Bøger i Beitrage Zur Wirtschaftsinformatik serien

Betriebliche Informationssysteme bilden die Grundlage neuer Unternehmenskonzepte wie "Lean Management" und "Computer Integrated Manufacturing". Ihre Entwicklung erfordert die Erstellung einer unternehmensweiten Datenbasis und eine ganzheitliche Modellierung der Geschäftsprozesse. In diesem Buch werden für diese komplexe Aufgabenstellung aus einer betriebswirtschaftlich orientierten Informatiksicht die Einsatzmöglichkeiten des objektorientierten Paradigmas in den Hauptphasen des Entwurfsprozesses untersucht. Es wird ein methodisches Vorgehen vorgestellt, das auf der konzeptuellen Ebene die hohe Ausdrucksmächtigkeit objektorientierter Verfahren nutzt und bei der Implementierung von dem ausgereiften Entwicklungsstand relationaler Datenbanktechnologie profitiert.

Der Einsatz von Expertensystemen in den Aufgabenbereichen der Produktionsplanung und -steuerung stellt eine weitere Moglichkeit dar, die Leistungsfl!higkeit und Benutzerfreund­ lichkeit von EDV-Anwendungen zu verbessern. Die vorliegende Arbeit untersucht die potentiellen EinsatzrnOglichkeiten von Expertensy­ stemen und zeigt die Umsetzung ausgewlihlter Wissensbereiche mit Entwicklungswerkzeu­ gen fiir Expertensysteme auf. Hierfilr wird ein Modellunternehmen dargestellt und darauf basierend werden exemplarische AbUlufe im Rahmen einer Auftragsabwicklung entwickelt. Die Arbeit entstand wllhrend meiner TIUigkeit am Institut filr Wirtschaftsinformatik an der Universitllt des Saarlandes in Saarbrilcken. Ich danke Herro Professor Dr. A. -W. Scheer filr die wissenschaftliche Betreuung der Arbeit und Herro Professor Dr. G. Schmidt filr die Obemahme des Koreferats. Saarbriicken, im Mai 1992 Dieter Steinmann Danksagung Die Entwicklung des Prototypen Panter wurde von der Nixdorf Computer AG und die Entwicklung des Prototypen FX2 von der IDS Professor Scheer GmbH finanziell und matertell unterstiitzt. Inhaltsverzeichnis 1. Einleitung 1 1. 1 Einfiihrung in die Thematlk der Arbeit 1 1. 2 Ziele und Vorgehensweise der Arbeit 3 Grundlagen 2. 8 2. 1 Expertensysteme und deren Realisierung mit Shells 8 2. 1. 1 Aufbau und Wirkungsweise von Expertensystemen 11 2. 1. 1. 1 Wissenskomponente 13 2. 1. 1. 2 Problemlosungskomponente 17 Wissenselemente und deren Abbildung 2. 1. 2 18 2. 1. 3 Zusammenarbeit von Fachexperte und Wissensingenieur 22 2. 1. 4 Shells als Entwlcklungswerkzeuge fUr Expertensysteme 23 2. 1. 4. 1 Die Expertensystem-Shell Twaice 24 2. 1. 4. 1. 1 Grundsatzliche Struktur der Shell 24 2. 1. 4. 1.

Reale Optimierungsprobleme erfordern die Berechnung hochkomplexer Computermodelle. Die dazu notwendige Rechenleistung kann kostengünstig durch Workstation-Cluster bereitgestellt werden, die die Leistungsfähigkeit von Mini-Supercomputern erreichen und oft nur zu einem geringen Teil ausgelastet sind. Im Buch wird auf Basis von OMT ein objektorientierter Ansatz für die verteilte Lösung von Optimierungsproblemen entwickelt und in ein Prototyp-System umgesetzt. Der in C++ implementierte Prototyp verfügt über eine graphische Oberfläche zur Steuerung der Optimierungsrechnung und zeigt, wie existierende Softwarepakete aus Fortran oder C in die verteilte Berechnung integriert werden können.

