasserfallmodell nach [Roy70]. De gestrchelt dargestellten Rückkopplungen wurden von [Roy70] gegenüber dem ursprünglchen Wasserfallmodell [Ben56] ergänzt, ermöglchen jedoch mmer nur den Rücksprung um ene enzelne Stufe. System-Anforderungen Software-Anforderungen Analyse Entwurf Coderung Testen Abbldung 3-1: Wasserfallmodell (nach [Roy70]) Betreb V-Modell En weterer Vertreter phasenorenterter Entwcklungsprozesse st das V-Modell. Es ergänzt das Wasserfallmodell um Aspekte der Qualtätsscherung, sehe Abbldung 3-2 Anforderungsdefnton Grobentwurf Fenentwurf Anwendungsszenaren Testfälle Testfälle Abnahmetest Systemtest Integratonstest Modulmplementaton Modultest Modultest Abbldung 3-2: V-Modell (nach [Bal98])

27 Auf den unteren dre Ebenen erfolgt jewels ene Verfkaton der erstellten Software anhand des jewelgen Entwurfes, während auf der obersten Ebene m Abnahmetest de Egnung des Softwareprodukts bezogen auf senen Ensatzzweck valdert wrd. Ausgehend vom V-Modell wurde en Vorgehensmodell für de Bundeswehr und Behörden entwckelt und m Bundesanzeger veröffentlcht [KBS92]. In [VMo97] st ene weter entwckelte Fassung des V-Modells abgedruckt, de sch n folgende ver Submodelle gledert: Systemerstellung (SE) Qualtätsscherung (QS) Konfguratonsmanagement (KM) Projektmanagement (PM) Spralmodell In [Boe88] beschrebt Boehm en Metamodell, das für jedes Telprodukt und jede Verfenerungsebene ver Phasen durchläuft, sehe Abbldung Phase: Zele, Alternatven und Randbedngungen dentfzeren Telprodukt 3 2. Phase: Evaluerung der Alternatven, Identfzerung und Überwndung der Rsken Telprodukt 2 Telprodukt 1 4. Phase: Planung der nächsten Phasen 3. Phase: Entwcklung und Verfkaton des Produkts der nächsten Generaton Abbldung 3-3: Spralmodell nach [Boe88] Durch das Auftelen des Gesamtsystems n enzelne Telprodukte (entsprechend den Spralwndungen n Abbldung 3-3) werden regelmäßg de Zele und möglche Alternatven überprüft und bewertet. Be Bedarf können de Zele geänderten Anforderungen angepasst werden. Weterhn deckt de schrttwese Entwcklung und Verfkaton Entwcklungsfehler rechtzetg auf.

28 Iteratve Software-Entwcklungsprozesse Im Gegensatz zu phasenorenterten Prozessen telen teratve Softwareentwcklungsprozesse (sehe z.b. [Hru03]) de Softwareentwcklung n mehrere Iteratonsschrtte konstanter Länge en. Jeder Iteratonsschrtt folgt ener defnerten Entwcklungsmethode (z.b. Objektorenterte Modellerung) und durchläuft de Phasen Anforderungsanalyse, Desgn, Implementerung und Integraton / Systemtest für ene oder mehrere Telkomponenten und Module. De Erfahrungen aus dem Iteratonsschrtt lefern Verfenerungen und Verbesserungen für den Iteratonsschrtt +1. So können z.b. de Ergebnsse enes Zwschentests durch den Endanwender zu neuen oder modfzerten Anforderungen führen, de m nächsten Iteratonsschrtt n der Anforderungsanalyse berückschtgt werden können. Alle Iteratonsschrtte gemensam blden den Entwcklungsprozess, der von der ersten Grobanalyse bs zur vollständgen Inbetrebnahme des Gesamtsystems recht. Vortele des teratven Softwareentwcklungsprozesses gegenüber renen Phasenmodellen: Schrttwese Stablserung der Benutzeranforderungen Schnellere und häufgere Reaktonen der Endanwender durch frühzetges Prototypng Bessere und schnellere Reakton auf geänderte Marktanforderungen Rechtzetges Erkennen funktonaler und technscher Rsken Reduzerung des admnstratven Aufwands De wchtgsten teratven Softwareentwcklungsprozesse snd der Unfed Process und dessen erweterte Varante Ratonal Unfed Process sowe das Extreme Programmng Unfed Process (nach Booch, Jacobson und Rumbaugh) Der Unfed Process (UP) und dessen um Softwaremanagementprozesse erweterte Varante Ratonal Unfed Process (RUP) snd Softwareentwcklungsprozesse, de Use Casegetreben, archtekturzentrert, teratv und nkrementell snd [JBR 99]. Use Case-Modelle denen der Modellerung der Anwendungsfälle (Use Cases) der späteren Nutzer (Aktoren) 4. Se denen als gemensame Dskussonsbass zwschen Auftraggebern, späteren Nutzern, Entwcklern und dem Management und snd daher häufg n Form von n der Fachsprache des Anwenders beschrebenen Anwendungsszenaren dokumentert. Use Cases denen als Grundlage für alle weteren Entwcklungsschrtte, Tests (vgl. [RQ03]) und de spätere Abnahme der Software. Im Gegensatz zu den bslang üblchen statschen Fenspezfkatonen beschreben Use Cases jedoch das System auf anwendungsnaher und anschaulcher Ebene und können be geänderten oder erweterten Nutzeranforderungen jederzet ergänzt werden. Ene tragende Rolle m Unfed Process spelt de Softwarearchtektur, de frühzetg entworfen wrd und aktuelle und künftge Erweterungen berets berückschtgt. Größere Umstrukturerungen oder Redesgns der Softwarearchtektur seht der Unfed Process nur n zwngenden Fällen vor. 4 In Anlehnung an [JH02] können auch Fremdsysteme außerhalb der Systemgrenzen als Aktoren modellert werden, wenn se n modellerte Use Cases nvolvert snd

29 Der Softwareentwcklungszyklus des Unfed Process gledert sch n de ver Phasen Ensteg (Incepton), Ausarbetung (Elaboraton), Konstrukton (Constructon) und Überletung (Transton). Jede deser ver Phasen untergledert sch hrersets n enzelne Iteratonsschrtte von engen Wochen oder wengen Monaten, de jewels mt enem Zwschen-Release abschleßen. Als Inkrement ( ) bezechnet man de Dfferenz zwschen zwe aufenander folgenden Iteratonsschrtten. An den Melenstenen steht jewels ene stable Telmenge des Endprodukts zur Verfügung. Das vollständge Endprodukt heßt Produktons-Release. Entwcklungszyklus Iteraton Phase Ensteg Ausarbetung Konstrukton Überletung E 1 A 1 A 2 A... K 1 K 2 K 3 K 4 K 5 K... Ü 1 Ü... Melensten Zwschen- Release Inkrement ( ) Produktons- Release Abbldung 3-4: Phasen des Unfed Process (nach [Lar02]) In der Enstegsphase wrd ene Vson des zu konzperenden Softwaresystems bezüglch senes Funktonsumfangs und der abzudeckenden Use Cases erstellt. De Ausarbetungsphase hat de schrttwese Verfenerung und Implementerung der Kernarchtektur zum Zel. Komponenten mt hohem Rsko (n funktonaler we n technologscher Hnscht) werden vorab realsert. Darüber hnaus werden de wesentlchen funktonalen und technschen Anforderungen dentfzert und modellert. In der Konstruktonsphase wrd das vollständge Softwaresystem teratv mplementert und getestet, also nsbesondere de n der Ausarbetungsphase noch ncht realserten wenger rskovollen Komponenten. Darüber hnaus erfolgen de Vorberetungen für de Inbetrebnahme. In der Überletungsphase erfolgen de Beta-Tests sowe de Übergabe an de Anwender. Jede deser ver Phasen enthält Elemente der fünf Kernprozesse Vson / Anforderungen, Analyse, Desgn, Implementerung und Test. Dadurch steht der Unfed Process m Kontrast zu den phasenorenterten Modellen, de Anforderungsanalyse, Desgn, Implementerung und Test enmalg n genau deser Rehenfolge und strkt sequentell abarbeten. Bem Unfed Process handelt es sch um enen schwergewchtgen formalserten Entwcklungsprozess, der de wesentlchen Schrtte für de Softwareentwcklung vorgbt. Durch de starke Betonung der Use Cases und das teratve Vorgehen berückschtgt er de Anforderungen der späteren Nutzer. Gegenüber aglen Softwareentwcklungsprozessen we dem Extreme Programmng betet er jedoch ene gerngere Flexbltät und deutlch längere Wartezeten auf den ersten Prototyp.

30 Extreme Programmng (XP) nach Kent Beck Kent Beck beschrebt n [Bec00] enen lechtgewchtgen Softwareentwcklungsprozess (vgl. [DE01]), der auf Enfachhet, Kommunkaton, Rückkopplung und Mut zu ungewöhnlchen Ansätzen und Lösungen setzt und dadurch m Kontrast zu schwergewchtgen, stark formalserten Softwareentwcklungsprozessen steht. De zwölf Kernaussagen lauten: 1. Vor-Ort-Kunde: In XP-Projekten arbetet en Vertreter des Kunden oder der späteren Nutzer kontnuerlch m Entwcklungsteam mt, um de strkte Ausrchtung an den Kundenwünschen zu gewährlesten. 2. Planungsspel: De Planung und Steuerung enes XP-Projekts konzentrert sch auf de Planung des nächsten Releases mt den bs zu desem Termn zu realserenden Nutzeranforderungen sowe der nur wenge Tage umfassenden Iteratonsschrtte. 3. Testen: Der Kunde defnert vor der Implementerung enes Features automatserbare Akzeptanztests, de zum Nachwes der korrekten Funkton vor dem Enchecken neuen Programmcodes auf den Entwcklungsserver fehlerfre ablaufen müssen. 4. Klene Releases: Nach jedem Iteratonsschrtt wrd de neu erstellte Software getestet und auf den Entwcklungsserver engecheckt. Darüber hnaus bekommt der Kunde so oft we möglch neue Versonen, damt de Kundenanforderungen optmal abgedeckt werden. 5. Enfaches Desgn: De von XP-Teams erstellte Software folgt enem enfachen Desgn, das ledglch de Abdeckung der aktuellen Kundenanforderungen zum Zel hat und eventuelle zukünftge Erweterungen ener späteren Refaktorerung überlässt. 6. Paarwese Programmerung: Sämtlche Software wrd jewels von zwe Programmerern vor enem gemensamen Bldschrm erstellt. Während der ene sch auf das Coderen, Compleren und Testen konzentrert, denkt der andere strategsch mt und prüft de Engaben senes Kollegen. Dadurch wrd der erzeugte Code deutlch besser und fehlerfreer. 7. Refaktorerung: XP setzt statt ener ntalen langwergen Desgnphase auf de kontnuerlche Verbesserung des Desgns während der Implementerung neuer Features. Werden Code-Duplkate, Module mt gernger nterner Kohäson oder Module mt starker gegensetger Abhänggket erkannt, so werden dese Mängel n ener kurzen Refaktorerungsphase behoben. En aufwändges Redesgn zur Überarbetung der gesamten Archtektur erfolgt jedoch ncht. 8. Stetge Integraton: Jeder Implementerung enes neuen Features folgen Integratonstests, nach deren erfolgrecher Abarbetung der neue Code auf den Entwcklungsserver übernommen wrd. Dadurch entfällt de uneffektve und zetaufwändge Integraton am Projektende, und es legt jederzet en aktuelles, lauffähges System vor. 9. Gemensamer Codebestz: Jedes Programmererpaar kann jederzet belebgen Code ändern, sofern des notwendg erschent. Der geänderte Code darf aber erst nach korrekter Abarbetung aller Testfälle zurück auf den Entwcklungsserver gespelt werden. 10. Coderstandards: Innerhalb enes XP-Teams folgen alle Teammtgleder enem gemensamen Coderstandard, so dass jeder sch n jedem Codesegment zu Hause fühlt.

31 Metapher: De Metapher st ene teamwete, lecht verständlche Vson des zu erstellenden Programms nklusve enes gemensamen Vokabulars Stundenwoche: De Softwareentwcklung als kreatver Prozess benötgt ausgeruhte Programmerer, denn nur so lässt sch de notwendge Qualtät erzelen und langwerge Fehlersuche vermeden. Der Extreme Programmng-Ansatz beschränkt sch m Gegensatz zu formalserten schwergewchtgen Software-Entwcklungsprozessen auf de Defnton enger Grundregeln und lässt dem Softwareentwckler wetgehende Freheten. Dadurch ergbt sch nsbesondere m Hnblck auf de Kundenntegraton und de Berückschtgung sch ändernder Anforderungen ene hohe Flexbltät. Auch de Auswahl der Notaton blebt dem Softwareentwckler überlassen. Da das Extreme Programmng kene feste Vorgehenswese defnert und das Software Management kaum reglementert, egnet es sch eher für de Entwcklung stark anwendungsgetrebener, n hrer Komplextät überschaubarer Softwaresysteme. Stärken hat das Extreme Programmng auch m Berech Rapd Prototypng Fazt De objektorenterte Softwaremodellerung und de Notaton nach der Unfed Modelng Language stellen den aktuellen Stand von Wssenschaft und Technk dar. Se egnen sch für de Modellerung auch größerer Softwaresysteme. Der objektorenterte Ansatz lässt sch auch auf andere Ingeneursdszplnen we de rechnergestützte Konstrukton und Fertgung von Bautelen (vgl. [Leu03]) und das Servce Engneerngs übertragen. Unter den Software-Entwcklungsprozessen egnen sch streng phasenorenterte Ansätze ledglch für Projekte mt fest defnerten Anforderungen, da nach Abschluss der Spezfkatonsphase kene Änderungen an der Spezfkaton mehr erfolgen sollen. Darunter ledet de Zusammenarbet mt den späteren Nutzern enorm. Darüber hnaus besteht de Gefahr, dass n der Implementerungsphase oder gar erst n der Integratonsphase technsche Schwergketen auftreten, de de Realserung des Gesamtsystems n Frage stellen. Das Spralmodell hebt enge deser Beschränkungen auf, st jedoch nach we vor an ene starre Abfolge der ver Phasen nnerhalb jedes Spralzyklus gebunden. Iteratve Ansätze we der Unfed Process und das Extreme Programmng ermöglchen durch de schrttwese Analyse, Modellerung und Implementerung enzelner Komponenten und Subsysteme de größte Flexbltät bezüglch sch ändernder Anwenderanforderungen, der Ausschaltung technscher Rsken und der frühzetgen Fertgstellung von Telprototypen. De Anwendernterakton über de gesamte Projektlaufzet wrd dadurch gefördert und de Gefahr enes ncht den Anwenderbedürfnssen entsprechenden Softwareprodukts reduzert.

32 Servce Engneerng Das Servce Engneerng befasst sch mt der systematschen Entwcklung und Gestaltung von Denstlestungen unter Verwendung geegneter Vorgehenswesen, Methoden und Werkzeuge [BM01]. Laut [Bul99] und [Me99] lassen sch fünf typsche Problemfelder dentfzeren, de be der Enführung von Denstlestungen regelmäßg zu Schwergketen führen: 1. Hohe Komplextät 2. Mangel geegneter Vorgehenswesen, Methoden und Werkzeuge 3. Fehlende organsatorsche Strukturen zur Denstlestungsentwcklung 4. Mangelndes Innovatonsmanagement 5. Mangelnde Verfügbarket notwendger Qualfkatonen In der vorlegenden Arbet legt der Fokus auf der systematschen Entwcklung von Denstlestungen, also auf den Problemfeldern 1 und 2. Für ene nähere Betrachtung der eher am Denstlestungsmanagement orenterten Punkte 3, 4 und 5 sehe z.b. [BM01] Typserung von Denstlestungen In der Lteratur fnden sch dverse Typologen von Denstlestungen, sehe z.b. [Cor97]. Der her zugrunde gelegte Ansatz aus [BM01] typsert anhand der Kontaktntenstät mt dem Kunden und der Varantenvelfalt der angebotenen Servces. Kundenntegratve Denstlestungen (Mass Servces) Strategen: Wssensntensve Denstlestungen (Professonal Servces) Strategen: Kontaktntenstät hoch nedrg Kundenorenterung Markenbldung Total Qualty Management Der Kunde steht m Zentrum Enzel-Denstlestungen (Servce Factory) Strategen: Prozessoptmerung Automatserung Economy of Scale Kundenmanagement Wssensmanagement Vrtualserung De Flexbltät steht m Zentrum Strategen: Varanten-Denstlestungen (Servce Shop) Varantenmanagement Komplexe Produktmodelle Auftragsorenterte Ressourcenallokaton Der Prozess steht m Zentrum nedrg Das Produkt steht m Zentrum hoch Varantenvelfalt Abbldung 3-5: Typserung von Denstlestungen (nach [BM01])

33 De n deser Arbet betrachteten multmedalen Onlne-Denste zechnen sch durch ene hohe Kontaktntenstät mt dem Nutzer aus, wobe der Nutzer sowohl en Mtarbeter enes Unternehmens (Busness-to-Busness-Anwendungen, B2B) als auch en prvater Konsument (Busness-to-Consumer-Anwendungen, B2C) sen kann. De Bandbrete solcher Denste recht von personalserten oder kohortserten Massendensten (z.b. personalsertes Busness TV) bs hn zu wssensntensven Densten (z.b. multmedale Wssensdatenbank für den Servce m Maschnenbau), sehe Abbldung 3-6. Zelgruppe Busness to Busness Busness to Consumer Kundenntegratve Denstlestungen Busness TV Informatonsvdeos für den Vertreb Multmedaler Onlne- Immoblenmakler Der Kunde steht m Zentrum Personalserte Massendenstlestungen Personalsertes TV Multmedaler proflbaserter Onlne- Tourstenführer Multmedaler Museumsführer Der Konsument steht m Zentrum Wssensntensve Denstlestungen Wssensdatenbank m Maschnenbau Problemlösungsvdeos für Call Center / Frst Level Support De Flexbltät steht m Zentrum Produktunterstützungsnetzwerke Personalserte Onlne-Hlfe n komplexen Softwareprodukten Entwcklernetzwerke Personalserte Onlne-Akademe Das Produkt steht m Zentrum nedrg hoch Varantenvelfalt Abbldung 3-6: Typserung proflbaserter multmedaler Onlne-Denste Aus der Typologe von Jaschnsk [Jas98] resultert das n Tabelle 3-2 dargestellte Servceprofl für proflbaserte multmedale Onlne-Denste.

34 Produkttyp Indvdualprodukt Baukastenprodukt Standardprodukt Hauptensatzfaktoren Menschlche Arbet Maschnen, Geräte Informatonssysteme Hauptobjekt d. Denstl. Kunde Materelle Objekte Immaterelle Objekte Produktumfang Enzellestung Lestungsbündel Produktart konsumentenbezogen unternehmensbezogen Erbrngungsdauer kurz (< 1 Tag) mttel (< 1 Monat) lang (> 1 Monat) Interaktonsart angebotsorentert nachfrageorentert getrennter Ort Kundenrolle Akteur Zuschauer ohne drekte Betelgung Tabelle 3-2: Servceprofl für proflbaserte multmedale Onlne-Denste (nach [Jas98]) Im Snne ener flexblen Produktstratege st das Zel deser Arbet, ene ntegrerte Servceund Software Engneerng-Methodk für de Modellerung und Realserung proflbaserter multmedaler Onlne-Denste zu entwckeln, de sowohl den B2B- als auch den B2C-Berech mt enbezeht. Dabe kommt der Auswahl der prototypsch zu realserenden Denste ene besondere Bedeutung zu. Nur wenn es gelngt, charakterstsche Vertreter aus möglchst unterschedlchen Quadranten der n Abbldung 3-6 dargestellten Typserung multmedaler proflbaserter Onlne-Denste auszuwählen, kann de notwendge Unversaltät des Frameworks gewährlestet werden. Im Rahmen deser Arbet fel daher de Entschedung, enen Busness TV-Denst sowe de Wssensdatenbank für den Maschnenbau prototypsch umzusetzen. Das personalserte TV kann als en Spezalfall des Busness TV ohne vorkonfgurerte Aufgabenprofle aufgefasst werden und st damt ebenfalls berückschtgt. Durch dese auf den ersten Blck recht unterschedlchen Denste wrd das wete Spektrum multmedaler proflbaserter Onlne-Denste gut abgedeckt. Ene entschedende Herausforderung der vorlegenden Arbet st es, von deren Anforderungen so wet zu abstraheren, dass se auf en gemensames Framework ohne großen Anpassungsaufwand abgebldet werden können Denstlestungen und Servceplattformen m Maschnenbau De Globalserung der Märkte hat m Maschnenbau zu ener verschärften Konkurrenzstuaton geführt. Potenzelle Kunden können zumndest be Standardmaschnen n der Regel unter mehreren verglechbaren Angeboten auswählen. Deshalb versuchen de Maschnenbauunternehmen zunehmend, hre Kunden durch Innovatonen, kundenspezfsche Lösungen und enen effektven und effzenten Servce an sch zu bnden [Bau03]. Kundenspezfsche Lösungen führen zu ener hohen Varantenvelfalt, de nur durch enen modularen Aufbau aus vorgefertgten Standardkomponenten n den Grff zu bekommen st. Um dem Kunden ene Maschne oder Anlage aus ener Hand beten zu können, st dabe n stegendem Maße der Zukauf enzelner Komponenten von externen Zuleferern notwendg. Des geht enher mt der Verrngerung der Fertgungstefe und der Konzentraton auf de egenen Kernkompetenzen. Nur so können dem Kunden hochqualtatve und technsch ausgerefte Gesamtsysteme zu akzeptablen Presen angeboten werden.

35 Nach [Zp03] wrd berets jeder fünfte Umsatz-Euro m Maschnenbau durch produktbezogene Denstlestungen erwrtschaftet. Der Servce m Maschnenbau st laut [Gud03] geprägt durch sehr wssensntensve und nteraktve Denstlestungen (vgl. herzu auch Abbldung 3-5). En Auszug des Denstlestungsportfolos aus der Scht der Instandhaltung der Maschnenbetreber st n Abbldung 3-7 dargestellt. hoch Wssensntensvtät Softwareerstellung Schulung Störfallmanagement Inspekton Wartung Dokumentaton Probefertgung Modernserung / Umrüstung Servcehotlne Engneerng Generalunternehmerschaft Ersatztelbeschaffung gerng gerng Interaktonsgrad hoch Abbldung 3-7: Auszug Denstlestungsportfolo aus Scht der Instandhaltung (nach [Gud03]) Im Rahmen ener Marktstude stellt [Gud03] fest, dass sch trotz ener nur gerngen Anzahl exsterender Kooperatonen m Untersuchungsberech bede Seten (Maschnenbetreber und Produzent, Anm. des Autors) sehr gut vorstellen können, mt Unternehmen der glechen Sete oder ndvduell mt Unternehmen der Gegensete zusammen zu arbeten. Dem stehen bslang Medenbrüche n der Kommunkaton und m Informatonsmanagement sowe en Mangel an nternetfähger Spezalsoftware entgegen. Enen umfangrechen Überblck über Internet-baserte Produktons-Denstlestungen für Werkzeugmaschnen gbt [Kre04]. Zur Unterstützung der Konstrukton und Produkton sowe zur effzenten Erbrngung von Servce-Denstlestungen für komplexe kundenspezfsche Systeme st en lestungsfähges Produktdatenmanagement- (PDM) oder Produktlebenszyklusmanagementsystem (PLM) notwendg. Darn werden sämtlche n der Maschne verbauten Module nklusve nachträglcher Umbauten vermerkt, so dass Konstrukteure, Entwckler und Servcemtarbeter jederzet den aktuellen Zustand der Maschne abfragen können. Darüber hnaus beten moderne Maschnen berets de Möglchket zur Fernabfrage über Servce-Portale durch den Produzenten oder Zuleferer [Zp03].

36 Qualtätsscherung Produktonsleter 1 st Level Support 2 nd Level Support Enkauf 1 st Level Support Mobler Servce Kunde Produzent Zuleferer ERP Wssens- DB Wssens- DB Servceportal Kooperatonsplattform für Kunden, Produzenten und Zuleferer Tcket Manager Product Lfecycle Management (PLM) [KST03] beschrebt de Prozesse sowe ene technsche Archtektur (sehe Abbldung 3-8) für en solches kooperatves Servce-Unterstützungssystem, auf das Kunden, Produzenten und Zuleferer glechermaßen zugrefen können. Im Extremfall kann der Kunde m Rahmen des Customer Self Servces (vgl. [Her99]) enfache oder häufg wederkehrende Störfälle selbst beheben, nsbesondere wenn er durch Fotos oder Vdeos dabe unterstützt wrd. Auch für das Servcepersonal stellt ene solche multmedale Wssensdatenbank ene große Hlfe be der Identfkaton, Dagnose und Behebung von Störfällen dar. Erfolgt darüber hnaus ene Rückkopplung durch de Kunden m Rahmen des Customer Self Servces oder de Servcetechnker über de Häufgket von Störungen und de Nützlchket der Enträge, so erhält man ene selbst optmerende Wssensdatenbank. Auf dese Informatonen können dann auch de Konstrukteure und Entwckler zurückgrefen, um typsche Schwachpunkte erkennen und beheben zu können und dadurch de Zuverlässgket der Maschnen und Anlagen zu erhöhen. Mult-Projektmanagementtool E-Vs Groupware und Desktop Sharng MS Project Central Server Abbldung 3-8: Kooperatve Servceplattform für den Maschnenbau (nach [KST03]) Für de Unterstützung der Servceprozesse egnet sch en Servce-Tcket-System, n dem sämtlche Servcevorfälle regstrert und gespechert werden. Im Optmalfall kann der Kunde neue Servce-Tckets selbst erzeugen, de dann von der Servceabtelung des Herstellers bearbetet werden. Be Defekten an zugeleferten Komponenten kann das Servce-Tcket drekt an den Zuleferer zur weteren Bearbetung wetergeletet werden. Ene zentrale Rolle für de effektve und effzente Identfkaton, Dagnose und Besetgung von Störfällen und somt ene Verkürzung der teuren Maschnenausfallzeten spelt de Beretstellung ener zentralen Wssensdatenbank. In hr werden häufg auftretende Störfälle nklusve hrer Symptome, Ursachen und Lösungen dokumentert und durch Blder und Vdeos vsualsert.

37 Auf dem kommerzellen Softwaremarkt exsteren berets zahlreche Wssensmanagementwerkzeuge, de sch n hrer Mehrzahl jedoch auf das Dokumentenmanagement konzentreren und häufg wegen hres großen Funktonsumfangs nur schwer erlern- und bedenbar snd. Weterhn fehlt hnen de enge Integraton n de Servceprozesse zwschen Produzenten, Kunden und Zuleferern. Hersteller solcher Werkzeuge snd z.b. Autonomy Inc., Hummngbrd Inc., Hyperwave AG, IDS Scheer AG, Lotus Development GmbH, Mcrosoft, Open Text, SAP AG, U.S.U. AG und Verty Deutschland GmbH. Grundlegende Groupware- Funktonaltät we Dskussonsforen, Chat-Rooms und E-Mal wrd durch kommerzelle und free Produkte berets auf dem Markt angeboten, so z.b. Mcrosoft Exchange Server und Outlook, Lotus Notes und BSCW, und daher an deser Stelle ncht weter verteft Wssensbaserte Denstlestungen und Wssensnetzwerke Wssensbaserte Denstlestungen erfordern ene effzente Erfassung, Beretstellung, Anwendung und Optmerung des vorhandenen bzw. notwendgen Wssens. Technsche Bass herfür snd n der Regel Dokumentenmanagementsysteme, Wssensdatenbanken und Groupware-Systeme. Darüber hnaus spelen auch organsatorsche Aspekte we de Verankerung des Wssensmanagements n den Geschäftsprozessen und de Kooperaton über Abtelungsgrenzen hnweg ene wchtge Rolle. Auch personelle Aspekte we de Beretschaft zur Wetergabe von Wssen und de Stegerung der egenen Effzenz durch Nutzung von Fremdwssen snd zu berückschtgen. Besonders wchtg st es, das umfangreche mplzte Servcewssen enzelner Mtarbeter, das häufg auf Erfahrung und Intuton beruht und daher nur n den Köpfen enzelner Spezalsten vorhanden st, allgemen verfügbar zu machen und somt n explztes Wssen umzuwandeln (vgl. Tabelle 3-3). Explztes Wssen: Implztes Wssen: In Dokumenten gespechert Im Kopf gespechert Lecht n Worte zu fassen Subjektve Enscht und Intuton Weng kontextgebunden Personen- und kontextgebunden Lecht übertragbar Schwer übertragbar Tabelle 3-3: Explztes und mplztes Wssen (nach [LT02]) Konkret auf den Servce m Maschnenbau übertragen bedeutet das, dass n den Köpfen der Mtarbeter vorhandenes Wssen über konstruktve Egenheten und Anfällgketen spezeller Maschnen und berets gelöste Servcefälle n Worten, Bldern und Vdeos dokumentert wrd. Ähnlch gelagerte Störfälle lassen sch dann durch Nachschlagen n deser Wssensdatenbank schneller und effzenter lösen. Im Optmalfall nutzen Kunden, Produzenten und Zuleferer ene gemensame Wssensdatenbank, de über ene gemensame Kooperatonsplattform zugänglch gemacht wrd. In desem Fall sprcht man auch von enem Wssensnetzwerk. Ene wchtge Rolle be der Enführung von Wssensmanagementsystemen spelt deren Integraton n de Geschäftsprozesse. In Anlehnung an [LT02] lässt sch der n Abbldung 3-9 dargestellte teratve Wssensmanagementzyklus für den Servce m Maschnenbau defneren.

