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Unternehmenswissen flexibel verwerten – elektronische Dienste und intelligente Agenten

In elektronischen Diensten liegt die nahe Zukunft der softwaregestützten Zusammenarbeit von Unternehmen. Für ihre Entwicklung spielen insbesondere die Konzepte der serviceorientierten Architekturen und des Semantic Web eine herausragende Rolle. In zahlreichen europäischen und auch deutschen Forschungsprojekten entstehen derzeit Plattformen für das Management elektronischer Dienste. Inwieweit es allerdings gelingen kann, dass sich die Dienste so intelligent verhalten, dass über sie der Informationstransfer in Unternehmensnetzen quasi autonom gesteuert werden kann – und ob das überhaupt wünschenswert wäre -, ist weitgehend eine Glaubensfrage.

 

Flexibilität der IT ist das Zauberwort, wenn derzeit über die Wettbewerbsfähigkeit von Unternehmen gesprochen wird: Flexibilität in der Reaktion auf Marktveränderungen, im Produktportfolio, in der Zusammenarbeit mit Partnern, im Einsatz der Mitarbeiter. Flexibilität ist aber auch deshalb notwendig, weil in gängige Geschäftsprozesse, z. B. in den Verkauf eines Fahrzeugs, inzwischen eine Vielzahl an Personen und technische Systeme eingebunden sind, innerhalb des eigenen Unternehmens (z. B. Vertriebsabteilung, Produktion, Buchhaltung, Beschaffung) und auch außerhalb (z. B. Kreditbank, Versicherung).

 

Die gewünschte Flexibilität kann aber von der Unternehmens-IT bisher nur unzureichend unterstützt werden. Die klassische IT hat insbesondere Integrations- und Interoperabilitätsprobleme, weil die zur Durchführung von Geschäftsprozessen benötigten Daten in der Regel auch keine kompatible Struktur aufweisen, mit unterschiedlichen Systemen bzw. Systemkomponenten gespeichert sind und von unterschiedlichen Applikationen genutzt werden, die in unterschiedlichen Programmiersprachen entwickelt wurden. Die Antwort der IT-Welt auf das Flexibilitätsproblem ist es daher, ihre Leistungen zu “atomisieren”, um sie dann bedarfsgerecht wieder neu miteinander zu koppeln. Bei Veränderungen muss nicht ein ganzes System verändert werden, sondern nur der jeweilige Baustein. Die Realisierung solcher “serviceorientierter Architekturen” (SOA) ist vielversprechend und zukunftsträchtig, aber alles andere als banal.

 

Elektronische Dienste: flexible Alleskönner?

Die Stärke des modularen Konzepts ist es, Basisdienste flexibel so zu kombinieren und miteinander zu vernetzen, dass je nach Bedarf unterschiedliche Verwertungsmöglichkeiten entstehen. Ein Dienst kann beispielsweise Kundenstammdaten mit Verkaufszahlen kombinieren, ein anderer die Kundenstammdaten mit Marketingaktionen. Ein dritter Dienst könnte wiederum diese beiden Dienste kombinieren und daraus Einflüsse des Marketing auf den Verkauf berechnen. Dabei ist es letztlich unerheblich, wo genau die Daten physisch abgelegt sind, wichtig ist nur, dass die verschiedenen Dienste untereinander strukturell kompatibel und damit interaktionsfähig sind. Web Services, also Dienste, auf die über das Internet zugegriffen werden kann, sind derzeit die populärste Variante zur Realisierung serviceorientierter Architekturen, da durch sie Probleme der Interoperabilität – so das Versprechen – zwischen Diensten und Anwendungen am besten gelöst werden [PCMPV07].

 

Anbieter können ihre entwickelten Dienste beschreiben und bewerben, indem sie den jeweiligen Dienst in einem universal zugänglichen Verzeichnis (UDDI Registry) registrieren. Dienste werden definiert durch Angaben zu Eingangs- und Ausgangsparametern sowie zu nicht funktionalen Qualitätsparametern (z. B. Response Time, Nutzungsbedingungen). Dienste können simple Metriken enthalten oder diese verbinden. Die Dienste können über das Verzeichnis von Interessenten gefunden werden und – sofern sie die Anforderungen des Interessenten erfüllen – in dessen SOA eingebunden werden. Über geeignete Modellierungssprachen (z. B. WS-BPEL) [Kram08] können über Dienste komplexe Geschäftsprozesse abgebildet werden.

