Mobile Computing und RFID im Facility Management

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1 Mobile Computing und RFID im Facility Management

2 Daniel Hanhart Mobile Computing und RFID im Facility Management Anwendungen, Nutzen und serviceorientierter Architekturvorschlag 123

3 Dr. Daniel Hanhart ISBN e-isbn DOI / Bibliografische Information der Deutschen Nationalbibliothek Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über abrufbar. c 2008 Springer-Verlag Berlin Heidelberg Dieses Werk ist urheberrechtlich geschützt. Die dadurch begründeten Rechte, insbesondere die der Übersetzung, des Nachdrucks, des Vortrags, der Entnahme von Abbildungen und Tabellen, der Funksendung, der Mikroverfilmung oder der Vervielfältigung auf anderen Wegen und der Speicherung in Datenverarbeitungsanlagen, bleiben, auch bei nur auszugsweiser Verwertung, vorbehalten. Eine Vervielfältigung dieses Werkes oder von Teilen dieses Werkes ist auch im Einzelfall nur in den Grenzen der gesetzlichen Bestimmungen des Urheberrechtsgesetzes der Bundesrepublik Deutschland vom 9. September 1965 in der jeweils geltenden Fassung zulässig. Sie ist grundsätzlich vergütungspflichtig. Zuwiderhandlungen unterliegen den Strafbestimmungen des Urheberrechtsgesetzes. Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, dass solche Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten wären und daher von jedermann benutzt werden dürften. Herstellung: le-tex Jelonek, Schmidt & Vöckler GbR, Leipzig Einbandgestaltung: deblik, Berlin Gedruckt auf säurefreiem Papier springer.de

4 Geleitwort Wirtschaft und Gesellschaft stehen vor einem kräftigen Innovationsschub auf Basis neuer Informationstechnologien. Diese könnten die Wirkungen des Internets der neunziger Jahre noch übertreffen. Sensorik und Aktuatorik beseitigen manuelle Datenerfassungstätigkeiten, ermöglichen Echtzeit durch Ausschalten menschlicher Arbeitsschritte, erweitern die menschlichen Sinne und bringen Computerund Kommunikationsleistungen an den Point-of-action. Neue Funktechnologien von RFID (radio frequency identification) bis NFC (near field communication) ermöglichen ein Internet der Dinge. Zusammen mit Web 2.0 und Serviceorientierung ermöglichen diese Technologien erneut einen radikalen Wandel der Prozesse, diesmal nicht nur der Geschäftsprozesse, sondern der Lebensprozesse von Individuen. SOA (serviceorientierte Architektur) bietet eine Chance, die neuen Technologien in vielen Applikationen als fertige Bausteine rasch und zuverlässig zu benutzen. Die Forschungsprogramme führender Industrienationen setzen stark auf die genannten Technologien. Die Geschwindigkeit, mit der unsere Unternehmen diese Potenziale nutzen können, hängt unter anderem davon ab, wie schnell sie die Einsatzmöglichkeiten erkennen und die neuen Lösungen implementieren. Hanhart hat sich in der vorliegenden Publikation, die aus seiner Dissertation entstanden ist, das Ziel gesetzt, anhand eines Anwendungsbereiches Potenziale dieser Technologien und stabile Vorgehensschritte zu entwickeln. In enger Zusammenarbeit mit der Fraport AG ist es ihm gelungen, systematisch Einsatzmöglichkeiten von RFID und Mobile Computing im Facility Management zu erfassen. Er liefert für diese Art von IT-Anwendungen eine Methode für eine objektivierte Bewertung ihres Einsatzes. Er zeigt weiterhin auf, wie mittels eines stringenten serviceorientierten Entwurfs wiederverwendbare Bausteine für betriebliche Anwendungen von RFID und Mobile Computing entwickelt werden können. Er liefert damit eines der bis heute eher seltenen Beispiele einer reinen Servicearchitektur, welche die effiziente und zukunftsgerichtete Umsetzung der Lösungen überhaupt erst erlaubt. Dieses Buch wendet sich nicht an das Geschäftsmanagement, sondern an IT- Management, Prozessverantwortliche, Business Engineers und Softwareentwickler. Es bringt eine realistische Einschätzung der Veränderungsmöglichkeiten und illustriert diese anhand zahlreicher Praxisbeispiele. St. Gallen, November 2007 Hubert Österle