38 Wssenszele formuleren Wssen erzeugen, Erfahrungen machen Wssen dentfzeren Wssen bewerten Wssen spechern Wssen optmeren Wssen beret stellen Wssen abrufen und anwenden Abbldung 3-9: Integraton des Wssensmanagements n de Geschäftsprozesse Wssenszele formuleren Nach der Bestmmung des aktuellen Ist-Zustands bezüglch des Wssensmanagements m Unternehmen werden de wesentlchen Wssenszele festgelegt und entsprechende Sollprozesse unter Enbezehung der Wssensdatenbank defnert. Herfür können Bespelszenaren we das n [KST03] beschrebene Szenaro der defekten Laserenhet enes Schweßroboters als Grundlage denen. Wssen dentfzeren Baserend auf den Festlegungen, welches Wssen n de Wssensdatenbank aufgenommen werden soll, werden de Top Level-Kategoren erstellt (z.b. Roboterkomponenten, Montageroboter, Schweßroboter) und be Bedarf verfenert. Für jede Wssenskategore wrd en Spezalst bestmmt, der das dort abgelegte Wssen verwaltet und konsoldert. Sowet möglch, wrd externes Wssen der Zuleferer und Kunden mt enbezogen. Wssen erzeugen, Erfahrungen machen Neben den von den Konstrukteuren und Entwcklern erstellten Montage- und Reparaturanletungen und Schulungsvdeos werden von den Servcetechnkern und Kunden aktuelle Störungsbeschrebungen nklusve deren Ursachen und Behebung erstellt. Für ene ansprechende multmedale Aufberetung werden Multmeda-Spezalsten hnzugezogen. Wssen spechern Sobald der Zugang zur Wssensdatenbank beret gestellt st, werden Montage- und Reparaturanletungen, Schulungsvdeos und Störungsbeschrebungen nklusve Hnwesen zur Störfallbehebung n der Wssensdatenbank zur weteren Nutzung abgelegt.

39 Wssen beretstellen Sortert nach Fehlercodes, -meldungen und -kategoren sowe nach Maschnentypen und enzelnen Maschnen werden de Störfallbeschrebungen mt deren Ursachen und Behebungsmaßnahmen beret gestellt. Darüber hnaus werden Schulungs-, Montage-, Reparaturund Justageanletungen zur Unterstützung mobler Servcetechnker sowe der Kunden m Rahmen des Customer Self Servces angeboten. Wssen abrufen und anwenden En kooperatves Wssensmanagementsystem wrd velsetg durch Produzenten, Kunden und Zuleferer genutzt. Auf Produzenten- und Zuleferersete unterstützt es den Frst und Second Level Support be der Fehlerdentfkaton und dagnose. De moblen Servcetechnker grefen onlne per Funkmodem oder Wreless LAN auf de darn abgelegten Montage-, Reparatur- und Justageanletungen zu. Darüber hnaus erfolgt ene Rückmeldung an de Entwckler und Konstrukteure, um häufge Störungsursachen durch konstruktve Änderungen an den betreffenden Maschnen zu besetgen. Schleßlch ermöglcht de Wssensdatenbank den Kunden den Customer Self Servce n Anlehnung an [Her99]. Wssen optmeren Um de Wssensdatenbank stets auf dem neuesten Stand zu halten, ergänzen de moblen Servcetechnker des Produzenten de Enträge n der Wssensdatenbank und bewerten deren Nützlchket be der Lösung der aufgetretenen Störfälle (Relevanzrückmeldung des Benutzers). Ncht mehr aktuelle oder ncht verallgemenerbare Beträge werden von enem spezellen Wssensadmnstrator entfernt. Er konsoldert auch de verblebenden Beträge. Wssen bewerten De Zugrffe auf de Wssensdatenbank we z.b. besonders häufg abgerufene Störfallbeschrebungen, de durchschnttlche Bewertung der Nützlchket der Enträge durch de Nutzer und de dadurch errechte Redukton der Ausfallzeten der Maschnen werden statstsch ausgewertet. Darüber hnaus wrd de Anzahl der Enträge n der Wssensdatenbank gemessen. Anhand deser Kennzahlen wrd das gespecherte Wssen bewertet, um daraus neue oder erweterte Wssenszele abzuleten Modellerung von Denstlestungen [BM01] defnert ene Denstlestung als Lestung, deren Ergebnsse bestmmte materelle oder mmaterelle Wrkungen an externen Faktoren darstellen n deren Erstellungsprozesse externe Faktoren ntegrert werden, an denen oder mt denen de Lestung erbracht wrd be der en Lestungspotenzal exstert, welches de Fähgket und Beretschaft zur Erbrngung ener Lestung umfasst

40 Zur Modellerung der dre Dmensonen Lestungsergebns, Lestungserstellungsprozess und Lestungsberetschaft schlägt [BM01] de Erstellung enes Produktmodells, enes Prozessmodells und enes Ressourcenkonzepts vor. Das Produktmodell beschrebt n Analoge zum Sachgüterberech de von deser Denstlestung erbrachten Lestungen (funktonale Beschrebung), hre Struktur und zusätzlch be komplexen Denstlestungen hre modulare Zusammensetzung. Das Prozessmodell modellert de Prozesse zur Denstlestungserbrngung, de enzelnen Prozessschrtte und de Schnttstellen zu den betelgten Aktoren. Das Ressourcenkonzept benhaltet de Auswahl und Beretstellung der zu der Erbrngung ener Denstlestung erforderlchen personellen und nformatonstechnschen Ressourcen. Zur Planung des Marketngs ener Denstlestung ergänzt [Me99] das Marketngkonzept Phasenorenterte Servce Engneerng-Verfahren In Analoge zu den phasenorenterten Software-Entwcklungsprozessen (vgl. Kaptel 3.1.3) exsteren ene Rehe phasenorenterter Verfahren zur Entwcklung von Denstlestungen. Das Modell von Edvardsson und Olsson [EJ96] basert auf den dre Phasen Servcekonzeptphase, Servcesystemphase und Servceprozessphase. In der Servcekonzeptphase wrd n Zusammenarbet mt den späteren Nutzern das Konzept der neuen Denstlestung entwckelt und evaluert. De Spezfkaton und das Desgn erfolgt n der Servcesystemphase. Schleßlch wrd de Denstlestung n der Servceprozessphase erstellt und n den Markt engeführt. Edvardsson und Olsson wesen berets explzt darauf hn, dass de Servcesystem- und Servceprozessphase nenander übergrefen. Das ebenfalls phasenorenterte Modell von Scheung und Johnson [SJ89] untertelt sch n nsgesamt 15 Phasen, de sch über de ver Phasenblöcke Stratege und Ideengenererung, Desgn, Testen und Enführung der Denstlestung vertelen. Es st deutlch fener strukturert als das Modell nach Edvardsson und Olsson. De erste Phase dent der Entwcklung ener Servcestratege sowe von Ideen und Ansätzen für deren Umsetzung. In der Desgnphase werden de postv bewerteten Ideen ener Marktanalyse unterzogen, aus der anschleßend das Produkt-, Prozess- und Ressourcenmodell generert wrd. Darüber hnaus wrd das Marketngkonzept, mt dem das neue Denstlestungsprodukt beworben werden soll, erstellt. De fertge Denstlestung wrd während der Testphase mt ausgewählten Plotkunden getestet, um Verbesserungspotenzale am Produkt-, Prozess- und Ressourcenmodell sowe am Marketngkonzept zu erkennen und umzusetzen. Schleßlch wrd de Denstlestung n der Enführungsphase am Markt engeführt. Den ren phasenorenterten Verfahren st de mangelnde Flexbltät be sch ändernden Benutzeranforderungen sowe de lange Wartezet bs zum ersten Prototyp gemensam. Bedngt durch de strkte Rehenfolge der enzelnen Phasen egnen sch dese Ansätze für das Rapd Prototypng von Denstlestungen wenger Halbteratve Servce Engneerng-Verfahren Halbteratve Verfahren unterscheden sch von den ren phasenorenterten Verfahren dadurch, dass se entweder nnerhalb enes enzelnen Phasenschrttes oder über den gesamten Prozess enen Rücksprung ermöglchen, wenn sch de Notwendgket herfür ergbt.

41 Modell nach Jaschnsk Das Modell nach Jaschnsk [Jas98] st en Metamodell zur Denstlestungsentwcklung, das sch n de dre Hauptphasen Defneren, Konzperen und Umsetzen untergledert. In der Defntonsphase wrd de Denstlestungsdee und hr Kundennutzen formulert, das zugehörge Denstlestungskonzept erstellt und mt den betroffenen Organsatonsenheten abgestmmt. Be zufreden stellender Planung erfolgt n der nachfolgenden Konzeptonsphase de Glederung n planbare Denstlestungskomponenten, de Gestaltung der Grundfunktonen, de Planung der Kundenschnttstelle und der Infrastruktur sowe de Synthese der Enzelkonzepte. In der Umsetzungsphase schleßlch wrd de Prozessorgansaton geplant, der Servce technsch realsert, das Marketngkonzept erarbetet und das Personal tranert. Nach der erfolgrechen Plotenführung wrd de neue Denstlestung am Markt engeführt. Das Modell nach Jaschnsk unterschedet sch von den ren phasenorenterten Ansätzen darn, dass über den gesamten Entwcklungsprozess hnweg en teratves Vor- und Zurücksprngen n andere Ablaufschrtte möglch st. Ene systematsche teratve Vorgehenswese legt dennoch ncht vor Servce Desgn- und Management-Modell (nach Ramaswamy) Desgnattrbute defneren Lestung verbessern Lestungsstandards spezfzeren Zufredenhet messen Desgnkonzepte erzeugen und evalueren Lestung messen Desgndetals entwckeln Desgn mplementeren Servce Desgn Servce Management Abbldung 3-10: Servce Desgn- und Management-Modell nach Ramaswamy [Ram96] Ramaswamy defnert n [Ram96] enen ntegrerten Servce Desgn- und Managementprozess mt der teratven Optmerung des Servces über ene Rückkopplungsschlefe. De wesentlchen Schrtte deses Servce Engneerng-Prozesses snd: 1. Desgn-Attrbute defneren: Nach der Bestmmung und Prorserung der Erwartungen der Hauptkunden an den Servce werden de wchtgsten Desgn-Attrbute zur Erfüllung deser Anforderungen bestmmt und mt quanttatven Messgrößen versehen. 2. Lestungsstandards spezfzeren: Aus dem vom Kunden gewünschten Lestungsnveau für jedes Desgn-Attrbut sowe dem Lestungsnveau der Wettbewerber und dem Zusammenhang zwschen Lestungsnveau und Kundenzufredenhet werden de Lestungsstandards für jedes Desgn-Attrbut des neuen Servces abgeletet.

42 Desgnkonzepte erzeugen und evalueren: Aus den Kernfunktonen des neuen Servces werden Prozesse zur Denstlestungserbrngung abgeletet und dokumentert. Nach der Erstellung und Bewertung alternatver Desgnkonzepte wrd das Beste ausgewählt. 4. Desgndetals entwckeln: Für das ausgewählte Desgn-Konzept werden auf Prozessebene Komponenten mt alternatven Lösungsansätzen defnert und jewels de Beste ausgewählt. Nach enem (smulerten) Lestungstest des Gesamtsystems und entsprechenden Desgnmodfkatonen werden de funktonalen Anforderungen fen spezfzert. 5. Desgn mplementeren: Nach der Erstellung der Pläne für Projektmplementerung, Servcekonstrukton, Test, Kommunkaton mt Kunden und Mtarbetern, Übergabe und Inbetrebnahme sowe das Servcemanagement wrd der Servce mplementert. 6. Lestung messen: Durch Lestungsanalyse ausgewählter Desgn-Attrbute und Verglech mt den n Schrtt 2 gesetzten Standards wrd de Effzenz der Kernprozesse bestmmt. Unter den Erwartungen legende Desgn-Attrbute lefern Hnwese auf Ursachen von Lestungsdefzten und haben entsprechende Korrekturmaßnahmen zur Folge. 7. Zufredenhet messen: De gemessene Kundenzufredenhet wrd mt den Kundenerwartungen und Wettbewerbern verglchen und so de Enhaltung der Spezfkaton überprüft. 8. Lestung verbessern: Baserend auf dem geschätzten Zusammenhang zwschen Kundenzufredenhet und fnanzellen Zelen werden de strategschen Zele festgelegt, de dafür relevanten Desgn-Attrbute selektert und neue Lestungszele gesetzt. Für de zugrunde legenden Prozesse werden de besten Optmerungsalternatven mplementert. Der Ansatz von Ramaswamy zechnet sch dadurch aus, dass er neben dem Servce Desgn auch das Servce Management mt abdeckt. Er verfügt ledglch über ene Optmerungsschlefe über den gesamten Prozess hnweg. En teratves Vorgehen nnerhalb jedes enzelnen der acht Schrtte st jedoch ncht vorgesehen, denn es wrd mmer erst der vollständge Servce mplementert und evaluert, bevor n de Desgnphase zurück gesprungen wrd. Spezell für IT-Denstlestungen st der Schrtt Desgn mplementeren zu grob formulert und muss deshalb durch Methoden des Software Engneerngs näher ausgearbetet werden Iteratve Servce Engneerng-Verfahren Unter den Servce Engneerng-Verfahren gbt es bslang nur wenge teratve Ansätze. Im Folgenden wrd das Modell von Shostack und Kngman-Brundage als der bslang bedeutendste teratve Ansatz näher beschreben Servce Blueprntng, Interaktonslnen und Servce Mappng In [Sho82] beschrebt Shostack das Servce Blueprntng, en flussdagrammähnlches systematsches Verfahren zur Modellerung von Denstlestungsprozessen mt ener egens herfür defnerten Symbolk. Charakterstsch st de Enführung von Schtbarketslnen (Lnes of Vsblty), de de Grenze zwschen dem Kunden und dem Denstlestungserbrnger kenn-

43 zechnen. Alle Aktvtäten oberhalb deser Schtbarketslne snd für den Kunden schtbar, während es sch be den Aktvtäten darunter um für den Kunden unschtbare Backoffce- Aktvtäten handelt, de jedoch für de Densterbrngung notwendg snd. Durch gezelte Analyse und Optmerung der Interaktonen des Prozesses an der Kundenschnttstelle lässt sch der Kundenservce verbessern. Aus dem Servce Blueprntng hat Kngman-Brundage das so genannte Servce Mappng abgeletet, ndem se zwe wetere Interaktonslnen hnzugefügt hat. De ene trennt de Kundenaktvtäten von den für den Kunden zwar schtbaren, jedoch von Mtarbetern des Denstlestungserbrngers ausgeführten, während de andere m Backoffce-Berech de Interakton mt anderen Unternehmen oder Unternehmensberechen kennzechnet. In [SKB91] defneren Shostack und Kngman-Brundage en Spralmodell für das Servce Engneerng, n dem Servcedefnton, -analyse und -synthese mehrfach durchlaufen werden, bevor das Master Desgn und de Implementerung erfolgen. Nach der Enführungsphase fnden Audts statt, um das Desgn zu optmeren (sehe Abbldung 3-11). Phase 1 Phase 2 Phase n Defnton Defnton Defnton Analyse Analyse Analyse Synthese Synthese Synthese Master- Desgn Enführung Audt Endgültges Desgn Dokumentaton Implementerung Desgn- Modfkaton Aufgabenplanung Abbldung 3-11: Servce Engneerng nach Shostack und Kngman-Brundage [SKB91] Deser Ansatz verfolgt durch das mehrfache Durchlaufen der Defntons-, Analyse- und Desgnphase en teratves Vorgehen, das sch m Wesentlchen auf de Anforderungsanalyse und de Erarbetung enes Sollkonzepts konzentrert. Das Master Desgn und de Implementerung erfolgen n ener egenen Iteratonsschlefe. Hern legt en wesentlcher Untersched

44 zu teratven Software-Entwcklungsprozessen we dem Unfed Process, de Analyse, Modellerung, Implementerung und Test zu ener allumfassenden Iteraton zusammenfassen Fazt Im Berech des Servce Engneerngs besteht nach we vor en Mangel an wethn akzepterten enhetlchen Entwcklungsprozessen und Werkzeugen. Während m Software- Engneerng sch der objektorenterte Ansatz und de Unfed Modelng Language als Notaton durchgesetzt haben, exsteren m Servce Engneerng nach we vor sehr unterschedlche Ansätze und Notatonen, de telwese schwer unter enen Hut zu brngen snd. Weterhn exsteren nur wenge teratve Entwcklungsprozesse für Denstlestungen, de de flexble Reakton auf sch ändernde Nutzeranforderungen ermöglchen. En besonderes Defzt legt n der fehlenden Durchgänggket der Entwcklungsprozesse für IT-gestützte Servces. Zwschen der Denstlestungs- und der Softwaremodellerung klafft nach we vor ene semantsche Lücke. 3.3 Proflbaserte Onlne-Denste De Proflerung von Onlne-Densten hat zum Zel, dem Nutzer aus der Velfalt verfügbarer Informatonen genau dejengen anzubeten, de mt senen aktuellen Interessen möglchst gut überenstmmen. Prnzpell exsteren zwe Varanten der Informatonsübermttlung: 1. Der Nutzer navgert durch personalserte oder kohortserte Webseten (Pull-Verfahren, Ad Hoc-Abfragen) 2. Dem Nutzer werden personalserte Inhalte durch E-Mals, SMS-Nachrchten oder andere Meden zu festgelegten Termnen oder n festen Intervallen zugestellt (Push-Verfahren, n [BR99] auch als Flterung bezechnet). Für ene tefere Dskusson der verschedenen Push- und Pull-Verfahren sehe z.b. [KK99]. Durch den zunehmenden Mssbrauch der Push-Verfahren für unerwünschte Werbenachrchten (Spam-Mals) und de generelle Flut von E-Mals hat de Akzeptanz von Push-Verfahren deutlch geltten. Des glt um so mehr für moble Endgeräte mt langsamer Datenübertragung und hohen Übertragungskosten. De Mehrzahl der Benutzer möchte selbst bestmmen, wann und we oft welche Inhalte abgerufen werden sollen und bevorzugt deshalb Pull-Verfahren Verschlagwortung De enfachste Varante der Dokumentensuche und -selekton basert auf der manuellen Zuordnung enes oder mehrerer Schlagworte zu jedem Dokument 5. Zur Informatonssuche selektert der Benutzer en oder mehrere Schlagworte und erhält als Ergebns ene Lste der auf dese Anfrage passenden Dokumente. Je mehr Schlagworte für en Dokument überenstmmen, desto höher st sene Poston n der Suchergebnslste. 5 Unter dem Sammelbegrff Dokument werden n deser Arbet sowohl ren textuelle als auch multmedale Dokumente mt engebetteten Bldern, Audo- und Vdeo-Streams zusammengefasst.

45 Wegen des hohen Aufwands zur manuellen Verschlagwortung des Medenmaterals st deses Verfahren n der Praxs nur bedngt tauglch. Zudem werden Dokumente ncht gefunden, wenn dem Dokument anstelle des gesuchten Schlagworts en glechwertges Synonym zugeordnet wurde. Letzteres Problem lässt sch durch vorkonfgurerte Lsten von Standard- Schlagworten oder en Synonymwörterbuch (Thesaurus, sehe z.b. [BR99]) lösen Inhaltsbaserte Suche De nhaltsbaserte Suche durchsucht den gesamten Dokumentenbestand nach bestmmten Krteren we Schlüsselworten, Folgen von Schlüsselworten, Farbvertelungen oder Texturen. Zur Verkürzung der Suchzeten wrd jedes Dokument berets bem Enfügen n den Medenbestand ndzert, d.h. n enen optmerten Suchbaum aufgenommen. De Verwaltung der multmedalen Dokumente nklusve der Suchbäume erfolgt häufg durch en Datenbankmanagementsystem, sehe z.b. [KPP03]. Spezell für de Suche nach Texten kommt n der Regel en Thesaurus zum Ensatz, um neben den angegebenen Suchbegrffen auch deren Synonyme auffnden zu können Klassfkaton von Dokumenten Be der Klassfkaton werden jedem Dokument ene oder mehrere Kategoren aus ener vordefnerten Kategorenlste oder enem Kategorenbaum zugeordnet. Im Berech multmedaler Nachrchten stellt der Kategorenbaum des IPTC (Internatonal Press and Telecommuncaton Councl [IPT02]) enen wchtgen Standard dar, dessen Kategoren der obersten Ebene n Abbldung 3-12 dargestellt snd. Insgesamt enthält der IPTC-Kategorenbaum mehr als tausend Kategoren auf dre Ebenen. Kultur, Kunst, Unterhaltung Justz, Krmnaltät Katastrophen & Unglücke Wrtschaft & Fnanzen Erzehung, Ausbldung Umwelt Medzn, Gesundhet Vermschtes Arbet, Sozales Frezet, Modernes Leben Poltk Relgon, Weltanschauung Wssenschaft, Technk, Forschung Gesellschaft, Bevölkerung Sport Krsen, Kreg, Konflkte Wetter Abbldung 3-12: Kategoren der obersten Ebene nach dem IPTC-Standard De Entschedung, zu welchen Kategoren en Dokument gehört, erfolgt durch enen Klassfkator. Der zugehörge Entschedungsvorgang wrd als Klassfkaton bezechnet. Klassfkatoren extraheren aus jedem Dokument ene Rehe von Merkmalen, anhand derer de Entelung n Klassen erfolgt. Typsche Klassfkatonsmerkmale für Textdokumente und Sprachsegmente snd de Häufgket bestmmter Schlüsselworte oder Slbenfolgen [Sch97, JM00, P03a, Joa98]. Audo- und Muskstücke lassen sch z.b. anhand von Lautstärkeverläufen, Frequenzspektren oder zyklschen Wederholungen (z.b. Rhythmen) klassfzeren [P03b].

46 Zur Klassfkaton von Enzelbldern werden unter anderem Farbvertelungen, Texturen oder engeblendete Texte heran gezogen. Vdeos schleßlch lassen sch durch de Erkennung von Szenenwechseln ( Shots ), durch de Klassfkaton repräsentatver Enzelblder ( Keyframes ) oder de Analyse von Bewegungen klassfzeren [P03c]. Darüber hnaus lassen sch de Klassfkatonsergebnsse vertonter Vdeos durch Kombnaton deser Verfahren und de daraus resulterenden Synergeeffekte erheblch verbessern [P03d, LKP03]. Der Benutzer konfgurert sene Interessensprofle, ndem er de für hn relevanten Kategoren selektert. De häufg angewandte bnäre Selekton (nteressant / ncht nteressant) st zwar aus Anwenderscht lecht handhabbar, jedoch grob und damt ungenau. Für ene genauere Dfferenzerung egnet sch de ternäre Selekton (besonders nteressant, unentscheden, besonders unnteressant). Um de Konfguraton der Benutzerprofle zu verenfachen, wrd der Wert unentscheden jewels als Standardvorgabe (Default) vorgegeben. Der Anwender braucht dann nur noch de besonders nteressanten sowe de besonderes unnteressanten Kategoren zu markeren. Dese ternäre Selekton leße sch belebg weter dfferenzeren, allerdngs auf Kosten der Benutzerfreundlchket, so dass de ternäre Selekton enen guten Kompromss aus Genaugket und Benutzerfreundlchket darstellt. De wetere Verfenerung der Interessensprofle erfolgt dann teratv per Relevanzrückmeldung des Benutzers (sehe Anhang B.6). Multmeda-Dokumente Analyse Merkmalsextrakton Klassfkaton Dokumente, Medendaten, Metadaten Relevanzrückmeldung? Interessensprofle, Ad Hoc-Abfragen Dokumentensuche, Rankng Sorterte Suchergebnsse Abbldung 3-13: Modell zur Klassfkaton und Dokumentensuche Elementarer Bestandtel proflerter Onlne-Servces st en lestungsfähges Klassfkatonsund Suchsystem. We n Abbldung 3-13 dargestellt, werden neu erfasste Multmeda- Dokumente zunächst analysert. Nach der Extrakton der relevanten Merkmale erfolgt de

47 Entelung n Klassen und de Specherung deser Metanformatonen n ener Datenbank. Selektert en Benutzer en Interessensprofl, so wrd de zugrunde legende Suchanfrage n Form enes gewchteten Kategorenvektors mt den Kategorenvektoren sämtlcher gespecherter Dokumente verglchen. Als Ergebns lefert das System ene Lste der gefundenen, zur Suchanfrage passenden Dokumente, sortert nach abstegender Passgenaugket. Zur Optmerung der dem jewelgen Interessensprofl zugrunde legenden Suchanfrage kann der Benutzer de Relevanz deses Dokuments (z.b. n Form dreer Buttons für besonders nteressant, unentscheden und unnteressant) beurtelen. Alternatv können aus dem Benutzerverhalten (z.b. Verwelzeten auf ener Sete, telweses oder vollständges Abspelen enes Vdeos) auch ndrekte Rückschlüsse auf das Interesse an desem Dokument gezogen werden (mplzte Relevanzrückmeldung). Neben der Verfenerung der den Interessensproflen zugrunde legenden Suchanfragen kann dese Relevanzrückmeldung auch zur Verbesserung und Optmerung der Dokumentenklassfkaton benutzt werden. Im Anhang A wrd en formales Modell mt geegneten Verfahren für das Informaton Retreval und de Relevanzrückmeldung beschreben. De Auswahl deser Methoden und Verfahren erfolgt durch Konfguraton des n deser Arbet entwckelten Anwendungsframeworks für multmedale Onlne-Servces Fazt De Klassfkaton multmedaler Dokumente betet de Grundlage für deren Zuordnung zu persönlchen Interessensproflen der Benutzer bzw. zu vordefnerten Aufgabenproflen nnerhalb des Unternehmens. Gegenüber der manuellen Verschlagwortung hat se den entschedenden Vortel, dass se wetgehend automatserbar st (vgl. z.b. [P03a, P03b, P03c, P03d]). Für Ad Hoc-Abfragen nach Textdokumenten betet ene zusätzlche Volltextsuchmöglchket ene snnvolle Abrundung der angebotenen Suchmöglchketen.

48 4 Engneerng-Methodk Zel deses Kaptels st de Defnton ener ntegrerten Servce- und Software Engneerng- Methodk, um de hohe Komplextät multmedaler Onlne-Denste n den Grff zu bekommen und den Mangel an geegneten Vorgehenswesen, Methoden und Werkzeugen zu beheben. Mt dem Unfed Process und dem Extreme Programmng stehen zwe n hrer Konzepton und Zelsetzung sehr unterschedlche teratve Software-Entwcklungsprozesse zur Verfügung (vgl. Kaptel 3.1), de auf Ihre Egnung zum Engneerng ganzer Produktlnen multmedaler Onlnedenste zu untersuchen snd. Im Berech des Servce Engneerngs hngegen besteht nach we vor en Mangel an wethn akzepterten enhetlchen Entwcklungsprozessen und Werkzeugen. Ene Velzahl unterschedlcher Defntonen und Notatonen erschwert de Modellerung und Entwcklung von Denstlestungen. Weterhn exsteren nur wenge teratve Entwcklungsprozesse für Denstlestungen, de de flexble Reakton auf sch ändernde Nutzeranforderungen ermöglchen. En besonderes Defzt legt n der fehlenden Durchgänggket der Entwcklungsprozesse für IT-gestützte Servces. Zwschen der Denstlestungs- und der Softwaremodellerung klafft nach we vor ene semantsche Lücke (vgl. Kaptel 3.2.8), de m Folgenden geschlossen werden soll. Dazu werden zunächst de Anforderungen an ene solche Methodk defnert und anschleßend de n den Kapteln 3.1 und 3.2 beschrebenen Software- und Servce Engneerng-Methoden und -Prozesse auf hre Egnung hn untersucht. Schleßlch wrd aus desen vorhandenen Verfahren und egenen Ansätzen ene optmerte Methodk zum Co- Engneerng von Software und Servces abgeletet. 4.1 Anforderungen an de Engneerng-Methodk Aufgrund der hohen Komplextät und Varantenvelfalt be den proflbaserten multmedalen Onlne-Densten versprcht de Defnton enes Anwendungsframeworks erheblche Ensparpotentale be Kosten und Entwcklungsdauer m Verglech zu entsprechenden Indvdualprojekten. Laut [Sch97b] st ene Redukton bs auf en Zehntel des Aufwands möglch. En solches Anwendungsframework st en genersches objektorentertes System, aus dem unterschedlche kunden- oder produktspezfsche Anwendungen für enen bestmmten Anwendungsberech erstellt werden können. Ene ntegrerte Entwcklungsmethodk für proflbaserte multmedale Onlne-Denste muss enen Entwcklungsprozess sowohl für das Anwendungsframework als auch für de darauf zu realserenden Onlne-Denste defneren. Insbesondere muss se festlegen, ob zunächst das Framework und dann der erste Servce, zuerst en Plot-Servce und dann das Framework oder bede smultan entwckelt werden sollen. Darüber hnaus soll de zu entwckelnde Methodk durch bestehende oder neu zu erstellende Werkzeuge unterstützt werden Engneerng des Anwendungsframeworks An das Engneerng enes Anwendungsframeworks für ene ganze Klasse von Anwendungsdensten bestehen laut [Sch97b, JF88, Vl01] und aus egenen Erfahrungen mt verglechbar komplexen Systemen folgende Anforderungen: 1. Objektorenterung

49 Wünschenswert: Komponentenorenterung 3. Wederverwendung auf hoher Granulartätsebene 4. Ausrechende Dokumentaton zur Unterstützung der Wederverwendung 5. Erweterbarket 6. Integratonsfähgket n vorhandene heterogene Umgebungen 7. Iteratve Optmerung 8. Anpassbarket an sch ändernde Anforderungen 9. Schnelle und kostengünstge Realserung kunden- oder produktspezfscher Anwendungen baserend auf dem Framework 10. Erstellung ener langfrstg tragfähgen Archtektur Insbesondere um de Anforderungen 8 und 9 erfüllen zu können, st ene enge Verzahnung des Entwcklungsprozesses für das Anwendungsframework sowe des Servce Engneerng- Prozesses für de Realserung weterer Framework-baserter Onlne-Denste notwendg Engneerng neuer Onlne-Denste An das Engneerng neuer Onlne-Denste bestehen laut [FA03] und aufgrund egener Erfahrungen mt der Realserung verglechbarer IT-Denste folgende Anforderungen: 1. Nutzung des objektorenterten Paradgmas 2. Fen granulare Modulartät 3. Mnmale Beschrebungskomplextät 4. Erweterbarket zur Realserung neuer und Erweterung bestehender Produkte 5. Wetgehende Nutzung offener Standards, Interoperabltät 6. Rapd Prototypng zwecks vorzetger Abstmmung mt dem Kunden 7. Ermöglchen ganzer Produktlnen durch gemensame Spezfkaton oder durch Beschrebung mt enhetlchen Anforderungsattrbuten 8. Abdeckung des gesamten Produktlebenszyklusses (Forschung und Entwcklung, Marketng, Produkton und Management) 9. Unterstützung unterschedlcher Produktschten 10. Entwcklungsprozess gernger Komplextät Dese Anforderungen für das Engneerng von Onlne-Densten decken sch telwese mt denen für das Engneerng des Anwendungsframeworks (z.b. Forderung nach Objektorenterung, Ermöglchen ganzer Produktlnen) oder ergänzen sch gegensetg. Dfferenzen bestehen bezüglch der Ebene der Wederverwendung (grob granular für das Framework, fen granular für de Denste) und der Beschrebungskomplextät (umfangreche Entwcklerdokumentaton für das Anwendungsframework, jedoch möglchst gernge Beschrebungskomplextät für de enzelnen Onlne-Denste).

