Enterprise Application Integration (EAI) ‑ Grundlagen, Integrationsprodukte, Anwendungsbeispiele

1 Einleitung 1 1 Einleitung Anwendungssysteme unterstützen durch die Automatisierung informationsverarbeiten- der Aufgaben einen Ausschnitt der betrieblichen Tätigkeit. Bereits früh wurden in Theorie und Praxis die Vorteile einer Integration verschiedener Anwendungssysteme erkannt, um dadurch den negativen Auswirkungen von Abteilungs- und Funktions- grenzen entgegenzuwirken.1 Die ersten Nutzenpotentiale ließen sich durch den gemeinsamen Gebrauch von Daten durch mehrere Anwendungen ausschöpfen. Zu einer solchen Datenintegration bedarf es der Herstellung automatisierter Kommunikationskanäle zwischen den Systemen. Sind diese vorhanden, entfallen eine erneute Dateneingabe und die damit verbundenen Er- fassungsfehler oder manuelle Kontrollen. Heute steht zunehmend die Automatisierung von Geschäftsprozessen innerhalb einzelner Unternehmen und über Unternehmens- grenzen hinweg im Mittelpunkt der Integrationsbemühungen. Eine durchgängige Unter- stützung der Abwicklung ganzer Geschäftsvorfälle nahezu in Echtzeit sowie die Kollaboration zwischen Unternehmen, wie sie moderne E-Commerce-Anwendungen fordern, ist ohne eine Integration der beteiligten Anwendungssysteme nicht denkbar. Eine lange vernachlässigte architektonische Gesamtplanung der Systemlandschaft, die zunehmende Vielfalt und Komplexität der zu integrierenden Technologien, die Knapp- heit an IV-Ressourcen sowie ein sich verstärkender Wettbewerb mit kürzeren Produkt- lebenszyklen und sich schneller wandelnden Geschäftsprozessen erschweren die Integration. Auch der verstärkte Einsatz von betriebswirtschaftlicher Standardsoftware, die „vorintegriert“ einen großen Aufgabenbereich durchgängig unterstützt, konnte die Notwendigkeit zur nachträglichen Verbindung existierender Systeme nicht beseitigen. In den betrieblichen IV-Abteilungen der Unternehmen werden heute so viele Mittel für die Anwendungsintegration aufgewendet wie niemals zuvor. Laut Analysten-Angaben wird rund ein Drittel aller IV-Budgets für diesen Zweck ausgegeben.2 In absoluten Zahlen bedeutet dies, dass die Fortune-1000-Unternehmen über 100 Milliarden US$ 1 Vgl. Heilmann 62 /Integrierte DV/ S. 202 ff.; vgl. Mertens 66 /Integration/ S. 165 ff. 2 Laut Gartner Group geben Betriebe mehr als 35% ihrer IV-Budgets für die Integration von Applika- tionen aus [vgl. Alexander 00 /Hoffnungsträger/S. 9]. Forrester Research schätzt, dass mehr als 30% aller IV-Ausgaben gegenwärtig für die Integration von Systemen aufgewendet werden [vgl. Linthicum 00 /EAI/ S. xvii]. 2 1 Einleitung jährlich für diesen Zweck aufwenden; und dennoch droht angesichts knapper IV- Ressourcen ein neuerlicher Anwendungsstau.3 Vor diesem Hintergrund versprechen die Konzepte der Enterprise Application Integra- tion (EAI), einen Beitrag zur Lösung des Integrationsproblems zu leisten. EAI be- zeichnet dabei einen neuen, umfassenden Ansatz zur Integration von Anwendungs- systemen, der den Austausch von Informationen zwischen Anwendungen im Unter- nehmen und über Unternehmensgrenzen hinweg ohne wesentliche Veränderungen der existierenden Systeme ermöglicht. Auf diese Weise hilft EAI dabei, durch einen opti- malen Integrationsgrad der Anwendungen die Potentiale der Anwendungsintegration auszuschöpfen. Diese liegen vor allem in einer erhöhten Effizienz der betrieblichen Tätigkeit durch Kosteneinsparungen oder Produktivitätserhöhungen, aber auch in strate- gischen Effekten wie der Unterstützung neuer Anwendungen oder Kooperationsformen zwischen Partnerunternehmen in der Wertschöpfungskette. 1.1 Problemstellung Die Schnittstellen-Landschaften in den Unternehmen sind das Ergebnis gewachsener Strukturen. Um spezifische Integrationsanforderungen zu erfüllen, wurden im histori- schen Verlauf Punkt-zu-Punkt-Verbindungen zwischen Anwendungssystempaaren ge- schaffen. Dies geschah weitgehend ohne zentrale Koordination unter Anwendung ver- schiedenster Technologien in den einzelnen Funktionalbereichen. Das Ergebnis ist oft ein komplexes „Schnittstellen-Chaos“, dessen Wartung knappe Ressourcen bindet und Entwicklungsgelder verschlingt. Zudem erweist sich die Anwendungslandschaft als unflexibel bei der Unterstützung sich ständig verändernder Geschäftsprozesse und wechselnder Geschäftspartner. In jüngster Zeit wird mit EAI ein pragmatischer Ansatz zur operativen Integration von Geschäftsprozessen durch die kontrollierte, flexible, rasch ausbaubare, inner- sowie zwischenbetriebliche Integration multipler Anwendungssysteme diskutiert. Ziel ist es, die Herstellung von individuellen Punkt-zu-Punkt-Verbindungen zwischen Anwen- dungspaaren durch den Einsatz einer zentralen Integrationsinstanz abzulösen. Jede zu integrierende Anwendung sollte einfach an diese „Informationsdrehscheibe“ anzubinden 3 Vgl. Linthicum 00 /EAI/ S. xvii; Die Fortune 1000-Liste beinhaltet die 1000 umsatzstärksten US- amerikanischen Unternehmen. Basis bilden alle öffentlichen und privaten Unternehmen mit ihrem Firmensitz in den USA. Internationale Unternehmen mit Niederlassungen in den USA werden nicht berücksichtigt [siehe http://www.fortune.com/sitelets/datastore/index.html]. 