Donnerstag, 10. November 2005 14h00, Variohalle 2 Erstellung von multidimensionalen Würfeln César Ortiz ORACLE Deutschland GmbH Schlüsselworte: OLAP, Business Intelligence, DWH, Analytic Workspace Manager Zusammenfassung Zum Erstellen und Warten von multidimensionalen Würfeln, sog. Analytic Workspaces, setzt Oracle den Analytic Workspace Manager (AWM) als Standardanwendung ein. Der AWM ist eine Java-Applikation, mit der die für den Würfel notwendigen Metadaten im Hintergrund erstellt und verwaltet werden. Der Analytic Workspace Manager (AWM) ist Bestandteil der Oracle Olap Option. In der Version 10g Release 2 vom AWM wurde viel Wert darauf gelegt, die Würfelerstellung möglichst effizient und ohne manuelle Kodierung zu ermöglichen. Wizards mit einer grafischen Benutzerführung unterstützen die Entwicklung der multidimensionalen Würfel, die anschließend für komplexe Auswertungen über verschiedene Anwendungen für die Benutzer zur Verfügung stehen. Die Basistechnologie ist die OLAP Option der Oracle Datenbank. Die OLAP Option ermöglicht den transparenten Zugriff der in der Oracle Datenbank befindlichen multidimensionalen Daten. Eine aufwendige Integration mit verschiedenen Datenschnittstellen, Datentransport und vielen anderen Fallstricken, wie sie oft in Warehouse-Systemen zu Tage treten, entfällt. Warehouse Systeme müssen sich einerseits den immer komplexer werdenden Informatiossystemen in verteilten Systemlandschaften anpassen, zum anderen muss es die Endanwender des Warehouses mit möglichst individuellen Sichten auf die Unternehmensdaten versorgen. Der Beitrag richtet sich an Projektleiter, Anwendungsentwickler und Entscheider, die sich mit zunehmenden Anforderungen multidimensionaler Analyse im Bereich Business Intelligence auseinandersetzen. Er vermittelt einen Überblick über die Erstellung von multidimensionalen Würfeln und die zur Verfügung stehenden analytischen Anwendungen. Anhand eines Beispiels wird die Arbeitsweise mit dem Analytic Workspace Manager live gezeigt und anschließend die Berichterstellung kurz dargestellt. Analytic Workspace Manager und Analyse Tools Während der Oracle Warehouse Builder ein Tool für den Aufbau und für die Steuerung des gesamten Warehouseprozesses ist, ist der Analytic Workspace Manager eine Anwendung zur Erstellung und Administration von multidimensionalen Würfeln. Solche multidimensionalen Datenstrukturen werden als Analytic Workspaces bezeichnet. Der AWM ist somit auf den multidimensionalen Bereich fokussiert und setzt die Oracle OLAP Option voraus. Im Unterschied zum Oracle Warehouse Builder, der für IT-Spezialisten konzipiert ist, kann der AWM ebenso von der Fachabteilung eingesetzt werden. Der AWM ist ein einfach zu bedienendes Tool, das als Schnittstelle zur Datenbank die JAVA OLAP-API der OLAP Option verwendet. Die mit dem AWM angelegten multidimensionalen Strukturen werden unter Oracle in BLOBs gehalten. Nach der Definition des multidimensionalen Würfels werden diese Strukturen mit relationalen Quellen abgebildet, danach erfolgt das Laden und die Verdichtung des Würfels. Der erstellte Würfel kann anschließend für die Analyse durch verschiedene Front-Ends verwendet werden. Hierfür gibt es folgende Varianten: Oracle Discoverer Oracle Reports Oracle BI-Beans Oracle Spreadsheet Add-In SQL-Anwendungen unter Verwendung von Views