50 Entwcklungsprozess Bewertung von Unfed Process und Extreme Programmng De m Kaptel 4.1 genannten Anforderungen nach ener schrttwesen Entwcklung und Optmerung des Basssystems sowe nach schneller Verfügbarket erster Prototypen der zu realserenden Denste lassen sch nur mt teratven Software- und Servce Engneerng- Prozessen realseren. Deren Auswahl wrd dadurch weter engeengt, dass das Basssystem wegen sener großen Komplextät und der notwendgen flexblen Erweterbarket mttels Enbezehung externer Komponenten komponentenbasert entwckelt werden sollte. De wchtgsten Softwareentwcklungsprozesse, de dese Anforderungen unterstützen, snd der Unfed Process (UP, sehe Kaptel ) sowe das Extreme Programmng (XP, sehe Kaptel ). Se werden nun m Hnblck auf de m Kaptel 4.1 erarbeteten Anforderungen verglchen und bewertet Iteratver Softwareentwcklungsprozess, Projektplanung und -steuerung Sowohl bem UP als auch bem XP handelt es sch um teratve Softwareentwcklungsprozesse, de nachträglche Änderungen an den Benutzeranforderungen und somt an der Spezfkaton ausdrücklch ermöglchen (vgl. [Col03]), ja m Falle des XP sogar herausfordern. Se unterscheden sch dadurch deutlch vom klassschen Wasserfallmodell mt sener strengen Phasenfolge (vgl. [Ver00]). Anstelle ener detallerten Fenspezfkaton am Anfang enes Projekts und damt verbundener langer Wartezeten auf ene erste Verson bekommen de späteren Nutzer frühzetg erste Prototypen zur Evaluaton übergeben und können so rechtzetg Fehlentwcklungen erkennen und Verbesserungsvorschläge enbrngen. Während de Iteratonszyklen bem Extreme Programmng mest nur wenge Tage betragen und auf der Granulartät enzelner Funktonen oder Features stattfnden, setzt der Unfed Prozess auf Zykluszeten von mehreren Wochen bs engen Monaten und ganze Komponenten oder Funktonsmodule (vgl. [Hru03]). Sowohl UP als auch XP setzen auf Tests am Ende jedes Iteratonsschrttes, um langwerge und neffektve Integratonsphasen am Projektende zu vermeden. De Projektplanung konzentrert sch sowohl be UP als auch XP auf den Zetraum bs zum nächsten Release oder Melensten, wobe ene detallerte Fenplanung sogar nur für den nächsten Iteratonsschrtt exstert. Für de Zeträume darüber hnaus gbt es bem UP m Gegensatz zum XP mmerhn noch enen groben Projektplan. Anforderungsanalyse und -modellerung Be der Anforderungsanalyse und -modellerung gehen UP und XP ähnlche Wege. Während der UP auf de Use Cases als tragendes Element des gesamten Entwcklungszyklusses setzt, blden bem XP de Anwendungsszenaren n Form so genannter Stores de Grundlage des Entwurfs und der Implementerung. Use Cases und Stores snd n Zweck und Vorgehenswese verglechbar. Use Cases lassen sch sogar mt Hlfe von Stores beschreben. De Kernforderung des XP, enen Kunden- oder Nutzervertreter ( Vor-Ort-Kunde ) n das Entwcklungsteam zu ntegreren, lässt sch nsbesondere n der Anforderungsanalyse, der Use Case-Modellerung und dem Desgn nonfunktonaler Prototypen für de Bedenoberfläche gut n den Unfed Process ntegreren. Jacobson, Booch und Rumbaugh bestätgen n [JBR99, Sete 38], dass für de Erfassung der Use Cases de Nutzer, Kunden und Entwckler enzubezehen snd. Dadurch können spätere Nutzer und Kunden glech zu Projektbegnn

51 scherstellen, dass das entstehende Softwaresystem hren Anforderungen entsprcht und be Bedarf korrgerend engrefen. Rolle der Systemarchtektur Wesentlche Unterschede zwschen UP und XP legen n der Rolle der Archtektur. Während der archtekturzentrerte UP das Desgn ener langfrstg tragfähgen Systemarchtektur mt flexblen Erweterungsmöglchketen zum Zel hat, setzt das XP darauf, dass als Seteneffekt während der Implementerung sch ene geegnete Archtektur herauskrstallsert. Dese wrd dann schrttwese verfenert und be Bedarf m Rahmen ener Refaktorerungsphase optmert. Auch n enem UP-gesteuerten Projekt kann es erforderlch werden, enzelne Module oder Komponenten ener Überarbetung zu unterzehen. Des glt nsbesondere, wenn neue lestungsfähgere Technologen auf dem Softwaremarkt erschenen oder sch enzelne Elemente der Systemarchtektur als ncht tragfähg erwesen sollten. Im Gegensatz zum XP fordert der UP jedoch, dass solche krtschen und rskobehafteten Module möglchst glech zu Projektbegnn n der Ausarbetungsphase prototypsch realsert werden, um n der Konstruktonsphase aufwändge Redesgns zu vermeden. Tendenzell egnet sch XP daher eher für klenere und mttlere Projekte mt enfachen Softwarearchtekturen und überschaubarem Codevolumen. Das glt nsbesondere für stark anwendungsorenterte Systeme und Servces mt umfangrecher grafscher Endbenutzungsschnttstelle, de vom Vor-Ort-Kunden und dem schrttwesen Vorgehen durch klene Releases besonders profteren. Für umfangreche Softwaresysteme mt komplexer Systemarchtektur, heterogenen Technologen und nsbesondere zur Erstellung komplexer Anwendungsframeworks für ganze Produktlnen hngegen hat der auf ene vorzetge Ausschaltung von Rsken und ene langfrstg tragfähge Archtektur ausgerchtete Unfed Process deutlche Vortele. Implementerung und Testen Das XP brngt unter den zwölf Kernaussagen (sehe Kaptel ) enge nnovatve Ideen en, de sch hervorragend n den UP ntegreren lassen. Dazu gehört nsbesondere de Anwesenhet enes Kunden- oder Nutzervertreters ( Vor-Ort-Kunde ), der n der Implementerungsphase kurzfrstg Desgnentschedungen treffen und durch regelmäßges Testen wertvolle Rückmeldungen geben kann. Für krtsche Komponenten und Module betet sch auch bem UP das paarwese Programmeren an, um de Qualtät des erzeugten Codes zu erhöhen. Ebenfalls der Code-Qualtät zu gute kommen enhetlche Coderstandards, ene geregelte Arbetszet ( 40-Stundenwoche ) mt konzentrerten, ausgeruhten Programmerern sowe das sofortge und stetge Testen neuer Features. Zusammenfassung Tabelle 4-1 fasst de wesentlchen Ergebnsse des Verglechs zwschen Unfed Process und Extreme Programmng zusammen und verglecht se mt dem bs n de 80er Jahre des vorgen Jahrhunderts vorherrschenden Wasserfallmodell. Dabe wrd klar, dass das Wasserfallmodell weder de Anforderungen an das Engneerng des Anwendungsframeworks noch de an das Engneerng von IT-Densten erfüllt. Insbesondere das späte Testen, de späte Inte-

52 graton und de schwerfällge Reakton auf sch ändernde Anforderungen dsqualfzeren das Wasserfallmodell. Für das Engneerng von Anwendungsframeworks snd de Krteren 1-10 von großer Bedeutung, nsbesondere m Hnblck auf ene langfrstg tragfähge Archtektur (vgl. Kaptel 4.1). Während der Unfed Process dese gut berückschtgt, hat das Extreme Programmng spezell be der Egnung für große Softwaresysteme erheblche Defzte. Dennoch lassen sch enge Aspekte des Extreme Programmngs we de enge Interakton mt den Anwendern auch für das Engneerng von Anwendungsframeworks gewnnbrngend ensetzen. Das Engneerng von IT-Servces hngegen erfordert ene enge Interakton mt den Anwendern, Rapd Prototypng und de flexble Reakton auf sch ändernde Anforderungen (Krteren 13-15). Komplexe Beschrebungen und Spezfkatonen und en schwerfällges Projektmanagement wären kontraproduktv. Der lechtgewchtge Extreme Programmng-Ansatz mt sener engen Anwendernterakton hat her gegenüber dem schwergewchtgen Unfed Process deutlche Vortele. Krterum Wasserfallmodell Unfed Process (UP) Extreme Programmng (XP) 1. Unterstützung der Objektorenterung 2. Egnung für Wederverwendung 3. Erstellung ener Entwcklerdokumentaton 4. Lefert tragfähge Softwarearchtektur? 5. Egnung für große Softwaresysteme 6. Rechtzetges Erkennen von Rsken 7. Frühzetges und häufges Testen 8. Frühzetge Integraton 9. Iteratve Vorgehenswese 10. Egnung zur Entwcklung ganzer Produktlnen 11. Zetlche Planbarket 12. Gernge Beschrebungskomplextät 13. Enbndung der späteren Nutzer 14. Reakton auf ändernde Anforderungen 15. Schnelle Verfügbarket von Prototypen 16. Werkzeugunterstützung 17. Gernger Projektmanagementaufwand Legende: gut / hoch mttel schlecht / gerng Tabelle 4-1: Bewertung des Unfed Process und des Extreme Programmngs

53 Co-Engneerng von Software und Servces Enersets baseren wchtge Konzepte des Servce Engneerngs auf Vorgehenswesen, de sch n der Softwaretechnk und auch n den anderen Ingeneursdszplnen n ähnlcher Form set langem bewährt haben. Dazu zählen nsbesondere de systematsche Modellerung von Denstlestungen, de Defnton durchgängger Entwcklungsprozesse (nklusve teratver Verfahren und des Spralmodells) und de wesentlchen Schrtte des Entwcklungsprozesses (Vson, Anforderungsanalyse, Desgn, Umsetzung und Test, Evaluaton). Anderersets lefert das Servce Engneerng spezell für de Entwcklung von IT-Densten ene Rehe nteressanter Ansätze, spezell an der Schnttstelle zwschen den späteren Anwendern und den Softwareentwcklern. Dazu gehören nsbesondere das Produktmodell mt sener vollständgen, von der Technk wetgehend losgelösten Beschrebung des zu erstellenden Denstes das Prozessmodell mt der Enbndung des IT-Denstes n de Geschäftsprozesse und den Schtbarkets- und Interaktonslnen nach Shostack und Kngman-Brundage das Ressourcen- und Technkkonzept nklusve Rollenmodell das Betrebermodell und Marketngkonzept Servce- und Software Engneerng ergänzen sch gut für de Modellerung IT-baserter Denste und beten gegenüber renen Softwareentwcklungsprozessen we dem Unfed Process ene bessere Schnttstelle und Kommunkaton mt den Anwendern. Im Idealfall snd Servce- und Softwareentwcklung eng mtenander verzahnt. In desem Zusammenhang st häufg auch vom Co-Engneerng von Software und Servce de Rede Ansätze für den Entwcklungsprozess Aus dem Verglech des Unfed Process und des Extreme Programmngs m Kaptel folgt, das weder der Unfed Process noch das Extreme Programmng sch für enen durchgänggen Entwcklungsprozess egnet, der sowohl de Entwcklung des Anwendungsframeworks als auch der darauf zu realserenden Denste abdeckt. Der schwergewchtge Unfed Process mt sener starken Archtekturzentrerung führt zwar zu enem langfrstg tragfähgen Anwendungsframework, st jedoch für de effzente Entwcklung neuer Onlne-Denste n enger Zusammenarbet mt den Anwendern überdmensonert. Darüber hnaus egnet er sch nur bedngt für das Rapd Prototypng neuer Denste. Anderersets unterstützt der lechtgewchtge Extreme Programmng-Ansatz zwar gut de effzente Entwcklung neuer Onlne-Denste mtsamt Rapd Prototypng, führt jedoch be der Entwcklung des Anwendungsframeworks zu kener langfrstg tragfähgen Systemarchtektur, de sch flexbel an neue Aufgaben anpassen und erwetern lässt. Gängge Servce Engneerng-Methoden egnen sch gut zur Anforderungsanalyse und Modellerung neuer Denstlestungen nklusve IT-gestützter Onlne-Denste. Da se nformatonstechnsche Aspekte und nsbesondere de Softwaremodellerung kaum unterstützen, egnen se sch eher als Ergänzung zu den gänggen Software-Entwcklungsprozessen. Für ene ntegrerte Servce- und Software-Entwcklungsmethodk, de sowohl de Entwcklung des Anwendungsframeworks als auch der darauf baserenden Onlne-Denste hnrechend unterstützt, muss deshalb en neues Verfahren entwckelt werden, das de Vortele

54 des Unfed Process, des Extreme Programmngs und gängger Servce Engneerng-Ansätze mtenander verent Entwcklungsrehenfolge von Anwendungsframework und Servces Der nahe legende Ansatz, zunächst das Anwendungsframework komplett zu modelleren, mplementeren und testen, bevor der erste Onlne-Servce darauf produzert wrd, führt zwar zu ener langfrstg tragfähgen Softwarearchtektur, zegt aber n der Praxs entschedende Schwächen: Bevor mt der Modellerung des Anwendungsframeworks begonnen werden könnte, müssten zunächst n ener aufwändgen Analysephase sämtlche denkbaren Anforderungen an proflbaserte multmedale Onlne-Denste erfasst werden Überforderung der Anwender mt abstrakten Modellen anstelle anschaulcher Demonstratons-Denste Gefahr, dass das Framework ncht den Erfordernssen der Anwender entsprcht Gefahr, dass das Framework mt Funktonaltäten überfrachtet wrd, de selten oder ne gebraucht werden Schwerge Prorserung der Funktonaltäten Lange Vorlaufzet bs zum ersten Plot-Servce De Implementerungsphase des Anwendungsframeworks wäre langwerg Anforderungen könnten sch zwschenzetlch ändern Schwerge Projektplanung und -steuerung Das Anwendungsframework müsste anhand künstlcher Testszenaren getestet werden Kene realtätsnahen Tests an realen Anwendungsdensten Kaum Rückmeldung setens der Anwender Semantsche Lücke zwschen dem Anwendungsframework und den Onlne-Servces Framework ncht optmal auf zu erstellende Anwendungsdenste abgestmmt Mehraufwand be der Erstellung der Anwendungsdenste Der alternatve Ansatz, zunächst enen Plot-Servce zu realseren und anschleßend das Anwendungsframework daraus abzuleten, stellt de Berückschtgung der Anforderungen des Plot-Servces scher und lefert anhand des Plot-Servces zuglech en Testszenaro für das Anwendungsframework. Dennoch zegt er be der Entwcklung des Anwendungsframeworks entschedende Schwächen: Da während der Implementerung des Plot-Servces das Anwendungsframework noch ncht beret stehen würde, müsste de Anwendungslogk zunächst für den Plot-Servce mplementert und anschleßend n das Framework übernommen werden Starke Abhänggket des Anwendungsframeworks vom Plot-Servce Hoher Restrukturerungsaufwand be der Übernahme von Funktonen vom Plot- Servce n das Anwendungsframework

55 Es würde eher ene Funktonssammlung zur Unterstützung des Plot-Servces anstelle enes langfrstg tragfähgen Anwendungsframeworks entstehen De Anforderungen künftger weterer Denste würden nur unzurechend berückschtgt Aufwändge Überarbetungen des Frameworks wären wahrschenlch Der Lösungsansatz legt darn, das Anwendungsframework und den Plot-Servce smultan zu entwckeln. Zunächst entsteht anhand der Anforderungen des Plot-Servces und unter Beachtung potenzell notwendger Erweterungsmöglchketen ene erste Verson des Frameworks, de nur enge wesentlche Grundfunktonaltäten abdeckt und anhand des Plot- Servces getestet und valdert werden kann. Durch dese smultane Entwcklung wrd auch de semantsche Lücke zwschen dem Anwendungsframework und dem Plot-Servce geschlossen. Mt der Entwcklung weterer Onlne-Servces wrd das Framework schrttwese erwetert und optmert. Dadurch wrd das Anwendungsframework optmal an den Bedürfnssen der entsprechenden Anwendungsdenste ausgerchtet. Der Entwcklungsprozess wrd durch desen smultanen Ansatz komplexer, blebt jedoch handhabbar Defnton enes neuen zwephasgen Entwcklungsprozesses We m Kaptel erarbetet, egnet sch der Unfed Process gut für de Entwcklung des Anwendungsframeworks, hat jedoch aufgrund senes hohen Projektmanagementaufwands und der suboptmalen Interakton mt den späteren Nutzern Defzte be der effzenten Entwcklung neuer Anwendungsdenste. Umgekehrt deckt das Extreme Programmng zwar de effzente Entwcklung neuer Anwendungsdenste gut ab, egnet sch aber wegen sener gerngen Ausrchtung auf ene langfrstg tragfähge Archtektur wenger zur Entwcklung komplexer Softwaresysteme. Somt bldet kener der bslang exsterenden Software Engneerng-Prozesse für sch allene das Engneerng enes flexblen technschen Basssystems n Form enes Anwendungsframeworks für ganze Produktfamlen nklusve der darauf aufsetzenden Denste optmal ab. Aus desem Grund wrd en egener zwephasger Entwcklungsprozess defnert, der wesentlche Ideen bestehender Ansätze aufgreft und verent. Abbldung 4-1 gbt enen Überblck.

56 Desgn der Methodk 1. Phase: Unfed Process Vson Framework Methodk Templates Plot-Servce 2. Phase: Extreme Programmng Vson Optmerungsschlefe Optmertes Framework Optmerte Methodk Onlne-Servce löst aus 1. Phase: Smultaneous Engneerng von Framework und Plot-Servce 2. Phase: Framework-basertes Servce Engneerng Abbldung 4-1: Neue zwephasge Entwcklungsmethodk m Überblck Erste Phase: Smultaneous Engneerng von Framework und Plot-Servce Smultaneous Engneerng hat de Beschleungung des Entwcklungsprozesses durch de smultane und abgestmmte Entwcklung von Produkten und deren Produktonsenrchtungen [Bul94] oder generell de zetgleche Bearbetung vonenander unabhängger Telaufgaben zum Zel. Übertragen auf das Engneerng enes Anwendungsframeworks (Produktonsenrchtung) und der darauf aufbauenden Onlne-Servces (Produkte m Snne des Servce Engneerngs) bedeutet das, dass n deser ersten Phase das Anwendungsframework und en oder mehrere Plot-Servces smultan n enem nterdszplnären Team modellert, realsert, getestet und evaluert werden. Das Desgn ener langfrstg tragfähgen Softwarearchtektur für das Framework, de sch für ene ganze Produktfamle multmedaler Onlne- Denste egnet, steht herbe m Vordergrund. Deshalb egnet sch der Unfed Process gut als Ausgangsbass für den Entwcklungsprozess, der um Konzepte des Servce Engneerngs erwetert wrd. Nach dem erfolgrechen Abschluss deser Plotphase können n ener zweten Phase wetere Onlne-Servces auf dem Framework realsert werden, aus denen sch Bedarf für Erweterungen und Optmerungen des Frameworks abletet Zwete Phase: Framework-basertes Servce Engneerng Für das Engneerng der auf dem Framework aufsetzenden Onlne-Servces n der zweten Phase lefern das Servce Engneerng (sehe Kaptel 3.2) und das Extreme Programmng (Kaptel ) nteressante Ansätze. Im Gegensatz zu den vorwegend textuellen Beschrebungen der Use Cases m Unfed Process beten de von Shostack und Kngman-Brundage vorgeschlagenen Servce Blueprnts mt hren Schtbarkets- und Interaktonslnen (Kaptel ) ene gute grafsche Kommunkatonsbass zwschen Anwendern und Entwcklern. Für das Servce Engneerng können vom Anwendungsframework Servce-Templates beretgestellt werden, de dann

57 entsprechend an den jewelgen Servce angepasst werden. Um ene enhetlche Modellerungssprache benutzen zu können, werden sämtlche Servce Blueprnts und Templates n der Unfed Modelng Language dargestellt. Dadurch wrd ene enge Verzahnung zwschen den Software- und Servce Engneerng-Prozessen errecht, und es können vorhandene Tools engesetzt werden. Als Servce-Entwcklungsprozess für de Onlne-Servces wrd ene teratve Vorgehenswese gewählt, de sch eng an den Kernaussagen des Extreme Programmngs orentert. Insbesondere de Anwesenhet enes Vor-Ort-Kunden zur kurzfrstgen und unbürokratschen Entschedungsfndung be Desgnfragen, de klenen und häufgen Releases mt stetger Integraton und häufgem Testen berets während des Entwcklungsprozesses sowe das enfache softwaretechnsche Desgn beten ene gute Grundlage für en effzentes und anwendungsorentertes Desgn neuer Onlne-Servces. Da n der Regel am Anwendungsframework selbst nur klene Änderungen und Erweterungen notwendg werden, konzentrert sch de Entwcklung neuer Servces auf das Desgn und de Implementerung der Benutzungsoberfläche. Auf enen schwergewchtgen Softwareentwcklungsprozess we den Unfed Process kann deshalb an deser Stelle verzchtet werden Vortele deses zwephasgen Entwcklungsprozesses De Vortele deses zwephasgen Entwcklungsprozesses snd: Schnellere Entwcklung des Plot-Servces und weterer Onlne-Servces Frühere Verfügbarket von Demonstratoren für de Nutzer bzw. Kunden Früheres Feedback von den Nutzern bzw. Kunden Frühere Verfügbarket der fertg gestellten Onlne-Servces Bessere Abstmmung zwschen den Entwcklern von Framework und Onlne-Servces Schnellere Verfügbarket erweterter, korrgerter und optmerter Framework- Versonen für de Servce-Entwckler Framework-Entwckler erhalten schneller Rückmeldung von den Servce-Entwcklern über auftretende Probleme oder Fehler mt dem Framework Verrngerung des Änderungsaufwands an Framework und Onlne-Servces Rechtzetges Erkennen zetkrtscher Pfade 4.3 Werkzeugunterstützung In der objektorenterten Softwareentwcklung hat sch de Unfed Modelng Language (UML) sowohl m wssenschaftlchen als auch m kommerzellen Umfeld als Standard durchgesetzt. Se bldet zuglech de Notatonssprache für den Unfed Process, der n der ersten Phase des Entwcklungsprozesses zum Ensatz kommt. Im Snne ener enhetlchen Notaton für Software und Servces werden n der vorlegenden Arbet alle Ansätze aus dem Servce Engneerng n de Unfed Modelng Language überführt. Dadurch können Standard UML- Modellerungswerkzeuge engesetzt werden, und auf de Entwcklung enes neuen Werkzeuges wrd verzchtet.

58 De neue Entwcklungsmethodk m Detal De m vorgen Kaptel n hren Grundzügen beschrebene neue zwephasge Methodk zum Engneerng multmedaler Onlne-Denste wrd nun näher ausgearbetet und detallert. Im Snne ener enhetlchen Begrffsbldung stellt Tabelle 4-2 de wchtgsten Begrffe für den Unfed Process, das Extreme Programmng, das Servce Desgn- und Managementmodell nach Ramaswamy (Kaptel ) sowe das Servce Engneerng nach Shostack und Kngman-Brundage (Kaptel ) gegenüber. Artefakt Unfed Process Extreme Programmng Projektplanung und -steuerung Vson, Zelsetzung Anwendungsszenaren Planungsspel Ramaswamy Servce Management Vson Metapher Desgn-Attrbute defneren Szenaren, Use Cases Stores Desgn-Attrbute defneren Shostack, Kngman- Brundage Projektmanagement Aufgabenplanung, Audts Defnton Servce Blueprnts Nutzer Aktoren Vor-Ort-Kunde Kunden Kunden Notaton Unfed Modelng Language Umgangssprache Flowcharts, House of Qualty Servce Blueprnts Funktonaltät Use Cases (Stores) Flowcharts Indrekt: Servce Blueprnts Aktvtäts- / Kollaboratonsdagramm Mt Swm Lanes n UML modellerbar Mt Swm Lanes n UML modellerbar Softwarearchtektur Prozessmodell, Workflow Schtbarketslnen Interaktonslnen Archtektur Konstrukton, Implementerung Konstrukton, Implementerung (Stores) Bestandtel der Desgnkonzepte Servce Blueprnts - Schtbarketslnen Schtbarketslnen - Interaktonslnen Interaktonslnen Enfaches Desgn Bestandtel der Desgnkonzepte Paarwese Programmerung Desgndetals entwckeln / mplementeren - (Masterdesgn) Coderrchtlnen - Coderstandards - - Integraton Integraton Stetge - - Integraton Testen, Testen anhand der Stetges Testen Lestungsstandards Audts Testszenaren Use Cases Optmerung Iteraton zur Optmerung Refaktorerung Lestung und Zufredenhet messen, Lestung verbessern Iteratonsschrtte Iteratonsschrtte Klene Releases Iteratve Optmerung Desgnmodfkatonen (Spralmodell) Tabelle 4-2: Gegenüberstellung der Begrffe n Software- und Servceentwcklungsprozessen

59 Darüber hnaus werden n den folgenden Unterkapteln zu den Begrffen des Unfed Process n Klammern de entsprechenden Analogen mt angegeben, um so ene Brücke zwschen den verschedenen Begrffswelten zu bauen und de enge Verzahnung von Software- und Servce Engneerng zu verdeutlchen Phase 1: Smultaneous Engneerng von Framework und Plot-Servce We berets n den Kapteln und begründet, egnet sch für das Smultaneous Engneerng des Anwendungsframeworks und des Plot-Servces ene Spezalserung des Unfed Process (sehe Kaptel ), de um Elemente des Servce Engneerngs (Kaptel 3.2) und des Extreme Programmngs (Kaptel ) erwetert und modfzert wrd. Als durchgängge Notaton wrd sowohl für de Servce- als auch für de Softwaremodellerung de Unfed Modelng Language (UML, sehe Kaptel 3.1.2) verwendet. Ene besondere Bedeutung kommt der Auswahl des Plot-Servces zu, wel er wesentlche Anforderungen an de erste Verson des Anwendungsframeworks bestmmt und deshalb en möglchst charakterstsches Bespel für de mt dem Framework abzudeckenden proflbaserten multmedalen Onlne-Denste darstellen soll. Recht herzu en enzger Plot-Servce ncht aus, so können auch mehrere Plot-Servces glechzetg defnert werden. De Rolle des Plot-Servces be der Entwcklung des Anwendungsframeworks st verglechbar mt der Rolle enes Plotkunden be der Entwcklung ener Standardsoftware. De Modellerung und Entwcklung des Anwendungsframeworks und des Plot-Servces erfolgen nach den ver Phasen Ensteg, Ausarbetung, Konstrukton und Überletung des Unfed Process Ensteg Während der Enstegsphase wrd smultan ene Vson (XP: Metapher; Ramaswamy: Desgn- Attrbute defneren) des künftgen Anwendungsframeworks sowe des Plot-Servces erstellt. Dazu werden zunächst Anwendungsszenaren als umgangssprachlche Szenaren (XP: Stores) n drekter Absprache mt den späteren Nutzern des Plot-Servces (XP: Vor-Ort- Kunde) defnert und daraus de notwendgen Aktoren und Use Cases abgeletet. Während der anschleßenden Prorserung der Use Cases werden zuglech de Systemgrenzen n funktonaler und technscher Hnscht festgelegt. Der smultan mt dem Framework entwckelte Plot-Servce dent zuglech dem Schrtt haltenden Integreren und Testen (XP: Stetge Integraton, Testen) des Frameworks, um ene aufwändge Integratons- und Testphase am Ende der Plot-Implementerung zu vermeden. Dazu defneren de späteren Anwender (XP: Vor-Ort-Kunden) berets n der Enstegsphase Testszenaren für den Test des Plot-Servces (Ramaswamy: Lestungsstandards spezfzeren). Anwendungsszenaren, Use Cases und Testszenaren gemensam blden das Produktmodell des Plot-Servces. Aus desem spezellen Produktmodell wrd en genersches Produktmodell-Template abgeletet. Darüber hnaus lefern de n der Enstegsphase dentfzerten Aktoren und Rollen de Bass für das Ressourcenkonzept des Plot-Servces, aus dem das genersche Ressourcenkonzept-Template abgeletet wrd. Das Produktmodell-Template fleßt als Servce-Template n das n Kaptel beschrebene Framework-baserte Engneerng weterer Onlne-Servces en.