Das vorliegende Buch entspricht meiner Inauguraldissertation, die unter dem Titel ,,Entwicklung von Konsistenzregeln sowie Konzeption und Realisierung eines Werk­ zeugs zur computergestützten objektorientierten Systemanalyse mit MAOOAM" im Sommersemester 1995 von der Fakultät für Betriebswirtschaftslehre der Universität Mannheim angenommen wurde. An dieser Stelle möchte ich meinem Doktorvater und akademischen Lehrer Prof. Dr. Dr. Martin Schader für die wohlwollende Betreuung danken. Seine ständige Diskussionsbereitschaft und konstruktive Kritik haben wesentlich zum Gelingen der Arbeit beigetragen. Bei Prof. Dr. Franz Steffens bedanke ich mich für die Übernahme des Korreferats. Mein Dank gilt auch meinen Kollegen vom Lehrstuhl für Wirtschaftsinformatik III der Universität Mannheim. Besonders danke ich Herrn Dipl.-Math. Stefan Marx für die sorgfältige Durchsicht der ersten Version der Arbeit sowie für die ständige Bereitschaft, die neueste Software für die Erstellung des MAOOAM*Tool-Prototyps zu installieren. Schließlich möchte ich mich bei meinen Eltern und Anne bedanken, die mich durch ihre vorbehaltlose Unterstützung stets aufs Neue motiviert haben. Mannheim, Juli 1995 Michael Rundshagen Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 1 Motivation und AufgabensteIlung 1.1 1 Terminologie . 1.2 3 1.3 Gliederung . . 4 2 Objektorientierte Systemanalyse 7 Der Softwarelebenszyklus 2.1 7 2.1.1 Phasenmodelle . .

Kreditinstitute benötigen als informationsintensive Unternehmen einen langfristigen Rahmenplan zur Planung ihrer Datenverarbeitung. Architekturmodelle helfen hierbei, die Anforderungen an die betriebliche Informationsverarbeitung sowohl aus bankfachlicher als auch aus technischer Sicht zu spezifizieren. In dieser Arbeit wird die DV-Landschaft sowohl für Kreditinstitute allgemein als auch für drei ausgewählte Typen festgelegt. Ausgegangen wurde hierbei von einer detaillierten Analyse der Geschäftsfelder von Kreditinstituten hinsichtlich der notwendigen DV-Unterstützung. Die erarbeiteten Architekturbestandteile sowie die über 60 tabellarischen Übersichten können zum Teil direkt als Handlungsanweisungen oder Checklisten bei der praktischen Entwicklung von Architekturplanung übernommen werden.

CIM (Computer Integrated Manufacturing) bezeichnet die organisatorische und DV-technische Verknüpfung von betriebswirtschaftlichen und technischen Abläufen in Industriebetrieben. Das Buch behandelt Vorgehensweisen und Werkzeuge, mit denen die Aufgaben beim Planen und Einführen betriebsspezifischer CIM-Lösungen methodisch und inhaltlich unterstützt werden können. Es wird ein CIM-Planungstool beschrieben, bei dem auf der Basis eines 3-phasigen Vorgehens auf die Charakteristik der jeweiligen Aufgabenstellung abgestimmte Werkzeugmodule in einen umfassenden CIM-Planungsansatz eingebettet sind. Zur Realisierung des Planungstools wurden ein Expertensystem, CASE-basierte (Computer Aided Software Engineering) Referenzmodelle und ein Hypertextsystem kombiniert. Das CIM-Planungstool gestattet es, die Aufgaben der CIM-Planung sehr umfassend und effizient sowie auf einer einheitlichen Informationsbasis mit festgelegten Vorgehensweisen abzuwickeln. Dadurch läßt sich das Einführen sowie Weiterentwickeln von anspruchsvollen CIM-Lösungen beschleunigen. Das Buch verdeutlicht umfassend und detailliert die Komplexität und Vielschichtigkeit der Aufgaben zur CIM-Planung sowie deren wechselseitige Abhängigkeiten. Das Aufgabenspektrum reicht dabei von der Analyse der strategischen Wirkung einzelner CIM-Bausteine, über die daten- und funktionsorientierte Gestaltung eines CIM-Konzepts bis zum Berücksichtigen der organisatorischen und personellen Implikationen von CIM. Insbesondere wird gezeigt, wie sich mit dem Einsatz moderner Werkzeuge und Methoden sowie einer sinnvollen Vorgehensweise die CIM-Planung und -Einführung besser beherrschen läßt.

