scieee Science in your language
[de] (orig)
Band 07
Herausgeber: Rüdiger Zarnekow
Technische Universität Berlin
Projektberichte IKM
ISBN 978-3-7983-2580-7 (online)
ISSN 2196-3606 (online)
Nicky Opitz, Thorsten Pröhl, Koray Erek
IKT-Ressourcenmodellierung
Kriterien und Umsetzung der
Ressourcenmodellierung für ein
Management-Cockpit
IKT-Ressourcenmodellierung Kriterien und Umsetzung der Ressourcenmodellierung für ein Management-Cockpit
Band 07
Wesentliches Ziel des Projekts GreenIT Cockpit ist die Bestimmung des ge-
schäftsprozessbezogenen Energiebedarfs der Informations- und Kommunikations-
systeme. Zudem wird ein geeignetes System von KPIs zur einfachen und über-
sichtlichen Darstellung des Gesamtenergieverbrauchs der IKT in einem Manage-
ment Cockpit entwickelt. Da viele Entscheider in Geschäftsprozessen denken, ist
dies ein guter Ansatz, um ein Bewusstsein für Energieeffizienz bei denjenigen zu
schaffen, die maßgeblich auf die IKT-Infrastruktur und somit ihren Energiebedarf
Einfluss nehmen können.
Damit die in den Geschäftsprozessen anfallenden Energieverbräuche der IKT ver-
ursachungsgemäß bestimmt werden können, müssen die in den Prozessen ver-
wendeten IKT-Ressourcen erfasst und deren Abhängigkeiten modelliert werden.
In diesem Band wird die dafür notwendige Modellierungsmethode entwickelt und
erläutert.
Projektbeschreibung
GreenIT Cockpit
Organisationsweites, geschäftsprozessorientiertes Management-Cockpit
für die Energieeffizienz von IKT
Ziel des Projekts ist die Erforschung und Entwicklung eines organisationswei-
ten, geschäftsprozessorientierten Management Cockpits für die Energieeffizi-
enz von IKT (Green IT Cockpit). Dabei werden Key Performance Indikatoren
(KPIs) in einem Performance Measurement System auf unterschiedlichen
Ebenen verknüpft und zusammengeführt, um Managern entscheidungsrelevan-
te Informationen hinsichtlich Green IT zur Verfügung zu stellen. Das zu entwi-
ckelnde Management Cockpit ermöglicht es, Informationen zur Energieeffizienz
der IKT aus verschiedenen Systemen (Rechenzentrum, Netzinfrastruktur und
Peripherie wie Thin Clients bzw. Desktops, Drucker, Scanner usw.) bereichs-
und geschäftsprozessorientiert zusammenzutragen und diese in einfacher,
aggregierter und leicht interpretierbarer Form zur strategischen Planung und
Verbesserung der IKT-bedingten Energieeffizienz der Organisation aufzuberei-
ten. Die Visualisierung dieser Informationen durch das Cockpit erfolgt bei-
spielsweise in Form von Ampeln, Skalen oder Tachometern, um gezielt und
unmittelbar Verbesserungs- und Optimierungspotenziale sichtbar zu machen.
Inhalt und Benutzeroberfläche des Cockpits bieten neben der Analyse relevan-
ter Kennzahlen die Möglichkeit der detaillierten Untersuchung von Ursache-
Wirkungs-Beziehungen. Zur Sicherstellung einer maximalen Übertragbarkeit
der Ergebnisse werden KPIs und Benchmarks zu Energieeffizienz der IKT in
Prozess- und Wertschöpfungsketten in Großunternehmen, KMUs und Verwal-
tung Gegenstand der Untersuchung sein.