 

Allerdings sind die heutigen SOA-Plattformen noch durch eine Reihe von Limitierungen in der Handhabbarkeit der Dienste gekennzeichnet, sodass deren Potenzial nur zu einem geringen Grad ausgeschöpft werden kann [KTSW08]: Die statischen Verbindungen zwischen Diensten auf der Basis syntaktischer Beschreibungssprachen (WSDL) ermöglichen bisher nur

 

  • eine weitgehend fixe Dienstelandschaft, da Veränderungen in der Dienstestruktur (z. B. Integration eines neuen Dienstes) manuelle Eingriffe in Applikationen bzw. deren Code bedeutet,
  • die manuelle und damit aufwändige und komplexe Komposition von Diensten,
  • eine begrenzte Interoperabilität zwischen Diensten und Applikationen.

 

Besonders hinderlich wirkt sich die statische Verbindung zwischen Diensten aus, wenn etwa bei Netzwerkproblemen mit einzelnen Dienstekomponenten auch sämtliche damit verbundenen anderen Dienste ausfallen [KTSW08].

 

Erwartungen an das Web n.0

Für die mit dem SOA-Konzept entstehenden Herausforderungen spielt die Weiterentwicklung des World Wide Web deshalb eine wichtige Rolle. Die Verknüpfung von Ressourcen im Web wird zukünftig nicht nur über deren formale Beziehungen (Syntax des Hypertext Transfer Protocol) erfolgen, sondern auch über eine inhaltliche Charakterisierung (Semantik) und – möglicherweise sogar – über eine kontextuelle Interpretation der Inhalte (Pragmatik).

 

Insbesondere die Diskussion um das “Semantic Web” triggert die Idee der universalen Kommunikation von Unternehmenswissen über elektronische Dienste aufs Neue [GORS08]. Über neuere Standards (z. B. RDF, OWL) und Abfragesprachen (z. B. SPARQL) [HKRS08] können Inhalte im Web inzwischen über Metadaten semantisch beschrieben und gefunden sowie deutlich differenzierter bzw. dynamisch verknüpft werden. Bei Web Services [CS06] können entsprechend die Input- und Output-Parameter semantisch angereichert werden. Im Hinblick auf die Interoperabilität der Dienste muss die semantische Charakterisierung allerdings auf Standards beruhen, beispielsweise auf einer domänenspezifischen Ontologie. Die semantische Beschreibung von Web Services ermöglicht potenziell eine automatisierte Detektion, Bewertung und Auswahl geeigneter Dienste [SSS08]. Das Matching von Dienstenachfrage und Diensteangebot kann im nächsten Schritt auch zu einer Automatisierung der Dienstekomposition genutzt werden [BCFJ08]. Hierzu werden allerdings auch Verfahren zur semantischen Beschreibung der nicht funktionalen Parameter benötigt (Quality of Service-Metriken / QoS) [KP08], über die dann auch die Nutzung und Integration von Diensten verhandelt werden kann. Insgesamt soll die weitere Entwicklung des Web zukünftig eine weitgehend automatisierte Integration und Komposition von Diensten ermöglichen. Hierdurch lassen sich Mehrwertdienste realisieren, die über entsprechende Anwendungen dem Markt zur Verfügung gestellt werden können.

 

Darüber hinaus lässt sich eine Erweiterung der Dienstelandschaft erzielen, wenn elektronische Dienste mit Alltagsgegenständen verbunden werden (“Ubiquitous Computing”, “Internet der Dinge”) [BMBF06]. Dienste greifen dabei auf Daten zurück, die von Sensoren oder smarten Dingen wie RFID-Chips oder GPS-Empfängern erfasst werden. Hierdurch lassen sich vielversprechende kontext- und situationsbezogene Informationsdienste entwickeln [vgl. z. B. HW07].

 

Forschungsprojekte entwickeln Plattformen für das Dienstemanagement

Die hohen Erwartungen im Hinblick auf eine Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit von Unternehmen durch webbasierte Dienste und serviceorientierte Architekturen hat weltweit zu Forschungsaktivitäten geführt, die die vorhandenen Standards und Technologien konsolidieren und erweitern sollen. Dabei sollen Plattformen entstehen, über die die elektronischen Dienste verwaltet und gehandelt werden können:

 