Das Controlling wird heute als Koordination der Sachfunktionen der Führung, wie Planung, Kontrolle und Informationsversorgung, definiert. In diesem Buch wird, ausgehend von dieser koordinationsorientierten Controlling-Konzeption systematisch eine dafür geeignete Architektur der EDV-Unterstützung hergeleitet. Sie besteht in ihrem Kern aus den Instrumenten der Daten- und Funktionsintegration, die auf die Sachfunktionen der Führung angewandt werden. Aufbauend auf dieser EDV-Architektur entwickelt der Autor ein für das koordinationsorientierte Controlling relevantes Datenmodell, das sich als Referenzmodell einsetzen läßt, um unternehmensspezifische Controlling-Informationssysteme entwerfen zu können. Dazu dienen insbesondere die zahlreichen, abgebildeten Datenstrukturen und ein Fallbeispiel zur Planung.

Seit den achtziger Jahren wird Informationstechnik verstärkt durch private Haushalte eingesetzt. In diesem Buch wird die betriebswirtschaftliche Bedeutung der Informationsverarbeitung im privaten Haushalt für die Wirtschaftsinformatik aufgezeigt. Es wird ein Modell erarbeitet, das aus Infrastruktur- und Anwendungssicht analysiert. Infrastrukturen aus Hardware, Software und Netzwerken für die private Nutzung werden systematisch aufgearbeitet. Neun Anwendungsschwerpunkte für den privaten Anwender werden unterschieden: Information, Kommunikation, Unterhaltung, Beschaffen, Wohnen, Bildung, Mobilität, Gesundheit und Haushaltsmanagement. Die Einsatzgebiete dieser Anwendungen werden anhand von Praxisbeispielen, Pilotprojekten und zukünftigen Entwicklungsrichtungen dargestellt.

Es wird die objektorientierte Entwicklung eines Baukastensystems für betriebliche Anwendungssysteme vorgestellt. Ausgehend von der algorithmischen Darstellung von Modellen der Plankostenrechnung werden induktiv Klassen mit generischem Charakter entwickelt, die als Grundmuster vieler betrieblicher Anwendungen dienen können. Alle Phasen des Softwareentwicklungsprozesses werden gemäß der objektorientierten Methode durchlaufen und beschrieben. Als Ergebnis wird eine Klassenbibliothek in C++ präsentiert, die sich durch ein hohes Maß an Wiederverwendbarkeit auszeichnet, wie beispielhaft gezeigt wird. Diese Klassenbibliothek kann als Basis für die Entwicklung weiterer betrieblicher Anwendungssysteme herangezogen werden.

Das Buch beschäftigt sich mit der grobkörnig parallelen Lösung multidisziplinärer (nichtlinearer) Optimierungsprobleme auf Workstation-Clustern. Nach einer übersichtsartigen Behandlung der Themen "Software zur nichtlinearen Optimierung", "Nichtlineare Optimierung und Parallelrechner" sowie "Softwarewerkzeuge zur Parallelverarbeitung" werden die Konzepte eines integrierten Softwaresystems zur verteilt parallelen Lösung nichtlinearer Optimierungsprobleme vorgestellt. Die Implementierung des Systems und seine Anwendung auf Problemstellungen der Wirtschaftswissenschaften, des Chemieanlagenbaus und der Mechanik werden beschrieben. In dieser Form einmalig ist die Zusammenstellung von Grundlagenwissen, Beschreibung eines parallel arbeitenden Softwaresystems und praktischen Anwendungen in einem Buch.

Strategische Datenbanken werden als Kernelemente computergestützter Informationssysteme zur Unterstützung des strategischen Controllings konkretisiert. Die inhaltliche Bestimmung erfolgt anhand einer Betrachtung des strategischen Informationsbedarfs. Die technologischen Anforderungen gehen vom Konzept der Executive Information Systeme aus. Vor diesem Hintergrund werden neuere Datenbanktechnologien (z.B. objektorientierte) hinsichtlich ihrer Eignungspotentiale untersucht. Als wichtige Informationsquellen werden auch externe Online-Datenbanken analysiert. Schließlich wird ein strategisches Datenmodell entworfen und ein erweiterbares Datenbanksystem zur Implementierung einer strategischen Datenbank vorgeschlagen.

