Erster Arbeitsbericht aus dem Leistungsbereich „Analysemodule und Konfiguration“ – Konfiguration von Analysebausteinen

In dem Leistungsbereich werden vorhabenbegleitend Analysemodule für vernetzte und integrierte Daten entwickelt. Die konzeptionellen Arbeiten orientieren sich an den erfolgten Vorarbeiten zur Anforderungsdefinition. Die praktischen Umsetzungen erfolgen in engem Austausch mit den Anwendungspartnern in den AKKORD Use Cases.

Eine allgemeine Einführung in den betrachteten Leistungsbreich

Da dies der erste Arbeitsbericht aus dem Leistungsbereich ist, wird zunächst ein allgemeiner Überblick der Aktivitäten gegeben. Der Leistungsbereich „Analysemodule und Konfiguration“ bildet einen von vier Themenschwerpunkten im Forschungsprojekt AKKORD. Einen zusammenfassenden Überblick des geplanten Referenzbaukastens sowie der vier Leistungsbereiche bietet dieser News-Artikel. Weiterführende Informationen können der Auftaktveröffentlichung des Forschungsvorhabens entnommen werden. Die nachfolgende Abbildung verortet den Leistungsbereich zusätzlich im Gesamtkontext des Vorhabens.

Im Leistungsbereich arbeiten die RapidMiner GmbH und das Institut für Produktionssysteme (IPS) der TU Dortmund federführend an den erforderlichen Teillösungen der Analysemodule für einen Referenzbaukasten zur wertschaffenden, kompetenzorientierten Kollaboration in dynamischen Wertschöpfungsnetzwerken (hier finden Sie einen Überblick des Referenzbaukastens vom 4. Konsortialtreffen).

Durch die Anwendung überwachter und unüberwachter Lernverfahren sowie erforderlicher Vorverarbeitungen in den praktischen Anwendungsfällen von Volkswagen, Miele, ERCO, (Brabant & Lehnert) und DFKI werden praxisrelevante Lösungen entwickelt. Unterstützt werden die Arbeiten von AREND, PDTec und VPE, die sich insbesondere mit Konfigurationsaspekten zur Integration im Referenzbaukasten beschäftigen. Auf der AKKORD-Seite werden die Use Case Umsetzungen weiterführend beschrieben und ihr Bearbeitungsstand dokumentiert.

Vorgehensweise zur gemeinsamen Bearbeitung des Leistungsbereichs

Der umfangreiche Kreis der beteiligten Konsortialpartner macht die Bedeutung und Komplexität der Umsetzung deutlich. Für eine gut abgestimmte und doch parallelisierte Bearbeitung teilen sich die Aufgaben und Verantwortungen im Konsortium gemäß der Partnergruppen auf:

Die Anwendungspartner konzentrieren sich vor allem auf die unmittelbare Lösung datengetriebener Frage- und Problemstellungen. Die beteiligten Forschungspartner entwerfen die konzeptionellen Rahmenbedingungen und Umsetzungsmöglichkeiten für das Zusammenspiel in einem Referenzbaukasten. Die Entwicklungspartner forcieren eine Generalisierung und Übertragbarkeit der Fragestellungen von einer Pilotumsetzung auf eine möglichst breite Anwenderschaft. Eine gemeinsame Aufgabe aller Partner stellt die Abstrahierung der erarbeiteten Inhalte sowie die Identifikation und Weiterentwicklung von zusätzlichen Umsetzungsszenarien dar.

Damit auch für KMU in Wertschöpfungsnetzwerken Datenanalysen mit vertretbaren Aufwand verwendet werden können, werden zusätzliche Entwicklungen angestrebt:

  • Durch den Aufbau eines Konfigurationskonzepts zur automatisierten Modellbildung bzw. Datenanalyse sollen einheitliche Analysemodule entwickelt und nutzbargemacht werden.
  • Die Entwicklung eines Moduls zur individualisierbaren, automatisierten Erzeugung von Analyse-Dashboards soll individualisierbare Lösungen für die praktische Anwendung ermöglichen.
  • Mithilfe eines benutzerorientierten Konfigurationsassistenten zur Datenanalyse sollen anwendungsfallabhängige Vorkonfigurationen für modulare Analysen vorgenommen werden.

Mithilfe dieser Entwicklungen wird der Leistungsbereich „Analysemodule und Konfiguration“ für den übergeordneten Referenzbaukasten umgesetzt.

Umsetzung von modularen Analyse durch Bausteine im Referenzbaukasten

Referenzmodelle werden für die Beschreibung unterschiedlicher Sachverhalte verwendet, wie bspw. das SCOR-Modell für Supply Chain Prozesse oder für das ISO/OSI-Schichtmodell für Netzwerkprotokolle. Der Kerngedanke von Referenzmodellen wird durch folgende Definition im Gabler-Onlinelexikon ausgedrückt:

„Ein Referenzmodell ist ein Modell bzw. zweckorientiertes partielles Abbild der Realität, um eine Wiederverwendung von Modelleigenschaften zu erzielen“ [nach Gabler]“

Dieser Beitrag in der Enzyklopädie der Wirtschaftsinformatik diskutiert die verschiedenen Verwendungen von Referenzmodellen weiterführend. Auch im AKKORD-Projekt wurde ein Referenzmodell als Baukasten entwickelt, der die geplanten Umsetzungen als individuelle Bausteine darstellt. Die nachfolgende Grafik zeigt den derzeitigen Bearbeitungsstand des im AKKORD-Projekt geplanten Referenzmodells und hebt die Bausteine des Leistungsbereichs „Analysemodule und Konfiguration“ farblich hervor.

