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Ontologien zur Erstellung und Verbreitung von Unternehmensmodellen Anforderungen, Herausforderungen, Erfolgsfaktoren Ulrich Frank

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Präsentation zum Thema: "Ontologien zur Erstellung und Verbreitung von Unternehmensmodellen Anforderungen, Herausforderungen, Erfolgsfaktoren Ulrich Frank"—  Präsentation transkript:

1 Ontologien zur Erstellung und Verbreitung von Unternehmensmodellen Anforderungen, Herausforderungen, Erfolgsfaktoren Ulrich Frank

2 Überblick Unternehmensmodellierung mit MEMO Ebenen von Unternehmensontologien Offene Probleme der Unternehmensmodellierung Kritische Anmerkungen zur Ontologieforschung Hinweise für eine erfolgreiche Ontologieforschung in der Wirtschaftsinformatik

3 Motivation: Vermeidung von Mehrarbeit und Friktionen durch gemeinsame Sprache Berater Geschäftsführer #include "mm_jsapi.h" /* Every implementation of a Javascript function must have this signature */ JSBool computeSum(JSContext *cx, JSObject *obj, unsigned int argc, jsval *argv, jsval *rval) { long a, b, sum; /* Make sure the right number of arguments were passed in */ if (argc != 2) return JS_FALSE; Programmierer

4 MEMO: Adaptierbare Methode Methode Struktur Vorgehensweise+= MEMO-Kern Makroprozess generischer Bezugsrahmen Mikroprozess Ziele Modellierungssprachen Adaption (z.B.: E-Commerce) angepasster Bezugsrahmen erweiterte/modifizierte/neue Modellierungssprachen angepasster Makroprozess angepasster Mikroprozess angepasste Ziele Bewertungskriterien

5 Der MEMO-Bezugsrahmen Personal Technologie Plattform Anwendung Wertkette Wertsystem Organisations- struktur Mitarbeiter Betriebsmittel SGE Wettbewerbs- fähigkeit Aufgabe Prozess Operative Ziele Architektur Objektmodell Transaktion Workflow Anforderung Metrik Perspektiven Strategie Organisation Informations- system Aspekte RessourceStrukturProzessZiel Personal Technologie Plattform Anwendung Wertkette Wertsystem Organisations- struktur Mitarbeiter Betriebsmittel SGE Wettbewerbs- fähigkeit Aufgabe Prozess Operative Ziele Architektur Objektmodell Transaktion Workflow Anforderung Metrik Perspektiven Strategie Organisation Informations- system Aspekte RessourceStrukturProzessZiel

6 Auftragsbearbeitung in Baustoffgrosshandel (1) Auftrag eingegangen Lieferfähgikeit klären Logistik klären Start Menge nicht verfügbar Menge verfügbar Kunden informieren Auftrag abgelehnt Stop Auslieferung an Wunschtermin nicht möglich Auslieferung möglich Auftrag ablehnen Auftrag bestätigen

7 Auftragsbearbeitung in Baustoffgrosshandel (2) Lieferfähgikeit klären Logistik klären Auftrag eingegangen Start Menge nicht verfügbar Menge verfügbar Auslieferung an Wunschtermin nicht möglich Auslieferung möglich AND Auftrag bestätigen OR Auftrag ablehnen

8 Ausschnitt eines Objektmodells in MEMO-OML

9 Metamodell der MEMO-OML (Ausschnitt) ObjectModel GenericClass InteractionLink BasicAttributeClassFeatureBasicServiceAssociation Link Basic Interaction Deferred Interaction Attribute Redefined Attribute C1 Spezialisierungen dürfen nicht zyklisch sein C1 part of 1,* 1,1 specialised from 0,* features 1,1 0,* linked via 0,* 1,1 Multiplicity A 1,1 Redefined Interaction

10 Metamodell der MEMO-OrgML (Ausschnitt)

11 Integration der Sprachen durch gemeinsame Konzepte MEMO-OrgML MEMO-OML MEMO-SML InputOutput Spec Complex ProcessType OutputSpec Real Position Aggregated Unit specifies 1,1 0,* composed of 1,* 0,* A 0,1 probability Organisa- tionalUnit composed of 1,*0,1 responsible for 1,* 0,* ProcessType context for 0,10,* ValueChain includes 1,1 1,* Activity specifies 0,* GenericClass BasicService part of 0,1 0,*