Partner: TimeKontor AG, Axel Springer AG, Technische Universität Berlin und
Umweltbundesamt
Laufzeit: 36 Monate
Inhaltsverzeichnis
Projektbeschreibung ........................................................................................ 3
Abbildungsverzeichnis ..................................................................................... 1
Tabellenverzeichnis .......................................................................................... 1
1Einleitung .................................................................................................... 2
2Grundlagen ................................................................................................. 4
2.1.IKT-Ressourcen .................................................................................... 4
2.2.Modell, Modellierung und Modellierungssprache ................................. 4
3Methodik ..................................................................................................... 6
3.1.Projektspezifische Kriterien an eine Modellierungsmethode ................ 6
3.2.Modellierte IKT-Ressourcen ................................................................. 8
3.3.Literatur- und Marktanalyse ................................................................ 10
4Ergebnisse ................................................................................................ 12
4.1.Übersicht ............................................................................................. 12
4.1.1.Informationsgruppe Beschreibung ........................................................ 13
4.1.2.Informationsgruppe Aktivitätszuordnung .............................................. 14
4.1.3.Informationsgruppe Energie-Monitoring ............................................... 16
4.1.4.Informationsgruppe Auslastung ............................................................ 17
4.2.Integriertes Beispiel ............................................................................ 17
5Zusammenfassung .................................................................................. 20
Literaturverzeichnis ........................................................................................ 21
1
Abbildungsverzeichnis
Abbildung 1: Prozessmodell .................................................................. 18
Tabellenverzeichnis
Tabelle 1: Kriterien für Ressourcenmodellierung ..................................... 8
Tabelle 2: Tools zur Ressourcenmodellierung ...................................... 10
Tabelle 3: Sprachen zur Ressourcenmodellierung ................................ 11
Tabelle 4: Felder aus dem Bereich Beschreibung ................................. 13
Tabelle 5: Felder aus dem Bereich Aktivitätszuordnung ........................ 15
Tabelle 6: Felder aus dem Bereich Energie-Monitoring ......................... 16
Tabelle 7: Felder aus dem Bereich Auslastung ..................................... 17
Tabelle 8: Beispiel ................................................................................. 19
2
1 Einleitung
Wesentliches Ziel des Projekts GreenIT Cockpit ist die Bestimmung des
geschäftsprozessbezogenen Energiebedarfs der Informations- und Kommuni-
kationssysteme (IKT) und ein geeignetes System von Key Performance Indika-
toren (KPIs) zur einfachen und übersichtlichen Darstellung des Gesamtener-
gieverbrauchs der IKT in einem Management Cockpit (MC) zu entwickeln. Da
viele Entscheider in Geschäftsprozessen denken, ist das ein guter Ansatz, um
ein Bewusstsein für die Energieeffizienz bei denjenigen Akteuren zu schaffen,
die maßgeblich auf die IKT-Infrastruktur und den damit verbundenen Energie-
bedarf Einfluss nehmen können. Weiterhin bieten Geschäftsprozesse die
Möglichkeit unternehmens- bzw. organisationsübergreifende Daten zu erheben.
In den meisten Unternehmen herrscht ein organisationsgeprägtes Denken vor,
so dass es schwierig erscheint über Organisationseinheiten hinaus Daten zu
erheben (Krallmann & Schönherr, 2007).
Daher sollen mit Hilfe der Projektpartner entsprechende Geschäftsprozesse
aus der Praxis erfasst und anhand dieser ein entsprechendes Framework
entwickelt und getestet werden, wie und in welchem Rahmen eine derartige
Zuordnung zu Geschäftsprozessen möglich ist. Anschließend sollen die Daten
geschäftsprozessorientiert in einem MC visualisiert werden, um Entscheidungs-
trägern in Unternehmen den Energieverbrauch der Geschäftsprozesse in
komprimierter Weise darzustellen.