  • In verschiedenen Arbeitsgruppen unterstützt die aus drei ehemaligen FP6-Projekten hervorgegangene europäische Initiative ESSI Industrieunternehmen bei der frühzeitigen Implementierung von Semantic Web-Applikationen und Semantic Web-Diensten. Gleichzeitig soll die nachhaltige Weiterentwicklung der in diesen Projekten entwickelten Technologien gesichert werden. Ergebnisse der ESSI-Initiative sind beispielsweise die Web Service Modeling Ontology (WSMO) und die Web Service Modeling Language (WSML) als wichtige Voraussetzungen für ein semantisches Dienstemanagement. Auf dieser Basis wurde im EU-Projekt ASG ein prototypischer Marktplatz für die Vermittlung von Diensten entwickelt [KW08].
  • Auch die europäische Industrie-Initiative NESSI hat sich zum Ziel gesetzt, eine offene Plattform für die Entwicklung von servicebasierten Ökosystemen zu entwickeln. Mit NEXOF-RA, einer Referenz-Architektur für eine generische offene Plattform, soll die Grundlage für die Entwicklung und Bereitstellung von Applikationen gelegt werden, über die Diensteanbieter und Dienstenutzer im Business-Umfeld in einem “servicebasierten Ökosystem” zusammenarbeiten können. Das Projekt SLA@SOI legt seinen Schwerpunkt auf die nicht funktionalen Parameter und hier im Speziellen auf eine Automatisierung der Service Level Agreements (SLAs). Im Projekt SOA4all soll das Diensteparadigma auf Endnutzer (B2C, C2C) sowie auf mobile Endgeräte ausgeweitet werden.
  • Entwicklungsschwerpunkt im THESEUS-Projekt TEXO ist eine Plattform, die den kompletten Lebenszyklus von Diensten, d. h. das Erstellen, Zusammensetzen, Bereitstellen, Auffinden, Integrieren, Ausführen und Abrechnen von Diensten unterstützen wird. Insbesondere kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) soll dabei geholfen werden, Aufgaben, die nicht zum Kerngeschäft gehören, durch externe (elektronische) Dienste durchführen zu lassen und gleichzeitig selbst als Diensteanbieter aufzutreten. Korrespondierend dazu werden im Projekt PROCESSUS branchenspezifische Ontologien (Antriebs- und Automatisierungstechnik, Software-Industrie) entwickelt, um in diesen Branchen den dienstebasierten Wissenstransfer zu unterstützen.

 

Vollautomatisierung: Intelligente Agenten erledigen Aufgaben

Darüber hinausgehend verfolgt die KI-Forschung die Idee, das Dienstemanagement an “intelligente Agenten” [Kir02] zu übertragen. Agenten sind Computerprogramme, die autonom agieren, proaktiv Aktionen auslösen können, auf Änderungen in ihrer Umgebung reagieren und die mit anderen Agenten kommunizieren können. Zur Erledigung von (Routine-)Aufgaben können Agenten auf der Basis spezifischer Rationalitätskriterien passende Dienste und Daten ausfindig machen, Dienste neu orchestrieren und damit die benötigten Funktionalitäten erschließen. Die Intelligenz der Agenten besteht darin zu wissen, über welche Fähigkeiten bzw. Eigenschaften andere Dienste verfügen und ob diese zur Lösung der eigenen Aufgabe nützlich sind [RSSB03].

 

Agenten könnten dabei auch eigenständig in Dienste eingreifen, indem sie z. B. das Bewertungsprofil von Kunden entsprechend des Kauf- oder Bezahlverhaltens ändern. Sie könnten auch Dienste gegen andere Dienste mit höherer Funktionalität oder günstigeren nicht funktionalen Eigenschaften austauschen. Darüber hinaus passen sie sich im Idealfall auch optisch an das Corporate Design der jeweiligen Nutzerorganisation an [RSSB03]. Mit der Idee intelligenter Agenten, die selbst organisiert Nutzeraufträge ausführen können, überflügeln die Agenten-Konzepte die Wünsche des Managements nach höherer Flexibilität ihrer IT-Landschaft. Immerhin geht der Einsatz von Software-Agenten mit einem Verlust an direkter Kontrolle über das technische Geschehen einher.

 

Semantische Webdienste – ein offenes Entwicklungsfeld

Das semantische Web umfasst Technologien, mit deren Hilfe das im Web existierende Wissen zukünftig ein Format erhält, das von Software-Anwendungen verstanden und verarbeitet werden kann. Schon bald könnten elektronische Marktplätze entstehen, über die automatisch Wissen über beliebige Produkte, Dienste, Anbieter und Trends bezogen werden kann und die ihre Nutzer in optimaler Weise untereinander vernetzen. Die Vorstellung intelligenter webbasierter Dienste begeistert sowohl die Forschung als verständlicherweise auch die Industrie. Ihre Realisierung kann allerdings, nach der Einschätzung von Kritikern, durchaus noch Jahrzehnte auf sich warten lassen [SMD06]. Protagonisten behaupten hingegen, der große “Take-off” des Semantic Web stehe kurz bevor [VLK07].

 

Eines der zentralen Probleme elektronischer Dienste ist deren Strukturierung über entsprechende Ontologien [Lyt05]. Objektive, allgemeingültige Ontologien erscheinen auf Grund ihrer immensen Komplexität unrealistisch. Ein Konsens ist nicht erzielbar. Andererseits sind Festlegungen aber notwendig, wie Dienste ontologiegesteuert integriert und ausgetauscht werden sollen. Eine mögliche Lösung könnte die gemeinsame Konsensfindung über die Strukturierung des Wissens in “Communities of Interest and Practice” sein [SMD06]. Entgegen dieser sehr harmonischen Vorstellung erwarten andere Autoren, dass im Bereich der Ontologieentwicklung die “Killerapplikationen” des Semantic Web entstehen werden[Spiv08]: Spezifische Ontologien, über die sich große Mengen an Inhalt sinnvoll organisieren lassen, werden sich auf dem Markt durchsetzen und bestehende Ontologien verdrängen. Dies gilt dann auch für die Organisation von elektronischen Diensten.