Geschäftsprozeßoptimierung, Lean Production, Flexibilitätssteigerung und Kostensenkung! Sind flexible, rechnerunterstützte Fertigungssysteme die Lösung? Eine Anwort auf diese Frage gibt dieses Buch auf der Basis eines offenen, ganzheitlichen Unternehmungsmodells. Methodische Grundlage sind Petri-Netze zur Simulation vernetzter Prozesse. Mit dem selbst entwickelten R-Zyklus werden die komplexen Unternehmungsprozesse mit ihren synergetischen und divergierenden Interdependenzen erfaßt und einer Analyse zugänglich. Durch die strikte Befolgung einfacher Modellierungsprinzipien gelingt die Abbildung der Unternehmung vom einzelnen Arbeitsplatz bis hin zum Beziehungsgeflecht Unternehmung und Umwelt. Die praktische Relevanz des Simulationsmodells wird in der Wirkungsanalyse aufgezeigt.

Das Ziel des Buches ist die Darstellung der mit dem Einsatz moderner Informationstechnologie verbundenen organisatorischen Gestaltungspotentiale. Ausgangspunkt ist die Entwicklung der Workflowmanagementsysteme, die erstmals eine durchgängige Unterstützung aller Verwaltungsprozesse bei gleichzeitiger Integration aller Informationsträger erlauben. Diese Systeme führen nach den vorliegenden Erfahrungen aber nur dann zu einer Produktivitätssteigerung, wenn entsprechende organisatorische Anpassungen vorgenommen werden. Besonderes Augenmerk wird daher auf die Darstellung der organisatorischen Gestaltungspotentiale abhängig von der aktuellen Situation und den Umweltbedingungen der jeweiligen Organisation gelegt. Die Praxis findet Konzepte, Methoden und Techniken aus unterschiedlichen fachlichen Sichten.

Originally presented as the author's thesis (doctoral)--Universit'at Bern, 1993.

Dieses Buch befaßt sich mit den Themenbereichen "konzeptionelle Datenmodellierung", "Metamodellierung" und "Datenbankentwurf". In mehrfacher Hinsicht erfolgt dabei eine Abkehr von traditionellen Techniken, die durch einen durchgängigen, auf Abhängigkeiten basierenden Ansatz ersetzt werden. Durch deduktive Ableitung werden aus abstrakten Modellen und Anwendungsmodellen konkrete Anwendungsabhängigkeiten ermittelt, die das Anwendungswissen des konzeptionellen Modells widerspiegeln. In einem gemeinsamen Rahmenwerk werden in diesem Buch folgende Themenkreise behandelt: - die Semantik von konzeptionellen Datenmodellierungssprachen; - die Repräsentation von konzeptionellen Anwendungsdatenmodellen; - die Konsistenzprüfung von Anwendungsdaten in Bezug auf die korrespondierenden konzeptionellen Anwendungsmodelle; - die automatische Ableitung von relationalen Datenbankschemata aus konzeptionellen Anwendungsmodellen; - der Modellvergleich von unterschiedlichen konzeptionellen Anwendungsmodellen (die auch in unterschiedlichen Modellierungs sprachen formuliert sein können). Die Basis der Spezifikation der Semantik und die Schnittstelle zu den nachgelagerten Aufgabenbereichen sind funktionale Abhängigkeiten und Inklusionsabhängigkeiten.