1 Einleitung 3 sein, die ihrerseits die Verbindung dieser Anwendung zu allen anderen Anwendungen ermöglicht. Dabei verbirgt sie die technische Komplexität der Kommunikation zwischen den Systemen vor dem Entwickler, der sich wieder auf den wertsteigernden Gebrauch der Anwendung konzentrieren kann, anstatt sich um deren „Verkabelung“ kümmern zu müssen. Über die Herstellung einer umfassenden Konnektivität hinaus unterstützt EAI auch die Verständigung zwischen den integrierten Anwendungs- systemen auf semantischer Ebene sowie die Steuerung und Kontrolle systemüber- greifender Geschäftsprozesse. Die EAI-Lösung dient somit der Integration auf Daten-, Programm- und Prozessebene. Ein einheitliches Verständnis von EAI als Integrationsansatz ist jedoch bislang nicht gegeben. Häufig wird EAI synonym mit der Anwendungsintegration als solche ver- wendet und entsprechend als „alter Wein in neuen Schläuchen“ abgetan, oder ihre Einsatzmöglichkeiten werden unzulässig auf E-Commerce-Integrationsprobleme re- duziert. Daher ist eine wissenschaftliche Auseinandersetzung mit EAI als Kombination aus Architekturkonzept, Verfahren und Technologien zur Unterstützung des betrieb- lichen Informationssystems erforderlich. Hinzu kommt, dass EAI bislang vornehmlich von Softwareherstellern als Schlagwort zur Vermarktung althergebrachter sowie neuartiger Integrationsprodukte gebraucht wird, was die Verwirrung erhöht. Während sich abzeichnet, dass der Markt für Soft- warewerkzeuge zur Unterstützung von Integrationsaufgaben rasant wächst, fehlt eine klare Beschreibung der Anforderungen an ein EAI-Produkt im Sinne von Soll-Funk- tionalitäten und Systemeigenschaften. Auch sind Erfahrungsberichte aus der Praxis, die mögliche EAI-Lösungsansätze und erzielte Resultate belegen, bislang noch knapp. 1.2 Ziel der Arbeit Diese Arbeit leistet einen Beitrag zur wissenschaftlichen, strukturierten Untersuchung des Phänomens EAI im Kontext der unternehmensinternen sowie zwischenbetrieblichen Informationsverarbeitung. Auf diese Weise wird ein einheitliches Verständnis von EAI gefördert, welches die Grundlage für weiterführende Untersuchungsschwerpunkte auf Basis der Erkenntnisse dieser Arbeit schafft. 4 1 Einleitung Im Einzelnen leistet die vorliegende Arbeit unter folgenden Gesichtspunkten einen Lösungsbeitrag zur Problemstellung: Das mit dem Begriff EAI bezeichnete Konzept für Entwurf, Gestaltung, Entwick- lung, Implementierung und Wartung eines integrierten betrieblichen Informations- systems wird in die Themengebiete Systementwicklung und Anwendungsintegration eingeordnet. Der EAI-spezifische Lösungsansatz wird dazu von den traditionellen Ansätzen zur Anwendungsintegration abgegrenzt. Die strukturierte Darstellung von Potentialen der Anwendungsintegration im Allge- meinen und von EAI im Besonderen lässt Rückschlüsse auf geeignete Einsatz- gebiete und -szenarien von EAI zu. Dabei werden nicht nur Fragen der technischen Effizienz, sondern ebenso der ökonomischen und sozialen Einsetzbarkeit betrachtet. Die Beschreibung wesentlicher funktionaler Bestandteile einer EAI-Lösung ermög- licht die Festlegung einer Soll-Funktionalität geeigneter EAI-Werkzeuge. Dieser Referenzrahmen ermöglicht die strukturierte Betrachtung von Integrationsprodukten und die Beurteilung von deren Einsetzbarkeit in EAI-Lösungen. Im Rahmen einer empirischen Forschung werden durch die Einzelfallanalysen aus- gewählter Anwendungsbeispiele Erkenntnisse bezüglich konkreter Anwendungsfäl- le, technologischer Lösungsansätze sowie durch EAI erzielte ökonomische Resultate dargestellt und analysiert. Diese Arbeit beschreibt Konzept und Formen der technologischen Realisierung von EAI. Die Entwicklung eines Vorgehensmodells zur Umsetzung von EAI-Lösungen in Unternehmen der Wirtschaft oder der Verwaltung soll im Rahmen dieser Arbeit trotz eines hohen Praxisbezugs nicht geleistet werden. 1.3 Aufbau der Arbeit Das zweite Kapitel beschreibt allgemeine Grundlagen der Anwendungsintegration. Dies ist erforderlich, um eine Einordnung von EAI in das Themengebiet zu ermöglichen. Neben den Begriffsabgrenzungen und der Darstellung allgemeiner Integrationsmerk- male werden die aus ökonomischer wie technischer Sicht relevanten Integrationsziele und -potentiale dargestellt.