5 Vorwort Das vorliegende Buch entstand im Rahmen meiner Tätigkeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter in den Kompetenzzentren Business Networking 2 und Business Networking 3 des Forschungsprogramms Business Engineering HSG am Institut für Wirtschaftsinformatik der Universität St. Gallen. An dieser Stelle möchte ich all denen danken, die zum Gelingen dieser Publikation beigetragen haben. Herrn Prof. Dr. Hubert Österle danke ich herzlichst für die Betreuung der Arbeit. Mit dem praxisnahen Forschungsumfeld hat er die Grundlage für die Entstehung der Publikation geschaffen und diese mit seinen konstruktiven und kritischen Anregungen gefördert und begleitet. Herrn Prof. Dr. Elgar Fleisch danke ich herzlich für die Übernahme des Korreferats. Seine Expertise im Thema und die anregenden Gespräche lieferten wertvolle Impulse für das vorliegende Buch. Mein besonderer Dank gilt auch der Leiterin der Kompetenzzentren Frau Dr. Christine Legner für die freundschaftliche, fördernde Zusammenarbeit, die angeregten Diskussionen und die vielen wichtigen Hinweise und Erfahrungen. Praxisorientierte Forschung lebt von der Zusammenarbeit mit Partnern aus der Wirtschaft. Grossen Anteil am Gelingen dieser Publikation hatten die Praxispartner des Kompetenzzentrums Dr. Ulrich Kipper und Ralf Jinschek von der Fraport AG. Ihnen gebührt mein besonderer Dank für den geschaffenen Rahmen mit den zahlreichen Workshops und Diskussionen, die Durchsicht und kritische Würdigung der Ergebnisse und natürlich nicht zuletzt für die Gastfreundschaft vor Ort. Spezieller Dank gilt auch meinen Kollegen von der IMG Christoph Keller, Ralph Panoff, Victor Leuenberger, Marc Wüthrich, André Höynck und Norbert Suter, welche mir ermöglichten für das Buch wertvolle Projekterfahrung zu sammeln und jederzeit als Gesprächspartner zur Verfügung standen. Meinen Freunden und Kollegen am Institut danke ich für die gute Arbeitsatmosphäre, die kollegiale Zusammenarbeit und die schönen Stunden bei den herausfordernden Freizeitaktivitäten. Mein spezieller Dank gilt meinen Teamkollegen Dr. Oliver Wilke, Dr. Roger Heutschi, Dr. Dimitrios Gizanis, Jan Schemm, Tobias Vogel, Dr. Enrico Senger, Kristin Wende, Philipp Osl und Frank Höning. Von ganzem Herzen danke ich meiner Frau Andrea für die liebevolle Unterstützung, das Verständnis, die Motivation und den Rückhalt über den gesamten Zeitraum der Entstehung der Publikation. Ihr widme ich dieses Buch. Luzern, Januar 2008 Daniel Hanhart (daniel@hanhart.name)

6 Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung Ausgangslage und Handlungsbedarf Was ist das Ziel und der Nutzen dieses Buches? Entstehung des Buches Der Inhalt im Überblick Grundlagen Mobile Computing und RFID Begriffe Technologien und Standards Basisfunktionen Restriktionen Anwendungsfelder Facility Management Begriffe Gebäudemodell Geschäftsarchitektur in der Nutzungsphase Facility-Management-Markt Serviceorientierte Architekturen Zusammenfassung Fallstudie Fraport AG Unternehmen Brandschutzinspektion Mobile Datenerfassung in der Logistik Störfallmanagement Qualitätssicherung in der Reinigung Zusammenfassung und Folgerungen Anwendungen und Nutzen Prozessarchitektur...67

7 x Inhaltsverzeichnis Kundenprozess Prozesslandkarte Anwendungsszenarien von Mobile Computing und RFID Störfallmanagement (ungeplante Instandhaltung) Betriebsführung technischer Anlagen Geplante Instandhaltung Materialwirtschaft Reinigung Energiemanagement Sicherheits- und Schliessmanagement Abfallmanagement Vertrags- und Gewährleistungsmanagement Flächenmanagement Bestandsdokumentation Umzugsmanagement Erkenntnisse Lösungen Infrastruktur Betriebswirtschaftlicher Nutzen der Anwendungen Nutzen auf Ebene Strategie Nutzen auf Ebene Prozess Erkenntnisse Bewertungsraster Bestehende Ansätze Kennzahlensystem zur Nutzenbewertung Fallbeispiel Kennzahlensystem bei der Fraport AG Erkenntnisse Zusammenfassung Serviceorientierter Architekturvorschlag Klassische Integrationsansätze Integration mobiler Endgeräte Integration von RFID-Systemen Integration von Embedded Devices Ansätze zur Integration mehrerer Applikationen SOA zur Integration von Mobile Computing und RFID (anwendungsneutrale Sicht)...141

