CARL VON > OSSIETZKY Universität OLDENBURG Fakultät II - Informatik, Wirtschafts- und Rechtswissenschaften Department für Informatik Föderierte ERP-Systeme auf Basis von Web Services Dissertation zur Erlangung des Grades eines Doktors der Ingenieurwissenschaften Dipl.-Inf.(FH) Nico Brehm Gutachter: Prof. Dr. Jorge Marx Gömez Prof. Dr. Klaus Turowski Tag der Disputation: 10.02.2009
Inhaltsverzeichnis Abkürzungsverzeichnis Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis IX XI XVII 1 Einleitung 1 1.1 Ausgangslage und allgemeine Problemstellung 2 1.2 Probleme bisheriger Lösungsansätze 4 1.3 Zielsetzung und Lösungsweg 6 1.4 Aufbau der Arbeit 10 2 ERP-Systeme... 13 2.1 Herleitung des ERP-Systembegriffs 13 2.1.1 Funktionen in Unternehmen 13 2.1.2 Geschäftsprozesse und Workflows 16 2.1.3 Betriebliche Anwendungs- und Informationssysteme 18 2.1.4 Integration von Geschäftsprozessen durch ERP-Systeme 20 2.1.5 Begriffsdefmition ERP-System 22 2.2 Klassifizierung von ERP-Systemen 24 2.3 Open-Source ERP-Systeme 24 2.4 Architektur von ERP-Systemen 25 2.5 Schwachstellen derzeitiger ERP-Systeme 28 2.5.1 Standardisierung betrieblicher Anforderungen 29 2.5.2 Komposition von Standardsoftware 33 2.6 Das ERP-KMU-Dilemma 34 2.7 Derzeitige Softwarenutzung in KMU 40 2.8 Zusammenfassung 41 3 Enterprise Application Integration 43 3.1 Begriffsdefinitionen und Unterscheidung der Integrationsebenen 43 3.2 Potentiale von Unternehmensportalen zur Integration von Benutzeroberflächen 45 3.3 Potentiale von SOA zur Integration von Anwendungsfunktionen 47 3.3.1 Präzisierung des SOA-Begriffs 48 3.3.2 SOA als Konzept zur technischen Integration von Anwendungssystemen 51 3.4 Potentiale integrierter DBMS 54 3.5 Workflow-Management-Systeme zur Integration von Anwendungssystemen 55 3.6 SAP Netweaver als Beispiel für zusammenfassende Integrationsansätze 57 V
3.7 Zusammenfassung und Abgrenzung 58 3.7.1 Konkrete Verbesserungspotentiale derzeitiger Integrationsansätze 59 3.7.2 Konkretisierung der Ziele des Ansatzes 60 4 Fachkomponenten und Web Services 63 4.1 Fachkomponenten 63 4.1.1 Unterscheidung der Komponentenarten und Begriffsdefinitionen 63 4.1.2 Spezifikation von Fachkomponenten 66 4.1.3 Standardisierung von Fachkomponenten 68 4.1.4 Etablierung von Fachkomponentenmärkten 71 4.2 Web Services 72 4.2.1 Begriffsdefinition 72 4.2.2 Spezifikation von Web Services und das Web Service-Paradigma 74 4.2.3 Web Service-Märkte 77 4.3 Vergleich von Fachkomponenten und Web Services im gegebenen Kontext 80 4.4 Zusammenfassung und Abgrenzung 83 5 Referenzarchitektur Föderierter ERP-Systeme auf Basis von Web Services 87 5.1 Begriffsdefinition Föderiertes ERP-System 87 5.2 Allgemeine Anforderungen und das FERP-Referenzmodell 87 5.3 Allgemeines FERP-Standardisierungsmodell 91 5.4 Vorgehensmodell zur Überführung in eine Referenzarchitektur 92 5.4.1 Vorgehensmodell zur Herleitung der Referenzarchitektur 93 5.4.2 Explizite Darstellung verwendbarer Architekturmittel 94 5.5 FERP-Referenzarchitektur 97 5.5.1 Architekturüberblick 97 5.5.2 Standardisierung des Daten-und Funktionsmodells 100 5.5.3 Komponentenstruktur des FWfS 111 5.5.4 Komponentenstruktur des FUS : 120 5.5.5 Komponentenstruktur des FES 122 5.5.6 Komponentenstruktur des FWCS 124 5.5.7 Komponentenstruktur des FWPS 127 5.5.8 Komponentenstruktur des FWD 129 5.5.9 Komponentenstruktur des FDS 130 5.6 Referenzschnittstellen 135 5.7 FERP-Infrastrukturcn 140 5.7.1 Zentralisierte FERP-Infrastruktur 140 5.7.2 Dezentrale FERP-Infrastruktur 143 5.7.3 FERP Pecr-to-Peer-Infrastruktur 144 5.8 Zusammenfassung 146 VI