60 Darüber hnaus dent de Enstegsphase der Erkennung, Bewertung und Besetgung technologscher we funktonaler Rsken, de de Machbarket des Gesamtsystems n Frage stellen könnten, sowe der Defnton gemensamer Coderrchtlnen (XP: Coderstandards) Ausarbetung In der Ausarbetungsphase wrd baserend auf den Ergebnssen der Enstegsphase de Kernarchtektur des Anwendungsframeworks modellert (Ramaswamy: Desgnkonzepte erzeugen und evalueren). Je en Vertreter der Anwender und des Entwcklungsteams (XP: Vor-Ort-Kunde) gemensam erstellen schrttwese das Prozess-Modell für den Plot-Servce. Baserend auf dem Servce Blueprntng von Shostack [Sho82] wrd der Denstlestungserbrngungsprozess modellert und mt ener Interaktonslne an der Schnttstelle zwschen Nutzer und Servce, der Schtbarketslne des Nutzers zwschen Front-Offce und Back- Offce sowe Interaktonslnen zwschen den enzelnen nternen Subsystemen versehen. Im Snne ener enhetlchen Notaton erfolgt de Modellerung deser Prozesse ncht n der von Shostack vorgeschlagenen Notaton, sondern als Aktvtätsdagramme n der Unfed Modelng Language. De Interaktons- und Schtbarketslnen werden n der UML als Swm Lanes modellert. Aus desem Prozess-Modell des Plot-Servces wrd en genersches Prozessmodell- Template abgeletet. Zusammen mt dem berets n der Enstegsphase defnerten Produktmodell-Template und Ressourcenkonzept-Template vervollständgt sch so das Servce- Template für das n Kaptel beschrebene Framework-baserte Engneerng weterer Onlne-Servces. Des Weteren werden n der Ausarbetungsphase technologsch oder funktonal rskobehaftete Komponenten vorab mplementert und das dazu notwendge Wssen aufgebaut. In deser für das gesamte Anwendungsframework wchtgen Phase sollten aus Qualtätsgründen sowe zur besseren Wssensvertelung möglchst zwe arbetsmäßg ncht überlastete Programmerer (XP: 40-Stundenwoche) gemensam an enem Bldschrm arbeten (XP: Paarwese Programmerung), von denen der ene mplementert und dokumentert und der andere strategsch mtdenkt und de notwendge Lteratur bzw. Handbücher vorhält und nach wchtgen Informatonen durchsucht. Nach enger Zet werden dann de Rollen getauscht Konstrukton De Konstruktonsphase (Ramaswamy: Desgndetals entwckeln, Desgn mplementeren) hat de teratve und nkrementelle Modellerung und Implementerung des gesamten Anwendungsframeworks und Plot-Servces zum Zel. De Modellerung erfolgt n nterdszplnären Teams nach dem UML-Standard mt Aktvtäts-, Sequenz-, Kollaboratons- sowe Klassendagrammen, be Bedarf ergänzt um Zustandsdagramme. Zumndest für schwerge oder strategsch wchtge Codeabschntte arbeten de Programmerer jewels paarwese zusammen (XP: Paarwese Programmerung). Zel st, möglchst vele Programmerer mt dem Anwendungsframework vertraut zu machen, damt für das Engneerng des Plot-Servces n der ersten Phase sowe weterer Onlne-Servces n der zweten Phase genügend Framework-Spezalsten beretstehen. Nach der Implementerung jeder neuen Komponente oder ener umfangrechen Funktonaltät erfolgt unverzüglch deren Test und Integraton (XP: Testen, stetge Integraton) n das Ge-

61 samtsystem. Be Bedarf erfolgt ene Überarbetung enzelner Komponenten, oder n seltenen Fällen auch der Gesamtarchtektur. Smultan werden de grafschen Bedenoberflächen des Plot-Servces unter Anwesenhet enes Anwendervertreters (XP: Vor-Ort-Kunde) entworfen, mplementert und von den späteren Anwendern entsprechend der n der Enstegsphase defnerten Testszenaren schrttwese getestet. Zur Vorberetung der Überletungsphase wrd de Vertelung der enzelnen Komponenten auf unterschedlche Rechnerknoten mt Komponenten- und Vertelungsdagrammen modellert. Durch das häufge und frühzetge Testen unter Betelgung der Anwender wrd der Übergang n de Überletungsphase deutlch kürzer und effektver Überletung Durch de starke Enbndung der Anwender n der Enstegs-, Ausarbetungs- und Konstruktonsphase, de häufgen Tests anhand der berets n der Enstegsphase defnerten Testszenaren sowe de Schrtt haltende Integraton des Gesamtsystems durch de Programmerer verenfacht sch de Überletungsphase auf Beta-Tests n ener Plotanwendergruppe und de anschleßende Übergabe an de Anwender. Baserend auf den Rückmeldungen der Nutzer erfolgt be Bedarf ene neue Iteraton zur Optmerung des Plot-Servces und ggf. auch des Anwendungsframeworks (Ramaswamy: Lestung messen, Zufredenhet messen und Lestung verbessern). Abbldung 4-2 fasst de wchtgsten Aktvtäten der smultanen Entwcklung von Anwendungsframework und Plot-Servce nochmals grafsch zusammen. Nach dem erfolgrechen Abschluss der ersten Phase (Smultaneous Engneerng von Framework und Plot-Servce) exstert ene erste Verson des Anwendungsframeworks für multmedale Onlne-Denste, de anhand enes charakterstschen Plot-Servces getestet und erprobt st. Darüber hnaus snd aus dem Produktmodell, Prozessmodel und Ressourcenkonzept des Plot-Servces genersche Servce-Templates abgeletet worden, de de Erstellung weterer, auf desem Framework baserender Onlne-Servces deutlch verenfachen und beschleungen Phase 2: Framework-basertes Engneerng weterer Onlne-Servces De Entwcklung enes neuen Servces beschränkt sch mest auf de Spezalserung der Servce-Templates, das Desgn und de Realserung der grafschen Bedenoberflächen sowe be Bedarf de Ergänzung fehlender Funktonaltäten m Framework. We berets n Kaptel beschreben, hat der Extreme Programmng-Ansatz be der Erstellung anwendungsorenterter IT-baserter Servces mt enfacher Softwarearchtektur und gerngem Codevolumen nsbesondere wegen senes gerngen Projektverwaltungsoverheads entschedende Vortele gegenüber dem eher für komplexe Softwaresysteme geegneten Unfed Process. De enge Zusammenarbet mt den späteren Nutzern durch den Vor-Ort- Kunden, de Beschrebung der Vson als ene auch für den Endanwender verständlche Metapher, de Modellerung des Servces n Form nformeller Anwendungsszenaren (Stores), de flexble Planung (Planungsspel), de klenen und häufgen Releases sowe das häufge Testen kommen den Anwenderwünschen nach enem schnell verfügbarem Prototyp und ener engen Kooperaton während der Entwcklung deser Denste entgegen.

62 Plot-Servce Engneerng Framework Engneerng Vson genereren Vson genereren Anforderungen analyseren Anforderungen analyseren Servcemodell erstellen Servce-Template erstellen Frameworkmodell erstellen Servce desgnen Framework desgnen Iteraton Iteraton Framework mplementeren und testen Servce mplementeren und testen Servce konfgureren Servce dem Anwender übergeben Abbldung 4-2: Smultaneous Engneerng von Anwendungsframework und Plot-Servce Da auf das vorhandene Anwendungsframework aufgesetzt werden kann, hält sch der Softwaremplementerungsaufwand n Grenzen, und de Servce-Entwckler können sch auf das Desgn und de Steuerung der grafschen Bedenoberflächen konzentreren. Sollten dem Framework benötgte Funktonaltäten fehlen, so werden se durch paarwese Programmerung von je enem Servce- und enem Framework-Entwckler unter Abstmmung mt dem Framework-Entwcklungsteam nachträglch ergänzt. Anhand von Abbldung 4-3 wrd nun das Framework-baserte Engneerng von Onlne- Servces nach dem obgen Extreme Servce Engneerng -Ansatz näher beschreben.

63 Framework Engneerng Servce Engneerng Servce Template Vson genereren Anforderungen analyseren Änderungsanforderungen analyseren Servcemodell anhand Template erstellen Servce-Template optmeren Frameworkmodell optmeren Servce desgnen Frameworkdesgn optmeren Iteraton Iteraton (Storyebene) Framework erwetern und testen Framework überarbeten Servce mplementeren und testen Servce konfgureren Servce dem Anwender übergeben Abbldung 4-3: Framework-basertes Engneerng weterer Onlne-Servces Servcevson, Anforderungsanalyse und Iteratonsplanung In enger Kooperaton zwschen den Entwcklern und den Auftraggebern oder späteren Nutzern des neuen Servces wrd zunächst ene Vson (Metapher) des neuen Servces n Form von Anwendungsszenaren (Stores) umgangssprachlch formulert. Aus desen Anwendungsszenaren werden de Anforderungen abgeletet, prorsert und m Rahmen der Release- und Iteratonsplanung (Planungsspel) schrttwese modellert und umgesetzt.

64 Erstellung des Produktmodells, Prozessmodells und Ressourcenkonzepts Aus den n Phase 1 vom Plot-Servce abgeleteten Servce-Templates des Anwendungsframeworks werden schrttwese das Produktmodell, das Prozessmodell und das Ressourcenund Technkkonzept des neuen Onlne-Denstes abgeletet. Für das Produktmodell müssen de betelgten Aktoren sowe de von hnen abgerufenen Funktonaltäten dentfzert und mt dem Produktmodell-Template zur Deckung gebracht werden. Dem Produktmodell-Template fehlende, aber dennoch vom Servce benötgte Funktonen lefern Hnwese auf notwendge Erweterungen des Anwendungsframeworks m Rahmen ener Refaktorerung. Glechzetg werden geegnete Test-Szenaren für den neuen Servce defnert. Das Prozessmodell beschrebt de zur Denstlestungserbrngung notwendgen Prozesse und letet sch aus dem Prozessmodell-Template ab. Das aus dem Ressourcenkonzept-Template abgeletete Ressourcenkonzept schleßlch defnert Benutzer, Rollen und Zugrffsrechte sowe de zur Lestungsberetstellung notwendgen IT-Ressourcen n Form des Anwendungsframeworks. Durch de Nutzung der Servce Templates wrd ene Wederverwendung von Frameworkkomponenten nahezu erzwungen und de Neumplementerung berets vorhandener Komponenten wrksam verhndert Desgn, Implementerung und Test des neuen Onlne-Servces Aus dem Produktmodell, Prozessmodell und Ressourcenkonzept des neuen Onlne-Servces wrd en möglchst enfaches Desgn abgeletet. Deses benhaltet nsbesondere das Layout der grafschen Bedenoberflächen und deren Steuerung. Durch de strkte Trennung zwschen der m Framework enthaltenen Anwendungslogk und der Präsentatonsschcht des Denstes (sehe Anhang A.2.2 und A.3) kann de Implementerung schrttwese durch paarwese Programmerung von Web-Desgnern und Web-Programmerern erfolgen. De stetge Integraton, klene Releases und das entwcklungsbegletende Testen setens der Anwender anhand der n der Modellerungsphase defnerten Test-Szenaren helfen dabe, den neuen Servce optmal an den Anwenderanforderungen auszurchten und aufwändge Redesgns zu vermeden. Sollten dem Framework für de Realserung des neuen Servces notwendge Funktonaltäten fehlen, so werden dese durch paarwese Programmerung von je enem Servce- Implementerer und enem Framework-Spezalsten ergänzt und de Servce-Templates entsprechend angepasst. Falls dadurch m Framework Module mt zu gernger nnerer Kohäson oder starke Abhänggketen zwschen enzelnen Modulen entstehen, erfolgt ene lokal begrenzte Überarbetung der entsprechenden Komponenten, möglchst unter Bebehaltung der Schnttstellen nach außen, um aufwändge Anpassungen an bestehenden Servces zu vermeden. Aufwändge Redesgns werden möglchst vermeden Konfguraton, Übergabe und Nutzung des neuen Onlne-Servces Nachdem der Servce erfolgrech realsert und getestet st, wrd er auf dem Laufzetsystem konfgurert und den Anwendern zur Nutzung fre geschaltet. Konstruktve Änderungs- oder Erweterungswünsche der Anwender werden m nächsten Iteratonsschrtt der Anforderungsanalyse zugeführt, um den Onlne-Servce weter zu optmeren.

65 Enordnung n das Refegradmodell für Software Das Capablty Maturty Model für Software 6 (CMM-Software [PCC93]), auch Refegradmodell für Software genannt, klassfzert den Refegrad enes Softwareentwcklungsprozesses n fünf Stufen. Es soll Unternehmen und Organsatonen helfen, hren Softwareentwcklungsprozess von enem ntalen, chaotschen Level hn zu enem dszplnerten, sch selbst optmerenden Prozess zu verbessern und so de Effzenz der wertschöpfenden Prozesse zu stegern. Stetg verbessernder Prozess Stufe 5: Optmerend Vorhersagbarer Prozess Stufe 4: Gesteuert Standardserter enhetlcher Prozess Stufe 3: Defnert Wederholbarer Prozess Stufe 2: Wederholbar Stufe 1: Intal Abbldung 4-4: Refegradmodell für Software (nach [PCC93]) De wesentlchen Merkmale der fünf Refegradstufen snd: 1. Intal: Der Softwareentwcklungsprozess st ungeplant, manchmal sogar chaotsch. Nur wenge Telprozesse snd fest vorgegeben, und der Erfolg hängt von den ndvduellen Lestungen der Mtarbeter und enzelner Genes ab. 2. Wederholbar: Das Projektmanagement überwacht Kosten, Zetpläne und Funktonaltät, sodass Erfolge ähnlcher Projekte und Applkatonen wederholbar und damt planbar snd. 3. Defnert: De Softwareentwcklungs- und -managementprozesse snd unternehmenswet standardsert und dokumentert, sodass alle Projekte auf spezell zugeschnttene, bewährte Versonen zurück grefen können. 4. Gesteuert: Durch de Erhebung detallerter Maße des Softwareentwcklungs- und - managementprozesses werden sowohl der Prozess als auch de Produkte quanttatv erfasst und gesteuert. 5. Optmerend: Durch quanttatves Feedback as dem Softwareentwcklungs- und - managementprozess und das Enfleßen nnovatver Ideen und Technologen wrd der Prozess stetg weterentwckelt und optmert. 6 De Begrffe Capablty Maturty Model und CMM snd von der Carnegy Mellon Unversty bem U. S. Patent and Trademark Offce von der Carnegy Mellon Unversty regstrert

66 Der n deser Arbet entwckelte ntegrerte Entwcklungsprozess für Anwendungsframework und Onlne-Servces entsprcht Refegrad 3, der enen defnerten Entwcklungsprozess fordert. Um darüber hnaus den Refegrad 4 zu errechen, können z.b. folgende Maße während der Realserung jedes neuen Onlne-Servce erfasst und ausgewertet werden: Anzahl der m Anwendungsframework gefundenen bzw. korrgerten Fehler Anzahl der dem Anwendungsframework neu hnzugefügten Funktonaltäten Anzahl der Änderungen an den Servce-Templates Aufwand (n Personentagen) für de Realserung des neuen Onlne-Servces Letztendlch führt jeder m Anwendungsframework oder n den Servce-Templates entdeckte und korrgerte Fehler zu ener Verbesserung der Produktqualtät aller auf dem Framework realserten Onlne-Servces. De dem Framework neu hnzugefügten und dokumenterten Funktonaltäten enschleßlch der zugehörgen Anpassungen n den Servce-Templates führen zu ener weteren Effzenzstegerung be der Entwcklung zukünftger Onlne-Servces. Unter Enbezehung der zum Errechen von Refegrad 4 genannten quanttatven Maße lässt sch so der gesamte Engneerng-Prozess für Anwendungsframework und Onlne-Servces optmeren. Damt werden entschedende Voraussetzungen für das Errechen des Refegrads 5 erfüllt.

67 5 Smultaneous Engneerng von Framework und Plot-Servce Baserend auf der m Kaptel defnerten Smultaneous Engneerng-Methodk für Anwendungsframework und Plot-Servce werden nun n ener ersten Phase das Framework für multmedale Onlne-Denste und der Plot-Servce Busness TV smultan entwckelt. Aus dem Plot-Denst werden für das Produktmodell, das Prozessmodell und das Ressourcenkonzept Templates abgeletet, de später n der zweten Phase (sehe Kaptel 6) de Entwcklung weterer Onlne-Denste beschleungen sollen. De Notaton erfolgt enhetlch n der Unfed Modelng Language (UML). Der Entwcklungsprozess basert auf dem Unfed Process, der um enge Modelle des Servce Engneerngs erwetert wurde. Abbldung 4-1 fasst dese Zusammenhänge nochmals zusammen. Desgn der Methodk 1. Phase: Unfed Process Vson Framework Methodk Templates Plot-Servce 2. Phase: Extreme Programmng Vson Optmerungsschlefe Optmertes Framework Optmerte Methodk Onlne-Servce löst aus 1. Phase: Smultaneous Engneerng von Framework und Plot-Servce 2. Phase: Framework-basertes Servce Engneerng Abbldung 5-1: Erste Phase: Smultaneous Engneerng von Framework und Plot-Servce Aus Gründen der besseren Lesbarket snd dem Plot-Servce und dem Framework jewels egene Unterkaptel (5.1 bzw. 5.2) gewdmet. In Realtät werden bede smultan entwckelt. 5.1 Plot-Servce Auswahl des Plot-Servces Laut [Sch97a] st de Etablerung ener Lernkultur als Voraussetzung für ene hohe Flexbltät und Anpassungsfähgket zu enem entschedenden Faktor für de Wettbewerbsfähgket n den Unternehmungen geworden. Enen wchtgen Betrag herzu können IT-gestützte multmedale Servces n Form von Tele-Lernsystemen oder Busness TV-Densten [El98] lesten. Dverse Großunternehmen we Damler Chrysler, Volkswagen / Aud, Autotele Unger oder de Deutsche Bank verfügen laut [Jae99] berets über egene Busness TV-Kanäle zur Informaton hrer Mtarbeter über Produkte, Denstlestungen, Strategen und Zele, Meldungen

68 des Vorstands, der Geschäftsletung und des Betrebsrats oder Neugketen aus dem Arbetsrecht. En entschedender Nachtel deser bestehenden Lösungen legt darn, dass für den enzelnen Arbetnehmer nur en Bruchtel der angebotenen Informaton von Interesse st, und dass er an ene feste Sendeabfolge gebunden st. Deses Defzt lässt sch durch de Beretstellung enes multmedalen Onlne-Servces m Frmen-Intranet beheben, der anhand vorkonfgurerter Profle gezelt dejengen Beträge herausfltert, de für den jewelgen Interessens- und Aufgabenberech des Mtarbeters von Relevanz snd. En solcher proflbaserter Onlne Busness TV-Denst stellt ene typsche Anwendung für das n deser Arbet zu entwckelnde Anwendungsframework dar und egnet sch deshalb gut als Plot-Servce Vson des Plot-Servces Busness TV Der geplante Onlne Busness TV-Servce soll dem Arbetnehmer anhand vorkonfgurerter Aufgabenprofle sowe persönlcher Interessensprofle den gezelten Abruf kurzer Vdeos zu den Themenfeldern ermöglchen, für de er Interesse bekundet hat oder de für sene betreblchen Aufgaben relevant snd. Während de Aufgabenprofle für de enzelnen Abtelungen und Tätgketsbereche vorkonfgurert beretgestellt werden, stellt sch der Arbetnehmer sene persönlchen Interessensprofle nach senen egenen Wünschen zusammen. Dadurch kann er sch auch über de Tätgketsbereche anderer Organsatonsenheten nformeren. Insbesondere n fusonerten, global agerenden Unternehmen sowe n Netzwerken zwschen Kunden, Produzenten und Zuleferern trägt Busness TV erheblch zur Verbesserung der unternehmensnternen Kommunkaton und Zusammenarbet be [Wru00]. Jedes Vdeo wrd durch en klenes Vorschau-Bld sowe ene Überschrft n ener Auswahllste präsentert und kann durch Anklcken abgerufen werden. Abhängg von der Übertragungsbandbrete und der Auflösung des benutzten Endgeräts (z.b. Web-Browser oder PDA- Browser) wrd de Kompressonsrate und damt de Detalschärfe automatsch angepasst. Dadurch st das Busness TV sowohl statonär (z.b. am Arbetsplatz oder abends zu Hause) als auch mobl (z.b. während ener längeren Denstrese) nutzbar. Aus Datenschutzgründen kann de Verbndung be Bedarf über en VPN (Vrtual Prvate Network) erfolgen. Um berets abgerufene Vdeos lecht weder aufzufnden, kann der Arbetnehmer Referenzpunkte sowohl an den Begnn enes Vdeos als auch an belebger Stelle mtten n en Vdeo setzen. Da dese Referenzpunktlste endgeräteübergrefend funktonert, können z.b. unterwegs auf dem Flughafen de nteressantesten Vdeos mt Referenzpunkten versehen und dann von zu Hause oder am Arbetsplatz n Ruhe angesehen werden. Der Arbetnehmer kann zu jedem Vdeo ene Rückmeldung abgeben, nwefern es senem Informatonsbedarf entsprochen hat. Aus deser Informaton sowe durch Messung enger mplzter Parameter we dem vollständgen oder unvollständgen Abspelen des Vdeos berechnet das System Kennzahlen zur automatschen Optmerung der Aufgaben- und Interessensprofle. [Koe99] nennt wesentlche krtsche Erfolgsfaktoren für Busness TV-Denste, u.a. klare Botschaften und Fakten, klar defnerte Zelgruppen und ene zelgruppengerechte Sprache und Darstellung. Erstellt wrd der Inhalt des Busness TV von dezentralen Autoren, z.b. von der Pressestelle, der Marketng-Abtelung oder den Fachabtelungen. Der Autor lefert herzu zunächst ene Ideenskzze an de für de Inhaltsauswahl verantwortlche zentrale Busness

69 TV Redakton. Nach postver Begutachtung schrebt der Autor das Drehbuch und erstellt n Zusammenarbet mt der Redakton das Vdeomateral n sener Rohfassung. De komplette Nachbearbetung, Segmenterung, Verschlagwortung und Kategorserung erfolgt dann durch Spezalsten des Redaktonsteams unter Zuhlfenahme entsprechender IT-Systeme. Darüber hnaus können auch Inhalte aus externen Nachrchtenquellen über so genannte Feeder engespest werden. So snd z.b. Systeme denkbar, de vorhandene Nachrchtenkanäle m Dgtalfernsehen oder m Internet fortlaufend analyseren, n Beträge segmenteren und kategorseren. Passt ene Nachrchtenmeldung n das vorkonfgurerte Kategorenschema des Busness TV (z.b. Wrtschaftsnachrchten der Maschnenbau- und Automoblbranche), so wrd se n den Busness TV-Denst übernommen Produktmodell des Plot-Servces Aus der Vson des Plot-Servces ergeben sch folgende Akteure und Verantwortlchketen: Akteur Verantwortlchketen Autor Grobfassung erstellen (Skzze / Drehbuch) Ausführlche Fassung erstellen (Texte, Blder, Audo, Vdeo) Redakteur Texte, Blder, Audo und Vdeo nachbearbeten Sprache, Audo und Vdeo segmenteren (schneden) Inhalt kategorseren und verschlagworten Konsument (Arbetnehmer) Benutzeradmnstrator Regstreren, enloggen und ausloggen Vordefnerte Aufgabenprofle nutzen Interessensprofle erstellen, optmeren, ändern, auswählen und löschen Beträge suchen und abrufen Benutzerrückmeldung zum Vdeo abgeben Referenzpunkte erstellen, abrufen und entfernen Benutzer anlegen, edteren, entfernen und Aufgabenproflen zuordnen Aufgabenprofle erstellen, ändern, optmeren und löschen Tabelle 5-1: Akteure und Verantwortlchketen Für den Autor ergeben sch daraus folgende Use Cases: «verwendet» Drehbuch erstellen Grobfassung erstellen «verwendet» Skzze erstellen Autor Ausführlche Fassung erstellen «verwendet» Betrag erstellen Abbldung 5-2: Use Cases des Autors

70 Der Autor erstellt zunächst ene Grobfassung n Form enes Drehbuchs oder ener Skzze. Nach Abstmmung mt dem zuständgen Redakteur erstellt er de ausführlche Fassung n Form enes Vdeos n Rohfassung. De Vdeonachbearbetung erfolgt später durch enen Spezalsten der Redakton. De Use Cases des Redakteurs snd: «verwendet» Text und Blder nachbearbeten Betrag nachbearbeten «verwendet» «verwendet» Audo nachbearbeten Vdeo nachbearbeten Betrag segmenteren «verwendet» «verwendet» «verwendet» Sprache segmenteren Audo segmenteren Redakteur Vdeo segmenteren Betrag kategorseren und verschlagworten «verwendet» «verwendet» Betrag kategorseren Betrag verschlagworten Abbldung 5-3: Use Cases des Redakteurs Der Redakteur bearbetet de von den Autoren geleferten Rohdaten (Texte und Blder, Audo-Stücke, Vdeos) nach und telt se n enzelne Beträge (Segmente) auf. Anschleßend werden dese Beträge n das vordefnerte Kategorenschema engeordnet und mt kurzen Beschrebungen versehen. Als erster Entwurf für deses Kategorenschema, auch als Informatonsraum bezechnet, wrd folgender Entwurf zugrunde gelegt: 1 Allgemene Unternehmensnachrchten 1.1 Strategen und Zele 1.2 Meldungen des Vorstands, des Aufschtsrats und der Geschäftsletung 1.3 Meldungen des Betrebsrats

71 Produkte und Denstlestungen des Unternehmens 2.1 Produkt- und Denstlestungsberech Montageroboter 2.2 Produkt- und Denstlestungsberech Schweßroboter 2.3 Produkt- und Denstlestungsberech Produktonsstraßen 3 Tranngsvdeos 3.1 Verkaufsschulungen 3.2 Montageanletungen Montageroboter Schweßroboter Produktonsstraßen 3.3 Reparatur- und Servceanletungen Montageroboter Schweßroboter Produktonsstraßen 3.4 Softwareschulungen 3.5 Schweßen 4 Arbet und Sozales 4.1 Arbetsrecht 4.2 Sozalverscherungen 4.3 Unfallverhütung und Erste Hlfe 4.4 Interner Stellenmarkt 5 Wrtschaftsnachrchten Abbldung 5-4: Kategorenschema für den Plot-Servce Busness TV Für den Konsumenten, d.h. den Arbetnehmer, ergeben sch de n Abbldung 5-5 dargestellten Use Cases. Bevor en Konsument (Mtarbeter) das Busness TV nutzen kann, muss er zunächst am System regstrert werden. Des kann entweder durch den Mtarbeter selbst oder den Benutzeradmnstrator geschehen. Zur korrekten Authentfzerung st be jedem Zugrff auf das Busness TV das Enloggen mt Logn und Passwort notwendg. Zur Vermedung von Mssbrauch soll sch der Konsument nach der Nutzung ausloggen. Jeder Konsument kann sch belebg vele (prvate) Interessensprofle anlegen. Jedes Interessensprofl enthält ene Auswahl von Inhaltskategoren, für de sch der Konsument nteressert. Anhand deser Interessensprofle kann sch der Konsument dann ene Auswahl mt personalserten Inhalten erstellen lassen, de genau senem Informatonsbedürfns entsprechen. Zur weteren Optmerung deser Interessensprofle kann der Konsument zu jedem abgerufenen Vdeo ene Bewertung abgeben, nwefern es senen Interessen entsprochen hat. Dese Bewertung (explzte Relevanzrückmeldung) sowe für den Benutzer unschtbare Messungen m Hntergrund (mplzte Relevanzrückmeldung) werden zur automatschen Optmerung der Interessensprofle herangezogen. Es handelt sch also um en selbstlernendes System. Schleßlch kann en Konsument sene Interessensprofle auch manuell ändern oder löschen.