8 Inhaltsverzeichnis xi Enterprise-Service-Bus Workflow-Management-System Architekturvorschlag (anwendungsbezogene Sicht) Ebene Anwendungssystem Ebene Desktopintegration Ebene Workflowintegration Workflows Geschäftsregeln Übersicht Servicekandidaten Ausprägung des Architekturvorschlags für die Fraport AG Ebene Anwendungssysteme Domänen Stammdatenkonzept Konsequenzen Ebene Service Einfache Services Composite-Services Konsequenzen Ebene Workflowintegration Geschäftsregeln Automatisierter Workflow Konsequenzen Ebene Desktopintegration Taskflow ohne Workflowsteuerung Taskflow mit Workflowsteuerung Konsequenzen Übersicht Nutzen, Barrieren und Handlungsempfehlungen Zusammenfassung Zusammenfassung und Ausblick Ergebnisse der Publikation Ausblick Emotion - Silent Processes Geschwindigkeit - Outtasking und Application Outsourcing Ecosystem - Exchanges Anhang A Definition der Metaentitätstypen...215

9 xii Inhaltsverzeichnis Anhang B Beschreibungselemente des Buches Anhang B.1 Vereinfachte Entity-Relationship-Notation Anhang B.2 Darstellung von Prozessen Anhang B.3 Darstellung von Taskflows Anhang B.4 Ereignisgesteuerte Prozessketten Anhang B.5 Darstellung von Workflows und der Serviceinteraktion Literaturverzeichnis Sachverzeichnis...247

10 Abkürzungsverzeichnis AA Auftragsabwicklung AII Auto-ID Infrastructure AO Analyse & Optimierung API Application Programming Interface ASP Application Service Provider B2B Business-to-Business B2C Business-to-Consumer BACNet Building Automation and Control Networking BPEL Business Process Execution Language CA Composite Application CAD Computer Aided Design CAFM Computer Aided Facility Management CC BN2 Kompetenzzentrum Business Networking 2 CC BN3 Kompetenzzentrum Business Networking 3 CHF Schweizer Franken CO Composite CRM Customer Relationship Management CSD Circuit Switched Data DGMF Deutsche Gesellschaft für Managementforschung DXF Data Exchange File EDGE Enhanced Data Rates for Global Evolution EPC Electronic Product Code EPK Ereignisgesteuerte Prozessketten ERN Entity-Relationship-Notation ERP Enterprise Resource Planning ETH Eidgenössische Technische Hochschule FLS First Level Support FM Facility Management GA Gebäudeautomation

11 xiv Abkürzungsverzeichnis GD GEFMA GK GPRS GPS GSM HLK HSCSD HSDPA HTL IAI ID IFC IFMA IH ILS IMEI IMSI IrDA IS ISO IT IWI-HSG LAN LON MAC MAM MBPL ME MFS M-LAB MM MVG NFC Off OMA Gebäudedaten German Facility Management Association Gebäudekomponente General Packet Radio Service Global Positioning System Global System for Mobile Communications Heizung, Lüftung, Klima High Speed Circuit Switched Data Highspeed Downlink Packet Access Haustechnische Leitwarte Industrie Allianz für Interoperabilität Identifikation Industry Foundation Classes International Facility Management Asscociation Instandhaltung Integrierte Leitstelle International Mobile Station Equipment Identity International Mobile Subscriber Identity Infrared Data Association Informationssystem International Standards Organisation Informationstechnologie Institut für Wirtschaftsinformatik der Universität St. Gallen Local Area Network Local Operating Network Media Access Control Mobile Asset Management Mobile Business Process Landscaping Micro Edition Maintenance and Facility Management Society Mobile und Ubiquitous Computing Lab Materialwirtschaft Münchner Verkehrsgesellschaft Near Field Communication Offline Open Mobile Alliance

12 Abkürzungsverzeichnis xv On PC PDA RFC RFID ROI RS SFM SIM SLA SM SMS SOA SVG TB TKS UCC UML UMTS WebAS WfMC WfMS WiMAX WLAN XML ZAS ZRB Online Personal Computer Personal Digital Assistant Remote Function Call Radio Frequency Identification Return on Investment Raumstrukturelement Störfallmanagement Subscriber Identity Module Service Level Agreement Service Management Short Message Service Serviceorientierte Architektur(en) Scalable Vector Graphics Terminalbetrieb Technisch-kaufmännischer Support Uniform Code Council Unified Modeling Language Universal Mobile Telecommunications System Web Application Server Workflow Management Coalition Workflow Management System Worldwide Interoperability for Microwave Access Wireless Local Area Network Extensible Markup Language Zentrale Annahmestelle Zentrales Raumbuch