12 Die MEMO-Spracharchitektur Meta-Metamodell Instanz von Objektmodelle als Rekonstruktionen Integriertes Objektmodell diverse dedizierte Werkzeuge Sichten auf Metamodelle MEMO-OML MEMO-OrgML MEMO-SML

13 Ebenen von Unternehmensontologien Grundlegende Konzepte Generische Anwendungskonzepte Speziellere Konzepte Elektronischer Zahlungsverkehr Prozesskosten Preisbildungs- mechanismus Prototypische Instanz Klasse Ereignis Generalisierung Zustand Ausnahme Aggregation Spezialisierung Ressource Rolle Organisationseinheit Strategie Geschäftsprozess Workflow Wertkette

14 Offene Probleme der Unternehmensmodellierung Grenzen der Formalisierbarkeit Unterscheidung von Abstraktionsebenen Spezialisierung vs. Instanzierung Spezialisierung von Prozesstypen Semantische Friktionen zwischen Modellierung und Implementierung

15 Grenzen (?) der Formalisierbarkeit zahlreiche Begriffe, die sich gegen funktional äquivalente Formalisierung sperren (intentionale Semantik, nicht überschaubare Varianz...) Beispiele: Wettbewerbsfähigkeit Kundenorientierung... Gefahr: begriffsverzerrende Vereinfachungen Beschränkung auf sinnvoll formalisierbare Begriffe als Alternative?

16 Unterscheidung von Abstraktionsebenen gängige Unterscheidung in Meta- und Objektebene nicht immer hinreichend alltagsweltlicher Sprachgebrauch durch Überladung von Begriffen (Abstraktionsebenen) gekennzeichnet zusätzliches Problem: Systementwicklung sieht i.d.R. nur zwei Abstraktionsebenen vor

17 Beispiel: Modellierung von Produkten Product Name: String Description: String Home_Electronics Weight: Real E_Consumption: Real... TV Screen_Type: S_Type Screen_Size: Real... CD_Player Range: Integer Optical: Boolean... Product B Product C Product I Product DProduct EProduct FProduct G Product H - introduction of new product type implies modification of schema/code - configurations of products not possible + product specific semantics + use of generalization allows for additional abstraction

18 Levels of Abstraction (1) Meta Type Initialized Product Type language to define product types product type particular product type instance of

19 Meta Type Initialized Product Type language to define product types product type particular product type includes Product_Type Name: String Description: String Feature_Type Name: String Type: String 1,1 0,* instance of Levels of Abstraction (1)

20 Meta Type Initialized Product Type language to define product types product type particular product type instance of TV Length_Unit: String Width_Unit: String Height_Unit: String Height: Real Width: Real Length: Real name: String Screen_Size: Real Frequency: Integer

21 Levels of Abstraction (1) Meta Type Initialized Product Type language to define product types product type particular product type TV Length_Unit: String Width_Unit: String Height_Unit: String Height: Real Width: Real Length: Real name: String Screen_Size: Real Frequency: Integer instance of different levels of abstraction

22 Levels of Abstraction (1) Meta Type Initialized Product Type language to define product types product type particular product type instance of TV Length_Unit: cm Width_Unit: cm Height_Unit: cm Height: 55 Width: 80 Length: 52 name: Sony TS-88 Screen_Size: 60 Frequency: 100

23 Levels of Abstraction (1) Meta Type Initialized Product Type language to define product types product type particular product type instance of redundant TV Length_Unit: cm Width_Unit: cm Height_Unit: cm Height: 55 Width: 80 Length: 52 name: Sony TS-88 Screen_Size: 60 Frequency: 100

24 Levels of Abstraction (2) Product Type Specialized Type product type specialized from

25 Levels of Abstraction (2) Product Type Specialized Type product type specialized from Internet-TV Length_Unit: String Width_Unit: String Height_Unit: String Height: Real Width: Real Length: Real name: String Screen_Size: Real Frequency: Integer OS: String

26 Levels of Abstraction (3) Initialized Product Type Cloned Type product type cloned from

27 Levels of Abstraction (3) Initialized Product Type Cloned Type product type cloned from TV Length_Unit: cm Width_Unit: cm Height_Unit: cm Height: 55 Width: 80 Length: 52 name: Sony T-88 Screen_Size: 60 Frequency: 50

28 Levels of Abstraction (4) Initialized Product Type Particular Product Instance product type particular instance instance of