18. Deutsche ORACLE-Anwenderkonferenz Das Ziel ist, Analysten, Controllern oder Managern mit unterschiedlichen analytischen Anforderungen eine auf ihre Bedürfnisse zugeschnittene Applikation bereitzustellen. Die Entwicklung sollte einfach, schnell und mit geringem Aufwand erfolgen. Ein solches Ziel ist nur durch eine durchgängige Lösung erreichbar, die die OLAP Funktionalität der darunterliegenden Plattform in einer transparenten Art und Weise nutzt. Der AWM mit den o.g. Anwendungen und die Oracle Datenbank erfüllen diese Anforderungen. Die OLAP Option ist die Engine zum Bearbeiten von komplexen multidimensionalen Anfragen. Beim Einsatz der Oracle BI-Anwendungen werden die vom Anwender erstellten Abfragen durch die Business Intelligence Beans (BI-Beans) im Front-End generiert. Bei den BI-Beans handelt es sich um vordefinierte Java- Module mit eingebetteten analytischen Funktionen. Diese Module sind in den Standardanwendungen vollständig integriert. Die Bearbeitung der Abfragen erfolgt zentral durch die OLAP Option in der Datenbank. Die Oracle OLAP Plattform Die Anforderungen an eine analytische Applikation können sehr stark variieren: hohe Performance sehr große Datenmengen komplexe Verdichtungen (unterschiedlich pro Dimension) ausgefeiltes Aggregationskonzept verschiedene finanzmathematische Modelle einfache Zeitreihen umfangreiche Berechnungen detaillierte Prognosen individuelle Szenarien komplexe Kennzahlenbäume Alle Anforderungen sind auch bei Ad-Hoc Abfragen zu leisten. Performance und Flexibiltät spielen beim Erstellen solcher Abfragen eine wesentliche Rolle. Um der Herausforderung gerecht zu werden, Warehouse Systeme skalierbar und zugleich flexibler zu gestalten, integriert Oracle mit jedem neuen Release mehr und mehr Warehouse Funktionalität in die Datenbank. Die Oracle Datenbank wurde erweitert um die Speicherung von multidimensionalen Daten (OLAP Option). Der Zugriff auf die Daten erfolgt für den Anwender vollkommen transparent. Oracle spricht daher auch von der OLAP Plattform. Business Intelligence Abb. 1: Mögliche Architektur Typische multidimensionalen Funktionen sind beispielsweise: Achsenrotation Drill-Down Selektionen basierend auf Vergleichswerten Schwellwerten Hierarchieebenen Abhängigkeiten Suchbegriffen
Anwender und Entwickler können eigene Kennzahlen oder Berechnungen definieren. Sowohl beim AWM als auch bei den anderen Front-Ends handelt es sich um die gleichen Module. Die Handhabung ist in beiden Fällen identisch. Folgende Berechnungen lassen sich durch den Calculation Builder definieren: Arithmetische Standardfunktionen Addition Subtraktion Multiplikation Division Verhältnis Erweiterte arithmetische Funktionen Kumulierte Summe Index Prozentuale Erhöhung Prozentuale Abweichung Rang Anteil Abweichung Vergleich Vorperiode/Folgeperiode Wert der Vorperiode Absolute/prozentuale Differenz gegenüber der Vorperiode Wert der Folgeperiode Zeitrahmen Gleitender Durchschnitt Gleitendes Maximum Gleitendes Minimum Gleitende Summe Jahr bis dato Abb. 2: Table- und Query-Bean Würfelerstellung mit dem AWM Der Würfel wird mit dem AWM in wenigen aufeinander aufbauenden Schritten erstellt. Wizards wurden in der neuen Version vom AWM eingebunden, so dass die multidimesionalen Strukturen durch eine grafische Oberfläche auf eine plausible Art und Weise generiert werden. Die Entwicklung wird somit deutlich vereinfacht.