Der Autor entwickelt eine erstmals geschlossene Konzeption der rechnergestützten Qualitätssicherung (CAQ) und beschreibt deren Einbindung in die CIM-Umgebung (PPS/CAD/CAP/CAM). Die Ausgestaltung der Qualitätssicherung orientiert sich an den konfliktären Zielsetzungen "Geringe Kostenverursachung" und "Hoher Wirkungsgrad". In der Arbeit wird der Beitrag des EDV-Einsatzes zur Auflösung des daraus resultierenden Dilemmas der traditionellen Qualitätssicherung untersucht. Hierzu werden neben den technisch-organisatorischen insbesondere die wirtschaftlichen Aspekte einer CAQ-Implementierung herausgestellt. Das breite Spektrum der CAQ-Rechnerunterstützung wird durch die Bildung von Produktionstypen anhand alternativer Ausprägungen der Strukturmerkmale Prozeßtyp, Produktart, Beschaffungsmodus, Automatisierungsgrad sowie Unternehmensgröße und den daraus resultierenden spezifischen CAQ-Einsatzschwerpunkten veranschaulicht. Die Entwicklung einer idealtypischen CAQ-Konzeption wird ergänzt durch die Untersuchung eines CAQ-Systems in einem Unternehmen der Automobilzulieferindustrie sowie die Analyse der Möglichkeiten zu dessen Ausbau.

Kapitell: Einleitung aus, fUr deren l. . (jsung kein befriedigendes Wissen zur Verf1igung steht.

Das Buch beschreibt anhand zweier prototypischer Expertensysteme verallgemeinerungsfähige Methodiken für betriebswirtschaftliche Schwachstellendiagnosen. Zunächst werden die in Fertigungsbetrieben auftretenden Defizite sowie die verfügbaren Gegenstrategien systematisiert. Es wird ein Überblick über den aktuellen Stand der Schwachstellendiagnose gegeben. Im anschließenden Hauptteil werden dem Leser zwei Expertensysteme vorgestellt, von denen das eine periodische und das andere aperiodische Betriebsuntersuchungen unterstützt. Das periodisch ablaufende System verarbeitet Zeitreihen, die für ausgewählte Kennzahlen geführt werden, und erstellt seine Diagnosen vollautomatisch; es ist fest im jeweiligen Betrieb installiert und kooperiert eng mit dem PPS-System. Im Gegensatz dazu greift das aperiodisch ablaufende System auf Dialogeingaben zurück und ist als intelligente Checkliste konzipiert; als Nutzer dieses Programms hat man sich beispielsweise Unternehmensberater vorzustellen, die ihre Dienstleistung möglichst rationell erbringen möchten und sich daher einer intelligenten Checkliste bedienen, die auf einem tragbaren PC lauffähig ist. Besonderer Wert wurde auf die eine geschlossene Darstellung der Diagnosemethodik und des zugrunde gelegten Analysewissens gelegt. Dadurch bietet das Buch vielfältige Anregungen, wie in konkreten Situationen Schwachstellenanalysen ausgestaltet werden können.

Die Autorin stellt einen Gestaltungsrahmen für die wirtschaftswissenschaftliche EDV-Grundausbildung vor. Damit sollen einerseits breite Kenntnisse auf dem Gebiet der Informationsverarbeitung und deren Anwendungsmöglichkeiten in Studium und Beruf sichergestellt werden. Anderseits soll aber den Studierenden auch praktische Erfahrung im Einsatz von Endbenutzerwerkzeugen auf modernen Arbeitsplatzrechnern vermittelt werden. Ausgangspunkt dabei ist die spezifische Situation an der Wirtschaftsuniversität Wien. Es werden aber auch externe Einflußfaktoren wie z.B. die Forderungen der Wirtschaft bezüglich einer verstärkten Praxisorientierung der universitären Lehre oder die Entwicklung der Studentenzahlen in die Betrachtungen miteinbezogen. Weitere Schwerpunkte sind die verschiedenen Einsatzformen der EDV im Rahmen der universitären Ausbildung sowie die Darstellung ausgewählter Ausbildungskonzepte im Ausland. Unter Berücksichtigung der technologischen Möglichkeiten und der zu beachtenden Rahmenbedingungen erstellt die Autorin eine Neukonzeption für die EDV-Ausbildung, die neben den künftigen inhaltlichen Schwerpunkten auch organisatorische und finanzielle Aspekte umfaßt.

Das Buch befaßt sich mit theoretischen und Anwendungsaspekten des Data Mining und behandelt unter anderem folgende Themen: Ziele und Methoden des Data Mining, Prozeß der Wissensentdeckung, State of the Art in der Forschung und Anwendung des Data Mining, wichtige Data Mining Tools, die Rolle der Informationsverarbeitung im KDD Prozeß, Data Warehousing, OLAP, Ansätze zur Benutzerunterstützung des Data Mining Prozesses, Modellselektion und Evaluierungsmethoden für Data Mining Algorithmen.

