Wider dem Wirrwarr der Worte

Dunja Koelwel

Seit die IT Einzug in die Unternehmen genommen hat beschäftigt der Dauerbrenner Applikationsintegration die IT-Strategen. Versucht man die Schwierigkeiten auf ein Maximum zu reduzieren, kristallisieren sich drei Kernbereiche heraus.

Das ist die Nutzung von Batch-Applikationen, die jahrelang einmal täglich, stündlich oder in anders festgesetzten Zeitintervallen die Systeme synchronisierten. Doch diese Lösungen genügen dem Erfordernis der Echtzeitabfrage nicht mehr, denn Ad-hoc-Applikationen auf einen gemeinsamen Nenner zu bringen, ist für Batch-Applikationen unmöglich. Problemfeld zwei sind komplexe Monolithen, die langsam von Komponenten-basierten Architekturen abgelöst werden, aber eben erst langsam. Das letzte Schlachtfeld ist die semantische Übersetzung von Daten.

Während die beiden ersten Bereiche zur Genüge thematisiert werden, wird über die Semantik meist kein Wort verloren. Zu Unrecht, denn damit Programme fehlerfrei zusammenarbeiten können, müssen die Datenfelder in einer konsistenten Weise definiert sein.

Brutto oder netto?

Ein Beispiel aus der Praxis liefert Peter Van Dijck, Berater und Integrationsarchitekt der Informationsstruktur vieler Fortune 1000-Unternehmen: Ein Logistik-Unternehmen arbeitet mit zwei Systemen, eines für die Auslieferung und eines für die Beschaffung. Sind beide von unterschiedlichen Entwicklern, könnte es sein, dass das eine System im Feld "Gewicht" von "shipping weight" als Nettogewicht ausgeht, das andere von "item weight" und brutto. Beide Systeme verwenden den Begriff "Gewicht", doch mit verschiedener Bedeutung, die Semantik ist unklar. Van Dijck: "Hundertprozentig lässt sich dieses Problem nie lösen, weil schon per Definition Quelle- und Ziel-System unterschiedlich sind."

Ulrike Lechner, Informatikprofessorin an der Universität Bremen und spezialisiert auf Data Mining in Peer2Peer-Netzwerken ergänzt: "Eine universelle Sprache und damit einen Standard zu schaffen, den alle Applikationen verwenden und der semantische Integration überflüssig machen könnte, ist meiner Meinung nach unmöglich. Zwar tragen verschiedene Informationssysteme wie etwa ERP zu einer Standardisierung bei, die die Integration vereinfacht. Doch je größer die Standardisierung, desto aufwändiger gestaltet sich die semantische Ebene der Systemintegration." Denn dann müsste jeder Begriff mit einer Vielzahl an Bedeutungen hinterlegt sein, die die Anwendungen missverstehen könnten.

Die Differenzen sind allerdings oft so minimal, dass viele Praktiker glauben, das Problem der Semantik sei eher akademisch zu beurteilen, da es "viele vertikale und horizontale Standardisierungen in unterschiedlichen Geschäftsbereichen gibt", findet etwa Markus Wild, Geschäftsführer und IT-Stratege beim ERP-Anbieter Bäurer.

"Das mag für Güter und Dienstleistungen gelten, die sich klar beschreiben lassen und deren Beschreibung bekannt ist. Innovationen erfordern aber oft Veränderungen an bestehenden Standards und daher auch in der semantischen Beschreibung", erläutert Lechner. Claudia Niederée, Senior Researcher bei Fraunhofer IPSI: "Die Semantik-Diskussion will vor allem unvorbereitete Interaktionen und die dynamische Bildung von Netzwerken kooperierende Unternehmen ermöglichen, wie sie in den sich schnell entwickelnden Märkten zur Wahrung der Wettbewerbsfähigkeit notwendig sind."

Diskussion erst am Anfang

Und genau deswegen glaubt Ross Altmann, ehemaliger Gartner-Analyst und CTO vom Anbieter für Integrationsbroker Seebeyond, dass die Semantik-Diskussion erst am Anfang steht: "Erst seit rund einer halben Dekade gewinnt der Austausch von B2B-Daten via Internet an Akzeptanz. Damit wächst die Herausforderung, diese Begriffe nicht nur wörtlich zu übersetzen, sondern auch deren Bedeutung und Kontext automatisiert zu verstehen."