6 Konzept einer gesicherten Einsatzumgebung für Föderierte ERP-Systeme 147 6.1 Allgemeiner Sicherheitsbegriff im Kontext von FERP-Systemen 147 6.1.1 Sichere Anwendungssysteme 147 6.1.2 Einsatzumfeld von FERP-Systemen 149 6.1.3 Sichere FERP-Systeme 151 6.2 Sicherheitsarchitektur Föderierter ERP-Systeme 152 6.2.1 Allgemeine Bedrohungsanalyse 153 6.2.2 Allgemeine Sicherheitsarchitektur 166 6.3 Zusammenfassung 181 7 Reputationsbasiertes Vertrauensmodell für FERP-Systeme 183 7.1 Einführung in die spezielle Problematik 183 7.2 Diskussion des Vertrauensbegriffs im FERP-Kontext 185 7.3 Einordnung und Fokus des eigenen Ansatzes 188 7.3.1 Faktoren der Vertrauensbildung im Kontext von FERP-Systemen 189 7.3.2 Empirische Erhebung und Diskussion der Relevanz von Einflussfaktoren 191 7.3.3 Konkrete Typen vertrauensbezogener Web Service-Informationen 194 7.3.4 Bewertung existierender Konzepte zur Erzeugung und Verwaltung vertrauensbezogener Informationen 197 7.3.5 Hybride Reputationsarchitekturen 200 7.4 Hybride Reputationsarchitektur für FERP-Netzwerke 202 7.4.1 Architekturüberblick 202 7.4.2 Dienstbewertungsprotokoll (DBP) 203 7.5 Erweiterung der FERP-Sicherheitsarchitektur 211 7.6 Erweiterung des Web Service-Paradigmas im FERP-Kontext 212 7.7 Zusammenfassung 214 8 Prototypische Implementierung und Evaluation 217 8.1 Überblick über die Architektur des Prototyps 217 8.1.1 Aufbauäes FERP Web Service Specification Standards (FWS3) 218 8.1.2 FERP Pricing Language 220 8.1.3 FWfS Implementierung 222 8.1.4 FUS Implementierung 234 8.1.5 FES Implementierung 243 8.1.6 FDS Implementierung 246 8.1.7 FWCS Implementierung 250 8.1.8 FWPS Implementierung 263 8.1.9 FWD Implementierung 268 8.2 Testszenario anhand einer ausgewählten ERP-Anwendungsfunktion 270 8.2.1 Standardisierung des Web Services Statistics" 271 8.2.2 Implementierung und Vermarktung von Angeboten 273 8.2.3 Entwicklung des Prozessmodells zur Erzeugung einer Kundenstatistik.. 274 8.2.4 Upload und Ausführung des Prozessmodells 276 VII
8.3 Evaluation erweiterter Architekturkonzepte 278 8.3.1 Vertrauensaspekte bei der Vermarktung von Prozessmodellen 278 8.3.2 Evaluation von Konzepten zur Integration mehrerer UDDI-Registries... 281 8.4 Zusammenfassung 292 9 Schlussbetrachtung 297 9.1 Zusammenfassung 297 9.2 Kritische Würdigung 298 9.3 Ausblick 299 9.3.1 Alternative Standardisierungsmodelle auf Basis semantischer Web Services 299 9.3.2 Vertiefende Untersuchung des Entscheidungsproblcms zur dynamischen Integration von Web Services 301 9.3.3 Prozessübergreifende Integration standardisierter Anwendungsfunktionen 301 9.3.4 Typisierung und Konkretisierung von Bewertungskriterien 302 9.3.5 Evaluation spezifischer Reputationsmodelle 302 9.3.6 Standardisierung von Web Services durch Communities 303 9.3.7 Tests in realen Szenarien 304 10 Anhang 305 10.1 AI Fragebogen der Umfrage zum Einsatz betrieblicher Standard-SW 305 10.2 A2WSSML 313 10.3 A3 XML-Schema YAWL Decompositions 314 10.4 A4 FERP-Template-Workflow 316 10.5 A5 YAWL-XML-Schema zur Berücksichtigung von Rollen, Kategorien..318 10.6 A6 FPL 318 10.7 A7 Beispiel für eine XrML-Lizenz 320 10.8 A8 FERP-AuthorizationService 322 10.9 A9 FERPAuth-Standard 324 10.10 A10 Beispiel für eine standardisierte Nachrichtenspezifikation 324 10.11 AI 1 Beispiel für eine standardisierte Web Service-Spezifikation 326 10.12 A12 Beispiel einer WSSML-Spezifikation 328 10.13 A13 Beispiel eines Prozessmodells 329 10.14 A14 Implementierte Beispielprozessc in YAWL 335 10.14.1 Accounting 335 10.14.2 Purchasing 340 10.14.3 Sales 342 10.14.4 Statistics 345 10.15 A15UML-Notation 347 Literaturverzeichnis 349 VIII