29 Levels of Abstraction (4) Initialized Product Type Particular Product Instance product type particular instance instance of TV Length_Unit: cm Width_Unit: cm Height_Unit: cm Height: 55 Width: 80 Length: 52 name: Sony TS-88 Screen_Size: 60 Frequency: 100 Serial: AV-7392C

30 Problem domain suggests multiple levels of abstraction in some cases conflict between instantiation and specialisation relationships common system architectures allow for two layers (schema, instance) only Consequences no perfect solution feasible instead: overloading of existing layers

31 Spezialisierung vs. Instanzierung Differenzierung umgangssprachlich diffus: in beiden Fällen häufig is a formal allerdings eindeutig unterscheidbar Problem: mitunter beides benötigt, Konzepte aber nicht orthogonal

32 Abstraction 1: Generalisation identify common properties of a set of classes define superclass using these properties Example: GenericProcess startsAt:Time EndsAt:Time OrderManagement scheduledFor:Time CheckIn priority:Integer

33 Generalisation - Evaluation +fosters re-use of concepts within subclasses +corresponds to a common way to organize knowledge -restricted to the introduction of concepts that can be specialized from existing ones -hence, lacks flexibility required for continous growth of knowledge within a KMS

34 Abstraction 2: Metaconcepts define the concepts needed to specify a type Example: ProcessType averageDur:Integer maxDur:Integer BasicProcessTypeAggProcessType composed of

35 Instantiation - Evaluation +allows for introducing new concepts as instances of metaconcepts +corresponds to a specialized language -does not allow for the re-use of knowledge about features of instances -requires more levels of abstraction than usually available

36 Spezialisierung von Prozesstypen wichtiges Konzept zur Förderung von Wiederverwendbarkeit und Wartbarkeit einige Vorschläge zur Spezifikation von Spezialisierung in der Literatur aber: bisher keine überzeugende Lösung Order arrived Determine ability to deliver Determin e logistics S ta rt Amount not available Amount available Inform Customer Order denied Sto p Delivery at requested date not possible Delivery possible Deny order Confirm order

37 Friktion zwischen Modellierungs- und Implementierungssprachen – Beispiel: Spezialisierung

38 Generalisierung/Spezialisierung scheinbar intuitives Konzept aber: keine einheitliche Semantik Alltagsweltliches Verständnis weicht in mitunter subtiler Weise von formaler Semantik bei Programmier- oder Datenbanksprachen ab. Vor allem: Semantik gängiger Programmiersprachen unterscheidet sich zum Teil erheblich vom Alltagsverständnis

39 Generalisierungshierarchie - Beispiel Person DozentStudent Programmierer Mitarbeiter Wieso ist diese Generalisierung problematisch?

40 Person Student Dozent Programmierer Mitarbeiter Studentischer Programmierer Studentischer Mitarbeiter Programmieren derStudentisch erMitarbeiter Mehrfachvererbung Was ist hier problematisch?

41 Problemursache Kontra-Intuitive Semantik von Generalisierung/ Spezialisierung in gängigen Programmiersprachen: Ein Objekt gehört immer genau einer (und nur einer) Klasse an Alltagsweltliche Bedeutung: Klassenzugehörigkeit kann mit dem Kontext variieren. Extensionale Klassenbegriffe in der Mathematik (Mengenlehre) oder Teilgebieten der Informatik (z.B. Datenbanken) erlauben ebenfalls, dass ein Objekt gleichzeitig mehreren Klassen zugehört.

42 Kritische Anmerkungen zur Ontologieforschung das Sprachparadoxon isoliert: in der Informatik weitgehend losgelöst von der (Referenz-) Modellierung unzureichende Profilierung gegenüber alternativen Ansätzen (vor allem: Sprachen) zentrales Problem: mangelnde Zielorientierung ergo: keine überzeugenden Maßstäbe für Qualität und Erfolgskontrolle

43 Fazit: Erfolgsfaktoren für die Ontologieforschung Kritik an Unzulänglichkeiten der Begriffsbildung in Fachdisziplinen, insbesondere im Bereich der konzeptionellen Modellierung aber auch: Präsentation leistungsfähiger Lösungen Ziele der Ontologieformulierung explizit machen, Ergebnisse daran messen offener Wettbewerb alternativer Ontologiesprachen (impliziert kritischen, nachvollziehbaren Vergleich)


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