Damit die in den Geschäftsprozessen anfallenden Energieverbräuche der IKT
verursachungsgemäß bestimmt werden können, müssen die in den Prozessen
verwendeten IKT-Ressourcen erfasst und deren Abhängigkeiten modelliert
werden. In diesem Band werden daher folgende Fragen beantwortet:
Welche Modellierungssprache bzw. -notation eignet sich besonders, um die
IKT-Ressourcen so zu modellieren, dass diese (Teil-)Prozessen zugeordnet
werden können und somit sinnvoll in ein GreenIT Cockpit integriert werden
können?
Welche IKT-Ressourcen sollten in diese Modellierung einbezogen werden
(Kosten-/Nutzenverhältnis)?
3
Zur Beantwortung dieser Fragestellungen ist dieser Band wie folgt aufgebaut:
Zunächst werden einige Grundlagen zu IKT-Ressourcen, Modellen und Model-
lierung beschrieben. Anschließend wird in Kapitel 3 die Vorgehensweise bei der
Auswahl der geeigneten Modellierungssprache beschrieben und die hierbei
zugrunde gelegten Entscheidungskriterien erläutert. In Kapitel 4 wird die
Umsetzung der gewählten Methode im Rahmen des Cockpit-Projekts beschrie-
ben. Kapitel 5 fasst die Ergebnisse zusammen und zieht ein Fazit.
4
2 Grundlagen
Im folgenden Abschnitt werden die theoretischen Grundlagen zu IKT-
Ressourcen und zur Modellierung beschrieben. Dazu findet eine Begriffsdefini-
tion und -abgrenzung von Ressourcen, Modellen, Modellierung und Modellie-
rungssprachen statt.
2.1. IKT-Ressourcen
Eine Ressource ist ein Mittel, um eine Handlung zu tätigen oder einen Vorgang
ablaufen zu lassen (Miller, 2011). IKT-Ressourcen im weiteren Sinne sind für
dieses Projekt Ressourcen, deren Zweck die Bereitstellung von Informations-
und Kommunikationsmöglichkeiten ist. IKT-Ressourcen im engeren Sinne sind
für dieses Projekt Ressourcen, die entweder als physische Hardware zur
Verfügung stehen oder diese virtuell abbilden. Zusätzlich sollen sie eine interne
Logik oder Rechen- bzw. Speicherkapazität besitzen und direkt elektrische
Energie verbrauchen (Morley, 2010). Betriebssystem, Anwendungssoftware
oder beispielsweise Kabel sind im Rahmen dieses Beitrags keine IKT-
Ressourcen. Zu modellierende IKT-Ressourcen hingegen sind:
Rechner-Hardware, wie zum Beispiel: Client-Computer oder Server
Peripherie, wie zum Beispiel: Drucker, Scanner, Telefone oder Bildschirme
Virtuelle Maschinen
Dabei ist es nicht trivial eine gewisse Trennschärfe zu gewährleisten. Eine
Tastatur beispielsweise stellt ein Peripherieelement dar. Sie wird allerdings
eher ihrem Rechner zugeordnet als einzeln betrachtet. Ein kleiner Desktop-
Drucker kann ebenfalls seinem Client-PC zugeordnet werden, während ein
über das Internet Protokoll (IP) angebundener Multifunktionsdrucker eine
eigene IKT-Ressource darstellt.
2.2. Modell, Modellierung und Modellierungssprache
5
„Ein Modell ist ein System, das als Repräsentant eines komplizierten Originals
aufgrund mit diesem gemeinsamer, für eine bestimmte Aufgabe wesentlicher
Eigenschaften von einem dritten System benutzt, ausgewählt oder geschaffen
wird, um letzterem die Erfassung oder Beherrschung des Originals zu ermögli-
chen oder zu erleichtern, beziehungsweise um es zu ersetzen.“ (Wüsteneck,
1963).
Die Definition nach Wüsteneck verdeutlicht, dass ein Modell versucht, die
komplexe Realität zu veranschaulichen. Die Realität wird vereinfacht und
verallgemeinert dargestellt, um sie besser verstehen zu können.