Versuche, diesen automatisierten Ansatz zu schaffen, gibt es seit geraumer Zeit. Niederée: "Interessante Lösungen für die semantische Übersetzung kommen aus den Aktivitäten rund um das Semantische Web." Doch Ross Altmann sieht Differenzierungsbedarf. Initiativen wie Dublin Semantic Core mit seinem "Basic Semantic Register" oder Topic Maps bieten ein Forum für die Definition von Semantik, sowohl für eine generelle Beschreibung als auch für subjekt-spezifische Extensionen. Dublin Core lässt sich nämlich sowohl in HTML und XML als auch in RDF (Resource Description Framwork) transportieren, wobei vor allem letzteres im Sinne des W3C als Architektur für Metadaten im Web agiert. Doch beide Initiativen wollen hauptsächlich übergreifende Suchfunktionalitäten bieten. "Damit schaffen sie aber nur die Grundlage, die die semantische Übersetzung auf technischer Ebene ermöglicht", so Niederée.

Webservices - Ja oder nein?

Derzeit sind nach allgemeiner Auffassung nur zwei mehr oder weniger konkurrierende Technologien in der Lage, diese technische Umsetzung in den Griff zu bekommen: Webservices und so genannte Integrationsbroker. Experten gehen aber davon aus, dass auf lange Sicht Webservices das Rennen machen werden, weil Broker nur Krücken seien, "aber eine leistungsstarke", so Altman. Marcus Hammer, Senior Consultant bei der Metagroup Deutschland, sieht sogar insgesamt nicht das Erfordernis von Brokern. So prognostiziert die Metagroup hinsichtlich von Integrations- und Development-Strategien 2004/2005, dass bis 2012 Webservices in allen Global 2000 Unternehmen Webservices zu finden sein werden. Hammer: "Webservices ein offener Standard, der innerhalb von Gremien weiter definiert wird und schon jetzt semantische Übersetzungsprobleme zumindest teilweise lösen kann."

Das sieht Ross Altmann anders. Seiner Ansicht nach besitzen noch zu wenige Plattformen Schnittstellen für Webservices und außerdem seien diese weit entfernt davon, ein reifer Standard zu sein. Er bezieht sich dabei auf ein so genanntes "Standard Maturity Model" (SMM). Nach diesem Modell, das die Entwicklung von Standards von den ersten Schritten bis hin zur allgemeinen Akzeptanz beschreibt, sind Webservices erst zwischen Stufe drei und vier angekommen. Stufe drei ist erreicht, wenn eine funktionale Version des Standards allgemein gebilligt wird, also in diesem Fall laut Altman SOAP, WDSL, UDDI und WS-Security. Stufe vier gilt als erreicht, wenn viele Applikationen die funktional-adäquate Version nutzen - was laut Altman derzeit nur für XML gilt. Semantische Standards sieht er auf Stufe eins, also wenn viele Anwender das Problem erkennen. Altmann hält deswegen derzeit nur Broker in der Lage, das Problem der semantischen Übersetzung bei unterschiedlichen Anwendungen in den Griff zu bekommen.

Diese kursieren derzeit unter vielerlei Bezeichnungen, etwa als Integrationsplattform, Integrationsserver, EAI-Tool, Process Manager, Process Engine, BPM-Tool oder Workflow-Umgebungen. Allen gemeinsam ist eine serverbasierte Orchestration Engine zur Verbindung der Prozesse, Applikationen und Daten. Zweitens gibt es überall Konnektoren für den Anschluss an Anwendungs- Plattform-, Middleware-, Transport- und Datensysteme. Und drittens benötigen sie eine grafische Schnittstelle zur Definition, Abbildung, Umwandlung und Verwaltung sowie Reporting und Analyse.

Unterscheiden lassen sie sich in die Gruppe derer, die sich auf die reine Integration konzentriert wie Iona, Seebeyond, Sonic, Tibco und Vitria und derer, die weitere Funktionen wie Portal-Software anbieten wie Bea, Fujitsu Siemens, IBM, Oracle und Sun. Doch Broker sind, wie erwähnt, wohl eine Übergangslösung. Deswegen sollten sich laut Altmann die Anbieter verpflichten, Standards für Webservices zu implementieren, insbesondere der WS-BPEL. Und hier beisst sich die Katze in den Schwanz, denn WS-BPEL ist laut SMM noch weit entfernt, allgemeiner Usus zu sein.

Standards müssen reifen

Eine (Teil-)Lösung wird wohl nur die Zeit bringen, denn laut Altman wird es noch dauern, bis Standards reifen, die eine semantische Übersetzung unnötig machen. Altmann: "Derzeit benötigen rund ein Prozent aller B2B-Anwendungen keine Übersetzung, in zehn Jahren werden es rund fünf Prozent sein."