Im Zentrum der Darstellung, verortet zwischen der Kollaborationsplattform und der Kompetenzentwicklung, befinden sich drei Arten von Bausteinen:

  • Datenzugriffsbausteine
  • Analysebausteine
  • Ergebnisbausteine

Mithilfe von Datenzugriffsbausteinen sollen Aufgaben wie die Anbindung an eine Datenbank, der Zugriff auf datenliefernde Web-Services oder der Datenimport aus einem IT-System (z.B. ERP-System) erfüllt werden. Während diese Datenzugriffsbausteine federführend von VPE und Contact im Leistungsbereich „Datenbackend System“ entwickelt werden (ein News-Beitrag erscheint im Februar 2021), stellt die Entwicklung von Analyse- und Ergebnisbausteinen den Kernaspekt des Leistungsbereichs „Analysemodule und Konfiguration“ dar.

Ausgehend einer durch die Zugriffsbausteine breitgestellten Datenanbindung stellen die Analysebausteine modulare Umsetzungen für Datenanalysen bereit. Die Bausteine sind dafür vorkonfiguriert für die zielgerichtete Lösung von praxisorientierten Aufgabenstellungen. Lediglich unternehmensspezifische Parameter müssen angepasst werden. Zu ihren Aufgaben zählen bspw. lineare oder nicht-lineare Regression, die Anwendung maschineller Lernverfahren für Vorhersagen oder die Auswertung von Prozessdaten in Kennzahlen.

Erzeugte Ergebnisse der Analysebausteine werden mithilfe von Ergebnisbausteinen aufbereitet und den Endnutzern in einer aussagekräftigen Form zur Verfügung gestellt. Darunter fällt bspw. die Visualisierung von Modellergebnissen (siehe dazu auch folgende AKKORD-Veröffentlichung), die Erzeugung individualisierbarer Analyse-Dashboards oder die konfigurierbare Darstellung von möglichen In-Betrieb-Systemen.


In der nachfolgenden Abbildung wird ein Einblick in die geplante Aufteilung der Analysebausteine dargestellt.

Zunächst wird eine Trennung von Analyseschritten zwischen Vorverarbeitung sowie Modellbildung und Analyse vorgenommen. Um praxistaugliche Analysebausteine zu entwickeln, werden die Bausteine entlang des Auftragsabwicklungsprozess in sechs Kategorien unterteilt:

  • Absatzwirtschaft und Marketing,
  • Einkauf und Beschaffungslogistik,
  • Produktionsvorbereitung und -planung,
  • Produktionsüberwachung und -steuerung,
  • Vertrieb und Distributionslogistik, sowie
  • Serviceprozesse und Dienstleistungen.
  • In den AKKORD Use Cases werden die konkreten Umsetzungen der Analysebausteine erarbeitet und in einer allgemeingültigen Form für zusätzliche Anwender nutzbar gemacht. Auch wenn eine trennscharfe Zuordnung der Phasen nicht immer möglich ist, verordnen wir die Use Cases in den dargestellten Phasen.

Praktische Bestandteile des Konfigurationskonzepts zur Erstellung von Bausteinen

Neben den technischen Aspekten des Informationsaustausches zwischen Analysebausteinen beinhaltet das Konfigurationskonzept drei wichtige Bestandteile, die eine einfache Auswahl und Konfiguration der Bausteine sowie die langfristige Nutzung des Referenzbaukastens sicherstellen soll.

  • Bausteinsteckbrief: Jeder geplante und umgesetzte Analysebaustein wird durch einen Steckbrief beschrieben, der den spezifischen Nutzen des Bausteins, die notwendigen Ein- und Ausgabewerte sowie die einzustellenden Parameter für die Analyse vorgibt.
  • Bausteinanleitung: Da die konkrete Entwicklung von Analysebausteinen in AKKORD zwingend eine Bearbeitung in den Use Cases erfordert, werden darüber hinaus relevante Bausteine mithilfe von Anleitungen entworfen und zukünftigen Nutzern zur Pilotierung bereitgestellt.
  • Bausteinkatalog: Als Verzeichnis aller umgesetzten Analysebausteine sowie aller entworfenen Bausteinanleitungen stellt der Bausteinkatalog ein Register mit kategorisierten Analysemodulen bereit, das Verwendungen in betrieblichen Teilprozessen und Abteilungen ermöglicht.

Neben diesen Elementen definiert das Konfigurationskonzept die Reihenfolge, mögliche Kombinationen oder Variationsmöglichkeiten der Analysemodule. Es gewährleistet sowohl aus fachlicher als auch technischer Perspektive die Funktion und Auslegung der Analyseprozesse. Um die Praxistauglichkeit und aufwandsarme Nutzung sicherzustellen werden die Ergebnisse in enger Zusammenarbeit mit den Anwendungspartnern entwickelt.

Zusammenfassung und Ausblick auf die weiteren Forschungsziele

Das Konfigurationskonzept und die vorgestellten Bestandteile stellen eine Hälfte der Maßnahmen zur Konfiguration von Analysebausteinen dar. Im nächsten Projektjahr wird mit dem Abschluss der Arbeiten an einem benutzerorientierten Konfigurationsassistenten die zweite Hälfte abgeschlossen. Dieser Assistent soll bisher nicht vorhandene Lösungen zur benutzerorientierten und anwendungsspezifischen Erstellung von Analyseprozessen und –Dashboards bieten.

Darüber hinaus werden auch die praktischen Umsetzungen in den Anwendungsfällen abgeschlossen. Auf der AKKORD-Webseite und in den News-Beiträgen werden dazu kontinuierlich weitere Informationen und Zwischenergebnisse veröffentlicht.

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