Der Begriff Modellierung baut auf dem Begriff Modell auf. Um diese beiden
Begriffe voneinander abzugrenzen, wird im Folgenden die Definition des
Begriffs Modellierung vorgenommen.
Die Modellierung bildet Realitätsausschnitte in einem Ergebnismodell ab.
Bezogen auf die Geschäftsprozessmodellierung werden Realitätsausschnitte
aus einem Geschäftsfeld in einem Geschäftsprozess abgebildet (Gadatsch,
2010). Dazu werden Modellierungssprachen verwendet. Dieser Begriff wird
nachfolgend definiert.
Eine Modellierungssprache ist eine einheitliche Sprache, um Modelle und
Anforderungen, aber auch Objekte der realen Welt zu beschreiben (Booch et
al., 2006).
6
3 Methodik
Im folgenden Kapitel wird die Vorgehensweise bei der IKT-
Ressourcenmodellierung im Verbundvorhaben detailliert beschrieben. Zunächst
wurde in Zusammenarbeit mit den Projektpartnern festgelegt, welche Kriterien
eine für das Cockpit-Projekt geeignete Modellierungsmethode für IKT-
Ressourcen erfüllen muss. Danach wurde mittels der Kosten-Nutzen-Analyse
evaluiert, welche Ressourcen modelliert werden und welche nicht gesondert
betrachtet werden sollen. Abschließend wurde eine Literatur- und Marktanalyse
durchgeführt. Dadurch wurde erhoben, welche Sprachen, Methoden und Tools
die aufgestellten Kriterien erfüllen, um so eine Make-or-Buy-Entscheidung zu
treffen.
3.1. Projektspezifische Kriterien an eine Modellierungs-
methode
Für die Bewertung verschiedener Methoden, Sprachen und Tools hinsichtlich
der Modellierung von IKT-Ressourcen wurden im Projekt eine Reihe von
Kriterien entwickelt, welche drei verschiedenen Dimensionen zuzuordnen sind
und jeweils positive Auswirkungen auf Kosten und/oder Nutzen haben. Zu-
nächst wurde die Dimension „Formal“ definiert. Sie beinhaltet Kriterien, die für
das Projekt unabdingbar sind, also von vornherein feststehende Muss-Kriterien.
Diese Dimension beinhaltet zwei Kriterien bzw. Unterpunkte. Zum einen muss
die Modellierung so geschehen, dass die IKT-Ressourcen einzelnen Prozes-
sen, Teilprozessen und Prozessschritten direkt zugeordnet werden können.
Dadurch wird sichergestellt, dass der Cockpit-Prototyp ein prozessorientiertes
Monitoring der IKT-Performance und der durch IKT verursachten Emissionen
leisten kann. Zusätzlich ist es wichtig, dass der Modellierungsstandard offen ist,
damit er gegebenenfalls für das Projekt angepasst und erweitert werden kann.
Weitere Kriterien fallen in die Dimension „Toolunterstützung“. Hier werden
Anforderungen an das Modellierungstool definiert. Diese stellen jeweils Soll-
Kriterien dar, die aber bei der Entscheidung eine gewichtige Rolle spielten.
Wichtig war hierbei das Kriterium, welches zeigt, ob das Tool bereits im Unter-
7
nehmen eingesetzt wird. Dadurch ergäben sich auf der Kostenseite wesentliche
Vorteile. Es würden keine weiteren Kosten für Installation, Schulung und
Wartung anfallen. Weitere Lizenzkosten würden nur bei nutzungsabhängigen
Lizenzen anfallen. Weiterhin könnte ein in der Organisation bekanntes Tool
direkt von den Mitarbeitern bedient werden. Bei einer Weiterentwicklung des
Cockpits zu einem fertigen Softwareprodukt wäre ein Unternehmen in der Lage
die Daten ohne Beratungsaufwand selbst zu erheben. Weiterhin war ge-
wünscht, dass das Tool Dateien in offenen Standards erstellen sowie im- und
exportieren kann. Dadurch wird die Einbindung in den Cockpit-Prototypen
erleichtert, allgemein die Interoperabilität mit anderen Anwendungen erhöht und
damit Lock-In-Effekte vermieden.