Niederée: "Einen wichtigen, wenn auch mehr im syntaktischen Bereich angesiedelten Beitrag zur Lösung der Übersetzungsprobleme leistet auch die weitere Verbreitung von XML, der Lingua Franca im Bereich des Informationsaustausches. Neben einer gemeinsamen Sprache lassen sich durch XML systematische Schemata für bestimmte Branchen vereinbaren, die als Grundlage für den Informationsaustausch ohne Notwendigkeit für eine semantische Übersetzung dienen. Solche pragmatischen Lösungen werden zunehmen, jedoch nicht das Problem der semantischen Übersetzung völlig lösen können."

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Semantik ist kein akademisches Problem

Wir befinden uns derzeit in der Phase des Markt-Rollouts semantischer Technologien. Neben Applikationsintegration werden auch Lösungen für Wissensmanagement mit Hilfe so genannter Ontologien immer bedeutungsvoller. Es geht hier im Wesentlichen um verschiedene Ebenen der Interoperabilität, die dabei hilft, die Informationsqualität zu erhöhen oder Prozessdurchlaufzeiten zu verkürzen. Es handelt sich also um konkrete industrielle Anwendungsmöglichkeiten und keineswegs um eine rein akademische Fragestellung.

Ein offensichtlicher Bereich ist die Integration disperser Datenbestände, also verschiedener Datenbanken oder Dokumentenarchive, die zu einem "single point of access" im Intranet vereint werden sollen. Hier scheitern herkömmliche DB-Systeme oder Suchmaschinen, weil bereits auf Ebene der Datenbankfelder und weiter "oben" dann bei den verwendeten Begriffen (eine Abteilung verwendet "Kunde", die andere "Klient") keine Vereinheitlichung möglich und oft gar nicht erwünscht ist. Es geht also hier auch um die Lösung von Verständigungsproblemen, die in Zeiten von Unternehmensfusionen über sprachliche und kulturelle Grenzen hinweg gerade am Standort Europa immer wichtiger wird. Auf technologischer Ebene gibt es bereits ein breites Spektrum, das angeboten wird, um Integrationsprobleme zu lösen. Wenige davon sind aber wirklich plattformunabhängig und basieren auf offenen Standards. Web Services werden vor allem von der Industrie und vorgelagerten Normierungsinstituten favorisiert und spielen hier eine zentrale Rolle. Das Semantic Web, vom W3C und den akademischen Kreisen forciert, scheint sich nun als geeignete Andockmöglichkeit herauszukristallisieren: Erst durch diese Kombination von Web Services und Semantic Web können nämlich Systeme entwickelt werden, die auch auf semantischer Ebene interoperabel sind. Erst so können "intelligente" Dienste realisiert werden, die den Endanwender entlasten und mit personalisierter Information versorgen. Diese Entwicklung steckt aber noch in den Kinderschuhen, wohingegen andere Semantic Web-Anwendungen vor allem im Bereich Wissensmanagement, wie zum Beispiel der Vernetzung von Wissensarbeitern immer häufiger in der Praxis zum Einsatz kommen.

Andreas Blumauer, Geschäftsführung Semantic Web School (SWS) - Zentrum für Wissenstransfer, Wien

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Große Potentiale

Semantische Technologien bieten große Potenziale im Bereich Daten- und Prozessintegration. Die tatsächliche Anwendung auf industrielle Problemstellungen steckt allerdings noch in den "Kinderschuhen". Dafür gibt es mehrere Gründe: Zum einen befinden sich Standards in diesem Bereich noch in der Entwicklung, zum anderen sind noch keine Tools verfügbar, die diese Technologien optimal unterstützen. Das führt dazu, dass diese Technologien nur mit sehr viel Expertenwissen eingesetzt werden können. Im Moment wird gerade in diesem Bereich sehr viel in Forschung und Entwicklung investiert. Es ist also damit zu rechnen, dass in den nächsten Jahren zunehmend Produkte zur Verfügung stehen werden.

Alois Reitbauer, Wissenschaftlicher Mitarbeiter bei der Profactor Produktionsforschungs GmbH, Steyr (OÖ), Geschäftsbereich Prozess- und Systemintelligenz, Abteilung Multiagentensysteme; Forschungsschwerpunkt Intelligente Softwaresysteme, Adaptive Workflowsysteme, Semantische Technologien