72 Authentfzerung «verwendet» «verwendet» «verwendet» ausloggen enloggen regstreren «verwendet» Interessensprofl erstellen Interessen profleren «verwendet» «verwendet» «verwendet» Interessensprofl ändern Interessensprofl optmeren «verwendet» Interessensprofl auswählen Aufgabenprofl auswählen Interessensprofl löschen Aufgabenprofl optmeren «verwendet» Beträge nach Schlagworten suchen Konsument «verwendet» Beträge suchen «verwendet» Betrag über Interessensprofl abrufen Beträge konsumeren «verwendet» Betrag abrufen «verwendet» Betrag über Aufgabenprofl abrufen «verwendet» Relevanzrückmeldung «verwendet» Explzte Relevanzrückmeldung «verwendet» «verwendet» Referenzpunkt erstellen Implzte Relevanzrückmeldung Referenzpunkte verwalten «verwendet» «verwendet» Referenzpunkt abrufen Referenzpunkt löschen Abbldung 5-5: Use Cases des Konsumenten bzw. Mtarbeters

73 Darüber hnaus kann jeder Konsument Inhalte über ene Rehe vorkonfgurerter Aufgabenprofle abrufen, de vom Benutzeradmnstrator entsprechend der Aufgabenbeschrebungen (Verantwortlchketen) des Mtarbeters m Unternehmen erstellt werden. Auch für dese vorkonfgurerten Aufgabenprofle kann der Konsument ene Bewertung abgeben (explzte Relevanzrückmeldung), und m Hntergrund erfolgen ebenfalls Messungen über de Nutzung (mplzte Relevanzrückmeldung) zur Optmerung der Aufgabenprofle. Das drekte manuelle Ändern von Aufgabenproflen blebt jedoch dem Benutzeradmnstrator vorbehalten. Der egentlche Informatonsabruf erfolgt über persönlche Interessensprofle oder über vorkonfgurerte Aufgabenprofle, ggf. n Kombnaton mt ener schlagwortbaserten Suche. Dem Benutzer werden herzu jewels de am Besten passenden Vdeos n ener Auswahl ähnlch ener elektronschen Programmzetschrft mt Beglettext und Vorschau-Bld zum Abspelen angeboten. Schleßlch kann sch jeder Benutzer belebg vele Referenzpunkte n ener Referenzpunktherarche anlegen, um berets abgerufenes Materal schnell weder auffnden zu können. Ncht mehr benötgte Referenzpunkte können manuell gelöscht werden. De Aufgaben des Benutzeradmnstrators werden durch folgende Use Cases modellert: «verwendet» Aufgabenprofl erstellen Aufgaben profleren «verwendet» «verwendet» «verwendet» Aufgabenprofl ändern Aufgabenprofl optmeren «verwendet» Aufgabenprofl löschen Benutzer zuordnen Benutzeradmnstrator «verwendet» Benutzer anlegen Benutzer verwalten «verwendet» «verwendet» Benutzer edteren Benutzer entfernen Abbldung 5-6: Use Cases des Benutzeradmnstrators Er legt neue Benutzer an, ändert deren admnstratve Daten oder entfernt se. Darüber hnaus gehört es zu senen Verantwortlchketen, Aufgabenprofle anhand der Verantwortlchke-

74 ten der Mtarbeter m Unternehmen zu erstellen, ändern, optmeren (z.b. durch Enspelen und Bewerten von Bespelvdeos), löschen sowe Mtarbeter desen Aufgabenproflen zuzuordnen Prozessmodell des Plot-Servces Unter Enbezehung der redaktonellen Prozesse und Konzentraton auf de wesentlchen Use Cases ergbt sch der n Abbldung 5-7 dargestellte verenfachte Gesamtworkflow. Um mt der dem Unfed Process zugrunde legenden UML-Notaton kompatbel zu bleben, erfolgt de Modellerung des Servces als Aktvtätsdagramm, lehnt sch ansonsten jedoch stark an das Servce Blueprntng (sehe Kaptel ) an. Der Autor erstellt zunächst ene Skzze oder en Drehbuch für den zu erstellenden Betrag und sprcht desen mt dem zuständgen Redakteur ab. Nach dessen Zustmmung erstellt er de ausführlche Fassung des Vdeos. De anschleßende Nachbearbetung, Auftelung n enzelne Segmente, Kategorserung und Verschlagwortung erledgen Mtarbeter des Redaktonsteams. Schleßlch wrd das Vdeo zur Nutzung fregegeben. De Konsumenten des Busness TV regstreren sch zunächst be desem Denst und erstellen anschleßend en oder mehrere prvate Interessensprofle zum späteren Abruf personalserter Inhalte. Darüber hnaus stehen de vom Benutzeradmnstrator erstellten Aufgabenprofle zur Auswahl von aufgabenbezogenen (d.h. der Poston m Unternehmen abhänggen) Inhalten zur Verfügung. Abgerufen werden können nur solche Vdeos, de zuvor von der Redakton zur allgemenen Nutzung fre gegeben wurden. Zur Optmerung des zugrunde legenden Interessens- bzw. Aufgabenprofls kann der Konsument ene Bewertung über de Nützlchket des abgerufenen Vdeos abgeben. Darüber hnaus kann er enen Referenzpunkt setzen, um es zu enem späteren Zetpunkt weder schnell und ohne lange Suche von enem belebgen Endgerät aus abrufen zu können. Mt den von Shostack [Sho82] und Kngman-Brundage vorgeschlagenen Interaktonslnen (sehe Kaptel ) lässt sch de Konsumentenschnttstelle zum Plot-Servce Busness TV gut modelleren. We n Abbldung 5-8 dargestellt, exsteren ver Interaktonslnen: Externe Interaktonslne De externe Interaktonslne stellt de Schnttstelle des Konsumenten (Denstnutzers) zum Plot-Servce dar. Oberhalb deser Lne agert der Konsument, darunter der Servce n Form enes Softwaresystems mt grafschen Bedenoberflächen. De Aktvtäten an deser Interaktonslne leten sch aus den n Abbldung 5-5 dargestellten Use Cases des Konsumenten ab.

75 Autor Redakteur Konsument Benutzeradmnstrator Skzze / Drehbuch erstellen Regstreren Aufgabenprofl erstellen Betrag erstellen Benutzer zuordnen Betrag nachbearbeten Interessensprofl erstellen Betrag segmenteren Interessensprofl auswählen Betrag kategorseren Aufgabenprofl auswählen Betrag verschlagworten Betrag suchen [passenden Inhalt ncht gefunden] Betrag fregeben Referenzpunkt abrufen Betrag abrufen Referenzpunkt setzen [Rückmeldung geben] [kene Rückmeldung geben] Relevanzrückmeldung Profl optmeren [passenden Betrag gefunden] Abbldung 5-7: Verenfachter Gesamtworkflow

76 Abbldung 5-8: Interaktonslnen

77 Schtbarketslne Der Konsument (Denstnutzer) hat ledglch bs zur Schtbarketslne Enblck n den Servce. Sämtlche Komponenten oberhalb deser Schtbarketslne snd Servce-spezfsch und müssen deshalb m Rahmen des m Kaptel beschrebenen Servce Engneerng-Prozesses für jeden Servce neu angepasst werden. Es handelt sch herbe vor allem um de grafschen Bedenoberflächen und deren Steuerung. Unterhalb der Schtbarketslne befnden sch das Back-Offce-System mt der Benutzer- und der Medendatenbank sowe de Anwendungslogk. Da dese Komponenten wetgehend unabhängg vom konkreten Servce und deshalb weder verwendbar snd, werden se m Rahmen deser Arbet zu enem generschen Framework für proflbaserte multmedale Onlne-Denste zusammengefasst. Ene der Hauptaufgaben be der Modellerung und Umsetzung des Plot-Servces Busness TV st de korrekte Erfassung und Modellerung der Anforderungen an deses Anwendungsframework. Im Rahmen des Engneerngs weterer Onlne- Servces wrd dann auf das vorhandene Framework zurückgegrffen, das be Bedarf um wetere Komponenten ergänzt wrd. Interne Interaktonslnen Jewels ene nterne, für den Konsumenten (Denstnutzer) unschtbare Interaktonslne befndet sch zwschen dem Back-Offce-System und dem Redaktonsteam sowe zwschen dem Redaktonsteam und dem Autor Desgn des Plot-Servces Aus den Use Cases des Produktmodells (Kaptel 5.1.3) sowe dem Prozessmodell (Kaptel 5.1.4) des Plot-Servces letet sch de Dalogsteuerung für de grafschen Bedenoberflächen ab. De Modellerung erfolgt UML-konform durch Zustandsdagramme (vgl. Anhang C). We schon bem Produkt- und Prozessmodell werden de Bezechnungen so genersch gewählt, dass deses Dalogsteuerungs-Modell als Servce-Template für wetere proflbaserte multmedale Onlne-Denste verwendet werden kann. Aufgrund der unterschedlchen Bldschrmauflösungen der Endgeräte (z.b. Web-Verson für Laptops, PDA-Verson) ergeben sch gerngfügge Unterschede n der Dalogsteuerung, de jedoch her ncht weter verteft werden sollen. Alle n desem Kaptel abgedruckten Zustandsdagramme bezehen sch exemplarsch auf de PDA-Verson.

78 Oberste Ebene Logn-Dalog [Logn / Passwort nkorrekt] OK-Button / lognpasswortpruefen() [Logn / Passwort korrekt] Home-Button Proflbelegung edteren Edt-Button Proflbuttons ("Fernbedenung") Profl angeklckt / passendevdeossuchen() Referenzpunkt-Button / getrefpunkte() Home-Button Home-Button Referenzpunkte abrufen Referenzpunkt-Button / getrefpunkte() Auswahllste-Button Vdeoauswahllste des Profls Play-Button [Referenzpunkt ausgewählt] Play-Button Auswahllste-Button / passendevdeossuchen() Referenzpunkt erstellen Referenzpunkt-Button OK-Button Vdeo abspelen NchtMehrZegen-Button / nchtmehrzegen() Benutzer-Relevanzrückmeldungs-Button / douserfeedback() Abbldung 5-9: Dalogsteuerung des Plot-Servces: Oberste Ebene In Abbldung 5-9 st de oberste Ebene der Dalogsteuerung des Busness TV-Servces dargestellt. De fett umrahmten komplexen Zustände werden später durch egene Dalogsteuerungsdagramme m Detal beschreben. Nach dem erfolgrechen Logn erschent en Dalog mt fre belegbaren Interessens- und Aufgabenproflbuttons. Klckt der Nutzer en solches Profl an, so erhält er ene Auswahlsete mt allen zu desem Profl passenden Vdeos, wobe de am Besten passenden am Anfang der Lste stehen. Jedes Vdeo wrd durch en Vorschaubld und ene kurze Beschrebung repräsentert. Durch Anklcken des entsprechenden Knopfes wrd das Vdeo abgespelt. Der Nutzer kann jederzet das Vdeo abbrechen und zu der Vorschausete oder der Profllste zurückkehren. Darüber hnaus kann er wahlwese enen der dre Benutzer-Relevanzrückmeldungsknöpfe (nteressant unentscheden unnteressant) betätgen oder das Vdeo von künftgen Vdeoauswahllsten ausschleßen. Während des Abspelens enes Vdeos kann durch Betätgung enes entsprechenden Knopfes wahlwese en Referenzpunkt an den Begnn oder de aktuelle Poston nnerhalb des

79 Vdeos gesetzt werden. Da der Dalog zum Setzen enes Referenzpunkts relatv komplex st, wurde er n das n Abbldung 5-10 dargestellte Unterzustandsdagramm ausgegledert. Referenzpunkt anlegen Ordner ausgewaehlt / getrefpunkte() OrdnerLöschen-Button [!wurzelordner] / ordnerloeschen() ReferenzpunktLöschen-Button [Referenzpunkt ausgewählt] / refpunktloeschen() Auswahllste-Button OrdnerLöschen-Button [!wurzelordner] / ordnerloeschen() NeuerOrdner-Button Referenzpunktordneranlegedalog Referenzpunkt-Button Referenzpunktlste Play-Button [Refpunkt ausgewählt] OK-Button / refpunktanlegen() OK-Button / refpunktordneranlegen() Home-Button Abbldung 5-10: Dalogsteuerung des Plot-Servces: Referenzpunkt anlegen Zunächst wrd ene Lste aller Referenzpunkte der obersten Ebene präsentert und als Name des neuen Referenzpunkts automatsch der Name des Vdeos vorgeschlagen. Soll der neue Referenzpunkt ncht m Wurzel-Ordner, sondern n enem bestehenden Unterordner abgelegt werden, so kann der entsprechende Unterordner aus ener Auswahllste selektert werden. Be Bedarf können über enen weteren Unterdalog neue Unterordner angelegt oder bestehende gelöscht werden. Betätgt der Benutzer den OK-Knopf, so wrd der neue Referenzpunkt angelegt und das Vdeo fortgesetzt. Alternatv kann er auch jederzet zur Profl- oder Vdeoauswahllste zurückkehren. Zu enem späteren Zetpunkt kann der Benutzer von enem belebgen Endgerät aus de zuvor von hm erstellten Referenzpunkte weder abrufen. Der zugehörge Dalogverlauf st n Abbldung 5-11 dargestellt. Er ähnelt bezüglch sener Möglchketen zur Selekton und Verwaltung von Unterordnern dem zuvor beschrebenen Dalog zum Anlegen von Referenzpunkten. Durch Selekton enes Referenzpunkts und anschleßendes Betätgen des Play- Buttons wrd das entsprechende Vdeo abgespelt. De Belegung der Proflauswahlknöpfe erfolgt durch Betätgung des Edt-Buttons m Proflauswahldalog (vgl. Abbldung 5-12). Es erschent en Proflbelegungsdalog, der zu jedem belegbaren Proflknopf ene Auswahllste verfügbarer Profle anbetet. Durch Betätgung der OK-Taste werden alle Änderungen übernommen, während be der Cancel-Taste alle Belegungsänderungen verworfen werden.

80 Referenzpunkte abrufen Ordner ausgewaehlt / getrefpunkte() OrdnerLöschen-Button [!wurzelordner] / ordnerloeschen() ReferenzpunktLöschen-Button [Refpunkt ausgewählt] / refpunktloeschen() OrdnerLöschen-Button [!wurzelordner] / ordnerloeschen() Play-Button [Referenzpunkt ausgewählt] Referenzpunktordneranlegedalog NeuerOrdner-Button Referenzpunkt-Button Referenzpunktlste OK-Button / ordneranlegen() Home-Button Abbldung 5-11: Dalogsteuerung des Plot-Servces: Referenzpunkt abrufen Aus desem Dalog heraus snd noch dre wetere Unterdaloge errechbar. Über den Knopf Neues Profl wrd der Nutzer n enen Dalog geführt, der de Zusammenstellung enes neuen Interessensprofls aus den bestehenden Kategoren ermöglcht. Analog kann über den Button Edt Profl en zuvor selektertes Interessensprofl modfzert werden. Schleßlch ermöglcht der Button Profl Löschen das Löschen egener Interessensprofle. Proflbelegung und Profle edteren NeuesProfl-Button Cancel-Button OK-Button / buttonbelegungspechern() EdtProfl-Button Profl ausgewaehlt / getprofl() OK-Button [Name!=""] / proflanlegen() Proflbelegung edteren OK-Button / proflupdaten() Profl edteren Cancel-Button Cancel-Button ProflLoeschen-Button OK-Button / proflloeschen() Cancel-Button Neues Profl edteren Profle zum Loeschen Abbldung 5-12: Dalogsteuerung des Plot-Servces: Proflbelegung und Profle edteren

81 Baserend auf den Use Cases des Produktmodells (Kaptel 5.1.3) und desen Dalogsteuerungsdagrammen lassen sch n Anlehnung an [RQ03] detallerte Testfälle und -szenaren für den Plot-Servce spezfzeren. Aus Platzgründen soll an deser Stelle auf ene ausführlche Ausarbetung der Testfälle und -szenaren verzchtet werden Betrebermodell und Marketng-Konzept Als Betreber des Busness TV-Denstes kommen n erster Lne große Unternehmen belebger Branchen n Frage, de damt hre Mtarbeter auf dem aktuellen Stand halten wollen. Wegen des hohen Produktonsaufwands wrd n der Regel ene egene Busness TV- Kerngruppe benötgt, de sch um de Aufnahme und das Schneden der Beträge sowe de Beretstellung und Wartung der technschen Enrchtungen kümmert. Unterstützt wrd se durch Mtarbeter der verschedensten Fachabtelungen, de entsprechende Ideenskzzen für Beträge lefern und gemensam mt den Redakteuren ausarbeten. Der Zugrff auf das Busness TV wrd ähnlch we be den unternehmensnternen Netzen (Intranets) auf den Mtarbeterkres beschränkt, damt kene Unternehmensnterna nach außen drngen. Ene Ausnahme bldet das über den Astra-Satellten fre empfangbare Bahn TV der Deutschen Bahn AG, das jedoch n sener Ausrchtung eher als Marketng- und Informatonskanal dent. Für klenere und mttlere Unternehmen st en egenes Busness TV n aller Regel zu aufwändg n der Produkton und zu teuer m Betreb. Über de Unternehmensverbände und Industre- und Handelskammern wäre jedoch en unternehmensübergrefender Busness TV- Denst denkbar, der de Mtgledsunternehmen mt den neuesten Branchennachrchten, Messeberchten, Wrtschaftsnachrchten, Produktnformatonen usw. versorgt. Ebenso denkbar wäre der Betreb enes Busness TV durch de Arbetnehmergewerkschaften zur unternehmensübergrefenden Informaton der Mtarbeter über Tarfverträge, Lohn- und Gehaltsabschlüsse, rechtlche Angelegenheten oder de Kernforderungen der Gewerkschaften an de Unternehmen. De Fnanzerung des Busness TV könnte dann durch de Arbetgeberbzw. Arbetnehmerverbände erfolgen, de sch hrersets aus den Mtgledsbeträgen refnanzeren Konfguraton und Nutzung des Plot-Servces Nach der Installaton des Anwendungsframeworks auf enem entsprechenden Server des Densteanbeters muss der Benutzeradmnstrator zunächst enge Konfguratonsarbeten erledgen, bevor der Plot-Servce Busness TV genutzt werden kann: Kategorenschema des Plot-Servce-Produktmodells (vgl. Abbldung 5-4) erfassen oder mporteren Aufgabenprofle konfgureren Nutzer anlegen und Aufgabenproflen zuordnen Danach können de Redakteure de Vdeos n das System enstellen und Inhaltskategoren zuordnen. Auch de Nutzer können sch dann bem System anmelden und de Beträge entweder aufgrund vordefnerter Aufgabenprofle abrufen oder egene persönlcher Interessensprofle konfgureren.

82 Zur weteren Optmerung sowohl des Frameworks als auch des Plot-Servces wrd be den Nutzern Rückmeldung über de Funktonaltät, Bedenbarket und generelle Zufredenhet mt dem neuen Onlne-Servce engeholt. Be Bedarf fleßen dese Erkenntnsse n ene neue Iteraton zur Verbesserung oder Erweterung des Plot-Servces und ggf. auch des Anwendungsframeworks en. 5.2 Framework für multmedale Onlne-Servces Vson des Frameworks Busness TV, Onlne-Lernsysteme und vele wetere multmedale Onlne-Servces unterscheden sch zwar n der Begrffsbldung und nsbesondere n der grafschen Benutzungsschnttstelle, erfordern jedoch m Back-Offce-Berech ähnlche IT-Systeme und Komponenten. Nach der m Kaptel vorgestellten Typologe von Denstlestungen handelt es sch also um en Denstlestungsbündel, das als Baukastenprodukt realsert und aus enzelnen Komponenten zusammengesetzt werden kann. Deser Baukasten für proflbaserte, d.h. personalserte und aufgabenbezogene multmedale Onlne-Servces wrd n Form enes Anwendungsframeworks realsert, auf dem dann de enzelnen Servces durch de Erstellung ener entsprechenden grafschen Benutzungsschnttstelle aufsetzen. In ener ersten Phase wrd deses Framework smultan mt dem Plot-Servce Busness TV entwckelt. Damt das Framework unversell ensetzbar blebt, wrd dabe n der Begrffsbldung so wet abstrahert (z.b. Konsument statt Arbetnehmer), dass nach erfolgrechem Abschluss deser Arbeten n ener zweten Phase wetere Onlne-Servces realsert werden können. Falls sch dabe neue funktonale Anforderungen an das Anwendungsframework ergeben, wrd es entsprechend erwetert und optmert. De wesentlchen Funktonaltäten deses Frameworks n der ersten Phase orenteren sch an den Erfordernssen des Plot-Servces und snd: 1. Content Management Verwaltung von multmedalem Inhalt n Ablageherarchen Zuordnung von Inhaltskategoren an de enzelnen Vdeos Zuordnung von Kurzbeschrebungen und Vorschau-Bldern zu den enzelnen Vdeos 2. Benutzerverwaltung und Aufgabenproflverwaltung Anlegen, Edteren und Löschen von Benutzern Anlegen, Edteren und Löschen von Aufgabenproflen Zuordnung von Benutzern zu Aufgabenproflen Authentfzerung von Benutzern 3. Konfguraton und Optmerung von Interessensproflen enzelner Benutzer Anlegen, Edteren und Löschen von Interessensproflen Optmerung der Interessensprofle durch Benutzerrückmeldung zu den Vdeos 4. Personalserter und aufgabenspezfscher Content Abruf von personalserten Inhalten zu enem ausgewählten Interessensprofl

83 Sequenzelles Abspelen von Beträgen zu enem ausgewählten Interessensprofl Abruf von aufgabenbezogenen Inhalten zu enem ausgewählten Aufgabenprofl Sequenzelles Abspelen von Beträgen zu enem ausgewählten Aufgabenprofl Setzen von Referenzpunkten an den Begnn oder belebge Stellen enes Vdeos Schnelles Wederabrufen enes Vdeos durch Anwahl enes Referenzpunkts Das Redaktonssystem soll ausdrücklch ncht Bestandtel des Frameworks sen, da es herfür hnrechend lestungsfähge kommerzelle Produkte gbt, de sch über ene entsprechende Schnttstelle des Frameworks enbnden lassen. Dadurch können de Redakteure mt hren gewohnten Systemen weter arbeten Produktmodell des Frameworks und des Servce-Templates Be der Defnton der Aktoren (Tabelle 5-1) sowe deren Use Cases (Abbldung 5-2 bs Abbldung 5-6) für den Plot-Servce wurden m Hnblck auf das zu konzperende Anwendungsframework berets durchgängg genersche Begrffe (z.b.: Konsument statt Mtarbeter) gewählt. De Auswahl des Busness TV als Plot-Servce hat de Verwendung solcher generscher Begrffe erheblch erlechtert. Darüber hnaus enthält das Busness TV alle wesentlchen Aktoren und Use Cases, de en proflbaserter multmedaler Onlne-Denst benötgt. Somt kann auf ene erneute Modellerung für de Konstrukton des Frameworks verzchtet werden, und de entsprechenden Tabellen und Abbldungen des Kaptels können als Servce-Template für das Produktmodell neuer Denste benutzt werden. Tabelle 5-2 fasst dese nochmals zusammen. Objekt Modell Produktmodell des Plot-Servces Akteure Tabelle 5-1 Tabelle 5-1 Use Cases des Autors Abbldung 5-2 Abbldung 5-2 Use Cases des Redakteurs Abbldung 5-3 Abbldung 5-3 Use Cases des Konsumenten Abbldung 5-5 Abbldung 5-5 Use Cases des Benutzeradmnstrators Abbldung 5-6 Abbldung 5-6 Produktmodell für Framework und Servce-Template Tabelle 5-2: Produktmodell des Plot-Servces, des Frameworks und des Servce-Templates Prozessmodell des Frameworks und des Servce-Templates Auch das Prozessmodell des Plot-Servces (Abbldung 5-7: Verenfachter Gesamtworkflow und Abbldung 5-8: Interaktonslnen) wurde n der Wahl der Begrffe und Bezechnungen für de Aktoren und Aktvtäten genersch erstellt und st deshalb ohne Änderungen auf das Framework und das Prozessmodell des Servce-Templates übertragbar.

84 Objekt Modell Prozessmodell des Plot-Servce Prozessmodell für Framework und Servce-Template Verenfachter Gesamtworkflow Abbldung 5-7 Abbldung 5-7 Interaktonslnen Abbldung 5-8 Abbldung 5-8 Tabelle 5-3: Prozessmodell des Plot-Servces, des Frameworks und des Servce-Templates Da für de Inhaltserstellung und -nachbearbetung berets lestungsfähge kommerzelle Redaktonssysteme exsteren, konzentrert sch das n deser Arbet zu entwckelnde Framework auf de Inhaltsberetstellung, -proflerung sowe de darauf aufbauenden Denste. Für de Inhaltserstellung wrd ene genersche Schnttstelle ntegrert, de an spezelle Redaktonssysteme angepasst werden kann Ressourcen- und Technkkonzept des Frameworks Rechte- und Rollenkonzept Für de Erbrngung und Nutzung multmedaler Onlne-Servces snd de n Tabelle 5-4 dargestellten Rollen und Rechte auf den angegebenen Objekttypen notwendg. Se wurden aus Tabelle 5-1 (Akteure und Verantwortlchketen) abgeletet. Hnzu kommt en Systemadmnstrator, der das Gesamtsystem am laufen hält, neue Softwareversonen und Updates enspelt sowe regelmäßg Scherungskopen erstellt. Dazu benötgt er Admnstratorrechte für alle betelgten Servercomputer, Datenbanken und Applcaton-Server. Rolle Autor Redakteur Konsument Benutzeradmnstrator Objekttyp Rechte egene fremde egene fremde egene fremde egene fremde c r w d r w d c r w d r w d c r w d r w d c r w d r w d Benutzer x x x x x x x Aufgabenprofl x x x * x x x x x x x Persönl. Interessensprofl x x x x Referenzpunkt x x x x Inhalt (Vdeo) x x x x x x x x x x x x x Inhaltskategore x x x x x x x x x x Legende: c=create, r=read, w=wrte, d=delete, *=nur durch Benutzerrückmeldung optmeren Tabelle 5-4: Rechte- und Rollenkonzept

85 Technologsche Bass Clentsete De n Kaptel formulerte Vson des Plot-Servces und de Vson des Frameworks m Kaptel fordert sowohl statonären als auch moblen Zugrff auf de multmedalen Onlne-Servces. Dese Anforderung lässt sch am Besten durch den Ensatz offener Internetstandards gewährlesten, da nzwschen jeder Desktop-PC, Laptop und PDA über enen Web-Browser verfügt, und entsprechende Vdeo-Player als Browser-Plugn verfügbar snd. Je nach verfügbarer Bldschrmgröße und Übertragungsbandbrete wrd dann de Vdeoauflösung und -komprmerung automatsch angepasst. Unter der Voraussetzung, dass der Vdeo- Player auf dem ausgewählten Endgerät das gewünschte Vdeoformat abspelen kann, können mt dem Anwendungsframework belebge Vdeoformate genutzt werden. Außer dem Web-Browser und dem Vdeo-Player snd auf dem Endgerät kene spezellen Softwarenstallatonen zur Nutzung der angebotenen Onlne-Denste nötg (vgl. de Trennung von Clentund Präsentatonsschcht n der Fünfschchten-Archtektur n Abbldung A-2). Serversete Gemäß den n Kaptel für IT-baserte Denstlestungen formulerten Anforderungen bezüglch Modularserung und Interoperabltät werden auf Serversete möglchst offene Standards engesetzt und das gesamte System komponentenbasert aufgebaut. Wegen der Plattform- und Herstellerunabhänggket, der guten Unterstützung auch n der Open Source- Szene und der weten Verbretung wurde der Enterprse Java Beans-Standard (sehe Anhang A.2.3 und A.2.6) als Komponentenmodell ausgewählt. Auf der Präsentatonsebene kommen de n Anhang A.2.4 beschrebenen Java Server Pages (JSP) und Servlets zum Ensatz. Als enhetlches Datenaustauschformat wrd XML engesetzt. Eventuell notwendge DTD-Transformatonen erfolgen nach dem XSLT-Standard (sehe Anhang A.3). Schnttstellen zu externen Komponenten we Redaktonssystemen oder automatschen Dokumentenanalyse- und -segmenterungssystemen werden nach dem SOAP/WSDL-Standard realsert, um den Aufbau von auf mehrere Standorte vertelten Densten zu ermöglchen. Damt wrd ene wesentlche Voraussetzung für de Adapton an ene Servce Orented Archtecture (SOA, [BL03, PG03]) erfüllt. Da de Orgnal-Vdeodaten auf dem Quellenserver verbleben und drekt n den Vdeo-Player des Endgeräts gestreamt werden, werden über de SOAP/WSDL ledglch Metadaten übertragen, so dass de eher gernge Übertragungslestung deses Web Servce-Standards kaum störend n Erschenung trtt. Als Applcaton-Server wrd das Open Source-Produkt JBoss [Sch03a] ausgewählt. Er unterstützt de komplette Java Enterprse Edton nklusve Enterprse Java Beans, Java Server Pages, Servlets, XML/XSLT und SOAP/WSDL. De Schnttstellen zur Datenbank werden konform zum ANSI SQL-Standard [ANS92] realsert, so dass jeder desem Standard folgende Datenbankserver genutzt werden kann. Im Rahmen deser Arbet kommt en ORACLE 9 Datenbankserver [Ot02] zum Ensatz.

86 Grobarchtektur Konsument «boundary class» Clent (Browser) «control class» Webportal, Unfed Messagng Systemgrenze Autor Redakteur «boundary class» GUI Redaktonssystem «control class» Redaktonssystem «control class» Soundanalyse Externe Medendatenquelle «boundary class» Schnttstelle zu externen Medendatenquellen «control class» Sprachanalyse «control class» Vdeoanalyse «control class» Klassfkatons- und Segmenterungssystem «control class» Anwendungsdenst «boundary class» Medenschnttstelle «control class» Proflerungssystem «control class» Medenverwaltung «entty class» Datenbank Abbldung 5-13: Grobarchtektur des Gesamtsystems Abbldung 5-13 zegt de Grobarchtektur des Gesamtsystems. Im Rahmen der vorlegenden Arbet stehen de grau hnterlegten Subsysteme mt der zentralen Datenbank, dem Proflerungs- und Medenverwaltungssystem sowe das Webportal mt den grafschen Bedenoberflächen und der Schnttstelle zum Unfed Messagng System m Vordergrund. Zur Ankopplung exsterender kommerzeller oder freer Redaktonssysteme oder Medenanalyse- und Klassfkatonssysteme wrd ene SOAP/WSDL-konforme Web Servce-Schnttstelle ntegrert. Medenverwaltungssystem Das Medenverwaltungssystem (Abbldung 5-14) verwaltet de gesamte zur Verfügung stehende Medenbass. Zu jedem Vdeo werden der Name sowe de URLs zu strukturerten Begletnformatonen 7, Metadaten 8, enem klenen Vorschaubld (Prevew) sowe de URL auf 7 Dese Begletnformatonen umfassen unter anderem Ttel, Kurzbeschrebung und Beglettext zum Vdeo. 8 De Metadaten werden m MPEG 7-Format abgelegt und umfassen z.b. de Auflösung und de Bldwederholrate (Frame-Rate) enes Vdeos. MPEG-7 st durch ene Rehe von XML-DTDs spezfzert, de spezell für den Anwendungszweck (z.b. Vdeodaten, Audodaten, gesprochene Texte) optmert snd.

87 de egentlchen Vdeodaten hnterlegt. Darüber hnaus können Vdeos strukturert nnerhalb ener Medencontanerherarche abgelegt werden. Autor Redakteur «boundary class» GUI Medenverwaltung «control class» Medenverwaltung Schtbarketsgrenze skzzeerstellen() drehbucherstellen() nhalterstellen() nhaltnachbearbeten() nhaltsegmenteren() nhaltkategorseren() nhaltverschlagworten() nhaltfregeben() nhaltentfernen() medencontanererstellen() medencontanerentfernen() «entty class» Medenobjekt name dokumenturl metadatenurl vorschauurl vdeourl lebt n «entty class» Medencontaner name vater Abbldung 5-14: Archtektur des Medenverwaltungssystems De Funktonen des Medenverwaltungssystems leten sch aus den Use Cases des Autors (Abbldung 5-2) und den Use Cases des Redakteurs (Abbldung 5-3) ab, ergänzt um de Medencontanerverwaltung. Medenschnttstelle De Medenschnttstelle ermöglcht de Ankopplung sowohl enes von Redakteuren manuell bedenten Redaktonssystems als auch von automatschen Medenerfassungs- und Klassfkatonskomponenten über ene SOAP/WSDL-baserte Web Servce-Schnttstelle (vgl. Anhang A.4). Im Rahmen enes Forschungsprojekts [GS03, P03] st en solches System zur automatschen Analyse, Segmenterung und Klassfkaton von Audo-, Sprach- und Vdeodaten entstanden, das mt ener passenden Web Servce-Schnttstelle versehen und an das n deser Arbet entwckelte Anwendungsframework für multmedale Onlne-Denste angedockt wurde. Abbldung 5-15 zegt sene grundlegende Struktur.