Die dritte Zieldimension enthält Kriterien über den Umgang von beteiligten
Personen mit der Modellierungsmethode für IKT-Ressourcen. Im Wesentlichen
sind hierbei die beteiligten Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter der Unternehmen
gemeint, die bei der Einführung des GreenIT Cockpits und der damit verbunde-
nen Erhebung der IKT-Ressourcen beteiligt sind. Für diese Personen wäre es
von Vorteil, wenn die gewählte Sprache/Methode leicht verständlich oder
bereits durch andere Aufgabenbereiche bekannt ist. Dadurch würden zum
einen die Schulungskosten gesenkt werden, andererseits wären die Mitarbeiter
dadurch in der Lage die Daten selbst zu erheben und dem Cockpit zur Verfü-
gung zu stellen.
8
Tabelle 1: Kriterien für Ressourcenmodellierung
Dimension Kriterium Kosten Nutzen
Formal
Ressourcen lassen sich
Prozessschritten
zuordnen Sicherstellen der
prozessorientierten
Sichtweise
offener, erweiterbarer
Standard
es lassen sich beliebige
Eigenschaften bzw.
Variablen zu den IKT-
Ressourcen modellieren
Toolunterstützung
Tool wird bereits
eingesetzt
Keine Installationskos-
ten
Keine Schulungskosten
für das Tool
keine zusätzlichen
Lizenzkosten
Daten können direkt von
den Mitarbeitern
eingegeben werden
Tool kann Dateien nach
offenem Standard
erstellen und exportieren
Interoperabilität mit
anderen Anwendungen
einfache Einbindung in
den Cockpit-Prototypen
beteiligte
Personen
Modellierungsmethode
/-sprache bereits bekannt
Keine oder weniger
Schulungskosten
Daten können direkt von
den Mitarbeitern
eingegeben werden
Sprache ist leicht
verständlich Keine oder weniger
Schulungskosten
3.2. Modellierte IKT-Ressourcen
Wie bereits in 2.1 erwähnt stellte sich im Vorfeld der Modellierung die Frage,
welche IKT-Ressourcen in die Modellierung einbezogen, welche größeren
Entitäten zugeordnet bzw. zugerechnet und welche nicht weiter beachtet
werden.
Dabei wurden zunächst Kriterien formuliert, mit deren Hilfe einzelne Ressour-
cen ein- oder ausgeschlossen werden sollten, wie zum Beispiel „hat einen
Netzstecker“ oder „besitzt eine IP oder MAC-Adresse“. Diese Vorgehensweise
erwies sich allerdings nicht als zielführend. So besitzen beispielsweise Virtuelle
Maschinen keinen Netzstecker, während Bildschirme nicht an ein Netzwerk
9
angebunden werden können. Beide Typen sollten allerdings Teil der Modellie-
rung sein, da sie ohne Frage in Geschäftsprozessen eine Rolle spielen und
Energie verbrauchen. Schließlich wurde es vorgezogen, die zu modellierenden
Ressourcentypen einzeln danach zu bewerten, ob der Aufwand, der sich bei
einer Messung ergibt im Verhältnis zu den erwarteten Energieverbräuchen
steht. Im Ergebnis wurden drei Gruppen gebildet:
Gruppe 1 sind die Ressourcen, die direkt gemessen werden können und als
Entitäten in die Modellierung mit aufgenommen werden. Das sind in erster
Linie:
Desktop-PCs
Notebooks
Physische Server
Virtuelle Maschinen
Multifunktionsdrucker (sofern sie nicht nur einem Arbeitsplatz fest zugewie-
sen sind)
In Gruppe 2 befinden sich Ressourcen, die als Peripherie betrachtet werden.