18. Deutsche ORACLE-Anwenderkonferenz Abb. 3: Analytic Workspace Manager Dem hier zu betrachtenden Beispiel zur Würfelerstellung mit dem AWM liegen einige relationale Tabellen zugrunde. Diese Tabellen stellen die Basisdaten für den Würfel dar. Kennzahlen wie z. B. Umsatz, Absatz oder Kosten sollen nach verschiedenen Kriterien, sog. Dimensionen, untersucht werden. Die zu definierenden Dimensionen in diesem Beispiel sind Produkte, Kunden, Vertriebskanäle und Zeit. Die wesentlichen Schritte zur Erstellung eines AWs werden in kompakter Form dargestellt: 1. Analytic Workspace generieren Es ist zunächst ein leerer Analytic Workspace (AW) unter einem Schema anzulegen. Dabei werden bestimmte Konstrukte im Hintergrund generiert. Der erstellte AW wird durch den AWM anschließend im Read-Write Modus angehängt. Business Intelligence Abb. 4: Erstellung eines AWs namens Global 2. Dimensionen definieren Die Kanten eines Cubes werden durch Dimensionen festgelegt. Der logische Cube wird durch seine Dimensionen aufgespannt. Aus diesem Grund werden zuerst die Dimensionen definiert. Abb. 5: Definition der Dimensionen Dimensionen, sowie alle anderen Objekte, können in XML exportiert und importiert werden. Dadurch lassen sich diese Objekte aus einem Template erstellen (s. Abb. 5). 3. Levels und Hierarchien definieren In der Regel sollen die Dimensionen über verschiedene Levels verdichtet werden. Die Zeit Dimension kann z.b. über Monat, Quartal und Jahr vorverdichtet werden. Eine Hierarchie besteht aus Levels, die in einer bestimmten Reihenfolge vorkommen. Die Definition der Levels und Hierarchien erfolgt analog zur Definition der Dimension.
4. Cubes und Measures definieren Ein Cube ist eine logische Darstellung der multidimensionalen Daten und wird durch seine Dimensionen gebildet. Der Cube kann mehrere gleich dimensionierte Kennzahlen, sog. Measures, enthalten. Mit der Definition eines Cubes wird ein Template gebildet, das die im Cube vorhandenen Dimensionen beschreibt und gleichzeitig Optimierungsverfahren, wie Compression und Sparcity, festlegt. Dieses Template wird dann für alle im Cube zu definierenden Measures angewendet. Die Definition der Measures erfolgt analog zur oberen Vorgehensweise. Außer Measures kann der Cube ebenso Berechnungen enthalten. Berechnungen sind OLAP-Formeln. Für die Definition dieser Formeln ist ein Wizard vorhanden. Der Wizard ist eine eingebettete BI-Bean namens Calculation Builder. Der Calculation Builder ist ebenso in den anderen standard BI-Anwendungen enthalten. Abb. 6: Definition des Cubes 5. Mappings definieren, Lade- und Verdichtungsprozess starten Zu diesem Zeitpunkt sind alle logischen multidimensionalen Strukturen definiert. Diesen Strukturen sind die entsprechenden Daten, die sich in relationalen Tabellen befinden, zuzuordnen. Das gilt sowohl für die Dimensionen als auch für die Kennzahlen. Abb. 7: Mappings Zum Schluss ist der Ladeprozess ggf. mit den entsprechenden anschließenden Verdichtungsprozessen zu starten. Beim Ladeprozess wird festgelegt, welche Objekte (Dimensionen oder Kennzahlen) aktualisiert werden. Die Laderoutine kann direkt gestartet oder in eine Oracle Job Queue gesetzt werden. Zusätzlich kann ein Skript als File erstellt werden. Ist dieser Prozeß abgeschlossen, steht der Würfel für Auswertungen bereit. Ideale Komponenten hierfür sind Oracle Reports, Oracle Discoverer, Oracle Spreadsheet Add- In und die Oracle BI-Beans. Kontaktadresse: César Ortiz ORACLE Deutschland GmbH TSBU Middleware-BI Baumschulenallee 16 D-30625 Hannover Telefon: +49(0)511-95787161 Fax: +49(0)511-572888 E-Mail cesar.ortiz@oracle.com Internet: www.oracle.com