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Cyber-Physical Systems, emergente Software, Smart Ecosystems - was ändert sich wirklich?

Softwareentwicklung 2020


Vernetzung – der domänenübergreifende Megatrend für Software und Systeme – ist die Herausforderung für Entwicklungsorganisationen in der Zukunft. Zukünftig werden Softwaresysteme offen gestaltet werden, sodass die Zusammenarbeit mit anderen, zur Entwicklungszeit unbekannten Systemen ermöglicht wird. Dabei muss eine hohe, systemübergreifende Qualität von Anfang bis Ende der Systemkette erreicht werden. Damit dies möglich wird, müssen sich auch die Entwicklungsorganisationen hinter den Systemen wandeln. Partizipative Softwareentwicklung, also die offene Zusammenarbeit über Organisationsgrenzen hinweg, ist der Schlüssel zum Erfolg bei der Softwareentwicklung 2020.

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In modernen Unternehmen ist Software schon heute der entscheidende Treiber für Produkt- und Prozessinnovationen geworden. Alleinstellungsmerkmale gegenüber der Konkurrenz werden dabei zunehmend durch die Vernetzung der eigenen Software mit anderen Systemen erzeugt. Die Basis für die Entwicklung dieser Software der Zukunft ist ein Paradigmenwechsel in der Software­industrie: weg von monolithischen Einzelsystemen hin zu offenen, vernetzten, skalierbaren und dienstorientierten Software Ecosystems. Abbildung 1 verdeutlicht diesen Trend. Dabei lassen sich traditionell zunächst zwei unterschiedliche Systemklassen charakterisieren:

  • Informationssysteme: Ein Informationssystem beschreibt im Allgemeinen „die Summe aller geregelten betriebsinternen und -externen Informationsverbindungen sowie deren technische und organisatorische Einrichtung zur Informationsgewinnung“ [1] und -verarbeitung. Informationssysteme sind häufig prozessorientierte Systeme zur Unterstützung und/oder Automatisierung von Geschäftsprozessen.

  • Eingebettete Systeme: Ein eingebettetes System ist ein stark anwendungsorientiertes System zur produktintegrierten Kontrolle, Überwachung und/oder Regelung eines technischen Prozesses mittels Sensoren und Aktuatoren. Die Recheneinheit ist hier im Gegensatz zu den Informationssystemen direkt in den technischen Kontext integriert.

webel_1.tif_fmt1.jpgAbb. 1: Informationssysteme und eingebettete Systeme entwickeln sich zu Smart Ecosystems

Daneben ist in den letzten Jahren im Geschäftsumfeld, auch aufgrund ihrer Popularität im privaten Bereich, eine dritte Systemklasse entstanden – die mobilen Systeme. Diese sind nicht eindeutig den Informationssystemen oder den eingebetteten Systemen zuzuordnen, da sie Eigenschaften beider Systemklassen aufweisen.

  • Ein mobiles System besteht aus mindestens einer Anwendung, die auf einem oder mehreren mobilen Endgeräten zum Einsatz kommt. Von mobilen Geschäftssystemen (oder -anwendungen) spricht man, wenn die mobile Anwendung mindestens einen Geschäftsprozess unterstützt bzw. erweitert.

Der Trend der Vernetzung wird in den beiden zuerst genannten Systemklassen stets weiter vorangetrieben, und vermehrt werden auch mobile Systeme in die Abläufe integriert. Emergente Unternehmenssoftwaresysteme [2] stellen dabei die nächste Evolutionsstufe für Informationssysteme dar und ermöglichen das Internet der Dienste. Vernetzte eingebettete Systeme hingegen werden zu Cyber-Physical Systems (CPS) [3] und führen schließlich zum Internet der Dinge.

  • Emergente Unternehmenssoftwaresysteme: Dies sind komponentenbasierte Informationssysteme, die durch Integration, Kombination und Veränderung von Softwarekomponenten unterschiedlicher Hersteller entstehen. Die Integration und Kombination muss in dieser Form nicht zwangsläufig vorgeplant sein, sondern kann dem Emergenzprinzip [4] folgen. Dabei müssen jedoch unter allen Umständen die Funktionalität und die qualitativen Eigenschaften des Gesamtsystems erhalten bleiben oder wertschöpfend verbessert werden. Durch dieses intelligente Verknüpfen von vorhandenen Angeboten und das Hinzufügen von ergänzenden Komponenten und Dienstleistungen können in kurzer Zeit völlig neue Produkte oder Prozesse entstehen. Anwender emergenter Unternehmenssoftware erhalten individuelle Lösungen „aus einem Guss“ – durch einfache Zusammenstellung von Standardlösungen mehrerer Anbieter. Der Vorteil ist ein wartungsarmes Produkt (aus Sicht des Anwenders), das mit geringen Investitionen angeboten werden kann. Geschäftsmodelle können so flexibilisiert und marktorientierter betrieben und in Software abgebildet werden.

  • Cyber-Physical Systems (CPS): Sie beschreiben die enge Integration von eingebett...

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