88 Audodaten «boundary class» Externe Medendatenquelle (Feeder) Vdeodaten «control class» Sgnal-Vorverarbetung Sprachdaten «control class» Merkmalsextrakton «control class» Merkmalsextrakton «control class» Merkmalsextrakton Tranng Wedererkennung Tranng Wedererkennung «control class» Klassengenerator «control class» Klassfkaton «control class» Sprachtranng «control class» Spracherkennung «control class» Shoterkennung 1 «control class» Shoterkennung 2 «entty class» Klassen-DB «entty class» Klassen-DB «control class» Verknüpfung «control class» Segmentgrenzenerkennung «control class» Segmentgrenzenerkennung «control class» Segmentgrenzenerkennung «control class» Keyframe-Suche «control class» Verknüpfung der Klassfkatons- und Segmenterungsresultate «control class» Gemensame nhaltlche Erschleßung (Korrelaton Audo, Sprache, Vdeo) «boundary class» Medenschnttstelle Abbldung 5-15: Medenklassfkatons- und Segmenterungssystem (n Anlehnung an [SF03]) De über enen Feeder engespelten externen Medendaten (z.b. Vdeo-Stream ener Nachrchtensendung) werden zunächst nach Audo-, Sprach- und Vdeodaten getrennt verarbetet. Anhand der Audo-Daten lassen sch typsche Geräusche, Klänge und Tonfolgen (z.b. Jngles) erkennen, de zur Auftelung z.b. der Nachrchtensendung n enzelne Beträge genutzt werden können. Nach ener Sgnal-Vorverarbetung (z.b. Rauschflter) werden aus den Audodaten Merkmale extrahert, anhand derer zuvor tranerte Klassfkatoren ene Zuordnung der erfassten Audodaten n vordefnerte Klassen (z.b. Tagesschau-Erkennungstonfolge, bestmmte Jngles) ermöglchen und so zur Segmenterung der Medendaten betragen können. Aus den Sprachdaten werden ebenfalls Merkmale extrahert, de ene Spracherkennung auf Slbenebene ermöglchen. Aus der Häufgketsvertelung deser Slben und Slbenfolgen sowe der dazwschen legenden Pausen lässt sch ebenfalls ene Entelung der Beträge n Klassen sowe ene Segmenterung des Medenmaterals durchführen.

89 Schleßlch werden auch de Vdeodaten ener Analyse unterzogen und Merkmale extrahert, de zum enen ene Klassfkaton des Vdeos ermöglchen und zum anderen auch Szenenwechsel erkennen können. Für jede enzelne Szene ( Shot ) wrd en typscher Keyframe 9 ausgewählt. Da de Vdeoklassfkaton recht aufwändg st, werden zwe unterschedlche Verfahren genutzt. Verfahren 1 st wenger rechenntensv, kann dafür aber bestmmte Arten von Vdeodaten ncht hnrechend zuverlässg zuordnen. Wenn Verfahren 1 kene hnrechend hohen Konfdenzwerte 10 lefert, wrd das rechenaufwändgere Verfahren 2 hnzugezogen, und de beden Klassfkatonsergebnsse werden mtenander verknüpft [LKP03]. Zur Verbesserung der Qualtät und Zuverlässgket werden de Klassfkatons- und Segmenterungsergebnsse der Audo-, Sprach- und Vdeodaten mtenander verknüpft. Trtt z.b. n ener Nachrchtensendung ene Pause n den Audo- und Sprachdaten auf und erfolgt glechzetg en Szenenwechsel, so lässt das mt erheblch verbesserter Wahrschenlchket auf den Wechsel zwschen zwe Beträgen schleßen. Baserend auf desen Ergebnssen erfolgt dann de Entelung der enzelnen Beträge n das Kategorenschema. In [P03] wurde n Verbndung mt dem n der vorlegenden Arbet entwckelten Framework für multmedale Onlne-Denste en personalserter Nachrchtendenst, ähnlch dem n deser Arbet entwckelten Plot-Servce Busness TV, realsert. Als Kategorenschema wurde herfür das IPTC-Kategorenschema nach Abbldung 3-12 zugrunde gelegt. Proflerungssystem Das Proflerungssystem (Abbldung 5-16) stellt den egentlchen Kern des Frameworks für multmedale Onlne-Denste dar. Neben der Verwaltung der Benutzer und deren Aufgabenzuordnung enthält es Komponenten zur Verwaltung der Aufgabenprofle und der persönlchen Benutzernteressensprofle. Hnzu kommen de Verwaltung persönlcher Referenzpunkte, de Berechnung der Passgenaugket enes Medenobjekts zu enem Profl (Rankng) und de Berückschtgung von Nutzerrückmeldungen zur Optmerung der Aufgaben- und Interessensprofle. 9 Keyframe: Charakterstsches Bld aus ener Szene 10 Konfdenzwert: Gbt an, we groß de Wahrschenlchket st, dass das Vdeomateral korrekt n ene der vorgegebenen Klassen engeordnet wurde

90 Benutzeradmnstrator Konsument «boundary class» GUI Aufgabenprofle «boundary class» GUI Benutzerverwaltung «boundary class» GUI Interessenprofle «boundary class» GUI Referenzpunkte «boundary class» GUI Anwendungsdenst Schtbarketsgrenze «control class» Aufgabenproflverwaltung «control class» Benutzerverwaltung «control class» Interessensproflverwaltung «control class» Referenzpunktverwaltung «control class» Anwendungsdenst aufgabenproflerstellen() aufgabenprofländern() aufgabenproflentfernen() aufgabenproflauswählen() aufgabenprofloptmeren() benutzerzuordnen() benutzeranlegen() benutzeredteren() benutzerentfernen() regstreren() enloggen() ausloggen() nteressensproflerstellen() nteressensprofländern() nteressensproflentfernen() nteressensproflauswählen() nteressensprofloptmeren() refpunkterstellen() refpunktabrufen() refpunktentfernen() refpunktordnererstellen() refpunktordnerentfernen() contentsuchen() contentabrufen() «entty class» Aufgabe / Rolle name st zugeordnet «entty class» Benutzer logn password vorname nachname strasse hausnummer plz stadt land staat telefon mobltelefon fax emal «entty class» Interessensprofl name optmert 1 «control class» Rankng berechnekorrelaton() * «entty class» ReferenzpunktOrdner name «entty class» Referenzpunkt name referenzert «entty class» Medenobjekt name dokumenturl metadatenurl vorschauurl vdeourl optmert «control class» Benutzerrueckmeldung explztesurf() mplztes URF() Abbldung 5-16: Archtektur des Proflerungssystems Für jeden Benutzer werden neben Logn und Passwort Name, Adresse, Telefonnummer, Mobltelefonnummer, Faxnummer und E-Mal-Adresse gespechert. Jeder Benutzer kann belebg velen Aufgaben zugeordnet sen, de der Benutzeradmnstrator zuvor angelegt hat. De Funktonen der Benutzerverwaltung und der Aufgabenproflverwaltung leten sch aus den Use Cases des Benutzeradmnstrators (Abbldung 5-6) und des Konsumenten (Abbldung 5-5) ab. Jeder Benutzer (Konsument) verfügt über belebg vele persönlche Interessensprofle, de ebenso we de vom Benutzeradmnstrator vordefnerten Aufgabenprofle durch Benutzerrelevanzrückmeldungen optmert werden. Sowohl über de persönlchen Interessensprofle als auch über de allgemenen Aufgabenprofle können personalserte bzw. aufgabenproflbezogene Medenobjekte (Vdeos) gesucht und abgerufen werden. Darüber hnaus kann jeder Benutzer Referenzpunkte auf berets abgerufene Medenobjekte (Vdeos) anlegen und n Referenzpunktordnern verwalten. Referenzpunktordner können herarchsch verschachtelt

91 werden. De Funktonen der Interessensproflverwaltung, der Benutzerrückmeldungen, der Referenzpunktverwaltung und des Anwendungsdenstes leten sch aus den Use Cases des Konsumenten (Abbldung 5-5) ab. Anwendungsdenste, Webportal, Unfed Messagng Baserend auf dem Proflerungssystem des Anwendungsframeworks erzeugen de Anwendungsdenste dynamsche Webseten für Web-Browser und PDAs, de auf enem entsprechenden Webportal angeboten werden. Darüber hnaus besteht de Möglchket, en Unfed Messagng-System über ene genersche XML-DTD (z.b. baserend auf XFORMS [W3C03a], XHTML und SMIL [W3C03]) anzukoppeln und so ene Aufberetung für WAP-Handys oder nach VoceML zu ermöglchen Desgn des Frameworks Softwarearchtektur Aufgrund der m Kaptel getroffenen Entschedungen zur technologschen Bass des Frameworks st dessen Softwarearchtektur berets wetgehend festgelegt. Se folgt der m Anhang A.2.2 beschrebenen Fünfschchtenarchtektur. De Ressourcenschcht besteht m Wesentlchen aus der relatonalen Datenbank mt den Datenbanktabellen des Proflerungsund Medenverwaltungssystems. De Integratonsschcht reduzert sch auf den Ensatz enes JDBC-Trebers [EH01]. In der Anwendungsschcht befndet sch de komplette Anwendungslogk n Form von Enterprse Java Beans sowe de darüber legenden Fassadenobjekte (realsert als Java Beans, vgl. Anhang A.2.5). Zur Ankopplung an externe Redaktonssysteme sowe Klassfkatons- und Segmenterungssysteme wrd außerdem ene Web Servce- Schnttstelle nach dem SOAP/WSDL-Standard (vgl. Anhang A.4) beretgestellt. De darüber legende Präsentatonsschcht enthält ene JSP Custom Tag Lbrary (sehe Anhang A.2.4) zur Abschrmung der Interna des Frameworks von den grafschen Bedenoberflächen. Auf deser Tag Lbrary bauen de Java Server Pages (JSP, sehe vgl. Anhang A.2.4) des Anwendungsdenstes auf. De Vsualserung der von den JSPs erzeugten dynamschen HTML- Seten erfolgt n der Clentschcht durch enen Standard Web-Browser. Für de Realserung enes neuen Anwendungsdenstes müssen n der Regel ledglch de JSPs der Präsentatonsschcht neu erstellt werden. Sämtlche Komponenten der Ressourcenschcht, der Integratonsschcht, der Anwendungsschcht sowe de JSP Custom Tag Lbrary der Präsentatonsschcht gehören zum Anwendungsframework und brauchen nur dann geändert oder erwetert werden, wenn das Framework optmert oder mt weteren Funktonaltäten ausgestattet werden soll Medenverwaltungssystem Abbldung 5-17 zegt das aus dem Ressourcenkonzept (Abbldung 5-14) abgeletete Desgn des Medenverwaltungssystems, das m Folgenden näher beschreben wrd.

92 Clentebene Browser PDA Mobltelefon Präsentatonsebene «JSP» «JSP» Servce Servce «JSP» JSPs JSPs Servce JSPs «Servlet» XMLTextFormatter «JSP Tag Lbrary» ServceTagLbrary «Servlet» FrontController Anwendungslogkebene «JavaBean» MedaBean «SOAP / WSDL Interface» «Remote Interface» «Home Interface» «JavaBean» MedaServerBean «Stateful Sesson EJB» RankngEJB «Home Interface» «Remote Interface» «Home Interface» «Remote Interface» «Home Interface» «Remote Interface» «BMP Entty EJB» MedaContanerEJB «BMP Entty EJB» MedaObjectEJB «BMP Entty EJB» CategoryEJB 0..1 parent «Tabelle» MedaContaners 1 * «Tabelle» MedaObjects «Tabelle» Categores * Datenbankebene 1 * «Hlfstabelle» MedaCategores * 1 Abbldung 5-17: Desgn des Medenverwaltungssystems Datenbankschema und Entty EJBs zur Kapselung der Datenbanktabellen Medenobjekte und Medencontaner werden jewels n ener Datenbanktabelle (MedaObjects bzw. MedaContaners) gespechert und durch ene Entty EJB mt Bean-baserter Persstenz (MedaObjectEJB bzw. MedaContanerEJB) objektorentert gekapselt. De Hlfstabelle MedaCategores dent ledglch der Auflösung der m:n-bezehung zwschen Medenobjekten und Kategoren und wrd aus Effzenzgründen von der MedaObjectEJB mtverwaltet

93 (vgl. Aggregate Entty-Entwurfsmuster n [DM02]). De Kategorentabelle Categores und hre objektorenterte Kapselung durch de CategoryEJB blden de Brücke zum Proflerungssystem (sehe Kaptel ). Value-Objekte Aus jeder Entty EJB (MedaObjectEJB, MedaContanerEJB, CategoryEJB) wurden alle als persstent gekennzechneten Attrbute n ene egene Super-Klasse ausgelagert (MedaObjectValue, MedaContanerValue, CategoryValue). Durch Instanzbldung deser Value- Klassen können sämtlche persstente Attrbute ener Entty EJB gemensam an de darüber legende Schcht weter geletet werden, anstatt jedes Attrbut enzeln abzuholen (vgl. Value- Object-Entwurfsmuster n [DM02] 11 ). Jede Entty EJB mplementert ene entsprechende Methode publc VCN tovcn() throws RemoteExcepton wobe VCN durch den Namen der Value-Klasse ersetzt st, also z.b. für de CategoryEJB: publc CategoryValue tocategoryvalue() throws RemoteExcepton Dadurch verenfacht sch de Implementerung und verbessert sch de Performance. Dem steht der Nachtel gegenüber, dass aufgrund von Enschränkungen be der verwendeten Entwcklungsumgebung Oracle JDeveloper statt der komfortableren contanerbaserten Persstenz auf de flexblere beanbaserte Persstenz zurückgegrffen werden musste 12,13. RankngEJB Der Algorthmus zur Auswahl und Rehenfolgebldung (Rankng) von auf de Profle passenden Medenobjekten st n der RankngEJB gekapselt. Dese Sesson EJB verfügt an hrem Remote Interface ledglch über ene enzge Methode, de zu ener Lnearkombnaton gewchteter Kategoren de maxmal n am Besten passenden Medenobjekte zurücklefert, wobe n als Parameter mtgegeben werden kann. Der verwendete Algorthmus zur Abstandsberechnung zwschen Medenobjekt und Lnearkombnaton gewchteter Kategoren st nach dem Stratege-Entwurfsmuster [GHJV95] austauschbar. Dadurch lassen sch verschedene Abstandsmaße, de das Stratege-Interface CorelatonInterface mplementeren, lecht austesten. Für das vorlegende Framework wrd de optmerte Ähnlchketsberechnung m verenfachten Vektorraummodell (Glechung B-5) mplementert, we es n Anhang B.3.1 m Detal beschreben st. Für ene ausführlche Dskusson verschedener Klassfkatons- und Dokumentensuchverfahren sehe Anhang B. 11 [DM02] lagert zwar de Spezfkaton der Zugrffsmethoden auf de enzelnen Attrbute n en egenes Interface aus, ncht jedoch deren Implementerung. Dadurch müssen de Methoden sowohl n der EJB- Klasse als auch n der Value-Klasse mplementert werden. Be dem n der vorlegenden Arbet gewählten Ansatz hngegen wrd de Implementerung der Zugrffsmethoden drekt n de EJB-Klasse hnen geerbt, was den Implementerungsaufwand senkt und damt möglche Fehlerquellen vermedet. 12 Oracle JDeveloper ermöglcht n der verwendeten Verson ncht de Kennzechnung von Attrbuten als Contaner-persstent, de aus ener Bassklasse geerbt werden. Dese Enschränkung st jedoch auf das Entwcklungswerkzeug und ncht auf de J2EE-Spezfkaton zurückzuführen. 13 Für ene Beschrebung der verschedenen EJB-Typen und Persstenzarten sehe Anhang A.2.6.

94 MedaServerBean Das Medenverwaltungssystem wrd durch ene als Fassade [GHJV95] denende Java Bean namens MedaServerBean gekapselt, um de Komplextät der EJB-Technologe von den darüber legenden Schchten fernzuhalten und somt de Programmerschnttstelle zu verenfachen. We alle Fassaden-Objekte des Frameworks folgt se dem Sngleton-Entwurfsmuster [GHJV95], um de Ressourcen verschwendende Mehrfachnstanzerung zu vermeden. SOAP/WSDL-Interface zwschen MedaServerBean und MedaBean Um das ntegrerte Medenverwaltungssystem be Bedarf durch en Redaktonssystem oder en automatsches Klassfkatons- und Segmenterungssystem ersetzen zu können, wrd zwschen der MedaServerBean und der darüber legenden, ebenfalls als Fassade denenden MedaBean en SOAP/WSDL-basertes Web Servce-Interface (vgl. Anhang A.4) realsert. Da das XML-baserte SOAP/WSDL auch über den Standard HTTP-Port 80 lauffähg st, der n den mesten Frewalls ohnehn fre geschaltet st, lassen sch so auch Redaktonssysteme an entfernten Standorten lecht enbnden. Performance-Probleme snd ncht zu erwarten, wel über dese Schnttstelle ledglch Metadaten mt den URLs auf de egentlchen Vdeodaten ausgetauscht werden und dadurch das übertragene Datenvolumen gerng blebt. MedaBean De Java Bean namens MedaBean dent als Fassade zum gesamten Medenverwaltungssystem des Frameworks. Se hält sämtlche EJB- und SOAP/WSDL-spezfschen Detals von den darüber legenden Schchten fern. Zur Nutzung der MedaBean snd ledglch Programmerkenntnsse der Java 2 Standard Edton, ncht jedoch der Java 2 Enterprse Edton notwendg. JSP Tag Lbrary De strkte Trennung zwschen Programmerung und Layout verenfacht de Realserung neuer Onlne-Servces baserend auf dem Anwendungsframework. Aus desem Grunde wrd Funktonaltät der MedaBean (und später auch der UserBean, sehe Kaptel ) durch ene JSP Custom Tag Lbrary für den Desgner zugänglch gemacht. Dazu wrd unter enem egenen Framework-spezfschen XML-Namespace für jede Funkton der MedaBean en egenes XML-Tag defnert, das n den JSPs genau so we de vordefnerten Tags verwendet werden kann. Dadurch bleben de JSPs wetgehend fre von Java-Code. XMLTextFormatter De m Produktmodell des Plot-Servces (sehe Kaptel 5.1.3) erwähnten Kurzbeschrebungen der Vdeos snd m XML-Format nach ener egens herfür defnerten enfachen DTD abgelegt 14. Dadurch wrd de endgeräteabhängge XSL-Transformaton der Beglettexte n unterschedlche Setenbeschrebungssprachen we HTML oder WML ermöglcht. Aufgabe des XMLTextFormatter-Servlets st de für den Aufrufer transparente Durchführung deser 14 De Ablage der strukturerten Begletnformatonen nach ener enfachen DTD hat den Vortel, dass dese Daten aus jedem XML-fähgen Redaktonssystem exportert und n enem nachfolgenden XSL- Transformatonsschrtt n das nterne Format konvertert werden können.

95 XSL-Transformaton durch enfaches URL-Rewrtng. Das Servlet selbst wrkt dabe we en Flter. FrontController Das Servlet FrontController übernmmt genersche Aufgaben der Dalogsteuerung. Servce JSPs De Servce JSPs erzeugen endgeräteabhängg de dynamschen Webseten der egentlchen Anwendungsdenste (sehe Kaptel 5.1.5). Se snd ncht Bestandtel des Anwendungsframeworks und müssen für jeden Servce neu erstellt oder zumndest angepasst werden Proflerungssystem In Abbldung 5-18 st das aus der Archtektur (Abbldung 5-16) abgeletete Desgn des Proflerungssystems dargestellt. Da sene Archtektur der des Medenverwaltungssystems ähnlch st, konzentreren sch de nachfolgenden Beschrebungen auf wesentlche Merkmale und Besonderheten.

96 Abbldung 5-18: Desgn des Proflerungssystems

97 Datenbankschema und Entty EJBs zur Kapselung der Datenbanktabellen De Nutzer (Konsumenten), Aufgaben- und Interessensprofle, Referenzpunkte und Referenzpunktordner werden n den Datenbanktabellen Users, TaskProfles, InterestProfles, UserBookmarks und UserBookmarkFolders gespechert und durch de Entty EJBs mt Beanbaserter Persstenz UserEJB, TaskProfleEJB, InterestProfleEJB, BookmarkEJB und BookmarkfolderEJB gekapselt. De Hlfstabellen UserDsabledMeda für de Specherung vom Nutzer berets abgerufener, ncht mehr gewünschter Medenobjekte sowe UserTasks für de dem Nutzer zugeordneten Aufgabenprofle werden aus Effzenzgründen und zur Senkung des Implementerungsaufwands durch de UserEJB mtverwaltet. Analog wrd de Hlfstabelle TaskCategores zur Auflösung der m:n-bezehung zwschen Aufgabenproflen und Kategoren von der TaskProfleEJB mtverwaltet. Dasselbe glt für de durch de InterestProfleEJB mtverwaltete Tabelle InterestProfleCategores. De Tabelle MedaObjects gehört zum Medenverwaltungssystem (sehe Kaptel ) und st dort beschreben. Se wurde ledglch n das Desgn des Proflerungssystems mt aufgenommen, um de Bezehung zur UserDsabledMeda-Tabelle darstellen zu können. Schleßlch stellen de Tabelle Categores und de zugehörge Entty EJB CategoryEJB den Bezug zum Medenverwaltungssystem her. We berets bem Medenverwaltungssystem beschreben, exstert für jede Entty EJB ene zugehörge Value-Klasse (Value Object-Entwurfsmuster [DM02]), um de Performance zu stegern und de Implementerung zu verenfachen. UserRelevanceFeedbackEJB We be der RankngEJB des Medenverwaltungssystems st auch der Algorthmus zur Optmerung von Aufgaben- oder Interessensproflen anhand von Benutzer-Relevanzrückmeldungen n ener egenen Sesson EJB namens UserRelevanceFeedbackEJB gekapselt. Se betet n hrem Remote-Interface ene enzge Methode an, de aus dem alten Gewcht q [0..1] des Profls für ene bestmmte Kategore, dem Gewcht d [0..1] enes Medums für ene bestmmte Kategore und der Nutzerbewertung r [0..1] des Medums das neue Gewcht q [0..1] des Profls für dese Kategore berechnet 15. Der verwendete Algorthmus st nach dem Stratege-Entwurfsmuster [GHJV95] austauschbar. Dadurch lassen sch verschedene Benutzerrelevanzrückmeldungsalgorthmen, de das Stratege-Interface UserRelevance- FeedbackInterface mplementeren, lecht austesten. Für das vorlegende Framework wrd Glechung B-13 mt dem Parameter n=20 mplementert. UserBean Analog der MedaBean für das Medenverwaltungssystem stellt de UserBean ene Fassade zum Proflerungssystem dar, um de Komplextät der J2EE von den darüber legenden Schchten fernzuhalten. JSP Tag Lbrary De berets bem Medenverwaltungssystem (sehe Kaptel ) beschrebene JSP Custom Tag Lbrary enthält neben ener XML-baserten Schnttstelle zu den Funktonen des 15 Das Gewcht 0.0 bedeutet kene Zugehörgket und das Gewcht 1.0 bedeutet volle Zugehörgket zu deser Kategore. Belebge Zwschenwerte snd möglch.

98 Medenverwaltungssystems unter dem selben XML-Namensraum auch en egenes XML-Tag für jede Funkton der UserBean, um de JSPs des Anwendungsdenstes wetgehend fre von Java-Code zu halten Hlfskomponenten In Abbldung 5-19 snd de wchtgsten Hlfskomponenten des Anwendungsframeworks dargestellt. «JSP Tag Lbrary» ServceTagLbrary Anwendungslogkebene «JavaBean» DevceBean «Home Interface» «Remote Interface» «Home Interface» «Remote Interface» «CMP Entty EJB» IdEJB «BMP Entty EJB» DevceEJB Datenbankebene «Tabelle» IdEJB «Tabelle» Devces Abbldung 5-19: Desgn der Hlfskomponenten Da unter den SQL-Datenbankservern ken enhetlcher Standard zur automatschen Erzeugung von Prmärschlüsseln exstert, wurde herfür ene egene Entty EJB mt contanerbaserter Persstenz mt dem Namen IdEJB erstellt. Dese Entty EJB verfügt an hrem Remote Interface über ene Methode publc long getnextid(), de automatsch enen datenbankwet endeutgen Prmärschlüssel generert und zurücklefert. Herzu spechert se n der Hlfstabelle IdEJB, de nur ene enzge Zele enthält, den jewels zuletzt vergebenen Prmärschlüssel. Neue Prmärschlüssel werden dadurch generert, dass der zuletzt vergebene Prmärschlüssel um 1 erhöht, n de Datenbanktabelle zurückgespechert und anschleßend zurückgegeben wrd. De Entty EJB mt Bean-baserter Persstenz DevceEJB stellt enen Mechansmus zur automatschen Identfkaton des Endgeräts her, um endgerätespezfsche Anpassungen (z.b. Auflösung, Schrftgröße, Layout) durchführen zu können. Dazu werden de vom abrufenden Browser n den HTTP-Requests mtgesandten Identfkatonsstrngs ausgewertet und mt den berets bekannten Identfkatonsstrngs verglchen. Wrd en bekanntes Gerät entdeckt, so lefert de DevceEJB dessen Klasse (z.b. Web-Browser, PDA-Browser, WML-Browser). Ansonsten wrd der Benutzer an der Bedenoberfläche gebeten, desen Browser n ene solche Klasse enzuordnen, damt de DevceEJB be der nächsten Benutzung deses Endge-

99 rätetyps auch desen Browser automatsch erkennen und klassfzeren kann. De Defnton der zu erkennenden Geräteklassen erfolgt durch den Admnstrator Vertelungsmodell Das n deser Arbet beschrebene Framework wrd aus Gründen der besseren Skalerbarket, Lastvertelung und Ausfallscherhet als verteltes System konzpert. Durch den zugrunde legenden komponentenbaserten Ansatz und de Verfügbarket entsprechender Vertelungsmechansmen n velen EJB-fähgen Applcaton-Servern st der dadurch entstehende Zusatzaufwand gerng. Abbldung 5-20 zegt das grundlegende Vertelungsmodell. Konsument Autor Redakteur Clent Redaktonssystem-Clent Webportal und Unfed Messagng-Server Redaktonssystem-Server Proflerungs-Server Medenverwaltungsserver Schnttstelle zu anderen Medendatenquellen Datenbankserver Abbldung 5-20: Desgn des Vertelungsmodells Der Datenbankserver trägt de Datenbanken sowohl des Proflerungs- als auch des Medenverwaltungssystems. Be stegenden Lastanforderungen können dese beden Datenbanken entweder auf getrennte Rechner verlagert werden, oder es kommt en verteltes Datenbanksystem zum Ensatz. Da das Anwendungsframework auf Standard SQL-Befehlen basert, st en Austausch der Datenbankserversoftware mt gerngem Adaptonsaufwand machbar. Der Proflerungs-Server trägt de Hauptlast des n deser Arbet beschrebenen Anwendungsframeworks. Er besteht aus enem EJB-fähgen Applcaton-Server sowe den m Kaptel beschrebenen Serverkomponenten. Be stegenden Lastanforderungen kann deser Server durch Clusterng auf mehrere Serverrechner vertelt werden. Vele Applcaton-Server stellen solche Mechansmen nzwschen beret. Das Webportal und der Unfed Messagng Server können entweder auf dem Proflerungs- Server oder enem egenen Rechner laufen. Se benhalten hauptsächlch de dynamsche

100 Erzeugung der Web-Oberflächen sowe de Adapton an de unterschedlchen Endgeräte. Auf Clent-Sete rechen en Web-Browser sowe en Vdeo-Player. Der Medenverwaltungsserver stellt de Serverkomponenten des Medenverwaltungssystems beret. An dessen Schnttstelle zu anderen Medendatenquellen können z.b. Agenten zur automatschen Medensammlung und -analyse m WWW oder aus laufenden TV- Programmen angeschlossen werden. Das Redaktonssystem st ncht Bestandtel deser Arbet, da hnrechend kommerzelle Produkte am Markt exsteren. Se bestehen mest aus enem Clent-Programm auf dem Rechner des Redakteurs oder Autors sowe enem Redaktonssystem-Server Implementerung, Test und Refaktorerung des Frameworks Programmersprachen und Entwcklungsumgebung Sowohl das Anwendungsframework für multmedale Onlne-Servces als auch der Plot- Servce Busness TV snd durchgängg mt Technologen aus der plattform- und herstellerneutralen Java-Produktfamle realsert: Programmersprache Java [CW01, J2S02] Java Beans [Ham97] als Fassadenobjekte Servlets und Java Server Pages für de dynamsche Erzeugung von Webseten Enterprse Java Beans als Komponentenmodell [BGH02, J2E02] JAX-RPC für de Web Servce-Schnttstelle [ABC02] De verwendete Entwcklungsumgebung Oracle JDeveloper ähnelt stark dem wet verbreteten Borland JBulder und ermöglcht den komfortablen Entwurf auch größerer komponentenbaserter Softwaresysteme. Dabe st strkt darauf geachtet worden, kene werkzeugspezfschen Features zu benutzen, um de Porterung auf andere Entwcklungsumgebungen zu erlechtern Applcaton-Server Der anfangs als Applcaton-Server benutzte Oracle OC4J [Ot02] st m Rahmen ener Überarbetungsphase durch das Open Source-Produkt JBoss [Sch03a] ersetzt worden. De Gründe herfür snd: JBoss hat berets frühzetg den neuen JAX RPC-Standard für SOAP/WSDL-baserte Web Servces unterstützt, während OC4J noch propretären Code benötgt Das n der Unfed Messagng-Schnttstelle verwendete Framework Cocoon [Coc03] st m JBoss deutlch lechter zu nstalleren als m OC4J JBoss hat ene gute Performance und st recht stabl JBoss wrd stetg weterentwckelt und unterstützt neueste Java-Standards und Features Dem steht der Nachtel gegenüber, dass de Dokumentaton des JBoss noch ncht kommerzellen Ansprüchen genügt. Außerdem st de Anbndung von OC4J an den Oracle JDeveloper deutlch besser als de von JBoss.