Inhaltsverzeichnis I Inhaltsverzeichnis Abbildungsverzeichnis ................................................................................................XI Tabellenverzeichnis ................................................................................................... XV Abkürzungsverzeichnis ...........................................................................................XVII 1 Einleitung ................................................................................................................... 1 1.1 Problemstellung ................................................................................................... 2 1.2 Ziel der Arbeit ..................................................................................................... 3 1.3 Aufbau der Arbeit ................................................................................................ 4 1.4 Einordnung in die Wirtschaftsinformatik ............................................................ 6 2 Allgemeine Grundlagen der Anwendungsintegration ........................................... 9 2.1 Begriffsabgrenzungen .......................................................................................... 9 2.1.1 Integration ............................................................................................... 10 2.1.2 Betriebliche Anwendungssysteme .......................................................... 11 2.1.3 Heterogenität ........................................................................................... 13 2.2 Integrationsmerkmale ........................................................................................ 14 2.2.1 Struktur- und Verhaltensmerkmale integrierter Anwendungssysteme ... 16 2.2.2 Integrationsgegenstand ............................................................................ 17 2.2.3 Integrationsrichtung ................................................................................ 18 2.2.4 Integrationsreichweite ............................................................................. 19 2.3 Ex-ante- und Ex-post-Integration ...................................................................... 20 2.4 Integrationsziele und -potentiale ....................................................................... 22 2.4.1 Nutzeffekte der Anwendungsintegration ................................................ 25 2.4.1.1 Operative Effekte in den Fachbereichen ................................... 26 2.4.1.2 Operative Effekte innerhalb der betrieblichen IV-Abteilung .... 27 2.4.1.3 Strategische Effekte ................................................................... 30 II Inhaltsverzeichnis 2.4.2 Probleme der Wirtschaftlichkeitsbeurteilung .......................................... 34 2.4.2.1 IV-Wirtschaftlichkeit ................................................................. 34 2.4.2.2 Problematik ................................................................................ 37 2.4.2.3 Lösungsansätze .......................................................................... 39 2.4.3 E-Commerce als wesentlicher Integrationstreiber .................................. 43 2.4.3.1 Technische Grundlagen: Internet und World Wide Web (WWW) ................................... 45 2.4.3.2 Integrationsbedarf ...................................................................... 47 3 Wege zur Anwendungsintegration ........................................................................ 53 3.1 Historische Entwicklung .................................................................................... 53 3.1.1 Unternehmensinterne Integration ............................................................ 54 3.1.2 Zwischenbetriebliche Integration ............................................................ 58 3.2 Integrationskonzepte .......................................................................................... 60 3.2.1 Präsentationsintegration .......................................................................... 62 3.2.2 Datenintegration ...................................................................................... 63 3.2.3 Funktionsintegration ............................................................................... 