Sie werden nicht einzeln modelliert und nicht durchgemessen. Ihre Energiever-
bräuche fließen in die Messung der Geräte ein, von denen aus sie genutzt
werden. Dazu gehören:
Bildschirme
Drucker (Einzelarbeitsplatz)
Kleinperipherie (Maus, Tastatur, Headset, etc.)
In Gruppe 3 finden sich schließlich die Ressourcen, die keiner größeren Entität
direkt zugerechnet werden können und deren Energieverbräuche nicht den
Aufwand einer direkten Messung rechtfertigen. Sie werden entweder pauschal
geschätzt und auf die gemessenen Geräte aufgeschlagen oder ganz aus der
Berechnung genommen:
Switches / Hubs
10
Router
WiFi Access Points
3.3. Literatur- und Marktanalyse
Mit den in 3.1 entwickelten Kriterien wurde eine systematische Literaturanalyse
verbunden mit einer anschließenden Marktanalyse durchgeführt, um geeignete
Kombinationen für eine Sprache und ein Tool zur Ressourcenmodellierung zu
identifizieren. Das Ergebnis ist in Tabelle 2 und Tabelle 3 zusammengefasst.
Tabelle 2: Tools zur Ressourcenmodellierung
Tool Standard zur Abbildung von Ressour-
cen Weiterer Umfang
MEMO Center NG MEMO ResML Beinhaltet standardisierte Sprachen
wie ERM, UML, sowie eigene
Diagrammtypen
MEMO OML
MEMO OrgML
MEMO SML
ARIS Toolset EPK,
Funktionszuordnungsdiagramm
Archimate (ARIS Archimate Modeler)
Umfassendes GPM-Tool
(BPMN,…)
ARIS Express EPK
IT-Infrastrukturmodell
Organigramm, BPMN, ERM
CASEwise Archimate BPMN, UML, etc. als Extension
erhältlich
SOM Modelling
Environment Ressourcenmodell Unternehmensplanmodell,
Geschäftsprozessmodell
ADONIS Arbeitsumgebungsmodell Umfassendes GPM-Tool (UML,
BPMN,…)
Innovator for Business
Analysts
Geschäftsressourcendiagramm Umfassendes GPM-Tool
(BPMN,…)
11
Tabelle 3: Sprachen zur Ressourcenmodellierung
Konzept Sprache / Modell Proprietär/offen Ressourcenelemente
MEMO (Multi-
perspective
enterprise
method)
MEMO-RESML (Resource
Modelling Language) Offener Standard Zusammengesetzte Ressource
Humanressource
Maschine
Transportressource
Arbeitsplatzrechner
Server
Kommunikationsgerät
Physisches Medium
Information
Software
Patent
Nutzungsrecht
ArchiMate
Framework Technical Infrastructure Layer Offener Standard Artifact
Communication Path
Device
System Software
Infrastructure Interface
Network….
EPK EPK (eEPK) Proprietär Organisationsobjekt
Informationsobjekt
Informationssystem…
ARIS Funktionszuordnungsdiagramm
(ergänzt EPK)
Proprietär Organisationseinheit
Rolle
Gruppe
Stelle
Anwendungssystem
Hardware-Komponente
Informationsobjekt
IT-Infrastrukturmodell (Aris
Express) Proprietär Netzwerk
Netzwerkkomponente
Hardware
IT-System
SOM
(Semantische
Objekt
Modellierung)
Ressourcenmodell Proprietär Klasse
Attribut
Methoden
ADONIS Arbeitsumgebungsmodell Proprietär Organisationseinheit
Bearbeiter
Rolle
Techn. Ressource
Verschiedene Beziehungstypen
Innovator for
Business
Analysts
Geschäftsressourcendiagramm Proprietär Organisationseinheit
Gruppe
Geschäftsressource (Personen,
Technische Einheit,
Anwendungssystem)
12
4 Ergebnisse
Die in der Marktübersicht genannten Lösungen wurden mit den vorgestellten
Kriterien bewertet. Dabei stellte sich heraus, dass keine der evaluierten Kandi-
daten vom Funktionsumfang so weit überzeugt, dass sich deren Anschaffung in
die damit verbundene notwendige Schulung rechtfertigen lassen würde. Es
wurde deswegen beschlossen eine eigene Lösung zu entwickeln. Diese konnte
so exakt die gewünschten Funktionen erfüllen.
