Ontologien zur Erstellung und Verbreitung von Unternehmensmodellen

Präsentation zum Thema: "Ontologien zur Erstellung und Verbreitung von Unternehmensmodellen"—  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 #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 Geschäftsführer

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

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

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

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

8 Ausschnitt eines Objektmodells in MEMO-OML

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

10 Metamodell der MEMO-OrgML (Ausschnitt)

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

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

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

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 Product B Product C Product I Product D Product E Product F Product G Product H Home_Electronics Weight: Real E_Consumption: Real ... TV Screen_Type: S_Type Screen_Size: Real ... CD_Player Range: Integer Optical: Boolean ... + product specific semantics + use of generalization allows for additional abstraction - introduction of new product type implies modification of schema/code - configurations of products not possible

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

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

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

21 Levels of Abstraction (1)
language to define product types Meta instance of Type product type instance of Initialized 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 different levels of abstraction

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

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

25 Levels of Abstraction (2)
Product Type product type specialized from Specialized Type product type 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 product type ‚cloned‘ from Cloned Type product type

27 Levels of Abstraction (3)
Initialized Product Type product type ‚cloned‘ from Cloned Type product type 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 product type ‚instance‘ of Particular Product Instance particular instance

29 Levels of Abstraction (4)
Initialized Product Type product type ‚instance‘ of Particular Product Instance particular instance 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 ProcessType averageDur: Integer maxDur: Integer composed of Example: BasicProcessType AggProcessType

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
Order arrived Determine ability to deliver Determine logistics <Clerk> <Head of logistics> Start Amount not available Amount available Inform Customer Order denied Stop Delivery at requested date not possible Delivery possible Deny order Confirm order wichtiges Konzept zur Förderung von Wiederverwendbarkeit und Wartbarkeit einige Vorschläge zur Spezifikation von Spezialisierung in der Literatur aber: bisher keine überzeugende Lösung

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
Dozent Student Person Programmierer Mitarbeiter Wieso ist diese Generalisierung problematisch?

40 Mehrfachvererbung Was ist hier problematisch? Person Dozent Student
Studentischer Programmierer Person Studentischer Mitarbeiter ProgrammierenderStudentischerMitarbeiter Programmierer Mitarbeiter 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)