65 3.3 Integrationsansätze ............................................................................................ 67 3.3.1 Punkt-zu-Punkt-Verbindungen ............................................................... 68 3.3.2 ERP-basierte Integration ......................................................................... 69 3.3.3 Middleware-basierter Integrationsansatz ................................................ 72 3.3.4 Zusammenfassung ................................................................................... 73 3.4 Hemmschwellen ................................................................................................ 74 4 Enterprise Application Integration (EAI) ............................................................ 79 4.1 Der Lösungsansatz ............................................................................................. 81 4.2 EAI-Architektur ................................................................................................. 84 4.2.1 Verteilung und Topologien ..................................................................... 85 4.2.2 Standards ................................................................................................. 87 4.2.2.1 Rechnerkommunikationsstandards ............................................ 89 4.2.2.2 Prozesskommunikationsstandards ............................................. 90 4.2.2.3 Semantische Standards .............................................................. 91 4.2.2.3.1 EDIFACT .................................................................. 92 4.2.2.3.2 XML-basierte Standards ........................................... 93 Inhaltsverzeichnis III 4.2.2.3.3 OAGIS ...................................................................... 96 4.2.3 Organisation ............................................................................................ 97 4.3 Funktionale Bestandteile von EAI-Lösungen .................................................... 99 4.3.1 Adapter .................................................................................................. 100 4.3.2 Middleware ........................................................................................... 102 4.3.2.1 Remote Procedure Calls (RPCs) .............................................. 104 4.3.2.2 Datenzugriffsorientierte Middleware ...................................... 107 4.3.2.3 Message-oriented Middleware (MOM) ................................... 109 4.3.2.4 Transaktionsorientierte Middleware ........................................ 110 4.3.2.5 Komponentenorientierte Middleware ...................................... 113 4.3.3 Nachrichtenmanagement ....................................................................... 118 4.3.4 Prozessmanagement .............................................................................. 119 4.3.5 Metadatenbank und Zusatzdienste ........................................................ 121 4.4 Realisierung von EAI-Projekten ...................................................................... 123 4.4.1 Problembereiche .................................................................................... 124 4.4.2 Erfolgsfaktoren ...................................................................................... 125 4.4.3 Wirtschaftlichkeitsbetrachtung ............................................................. 128 5 Integrationsprodukte als technologische Basis für EAI .................................... 133 5.1 Integrationsprodukte ........................................................................................ 134 5.1.1 Message bzw. Integration Broker ......................................................... 135 5.1.2 Applikations-Server .............................................................................. 140 5.1.3 Traditionelle Middleware-Produkte ...................................................... 146 5.1.4 Prozessmanagement-Produkte .............................................................. 149 5.1.5 Entwicklungsumgebungen und Software-Tools ................................... 151 5.2 Evolution der Integrationsprodukte ................................................................. 154 5.3 Kriterien zur Bewertung von Integrationsprodukten ....................................... 160 5.4 Betrachtungen zum Markt für Integrationsprodukte ....................................... 168 6 Fallbeispiele für die Umsetzung von EAI-Lösungen ......................................... 173 6.