4.1. Übersicht
Da eine grafische Repräsentation der IKT-Ressourcen für das Projekt nicht
notwendig war, wurde schließlich eine schriftliche Modellierung mit Hilfe eines
Tabellenkalkulationsprogramms eingerichtet. Solche Programme sind in der
Regel in Unternehmen vorhanden, es stehen weiterhin frei verfügbare Alterna-
tiven zur Verfügung. Außerdem sind sie den Mitarbeitern in den Fachabteilun-
gen in der Regel ausreichend bekannt, um ein gewisses Grundverständnis über
den Aufbau einer solchen Repräsentation zu gewährleisten.
Grundsätzlich wurde jede IKT-Ressource in eine eigene Zeile eingetragen und
dann mit weiteren Informationen in den Spalten verknüpft. Insgesamt können
bis zu 39 verschiedene Informationen pro IKT-Ressource gespeichert werden.
Die Daten können anschließend mittels des frei verfügbaren Standards „Com-
ma seperated value“ (CSV) gespeichert und vom Cockpit-Prototypen ausgele-
sen werden. In einer späteren Version der Software, können die Daten auch
direkt in das GreenIT Cockpit eingetragen werden, was dafür eine eigene
Lösung anbieten wird. Durch die Kombination einer eigenen Eingabemaske
und einer auf CSV basierenden Schnittstelle ist gewährleistet, dass die Daten-
eingabe aus einem breiten Spektrum von Quellen geschehen kann.
Die zu jeder IKT-Ressource einzutragenden Daten wurden in vier Gruppen
eingeteilt, „Beschreibung“, „Aktivitätszuordnung“, „Energie-Monitoring“ und
„Auslastung“. Diese vier Gruppen werden in den folgenden Abschnitten einzeln
vorgestellt.
13
4.1.1. Informationsgruppe Beschreibung
Die erste Informationsgruppe enthält deskriptive Informationen über die IKT-
Ressource. Dazu gehört unter anderem ein eindeutiger Identifier (Primär-
schlüssel), Beschreibung zum Typ und Hersteller, sowie Informationen wo
diese Ressource verortet ist (Standort, Gebäude, Raum, etc.). Der Primär-
schlüssel kann dabei auf beliebigen vorhandenen Daten beruhen (z.B. MAC-
Adresse) oder als Pseudonym ausgedacht sein (z.B. „Server 1“). Einen detail-
lierten Überblick aller Felder gibt Tabelle 4.
Tabelle 4: Felder aus dem Bereich Beschreibung
Feld notwendig Typ mögliche
Werte Beschreibung
endpointidentifier x string Eindeutiger Endpointbezeichner, z.B.
MAC-Adresse oder ein Pseudonym
endpointidentifiert
ype_type x string mac;fqdn;uuid;
pseudonym Typ des eindeutigen
Endpointbezeichners
reference x boolean 0;1 Dieses Feld besteht für den Fall, dass
eine bestimmte IKT-Ressource (z.b.
ein Server) in mehreren Aktivitäten
oder Teilprozessen genutzt wird. In
diesem Fall wird eine neue Spalte
eingefügt, die den gleichen
entpointidentifier hat. Um zu
vermeiden, dass alle Daten dieser
Einheit redundant eingegeben,
gespeichert und verarbeitet werden
müssen, werden die anderen Felder
leer gelassen. Der Wert für
"reference" wird auf 1 gesetzt.