101 Werkzeuge zur Erstellung der grafschen Oberflächen Für de Implementerung des Plot-Servces und neuer Framework-baserter Onlne-Servces hat sch n der Praxs herausgestellt, dass es snnvoll st, zunächst statsche HTML-Seten mt enem geegneten Entwcklungswerkzeug für Webseten zu erstellen, de anschleßend mt ener Java-Entwcklungsumgebung n dynamsche Java Server Pages umgebaut und mt der notwendgen Steuerungslogk versehen werden. De verwendete Entwcklungsumgebung JDeveloper betet noch kenen komfortablen HTML-Setenedtor nach dem WYSIWYG 16 - Prnzp, so we er von kommerzellen HTML-Edtoren we z.b. Dreamweaver beretgestellt wrd Clentsetge Scrptsprachen und Enbndung des Vdeo-Players De Dalogsteuerung des Plot-Servces macht wegen der größeren Flexbltät und dem damt verbundenen verbesserten Bedenkomfort ntensven Gebrauch von JavaScrpt 17, nsbesondere be der Reakton auf Eregnsse we das Anklcken von Buttons oder das Auswählen enes Elements aus ener Auswahllste. Auch de Steuerung des als Vdeo-Player engesetzten RealPlayers [Rea02] mt dem Envvo-TV MPEG-4 Plugn st wetgehend mt JavaScrpt realsert, setzt jedoch be der Eregnsabfrage auch Vsual Basc Scrpt Codeabschntte en. De Programmerschnttstelle des RealPlayers st zwar lestungsfähg, aber noch mt engen Fehlern und Unzulänglchketen behaftet, nsbesondere be der Eregnsabfrage. Da das gesamte Anwendungsframework für multmedale Onlne-Denste bezüglch Vdeoformaten und -playern neutral realsert st, st der Ersatz des RealPlayers durch enen anderen Vdeo-Player m Rahmen ener Überarbetung jederzet möglch. 16 What You See s What You Get Grafsches Zusammenklcken enes Desgns, be dem man sofort seht, we es später auf dem Bldschrm ausseht 17 Ene Enführung n JavaScrpt st n [Mün01] enthalten

102 Ergebnsse Auf dem Framework für multmedale Onlne-Denste st der Plot-Servce Busness TV sowohl n ener PDA-Verson als auch n ener für Standard-Browser optmerten Webverson realsert worden. Da gängge PDA-Browser nur engeschränkte grafsche Gestaltungsmöglchketen anbeten, wrd der PDA n enem Web-Browser smulert, um de Potenzale künftger Gerätegeneratonen besser aufzegen zu können. Obwohl sch bede Versonen m Oberflächenlayout und gerngfügg n der Benutzerführung unterscheden, telen se sch de gesamte Anwendungslogk des Frameworks und unterscheden sch ledglch m Desgn der Java Server Pages Bldschrmabzüge der PDA-Verson Nach dem erfolgrechen Enloggen wrd dem Benutzer ene konfgurerbare Auswahllste von Aufgabenproflen und selbst defnerten Interessensproflen ähnlch der Fernbedenung enes Fernsehgeräts präsentert (Abbldung 5-21 lnks). Über den Shaker -Knopf lässt sch zufallsgesteuert ene Folge für den Benutzer relevanter Meden abrufen. Neue Benutzerprofle lassen sch zwar auch über de PDA-Verson erstellen, sollten jedoch wegen der besseren Überscht und der höheren Auflösung vorzugswese n der Webverson erzeugt werden. Abbldung 5-21: Proflauswahllste und Auswahl enes Betrags

103 Durch Anklcken enes der Proflknöpfe erhält der Benutzer ene Lste der zu desem Profl passenden Meden, sortert nach fallender Relevanz deses Medums (vgl. Abbldung 5-21 rechts). Für jeden Betrag werden en Vorschaubld sowe ene Kurzbeschrebung angezegt. Gestartet wrd das Vdeo durch Klcken auf das Vorschaubld oder den Abspelknopf. Mt den üblchen Bedentasten des Vdeospelers kann das Vdeo angehalten, fortgesetzt, an belebger Stelle fortgesetzt oder abgebrochen werden (vgl. Abbldung 5-22 lnks). Abgespelt werden können sämtlche Formate, de der engesetzte Vdeospeler (RealPlayer) verarbeten kann, nklusve der wet verbreteten Formate AVI, MPEG-4 und RealPlayer. Der Vdeospeler st durch Änderungen an der entsprechenden Java Server Page lecht austauschbar. Als Bldschrmauflösung wurde de für moble Endgeräte vom MPEG-Konsortum vorgeschlagene Standardauflösung von 176 * 144 Pxeln zugrunde gelegt. Während des Abspelens kann der Benutzer mt den Daumensymboltasten ene Benutzerrelevanzrückmeldung abgeben, nwefern deser Betrag senen Interessen entsprochen hat und dadurch das entsprechende Benutzerprofl optmeren. Abbldung 5-22: Auswahl und Abspelen enes Betrags zum ausgewählten Benutzerprofl Darüber hnaus lassen sch Referenzpunkte an den Begnn oder mtten n en Vdeo setzen (vgl. Abbldung 5-22 rechts), de später von belebgen Endgeräten aus weder abgerufen werden können. Referenzpunkte können zur besseren Strukturerung n herarchschen Ordnern abgelegt werden.

104 Bldschrmabzüge der Webverson De Webverson und de PDA-Verson des Busness TV-Denstes snd n hrer Funktonaltät und Dalogsteuerung enander ähnlch, unterscheden sch jedoch deutlch m Layout. De größere Bldschrmfläche der Webverson ermöglcht de glechzetge Darstellung der Profltasten und der Vdeoauswahllsten bzw. der egentlchen Vdeos und verrngert so de Anzahl der notwendgen Mausklcks. Darüber hnaus kann das Vdeo n ener höheren Auflösung dargestellt werden, we Abbldung 5-23 zegt. Abbldung 5-23: Abspelen enes Software-Tranngsvdeos n der Webverson Besonders komfortabel st de Erstellung neuer Benutzerprofle n der Webverson. We n Abbldung 5-24 dargestellt, werden alle verfügbaren Kategoren n ener Baumdarstellung angeboten. Innerhalb des Baums lassen sch de Unteräste durch Anklcken aufklappen und weder zuklappen. Darüber hnaus kann durch Engabe enzelner Buchstaben n den Suchdalog gezelt nach ener Kategore gesucht werden. Durch Klcken auf de runde LED lnks neben dem Kategorenamen kann der Benutzer für das neue Profl dejengen Kategoren selekteren, de sener Menung nach besonders gut zum neuen Profl passen. De entsprechenden LEDs leuchten dann grün auf, und de ausgewählten Kategoren werden n de grün hnterlegte Lste der für deses Profl besonders nteressanten Kategoren (mttlere Spalte, obere Lste) aufgenommen. Umgekehrt kann der Benutzer durch zwemalges Klcken auf de LED ener Kategore n der Baumdarstellung für deses Profl besonders unnteressante Kategoren markeren, de dann

105 n der rot hnterlegten Lste (mttlere Spalte, untere Lste) erschenen. Schleßlch können mt den Pfeltasten enzelne Kategoren zwschen der grün dargestellten Lste besonders nteressanter Kategoren und der rot dargestellten Lste besonders unnteressanter Kategoren verschoben sowe aus desen beden Lsten entfernt werden, ohne de entsprechende Kategore zuvor m Baum suchen zu müssen. De LEDs m Baum werden automatsch aktualsert. Abbldung 5-24: Konfguraton neuer Benutzerprofle 5.4 Fazt Mt der Fertgstellung ener ersten Verson des Anwendungsframeworks und der Inbetrebnahme des Plot-Servces st de erste Phase der m Kaptel 4 defnerten Methodk zum Engneerng multmedaler Onlne-Denste abgeschlossen. Darüber hnaus stehen Templates für das Produkt- und Prozessmodell sowe das Ressourcenkonzept zur effzenten Entwcklung weterer Onlne-Denste auf desem Framework beret. Ene entschedende Rolle für en erfolgreches Framework-Desgn spelt de Auswahl des Plot-Servces. Er sollte möglchst typsch für de vom Framework zu unterstützende Klasse von Anwendungsdensten sen. Nur so lässt sch en unversell ensetzbares Anwendungsframework ohne unnötgen Ballast für Spezalanwendungen realseren. Auch für de Begrffsbldung, de sch später durch das ganze Framework zeht, kommt dem Plot-Servce

106 ene entschedende Bedeutung zu. Genau aus desen Gründen wurde das Busness TV als typscher multmedaler Onlnedenst als Plot-Servce ausgewählt und ncht etwa de Wssensdatenbank für den Maschnenbau, ene sehr spezelle und eher untypsche Anwendung des Frameworks. Wäre das Zel de Entwcklung enes Frameworks für wssensbaserte Systeme gewesen, so wäre de Auswahl des Plot-Servces scherlch anders ausgefallen. Weterhn wchtg st en wetschtges Desgn des Anwendungsframeworks. Der Unfed Process mt sener funderten Use Case-getrebenen Anforderungsanalyse und der starken Betonung der Archtektur lefert herzu ene gute Grundlage. De Hauptverantwortung legt jedoch bem Framework-Desgner selbst. Durch de Erstellung von Fassadenobjekten n Form von Java Beans und der Servce Tag Lbrary, de de Interna der darunter legenden Schchten von den grafschen Oberflächen vollständg fernhalten, wrken sch Frameworknterne Änderungen nur begrenzt bzw. gar ncht auf de Java Server Pages der Anwendungsdenste aus. Ebenfalls aus desem Grund snd sämtlche Algorthmen für das Rankng und de Benutzerrelevanzrückmeldung nach dem Stratege-Entwurfsmuster gekapselt und somt belebg austauschbar. Das Anwendungsframework egnet sch deshalb auch als Ausgangsbass zur gezelten Evaluaton verschedener Algorthmen anhand praktscher Expermente.

107 6 Evaluaton anhand enes weteren Onlne-Servces Mt dem erfolgrechen Abschluss der ersten Phase des Engneerng-Prozesses (vgl. Kaptel und 5) steht das Anwendungsframework nklusve der aus dem Plot-Servce abgeleteten Servce-Templates beret. In der nun folgenden zweten Phase wrd en weterer Onlne- Denst baserend auf dem Framework und den Servce-Templates realsert, um de Entwcklungsmethodk und das Anwendungsframework zu evalueren und optmeren. De Vorgehenswese orentert sch gemäß Kaptel stark an Konzepten des Extreme Programmngs, erwetert um Aspekte des Servce Engneerngs, wobe de Notaton weterhn enhetlch n der Unfed Modelng Language (UML) erfolgt. Abbldung 6-1 fasst dese Zusammenhänge nochmals zusammen. Desgn der Methodk 1. Phase: Unfed Process Vson Framework Methodk Templates Plot-Servce 2. Phase: Extreme Programmng Vson Optmerungsschlefe Optmertes Framework Optmerte Methodk Onlne-Servce löst aus 1. Phase: Smultaneous Engneerng von Framework und Plot-Servce 2. Phase: Framework-basertes Servce Engneerng Abbldung 6-1: Zwete Phase: Engneerng weterer Onlne-Servces 6.1 Vson des Servces Wssensdatenbank m Maschnenbau In Anlehnung an [KST03] wrd m Folgenden ene auf den Ensatz der Wssensdatenbank fokusserte Vson dargestellt, aus der de wesentlchen Anforderungen an den Bespelservce Wssensdatenbank m Maschnenbau abgeletet werden können: Bem Auftreten enes Störfalls durchsucht zunächst der für de Maschnenüberwachung und -wartung zuständge Mtarbeter des Kunden das wssensbaserte Servce-Unterstützungssystem des Maschnenproduzenten nach verglechbaren Störfällen, de an Maschnen des selben Typs berets aufgetreten snd. Im Optmalfall fndet er ene Ursachenbeschrebung und ene textuelle oder multmedale Anletung zu deren Behebung. Zur Optmerung der zugrunde legenden Wssensdatenbank kann er ene Bewertung der Nützlchket deses Dokuments für de Störfallsuche und -behebung abgeben oder wetere Anmerkungen zu deser Beschrebung machen. Fndet er kene passende Störfallbeschrebung oder kann er den Fehler ncht selbst beheben, so wendet er sch an den Support des Maschnenproduzenten. Das dortge Servceper-

108 sonal verfügt über enen erweterten Zugrff auch auf de nternen Bereche des Servce- Unterstützungssystems mt der Wssensdatenbank. Wenn es de Stuaton erfordert, fährt en mobler Servcetechnker zum Kunden, der per Funkmodem oder Wreless LAN über enen Onlne-Zugrff verfügt (vgl. HH03]). Besonders schwer dentfzer- und dagnostzerbare Fehler werden an de Entwcklungs- und Konstruktonsabtelung wetergeletet. Störfälle an zugeleferten Komponenten werden an den Zuleferer wetergegeben, falls se ncht ntern gelöst werden können. Nach ener erfolgrechen Störungsbesetgung durch den Maschnenproduzenten oder - zuleferer wrd vom betreffenden Mtarbeter en neues Dokument n das Servce- Unterstützungssystem engestellt, das de genauen Symptome und Ursachen des Störfalls sowe de Arbetsschrtte zu dessen Behebung dokumentert. In komplexen Fällen erfolgt ene multmedale Unterstützung durch en kurzes Vdeo. Dadurch werden andere Betreber des selben Maschnentyps n de Lage versetzt, be ähnlch gelagerten Störfällen anhand deser Beschrebung den Fehler selbst zu dentfzeren und möglcherwese zu beheben. Schleßlch nutzt de Entwcklungs- und Konstruktonsabtelung das m kooperatven Servce- Unterstützungssystem gespecherte Wssen gezelt zur Besetgung von Schwachstellen an bestehenden Maschnentypen sowe zu deren Vermedung be Neukonstruktonen. Ene wchtge Entschedung stellt de Frage dar, ob der Produzent de Wssensdatenbank nur ntern nutzt, oder auch senen Kunden und Zuleferern den Zugrff darauf ermöglcht. Alternatv wäre auch denkbar, dass Produzent und Zuleferer jewels ene egene Wssensdatenbank vorhalten, so we n Abbldung 3-8 dargestellt. De Vor- und Nachtele der verschedenen Varanten verglecht Tabelle 6-1. Optmal st Varante 4, de jedoch en enges Vertrauen zwschen Produzent, Zuleferern und Kunden voraussetzt.

109 Varante Vortele Nachtele 1: Wssensdatenbank bem Produzenten, ken drekter Zugrff durch Kunden und Zuleferer 2: Getrennte Wssensdatenbanken bem Produzenten und Zuleferer, ken Zugrff durch Kunden 3: Gemensame Wssensdatenbank von Produzent und Zuleferern, ken Zugrff durch den Kunden 4: Gemensame Wssensdatenbank von Produzent und Zuleferer, begrenzter Zugrff durch den Kunden + Wssen über typsche Störfallursachen und deren Behebung bem Produzenten Effzenzstegerung m Support Konstruktve Änderungen Beachtung be Neukonstrukton + Kene Presgabe von Störungen und deren Ursachen nach außen + Wssen über typsche Störfallursachen und deren Behebung be Produzenten und Zuleferern Effzenzstegerung m Support Konstruktve Änderungen Beachtung be Neukonstrukton + Kene Presgabe von Störungen und deren Ursachen nach außen + Wssen über typsche Störfallursachen und deren Behebung be Produzenten und Zuleferern Effzenzstegerung m Support Konstruktve Änderungen Beachtung be Neukonstrukton + Enge Kooperaton zwschen Produzent und Zuleferern, kene redundante Datenhaltung + Wssen über typsche Störfallursachen und deren Behebung be Produzenten und Zuleferern Effzenzstegerung m Support Konstruktve Änderungen Beachtung be Neukonstrukton + Enge Kooperaton zwschen Produzent, Zuleferern und Kunden + Kunde nutzt Wssensdatenbank Wenger Supportfälle Gerngere Wartungskosten Höhere Maschnenverfügbarket Kunde kann Wssensdatenbank ncht nutzen Mehr Supportfälle Höhere Wartungskosten Längere Maschnenausfallzet Fehlende Wssensdatenbank bem Zuleferer Kunde kann Wssensdatenbank ncht nutzen Mehr Supportfälle Höhere Wartungskosten Längere Maschnenausfallzet Doppelte Datenhaltung be Produzent und Zuleferer, gernge Kooperaton Kunde kann Wssensdatenbank ncht nutzen Mehr Supportfälle Höhere Wartungskosten Längere Maschnenausfallzet Presgabe von Störungen und deren Ursachen zwschen Produzent und Zuleferern Presgabe von Störungen und deren Ursachen zwschen Produzent, Zuleferern und Kunden Erfordert Vertrauensverhältns + Erfahrungen anderer Anwender nutzbar Tabelle 6-1: Varanten wssensbaserter Servce-Unterstützungssysteme

110 Anforderungsanalyse und Modellerung des Servces Be der Modellerung des Servces Wssensdatenbank m Maschnenbau werden de m Kaptel 5.2 defnerten Servce-Templates für das Produktmodell (Tabelle 5-2) und das Prozessmodell (Tabelle 5-3) als Vorlage genutzt. Dadurch verenfacht sch de Modellerung und Realserung des Servces baserend auf dem m Kaptel 5 erstellten Framework erheblch Produktmodell des Servces Grundlage für das Produktmodell des zu entwckelnden Servces Wssensdatenbank m Maschnenbau snd de entsprechenden Servce-Templates aus Tabelle 5-2. Zunächst werden baserend auf Tabelle 5-1 de wesentlchen Akteure dentfzert und hre Verantwortlchketen beschreben. Akteur Wssensautor (Frst und Second Level Support, Servcetechnker, Entwcklungsund Konstruktonspersonal) Verantwortlchketen Grobfassung erstellen (Skzze / Drehbuch) Ausführlche Fassung erstellen (Texte, Blder, Audo, Vdeo) Redakteur (Multmedaspezalst, Wssensadmnstrator) Wssenskonsument (Frst und Second Level Support, Servcetechnker, Kunde m Rahmen des Customer Self Servces, Entwcklungs- und Konstruktonspersonal) Texte, Blder, Audo und Vdeo nachbearbeten Sprache, Audo und Vdeo schneden Beträge kategorseren und verschlagworten Vordefnerte Wssensprofle erstellen und pflegen Regstreren, enloggen und ausloggen Vordefnerte Wssensprofle nutzen Egene Wssensprofle erstellen, optmeren, ändern, auswählen und löschen Wssen suchen und abrufen Benutzerrückmeldung zum Betrag abgeben Referenzpunkte erstellen, abrufen und entfernen Benutzeradmnstrator Benutzer anlegen, edteren, entfernen und vordefnerten Wssensproflen zuordnen Benutzergruppen anlegen, edteren und entfernen Tabelle 6-2: Akteure und Verantwortlchketen des neuen Servces Verglecht man de n Tabelle 6-2 dargestellte Lste der Akteure und Verantwortlchketen mt dem Template aus Tabelle 5-1, so erkennt man Analogen. Sowohl be den Akteuren als auch be den Verantwortlchketen (Aufgaben) gbt es zwar Unterschede n der Begrffsbldung, de sch jedoch gemäß Tabelle 6-3 zur Deckung brngen lassen. Zu beachten st, dass durch de kooperatve Beretstellung und Nutzung der Wssensdatenbank den Wssensautoren und Wssenskonsumenten verschedene Benutzergruppen we Frst und Second Level

111 Support, Servcetechnker, oder Entwcklungs- und Konstruktonspersonal angehören. Se unterscheden sch ledglch n hren Zugrffsrechten, sehe Tabelle 6-4 und Tabelle 6-5. Servce-Template Servce Wssensdatenbank m Maschnenbau Autor Wssensautor Konsument Wssenskonsument Betrag Wssensbetrag Vordefnertes Aufgabenprofl Vordefnertes Wssensprofl Persönlches Interessensprofl Persönlches Wssensprofl Tabelle 6-3: Gegenüberstellung der Begrffe von Servce-Template und Servce De Use Cases der Wssensautoren lassen sch aus dem Servce-Template für de Use Cases des Autors (Abbldung 5-2) ableten, wenn das Erstellen der Grobfassung bzw. der ausführlchen Fassung enes Betrags oder Vdeos mt dem Erstellen enes Entrags n der Wssensdatenbank glechgesetzt wrd. Unter Berückschtgung der Tatsache, dass Frst- und Second Level Support, Servcetechnker sowe Entwckler und Konstrukteure Beträge n de Wssensdatenbank enstellen, d. h. sch als Wssensautoren betätgen können, ergeben sch de n Abbldung 6-2 dargestellten Use Cases.

112 Frst Level Support «erwetert» «verwendet» Skzze erstellen «erwetert» Wssensbetrag entwerfen «verwendet» Second Level Support Drehbuch erstellen «erwetert» «erwetert» Wssensautor «verwendet» Texte erstellen Servcetechnker Wssensbetrag m Detal ausarbeten «verwendet» Vdeo erstellen Entwckler / Konstrukteur Abbldung 6-2: Use Cases des Wssensautors De n Abbldung 5-3 dargestellten Use Cases des Redakteurs m Servce-Template werden, we berets n Tabelle 6-2 dargestellt, durch Multmedaspezalsten oder enen spezellen Wssensadmnstrator übernommen. Zu den Aufgaben des Wssensadmnstrators gehört auch, vorhandene Beträge auf hre Relevanz zu bewerten, ggf. mt ähnlchen Beträgen zusammen zu führen oder veraltete Beträge aus der Wssensdatenbank zu entfernen. Schleßlch defnert und pflegt der Wssensadmnstrator de vordefnerten Wssensprofle (entsprechen den Aufgabenproflen aus dem Servce-Template) sowe das Kategorenschema, n das de Wssensbeträge engeordnet werden. Es ergeben sch de n Abbldung 6-3 dargestellten Use Cases.

113 «verwendet» Text und Blder nachbearbeten Betrag nachbearbeten «verwendet» Multmedaspezalst Vdeo nachbearbeten Betrag kategorseren und verschlagworten Beträge konsolderen «verwendet» «verwendet» Betrag kategorseren Betrag verschlagworten Kategorenschema erstellen Vordef. Wssensprofl erstellen Wssensadmnstrator Kategorenschema pflegen «verwendet» «verwendet» Vordef. Wssensprofl ändern Vordef. Wssensprofle verwalten «verwendet» «verwendet» Vordef. Wssensprofl optmeren «verwendet» Vordef. Wssensprofl löschen Benutzer zuordnen Abbldung 6-3: Use Cases des Multmedaspezalsten und des Wssensadmnstrators

114 Für das Kategorenschema, n das de enzelnen Wssensbeträge engeordnet werden, seht der erste Entwurf für das m Kaptel 6.1 beschrebene Szenaro we folgt aus: 1 Roboter 1.1 Roboterkomponenten Roboterrümpfe Roboteroberarme Roboterunterarme Robotergrefwerkzeuge Antrebsmotoren Robotersteuerungen Lasermodule 1.2 Montageroboter 1.3 Schweßroboter Laserschweßroboter Elektroschweßroboter Gasschweßroboter 1.4 Produktonsstraßen 2 Pressen 2.1 Metallpressen 2.2 Kunststoffpressen Abbldung 6-4: Kategorenschema für den Servce Wssensdatenbank m Maschnenbau Abbldung 6-5 dokumentert de Use Cases aus der Scht des Wssenskonsumenten. Neben engen Änderungen zur Anpassung an de Begrffsbldung wssensbaserter Systeme (vgl. Tabelle 6-3) wurde gegenüber dem entsprechenden Template (Abbldung 5-5) der Wssenskonsument-Akteur auf de Benutzergruppen Wartungspersonal des Kunden, Frst Level Support, Second Level Support, Servcetechnker und Entwckler / Konstrukteur spezalsert. Bem Verglech mt den Use Cases des Wssensautors (Abbldung 6-2) st erkennbar, dass das Wartungspersonal des Maschnennutzers (Kunden) zwar lesend auf de Wssensdatenbank zugrefen kann, jedoch kene Beträge verändern oder enstellen kann. Optonal wäre denkbar, dass der Produzent zumndest senen Stammkunden auch de Möglchket fre schaltet, neue Beträge n de Wssensdatenbank enzustellen. Dese müssten anschleßend vom Wssensadmnstrator setens des Produzenten konsoldert werden.

115 enloggen ausloggen regstreren «verwendet» «verwendet» «verwendet» Persönlches Wssensprofl erstellen Authentfzerung «verwendet» «verwendet» Persönlches Wssensprofl ändern Wartungspersonal des Kunden Persönlche «verwendet» Persönlches Wssensprofle verwalten Wssensprofl löschen «verwendet» «erwetert» «verwendet» Persönlches Wssensprofl auswählen Frst Level Support «erwetert» «erwetert» Persönlches Wssensprofl optmeren «erwetert» «verwendet» Betrag nach Kategoren suchen Second Level Wssenskonsument Support Betrag nach Schlagworten suchen «erwetert» «verwendet» Betrag suchen «verwendet» «verwendet» Betrag nach persönl. «verwendet» Wssensprofl suchen «verwendet» Servcetechnker Wssen abrufen Betrag abrufen Betrag nach vordef. Wssensprofl suchen «verwendet» Entwckler / Konstrukteur «verwendet» Referenzpunkte verwalten «verwendet» «verwendet» «verwendet» Explzte Relevanzrückmeldung Betrag bewerten «verwendet» Implzte Relevanzrückmeldung Referenzpunkt erstellen Referenzpunkt abrufen Referenzpunkt löschen Abbldung 6-5: Use Cases des Wssenskonsumenten

116 De Use Cases des Benutzeradmnstrators orenteren sch an denen des Servce-Templates aus Abbldung 5-6, wurden jedoch auf de Verwaltung von Benutzergruppen we Frst und Second Level Support, Servcetechnker und Entwckler / Konstrukteure erwetert. De Use Cases zur Proflerung von Aufgabenproflen wurden n de Verantwortung des Wssensadmnstrators verlagert (sehe Abbldung 6-3) und dort durch de Verwaltung vordefnerter Wssensprofle ersetzt. «verwendet» Benutzer anlegen Benutzer verwalten «verwendet» «verwendet» «verwendet» Benutzer edteren Benutzer entfernen Benutzer vordef. Wssensprofl zuordnen Benutzeradmnstrator «verwendet» Benutzergruppe anlegen Benutzergruppen verwalten «verwendet» «verwendet» Benutzergruppe edteren Benutzergruppe löschen Abbldung 6-6: Use Cases des Benutzeradmnstrators Prozessmodell des Servces De Nutzung der Wssensdatenbank stellt nur enen Ausschntt des n [KST03] ausführlch dokumenterten Gesamtprozesses zur kooperatven Störfalldentfkaton, -dagnose und - behebung dar. Für de n Tabelle 6-1 beschrebene Lösungsvarante mt getrennten Wssensdatenbanken für Produzent und Zuleferer ohne drekten Kundenzugrff fasst Abbldung 6-7 de wesentlchen Prozessschrtte n enem Kollaboratonsdagramm zusammen. Wenn das Wartungspersonal setens des Kunden ene Störung an enem Roboter entdeckt, meldet es hn dem Frst Level Support (Sachbearbeterebene) des Produzenten. Deser ruft zunächst de genaue Roboterkonfguraton aus dem Product Lfecycle Management-System ab und legt en Servce Tcket mt der Störfallbeschrebung an. Danach durchsucht er de Wssensdatenbank des Produzenten nach den beschrebenen Symptomen. Fndet er enen passenden Entrag, der es hm ermöglcht, den Störfall selbst zu dagnostzeren, so gbt er dem Kunden Anwesungen zur Störfallbehebung oder schckt be Bedarf enen moblen Servcetechnker. Ansonsten wrd der Störfall an den Second Level Support (Technkerteam) weter geletet, der über en umfangreches Fachwssen verfügt, um auch schwerge Störungen dagnost-

117 12: Störfalldetals, Blder zeren zu können. Auch er greft herfür lesend auf de Wssensdatenbank zu. Legt der Fehler vorausschtlch n der Steuerungssoftware, so kann auf de Entwckler zurückgegrffen werden, de ebenfalls Zugang zur Wssensdatenbank haben. Bemerkt der Second Level Support des Produzenten, dass der Fehler an enem zugeleferten Bautel aufgetreten st, kann er den Störfall an den Frst Level Support des Zuleferers weterleten, der über ene egene Wssensdatenbank verfügt. 11: erfragt wetere Detals 1: meldet Störfall 10: letet Störfall weter 2: sucht Roboterkonfguraton 5: Konfguraton, Stücklste 6: legt Servcetcket an 7: trägt Störfallbeschrebung en Customer Communcaton Portal 3: fragt Roboterkonfguraton ab 4: Konfguraton, Stücklste 8: durchsucht Wssensdatenbank 9: lefert Suchergebns Wartungspersonal des Kunden Frst Level Support des Produzenten 14: durchsucht Wssensdatenbank 15: lefert Suchergebns Second Level Support des Produzenten Wssensdatenbank Produzent 13: stellt beret 18: sucht n Wssensdatenbank 19: lefert Suchergebns 22: erstellt neuen Betrag Wssensdatenbank Zuleferer 16: letet Störfall weter Frst Level Support des Zuleferers 20: beauftragt zur Reparatur 21: meldet erledgte Reparatur 17: überlegt sch Fehlerhypothese Product Lfecycle Management Kollaboratonsplattform Mobler Servcetechnker Abbldung 6-7: Kollaboratonsdagramm, getrennte Wssensdatenbanken

118 De n Abbldung 6-8 dargestellte Varante 3 unterschedet sch von Varante 2 darn, dass der Produzent und sene Zuleferer ene gemensame Wssensdatenbank betreben. Das setzt jedoch en enges Vertrauensverhältns zwschen allen Betelgten voraus. Varante 4 entsprcht Varante 3, ermöglcht jedoch zusätzlch dem Wartungspersonal des Kunden lesenden Zugrff auf de gemensame Wssensdatenbank. 11: erfragt wetere Detals 1: meldet Störfall 10: letet Störfall weter 8: durchsucht Wssensdatenbank 9: lefert Suchergebns 14: durchsucht Wssensdatenbank 15: lefert Suchergebns Wartungspersonal des Kunden Frst Level Support des Produzenten Second Level Support des Produzenten 12: Störfalldetals, Blder 2: sucht Roboterkonfguraton 5: Konfguraton, Stücklste 6: legt Servcetcket an 7: trägt Störfallbeschrebung en Customer Communcaton Portal 3: fragt Roboterkonfguraton ab 4: Konfguraton, Stücklste Wssensdatenbank 13: stellt beret 16: letet Störfall weter 18: sucht n Wssensdatenbank 19: lefert Suchergebns 22: erstellt neuen Betrag Frst Level Support des Zuleferers 19: beauftragt zur Reparatur 21: meldet erledgte Reparatur 17: überlegt sch Fehlerhypothese Product Lfecycle Management Kollaboratonsplattform Mobler Servcetechnker Abbldung 6-8: Kollaboratonsdagramm, gemensame Wssensdatenbank Wurde der Störfall aufgrund enes Betrags n der Wssensdatenbank erfolgrech dagnostzert und behoben, so kann der betreffende Entrag mt weteren Anmerkungen versehen und ene postve Benutzerrelevanzrückmeldung abgegeben werden, um de Wssensdatenbank

119 adaptv zu optmeren. Abgerufene Störfallbeschrebungen, de ncht weter geholfen haben, können neutral oder negatv bewertet werden. Fand sch ken passender Betrag n der Wssensdatenbank, so erstellt der entsprechende Mtarbeter des Frst- bzw. Second Level Supports, der moble Servcetechnker oder der Entwckler enen neuen Entrag mt den Symptomen, Ursachen und der Lösung des Störfalls. Damt können künftg ähnlche Störungen schnell und effzent behoben werden. Mobler Servcetechnker 21: meldet erledgte Reparatur 20: beauftragt zur Reparatur Kollaboratonsplattform 13: stellt beret Second Level Support des Produzenten 16: letet Störfall weter Frst Level Support des Zuleferers 12: Störfalldetals, Blder 11: erfragt wetere Detals 10: letet Störfall weter 15: lefert Suchergebns 14: durchsucht Wssensdatenbank 18: sucht n Wssensdatenbank 19: lefert Suchergebns 22: erstellt neuen Betrag 17: überlegt sch Fehlerhypothese Wartungspersonal des Kunden 1: meldet Störfall Frst Level Support des Produzenten 9: lefert Suchergebns 8: durchsucht Wssensdatenbank Wssensdatenbank Produzent Wssensdatenbank Zuleferer 2: sucht Roboterkonfguraton 5: Konfguraton, Stücklste 6: legt Servcetcket an 7: trägt Störfallbeschrebung en Schtbarketslne Externe Interaktonslne Servceportal 3: fragt Roboterkonfguraton ab 4: Konfguraton, Stücklste Product Lfecycle Management Interne Interaktonslne Abbldung 6-9: Schtbarketsgrenzen be getrennten Wssensdatenbanken ohne Kundenzugrff

120 In Anlehnung an [Sho82] lassen sch auch für den Servce Wssensdatenbank m Maschnenbau Interaktonslnen defneren, sehe Abbldung 6-9. De externe Interaktonslne kennzechnet de Schnttstelle des Kunden zum Frst Level Support des Produzenten, eventuellen moblen Servcetechnkern sowe der Kooperatonsplattform zum Austausch von Dokumenten und Bldern sowe dem Servceportal. Neben der telefonschen Meldung von Störfällen wäre auch en drekter Zugrff des Kunden auf ene Webschnttstelle des Servceportals denkbar, n de er drekt den Störfall entragen kann. Denkbar wäre weterhn, den Kunden zumndest Lesezugrff auf de Wssensdatenbank zu gewähren, so we n Abbldung 6-10 dargestellt. Dann würde de Wssensdatenbank oberhalb der Schtbarketslne platzert, um dem Kunden den Zugrff zu ermöglchen.