Die Entwicklung eines Werkzeugs, das vor allem weniger erfahrene Entwickler bereits während der objektorientierten Systemanalyse bei der Überprüfung ihrer Entwürfe unterstützt, wird in diesem Buch beschrieben. Mit Hilfe von Softwaremaßen werden Stellen des Entwurfs indentifiziert, die hinterfragt werden sollten. Der Entwickler wird durch eine "Modellkritik" dazu angeregt, sich mit den bewerteten, als qualitätsfördernd anerkannten Eigenschaften auseinanderzusetzen. Er erhält zudem Hinweise, die ihm helfen, seinen Entwurf selbstkritisch und kontextspezifisch zu hinterfragen. Das Buch motiviert die Bewertung der verschiedenen Eigenschaften durch Softwaremaße, zeigt die Herleitung des zugrundeliegenden Bewertungsansatzes und beschreibt die Entwicklung eines unterstützenden Werkzeugs.

Basierend auf der Zusammenarbeit zwischen Universität und mehreren Unternehmen, befaßt sich dieses Buch mit den Methoden, die - bei der Analyse, Planung, Entwicklung und Gestaltung der Unternehmensorganisation, - bei der Einführung der betriebswirtschaftlichen Anwendungssoftware, - bei der Konstruktion, Entwicklung solcher Anwendungssoftware sowie - bei der Koordinierung der Softwareentwicklung verwendet werden. Durch zahlreiche graphische und tabellarische Darstellungen wird anschaulich beschrieben, wofür und wie ein verteiltes Organisationsinformationssystem zu konstruieren und realisieren ist. Das Buch ist eine wertvolle Hilfe vor allem für Praktiker, die sich mit der Organisationsanalyse/-gestaltung und der Einführung von Anwendungssoftware im Unternehmen beschäftigen.

Diese Arbeit beschreibt den auf den ersten Blick ungewöhnlichen Ansatz der Konzeption einer regelbasierten Expertensystemshell, die ausschließlich im APL2 implementiert ist. Die beschriebene Expertensystemshell unterscheidet sich von den im KI-Bereich vorherrschenden und zumeist in Lisp oder Prolog implementierten Systemen in mehrfacher Hinsicht: - Die Shell erlaubt eine im Gegensatz zu Lisp und Pro log sehr einfache Einbindung effizienter numerischer Algorithmen, indem auf die Funktionalität von APL2 zurückgegriffen wird. - Regelwerke werden mit Hilfe eines Übersetzers in APL2-Funktionen und Kontrollstrukturen übersetzt, die mit Hilfe eines vorwärtsschließenden Inferenz interpreter exekutiert werden. Neben dem vollständigen APL2-Quellkode, der als Vorlage für eigene Entwicklungen verwendet werden kann, enthält das Buch auch eine knappe Einführung in Expertensysteme sowie einige exemplarische Regelwerke zur Variablenselektion in Regressionsmodellen und zur Evaluation von Kreditanträgen. Im Anhang werden die wichtigsten APL2-Primitiven, Idiome und Fehlerbehandlungstechniken für den nicht mit APL2 vertrauten Leser dargestellt. Dieses Buch wendet sich insbesondere an Softwareentwickler, die numerische und statistische Algorithmen, wie sie etwa zur Prognose, Planung und zur Optimierung eingesetzt werden, in Expertensysteme integrieren möchten.

Die Generierung von C++-Programmcode im Rahmen von CASE-Tools ist das Thema dieses Buchs. Aufbauend auf dem statischen Analysemodell für den Problembereich werden die für die C++-Codegenerierung zusätzlich erforderlichen Informationen zusammengestellt. Außerdem wird eine grafische Designnotation speziell für C++ entwickelt, die sich an den "Klassikern" (Coad/Yourdon und Booch) orientiert. C++-Programmierer profitieren insbesondere von den im Hauptteil dargestellten fortgeschrittenen Programmiertechniken.