 

Der bisher geringe Anteil an organisationsübergreifenden Diensten in serviceorientierten Architekturen [GORS08] weist auf ein zweites prinzipielles Problem hin: Der Umgang mit Unternehmensdaten ist nicht nur eine Frage technischer Machbarkeit, sondern bedarf detaillierter unternehmerischer Entscheidungen: Auf welche Daten dürfen Geschäftspartner zugreifen und wie dürfen sie sie nutzen? Wie kann die Datenüberlassung geregelt werden, wenn der Geschäftspartner auch mit Konkurrenten interagiert? Wie verlässlich sind Daten, die von Partnern übermittelt werden, tatsächlich? Hier müssen Technologien entwickelt werden, die eine vertrauensvolle Zusammenarbeit über elektronische Dienste (“Trust”) unterstützen und die die Risiken des Datenaustauschs eingrenzen [Lyt05]. Auch dieses Problem wurde von der Forschung bereits erkannt: So ist das Contracting für elektronische Dienste Gegenstand beispielsweise des CoSoDIS-Projekts.

 

Literatur

 

  • [BCFJ08] Binder W., Constantinescu I, Faltings B., Jurca R.: Automating the Creation of Compound Web Applications. ERCIM News 72, 2008, S. 44f.
  • [BMBF06] Studie: Technikfolgenabschätzung Ubiquitäres Computing. (Download)
  • [CS06] Cardoso J., Sheth A. (eds.): Semantic Web Services, Processes and Applications. Springer, 2006
  • [GORS08] Giambagi P., Owe O., Ravn P., Schneider G.: Contract-Oriented Software Development for Internet Services. ERCIM News 72, 2008, S. 47f.
  • [HKRS08] Hitzler P., Krötsch M., Rudolph S., Sure Y.: Semantic Web. Springer, Berlin 2008
  • [HW07] Holtkamp B., Wojciechowski M.: Experiences with situation aware service provisioning. Proceedings of the 6th international Conference on Grid and cooperative Computing. , Urmuchi 16.-18. August, 2007
  • [Kir02] Kirn S.: Kooperierende intelligente Softwareagenten. Wirtschaftsinformatik 44, 2002/1, S. 53-63
  • [KP08] Kritikos K., Plexousakis D.: QoS-Based Web Service Description and Discovery. ERCIM News 72, 2008, S. 43f.
  • [Kram08] Kramberg V.: Zielorientierte Geschäftsprozesse mit WS-BPEL. Diplomarbeit an der Universität Stuttgart, 2008
  • [KTSW08] Kuropka D., Tröger P., Staab S., Weske M (eds.): Semantic Service Provisioning. Springer, Berlin 2008
  • [KW08] Kuropka D., Weske, M.: Implementing a Semantic Service Provision Platform – Concepts and Experiences. Special Issue on Service Oriented Architectures and Web Services of Journal Wirtschaftsinformatik, Issue 1/2008, pp. 16 – 24.
  • [Lyt05] Lytras M.: Semantic Web and Informations Systems: An Agenda Based on Discourse with Community Leaders. Int. J. Semantic Web and Information Systems, Inaugural Issue, vol. 1, no. 1, pp. i-xii, 2005.
  • [PCMPV07] Pennignton C., Cardoso J., Miller J., Patterson R., Vasquez I.: Introduction to Web Services. In: Cardoso J. (ed.): Semantic Web Services. Theory, Tools and Applications. Information Science Reference, Hershey 2007.
  • [RSSB03] Richards D., Sabou M., Splunter S.: Brazier F.: Artificial Intelligence: a promised Land for Web Services. The Proceedings of the 8th Australian and New Zealand Intelligent Information Systems Conference (ANZIIS2003)
  • [SMD06] Schoop M., Moor A., Dietz J.: The pragmatic web: a manifesto. Communications of the ACM. 49/05, 2006
  • [Spiv08] Spivack N.: Minding the planet: the meaning and future of the Semantic Web. (Download)
  • [SSS08] Skoutas D., Simitsis A., Sellis T.: Discovery and Selection of Services on the Semantic Web. ERCIM News 72, 2008, S. 41f.
  • [VLK07]Vossen G., Lytras M., Koudas N.: Editorial: Revisiting the (Machine) Semantic Web: The Missing Layers for the Human Semantic Web. IEEE Transactions on Knowledge and Data engineering, 19/2, 2007

Autor: W. Mattauch