121 : durchsucht Wssensdatenbank 0a: lefert Suchergebns Mobler Servcetechnker Kollaboratonsplattform 13: stellt beret 12: Störfalldetals, Blder 11: erfragt wetere Detals 10: letet Störfall weter Wartungspersonal des Kunden 1: meldet Störfall Frst Level Support des Produzenten 2: sucht Roboterkonfguraton 5: Konfguraton, Stücklste 6: legt Servcetcket an 7: trägt Störfallbeschrebung en 8: durchsucht Wssensdatenbank 9: lefert Suchergebns 15: lefert Suchergebns 14: durchsucht Wssensdatenbank Schtbarketslne Wssensdatenbank Externe Interaktonslne Servceportal 3: fragt Roboterkonfguraton ab 4: Konfguraton, Stücklste 20: beauftragt zur Reparatur 21: meldet erledgte Reparatur Second Level Support des Produzenten Product Lfecycle Management 16: letet Störfall weter 18: sucht n Wssensdatenbank 19: lefert Suchergebns 22: erstellt neuen Betrag Interne Interaktonslne Frst Level Support des Zuleferers 17: überlegt sch Fehlerhypothese Abbldung 6-10: Schtbarketsgrenzen be gemensamer Wssensdatenbank mt Kundenzugrff De Akteure und Softwaresysteme unterhalb der Schtbarketslne snd für den Kunden n der Regel ncht schtbar, da sämtlche Kundenkontakte über den Frst Level Support abgewckelt werden sollen. Ausnahmen entstehen, wenn der Second Level Support vom Kunden wetere Detals über den Störfall erfragen möchte.

122 Zwschen dem Second Level Support des Produzenten und dem Frst Level Support des Zuleferers exstert ene nterne Interaktonslne, d.h. ene für den Kunden ncht erkennbare nterne Schnttstelle. Aus der Scht der Wssensdatenbank spelt es kene Rolle, ob Mtarbeter des Frst Level Supports, des Second Level Supports, der Entwcklungsabtelung, enes Zuleferers oder enes Kunden auf se zugrefen. Ene Dfferenzerung erfolgt ledglch durch de Rechte, bestmmte Bereche der Wssensdatenbank ensehen zu können (d.h. Wssen abzurufen) oder neue Beträge erstellen zu dürfen (d.h. Wssen enzustellen). Abhängg von der Prozessstufe, n der sch der betreffende Mtarbeter befndet, kann er sowohl als Wssensautor als auch als Wssenskonsument aktv sen. Aus desem Grunde snd z.b. Mtarbeter des Frst und Second Level Supports, Entwckler und moble Servcetechnker n der Regel sowohl Mtgleder der Rolle Wssensautoren als auch der Rolle Wssenskonsumenten. Für de wetere softwaretechnsche Modellerung aus Scht der Wssensdatenbank snd dese beden Rollen wchtg und decken sch gut mt dem Servce-Template für das Prozessmodell aus Abbldung 5-7. Der entschedende Untersched zum Servce-Template legt darn, dass de Wssensdatenbank ncht nur anhand vordefnerter oder selbst defnerter Wssensprofle genutzt werden kann, sondern auch durch Ad Hoc-Abfragen. Während sch de Wssensprofle für häufg auftretende Klassen von Standardstörfällen egnen, snd de Ad Hoc-Abfragen für seltene, sehr spezelle oder komplexe Störfälle besser geegnet. Nach begrfflchen Anpassungen an den Servce Wssensdatenbank m Maschnenbau und gerngfüggen Umstellungen n der Prozesskette ergbt sch so der n Abbldung 6-11 dargestellte verenfachte Workflow.

123 Wssensautor Multmedaspezalst Wssenskonsument Wssensadmnstrator Skzze / Drehbuch erstellen Regstreren Wssensprofl vordefneren Betrag erstellen Benutzer zuordnen Wssensprofl erstellen Betrag kategorseren Wssensprofl auswählen Betrag verschlagworten Vordef. Wssensprofl auswählen Betrag nachbearbeten Wssen ad hoc abfragen Betrag fregeben WssensDB durchsuchen Referenzpunkt abrufen Betrag abrufen [passenden Betrag ncht gefunden] Referenzpunkt setzen [Rückmeldung geben] [kene Rückmeldung geben] Benutzerrelevanzrückmeldung Wssensprofl optmeren [passenden Betrag gefunden] Abbldung 6-11: Verenfachter Workflow aus Scht der Wssensdatenbank

124 Ressourcen- und Technkkonzept Rechte- und Rollenkonzept Für de Nutzung der Wssensdatenbank m Maschnenbau snd de n Tabelle 6-4 dargestellten Rollen mt hren Rechten auf den angegebenen Objekttypen notwendg, de sch aus Tabelle 6-2 (Akteure und Verantwortlchketen des neuen Servce) ableten. Rolle Wssensautor Multmedaspezalst Wssensadmnstrator Wssenskonsument Benutzeradmnstrator Objekttyp Rechte Benutzer Vordefnertes Wssensprofl Persönlches Wssensprofl Referenzpunkt egene fremde egene fremde egene fremde egene fremde egene fremde c r w d r w d c r w d r w d c r w d r w d c r w d r w d c r w d r w d x x x x x x x x x xxxxxxx x * xxxx xxxx Betrag (Vdeo) x x x x x x x x x x x x x xxxxx x x Wssenskategore x x x x xxxxx x x Legende: c=create, r=read, w=wrte, d=delete, *=nur durch User Feedback optmeren Tabelle 6-4: Rechte- und Rollenkonzept Dese Rollendefnton st wetgehend unabhängg davon, welche der ver Varanten aus Tabelle 6-1 umgesetzt wrd. Se fasst logsch zusammengehörge Rechte auf enzelnen Objekttypen zu jewels ener Rolle zusammen, um de Vergabe von Benutzerrechten zu verenfachen. Gegenüber dem Template aus Tabelle 5-4 wurden ledglch gerngfügge Modfkatonen vorgenommen. Dazu gehört n erster Lne de neu engeführte Rolle des Wssensadmnstrators, der für sämtlche vordefnerten Wssensprofle sowe de Kategorserung der Wssensbeträge zuständg st. De egentlche Zuwesung deser Rollen an de unterschedlchen Benutzergruppen zegt Tabelle 6-5. Unabhängg von der gewählten Realserungsvarante nach Tabelle 6-1 snd Frst und Second Level Support, Entwckler / Konstrukteure und moble Servcetechnker Mtgleder der Rollen Wssensautor und Wssenskonsument, damt se sowohl neue Beträge (z.b. Störfallbeschrebungen, Reparatur- und Justagehnwese) n der Wssensdatenbank ablegen als auch bestehende Beträge abrufen können. Abhängg von der Größe des Unternehmens, der Anzahl der Servcemtarbeter und der Organsaton des Kundenservces können se zuglech de Rolle des Multmedaspezalsten (Nachbearbeten der Vdeos) sowe des Wssensadmnstrators (Pflege der Wssensdatenbank, der vordefnerten Wssensprofle und des Kategorenschemas) übernehmen. Be Varante 3 erhält zusätzlch der Zuleferer Lese- und Schrebzugrff auf de Wssensdatenbank. Darüber hnaus erhält be der Varante 4 der Kunde zumndest lesenden Zugrff auf de Wssensdatenbank. Optonal kann besonders vertrauenswürdgen Stammkunden auch das Recht engeräumt werden, nach der erfolgre-

125 chen Behebung des Störfalls m Rahmen des Customer Self Servces bestehende Beträge zu modfzeren oder neue zu erstellen. Rolle Wssensautor Multmedaspezalstratosument Wssensadmns- Wssenskon- Benutzergruppe 1 st Level Support x (x) (x) x Benutzeradmnstrator 2 nd Level Support x (x) (x) x Entwckler / Konstrukt. x (x) (x) x (Mobler) Servcetechnker x (x) (x) x Admnstrator (x) x 1 st Level Support x (x) (x) x 2 nd Level Support x (x) (x) x Entwckler / Konstrukt. x (x) (x) x (Mobler) Servcetechnker x (x) (x) x Kunde (*) * Produzent Zuleferer Legende: x = ja, (x) = optonal, * = nur be Varante 4, (*) nur be Varante 4 und engem Vertrauensverhältns zum Kunden Tabelle 6-5: Rollenzugehörgketen der Benutzergruppen be Varante 3 und 4 Hnzu kommt en Systemadmnstrator, der das Gesamtsystem am Laufen hält, neue Softwareversonen und Updates enspelt sowe regelmäßg Scherungskopen erstellt. Dazu benötgt er Admnstratorrechte für alle betelgten Servercomputer, Datenbanken und Applcaton-Server Technkkonzept De m Kaptel defnerte technologsche Bass des Anwendungsframeworks und des Plot-Servces kann drekt für den Anwendungsdenst Wssensdatenbank m Maschnenbau übernommen werden, denn se deckt sowohl den statonären als auch den moblen Zugrff auf de Wssensdatenbank ab. Durch de Bedenung über Standard-Browser und enen Vdeo-Player benötgt das benutzte Endgerät kene spezellen Softwarenstallatonen. Auch an der Grobarchtektur (Abbldung 5-13) snd kene Änderungen notwendg. Das Medenverwaltungssystem kann ebenfalls bebehalten werden, wenn de n Tabelle 6-3 enthaltenen begrfflchen Äquvalenzen berückschtgt werden. Zur Vdeoprodukton und Konverterung n das Streamng-Format kommen Standardsoftwareprodukte we Adobe Premere [Ado93] und das Helx Producer Set der Frma Real [Rea02] zum Ensatz. Proflerungssystem Anhand der n Tabelle 6-3 dargestellten Begrffsäquvalenzen lassen sch de vordefnerten Wssensprofle auf de Aufgabenprofle sowe de persönlchen Wssensprofle auf de persönlchen Interessensprofle abblden. Allerdngs fehlt dem Framework bslang de Möglchket, vordefnerte Wssensprofle ncht nur enzelnen Benutzern, sondern ganzen Benutzergrup-

126 pen we z.b. dem Frst Level Support effzent zuzuordnen. Gegenüber der n Abbldung 5-16 dargestellten Archtektur des Proflerungssystems muss folglch ene egene Enttätsklasse Benutzergruppe hnzugefügt werden. Darüber hnaus wrd de Kontrollklasse Benutzerverwaltung um Methoden zum Erstellen, Edteren und Entfernen von Benutzergruppen erwetert sowe de Kontrollklasse Aufgabenproflverwaltung um ene Methode zum Zuwesen von Aufgabenproflen an Benutzergruppen ergänzt. In Abbldung 6-12 snd de Änderungen am Proflerungssystem fett hervorgehoben. Wssensadmnstrator Benutzeradmnstrator Konsument «boundary class» GUI Aufgabenprofle «boundary class» GUI Benutzerverwaltung «boundary class» GUI Interessenprofle «boundary class» GUI Referenzpunkte «boundary class» GUI Anwendungsdenst Schtbarketsgrenze «control class» Aufgabenproflverwaltung aufgabenproflerstellen() aufgabenprofländern() aufgabenproflentfernen() aufgabenproflauswählen() aufgabenprofloptmeren() benutzerzuordnen() benutzergruppezuordnen() «control class» Benutzerverwaltung benutzeranlegen() benutzeredteren() benutzerentfernen() regstreren() enloggen() ausloggen() benutzergruppeanlegen() benutzergruppeedteren() benutzergruppeentfernen() «control class» Interessensproflverwaltung nteressensproflerstellen() nteressensprofländern() nteressensproflentfernen() nteressensproflauswählen() nteressensprofloptmeren() «control class» Referenzpunktverwaltung refpunkterstellen() refpunktabrufen() refpunktentfernen() refpunktordnererstellen() refpunktordnerentfernen() «control class» Anwendungsdenst contentsuchen() contentabrufen() «entty class» Aufgabe / Rolle name st zugeordnet * «entty class» * Benutzergruppe * name * «entty class» Benutzer logn password vorname nachname strasse hausnummer plz stadt land staat telefon mobltelefon fax emal «entty class» Interessensprofl name optmert 1 «control class» Rankng berechnekorrelaton() * «entty class» ReferenzpunktOrdner name «entty class» Referenzpunkt name referenzert «entty class» Medenobjekt name dokumenturl metadatenurl vorschauurl vdeourl optmert «control class» Benutzerrueckmeldung explztesurf() mplztes URF() Abbldung 6-12: Um Benutzergruppen erwetertes Proflerungssystem Da de Verwaltung von Benutzergruppen auch anderen auf desem Framework realserten Densten we z.b. dem Busness TV-Denst zu gute kommen kann, wrd se m Rahmen ener Überarbetungsphase dem Framework nachträglch hnzugefügt.

127 Betrebermodell und Marketng-Konzept Als Betreber des Servces Wssensdatenbank m Maschnenbau kommen n erster Lne mttelständsche und große Produzenten des Maschnenbaus n Frage. In ener ersten Ausbaustufe (Varante 1 nach Tabelle 6-1) wrd de Wssensdatenbank nur unternehmensntern genutzt und getestet. In ener zweten Ausbaustufe (Varante 3) werden de wchtgsten Zuleferer mt enbezogen, um von Synergeeffekten bem Servce profteren zu können. Durch de Dokumentaton häufg auftretender Störfälle an zugeleferten Bautelen n der Wssensdatenbank des Produzenten kann der Frst- bzw. Second Level Support des Produzenten vele Störfälle abhandeln, de sonst an den Zuleferer wetergeletet werden müssten. In ener letzten Optmerungsstufe erhalten auch de Kunden begrenzten Zugrff auf de Wssensdatenbank, um klenere und häufg wederkehrende Störfälle selbst beheben zu können (Customer Self Servce, vgl. [Her99]). Für klenere Maschnenbauunternehmen st der Aufwand zu hoch, ene egene Wssensdatenbank zu betreben. Sofern es sch um Zuleferer handelt, können se gemäß Varante 3 oder 4 n de Wssensdatenbank hres Hauptabnehmers bzw. hrer Hauptabnehmer engebunden werden. Ansonsten betet es sch an, dass en externer Betreber den Servce der Wssensdatenbank gegen Gebühr anbetet und sämtlchen admnstratven und technschen Aufwand übernmmt. Dann spelen allerdngs Scherhetsaspekte we der Schutz gegen Datensponage ene entschedende Rolle, de m Rahmen der vorlegenden Arbet ncht näher verteft werden sollen. Ene wchtge Rolle spelt auch das unternehmensnterne und ggf. auch externe Marketng für de Wssensdatenbank. In der ersten Ausbaustufe müssen zunächst de nternen Servcemtarbeter sensblsert werden, de Wssensdatenbank be der Störfallsuche zu Rate zu zehen und nsbesondere nach erfolgrech behobenen Störfällen de Wssensdatenbank auch mt Beträgen zu füllen bzw. zu aktualseren. Dazu können Anrezsysteme we Wssenswetergabe als Beförderungsvoraussetzung oder Prämen für Wssensbeträge geschaffen werden, sehe z.b. [LT02]. In ener zweten Ausbaustufe (Varante 3) werden auch de Zuleferer n de Wssensdatenbank enbezogen. Dadurch reduzert sch de Zahl der Störfälle, de an den Zuleferer weter gemeldet werden müssen, und der Zuleferer spart Kosten. Um de Zuleferer für de Nutzung und Aktualserung der Wssensdatenbank zu motveren, kann der Produzent z.b. mt höheren Vergütungen oder besseren Abnahmekondtonen locken. Im Extremfall akzeptert en Produzent nur noch solche Zuleferer, de sch am Aufbau und der Pflege der kooperatven Wssensdatenbank aktv betelgen. In der drtten Ausbaustufe (Varante 4) schleßlch werden auch de Kunden mt enbezogen. Im Rahmen des Customer Self Servces können se dann vor enem Anruf be der Servce- Hotlne zunächst selbst versuchen, den Störfall zu beheben. Das spart dem Kunden Zet und Kosten und reduzert de teuren Maschnenausfallzeten. 6.3 Desgn des Servces, Dalogsteuerungsmodell Aus den Use Cases des Produktmodells (Kaptel 6.2.1) sowe dem Prozessmodell (Kaptel 6.2.2) des Servces letet sch de Dalogsteuerung für de grafschen Bedenoberflächen ab. Baserend auf dem als Template benutzten Dalogsteuerungsmodell des Plot-Servces aus Kaptel wrd das Dalogsteuerungsmodell des neuen Servces Wssensdatenbank m

128 Maschnenbau erstellt. Der wesentlche Untersched zum Plot-Servce-Modell legt neben der unterschedlchen Begrffsbldung vor allem n der Unterstützung von Ad Hoc-Abfragen an de Wssensdatenbank (vgl. Darstellung des verenfachten Workflows n Abbldung 6-11). Im Gegensatz zum n Kaptel beschrebenen Dalogmodell des Plot-Servces wrd de Dalogsteuerung des neuen Servces Wssensdatenbank m Maschnenbau für Bldschrme mt größeren Abmessungen und höherer Auflösung, we se z.b. Laptops oder statonäre Rechner beretstellen, modellert. De Unterschede zur PDA-Verson snd margnal. Oberste Ebene Logn-Dalog [Logn / Passwort nkorrekt] OK-Button / lognpasswortpruefen() [Logn / Passwort korrekt] Namen angegeben / wssensproflspechern() Neues Profl erstellen Menüpunkt "Neues Profl" angewählt OK-Button Menüpunkt "Suchen" angewählt Menüpunkt "Profllste" angewählt Wssensprofllste Ad hoc Abfrage engeben Menüpunkt "Referenzpunkte" angewählt / getrefpunkte() Profl angeklckt / passendebeträgesuchen() Referenzpunkt-Button / getrefpunkte() Such-Button angeklckt / passendebeträgesuchen() Referenzpunkte abrufen Betragslste Menüpunkt "Suchen" angewählt Auswahllste-Button Play-Button [Referenzpunkt ausgewählt] Auswahllste-Button / passendebetraegesuchen() Referenzpunkt erstellen Referenzpunkt-Button OK-Button Betrag ausgeben AdHoc-Button angeklckt Home-Button angeklckt NchtMehrZegen-Button / nchtmehrzegen() Benutzer-Relevanzrückmeldungs-Button / douserfeedback() Abbldung 6-13: Dalogsteuerung des Servces: Oberste Ebene De oberste Ebene der Dalogsteuerung des Servces Wssensdatenbank m Maschnenbau st m Abbldung 6-13 dargestellt, wobe de Änderungen gegenüber dem n Abbldung 5-9 dargestellten Dalogsteuerungs-Template fett hervorgehoben snd. Erweterungen bestehen vor allem n der Möglchket, auch ad hoc durch drekte Auswahl der gewünschten Suchkategoren nach Beträgen suchen zu können, ohne zuvor en egenes Wssensprofl defneren zu müssen. Für spätere Zugrffe be erneutem Auftreten ähnlcher Störfälle kann dese Suchabfrage durch Vergabe enes Namens und Betätgen des Spechern -Knopfes dauerhaft gespechert werden. Wegen sener hohen Bedeutung kann der Dalog zur Engabe von Ad Hoc-Abfragen von velen Dalogen aus drekt errecht werden.

129 In den Unterdalogen zum Edteren der Wssensproflbelegung sowe zum Erstellen und Abrufen von Referenzpunkten müssen nur de Begrffe entsprechend Tabelle 6-3 abgeändert werden, so dass auf enen erneuten Abdruck an deser Stelle verzchtet werden kann. 6.4 Erweterung des Frameworks Durch de Hnzunahme von Benutzergruppen n das Proflerungssystem (vgl. Abbldung 6-12) werden enge Modfkatonen am Desgn des Proflerungssystems des Anwendungsframeworks erforderlch, de n Abbldung 6-14 fett hervorgehoben snd. Auf der Datenbankebene wurde ene neue Tabelle UserGroups zur Verwaltung der Benutzergruppen und außerdem jewels ene Hlfstabelle zur Auflösung der m:n-bezehungen zwschen Benutzern und Benutzergruppen sowe zwschen Benutzergruppen und Aufgaben (Tasks) engefügt. Alle dre Tabellen werden durch de UserGroupEJB (Entty EJB mt Beanbaserter Persstenz) objektorentert gekapselt. De UserBean, de als Fassade zum Proflerungssystem fungert, wurde entsprechend um Methoden zum Anlegen, Edteren und Löschen von Benutzergruppen erwetert. Ene wchtge Voraussetzung für de Akzeptanz enes Anwendungsframeworks st de langfrstge Abwärtskompatbltät mt älteren Framework-Versonen, damt auch bestehende Servces we das Busness TV mt neuen Framework-Versonen weterhn ohne Modfkaton lauffähg bleben. Deses Zel lässt sch auf zwe Wegen errechen: 1. Es werden der Programmerschnttstelle UserBean zwar neue Methoden hnzugefügt, aber kene bestehenden n hrer Schnttstelle modfzert oder gar entfernt. Dann bleben sämtlche bestehenden Servces lauffähg, unabhängg davon, ob se drekt auf de User- Bean zugrefen oder der Empfehlung folgen, sämtlche Zugrffe auf das Proflerungssystem ndrekt über de ServceTagLbrary abzuwckeln. 2. An der Programmerschnttstelle UserBean werden auch vorhandene Methoden an hrer Schnttstelle modfzert oder gar entfernt. Dann snd Servces, de drekt auf de User- Bean zugrefen, nur nach entsprechenden Anpassungen lauffähg. Servces, de we empfohlen nur über de ServceTagLbrary auf das Proflerungssystem zugrefen, können nach entsprechender Anpassung der ServceTagLbrary unverändert weter betreben werden. De Hnzunahme von Benutzergruppen zum Proflerungssystem erfordert zwar n der User- Bean das Hnzufügen neuer Methoden zum Anlegen, Ändern und Entfernen von Benutzergruppen, ncht jedoch de Modfkaton bestehender Methoden. Dadurch kann der erste der beden oben beschrebenen Wege gegangen werden, und sämtlche bestehenden Servces bleben unverändert lauffähg. Damt auch künftge Servces sämtlche Zugrffe auf das Proflerungssystem über de ServceTagLbrary abwckeln können, wrd dese entsprechend erwetert.

130 Abbldung 6-14: Überarbetetes Desgn des Proflerungssystems

131 Implementerung und Test des Servces De Implementerungsarbeten am Framework beschränken sch n erster Lne auf das Ergänzen der Benutzergruppenverwaltung nklusve der zugehörgen Admnstratoroberflächen. Dazu wrd de m Kaptel 6.4 neu engeführte Enterprse Java Bean namens UserGroupEJB mplementert, de entsprechenden Methoden n der UserBean hnzugefügt und de Servce- TagLbrary entsprechend angepasst. Auf Umbenennungen bestehender Komponenten und deren Methoden wrd bewusst verzchtet, um de Abwärtskompatbltät zu wahren. Darüber hnaus werden de Admnstrator-Oberflächen zum Erstellen, Edteren und Entfernen von Benutzergruppen ergänzt. Für de Implementerung des Servces selbst fällt nach we vor enger Aufwand bem Erstellen der grafschen Oberflächen an. Anhand des zunächst mt enem HTML-Edtor erstellten grafschen Entwurfs werden de Java Server Pages erstellt. De aufwändge Enbndung des Vdeo-Players über Java Scrpt und Vsual Basc sowe de Zugrffe auf das Proflerungssystem können n erheblchen Telen aus dem Plot-Servce aus der ersten Phase per Copy & Paste übernommen werden. 6.6 Konfguraton und Nutzung des Servces Nach der Installaton des Anwendungsframeworks und des Servces auf enem entsprechenden Server des Denstanbeters snd zunächst enge Konfguratonsarbeten zu erledgen, bevor der neue Servce Wssensdatenbank m Maschnenbau genutzt werden kann. Konfguratonsarbeten des Benutzeradmnstrators: Benutzergruppen enrchten Benutzer enrchten und den Benutzergruppen zuordnen Konfguratonsarbeten des Wssensadmnstrators: Kategorenschema des Produktmodells (vgl. Abbldung 6-4) erfassen oder mporteren Vordefnerte Wssensprofle konfgureren Vordefnerte Wssensprofle den Benutzern und Benutzergruppen zuwesen Danach können de Wssensautoren (z.b. Frst und Second Level Support, Servcetechnker, Entwckler) neue Beträge n das System enstellen und entsprechenden Wssenskategoren zuordnen. Auch de Wssenskonsumenten können sch dann bem System anmelden und de Beträge aufgrund der vordefnerten Wssensprofle abrufen, persönlche Wssensprofle konfgureren oder Ad Hoc-Abfragen an de Wssensdatenbank stellen. Zur weteren Optmerung des Servces Wssensdatenbank m Maschnenbau wrd be den Nutzern entsprechende Rückmeldung über de Funktonaltät, Bedenbarket und generelle Zufredenhet mt dem neuen Onlne-Servce engeholt. Be Bedarf fleßen dese Erkenntnsse n ene neue Iteraton zur Verbesserung oder Erweterung des Servces und ggf. auch des Anwendungsframeworks en.

132 Ergebnsse Der Onlne-Servce Wssensdatenbank m Maschnenbau unterschedet sch vom Plot- Servce Busness TV n der Gestaltung der grafschen Bedenoberflächen und ener erweterten Funktonaltät. Dazu gehören nsbesondere de Konfgurerbarket von Benutzergruppen de Beretstellung von Ad Hoc-Abfragen de Beretstellung von Störungsbeschrebungen mt Symptomen, Ursache und Wrkung nklusve Volltextsuchmöglchket Zur schnellen Suche ohne den Umweg über de Defnton enes Benutzerprofls kann drekt n der Wssensdatenbank nach bestmmten Informatonskategoren gesucht werden (Abbldung 6-15). Solche Ad Hoc-Abfragen lassen sch zur Wederverwendung spechern. Abbldung 6-15: Ad Hoc-Abfrage der Wssensdatenbank Jeder Entrag n der Wssensdatenbank besteht aus ener Beschrebung von Symptomen, Ursachen und Maßnahmen zur Besetgung ener Störung (Abbldung 6-16), ergänzt um en Vdeo als Dagnose- und Reparaturanletung (Abbldung 6-17). Darüber hnaus kann der Servce-Technker egene Anmerkungen zu deser Störung ergänzen. All dese Texte können per Volltextsuche durchsucht werden.

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