Dadurch wird ausgedrückt, dass es
sich um einen wiederholten Eintrag
handelt, der seine Eigenschaften vom
übergeordneten Eintrag erbt.
domain_controller string Bezeichnung des Domaincontrollers
(DCs) bspw. die IP Adresse des DCs
subnet_name string IP Adresse bzw. IP Adressenbereich
des Subnetzes
subnet_mask string Subnetzmaske
subnet_gateway string IP Adresse des Gateways von dem
zuvor angegebenen Subnetz
endpointtype_type x string server; laptop;
printer; virtual
machine
Typ des Endpoints, hier findet die
Unterscheidung statt, ob es sich bspw.
um einen Server oder Client handelt
14
vm_group string Wenn der endpoint_type eine
Virtuelle Maschine ist ("vm"), kann
zusätzlich in diesem Feld angegeben
werden, auf welchem Host oder
alternativ auf welcher Gruppe von
Hosts sich diese vm befindet bzw.
sich befinden kann. Die Angabe
erfolgt über einen (oder mehrere
durch Semikolon getrennte)
entpoint_identifier
endpointtype_os x string windows;
linux; mac;
solaris
Betriebssystem des Endpoints
endpointtype_
version string server
2008;enterprise
linux
Version des Betriebssystems, welches
auf dem Endpoint läuft
endpointtype_
manufacturer string microsoft; red
hat; debian Bezeichnung des Herstellers
endpointpool_
name x string Bezeichnung des Geschäftsprozesses
für den die IKT-Ressourcen benötigt
werden
location_name string Bezeichnung des Raums
location_floor int Etagennummer
location_room string Raumnummer
status_on boolean 0;1 Status des Endpoints
name string Name bzw. beliebige
Zusatzinformation
4.1.2. Informationsgruppe Aktivitätszuordnung
In der zweiten Informationsgruppe findet die Zuordnung zu den Geschäftspro-
zessen bzw. zu den einzelnen Aktivitäten statt. Diese Gruppe bildet den Kern
der Prozessorientierung bei der Modellierung. Die Zuordnung erfolgt über die
ID einer Aktivität, die aus den Prozessmodellen entnommen wird. Im einfachs-
ten Fall existiert eine 1:1 Zuordnung (eine Ressource wird in einer Aktivität
verwendet). Werden mehrere Ressourcen in einer Aktivität verwendet (N:1
Zuordnung), wird für jede Ressource eine eigene Zeile in der Modellierungsta-
belle angelegt und mit der gleichen Aktivitäts-ID verknüpft. Wird eine Res-
source in mehreren Aktivitäten verwendet (1:N-Zuordnung), so wird die gleiche
Ressource mehrmals in die Tabelle aufgenommen. Bei einer N:N-Zuordnung
werden beide Möglichkeiten kombiniert. Weiterhin wird hier erfasst, welche
anteilige Auslastung eine Aktivität bei einer IKT-Ressource verursacht. Dieser
Wert kann geschätzt und direkt in die Tabelle aufgenommen werden oder aber
15
im Idealfall in Echtzeit aus einer Schnittstelle ausgelesen werden. Wird der
Wert geschätzt, kann zusätzlich angegeben werden, ob die Auslastung nur zu
bestimmten Zeiten oder durchgängig anfällt. Zusätzlich wird in dieser Gruppe
erfasst, wie häufig die Prozesse während einer Zeiteinheit durchlaufen werden.
Dies kann auch auf Schätzungen basieren oder aus einer Schnittstelle ausge-
lesen werden (z.B. Anzahl der Bestellprozesse pro Monat aus einem SAP-
System). Ein detaillierter Überblick aller Felder ist in Tabelle 5 dargestellt.
Tabelle 5: Felder aus dem Bereich Aktivitätszuordnung
Feld notwendig Typ mögliche Werte Beschreibung
activity_id x int ID der Aktivität
activity_type x string sendTask
receiveTask
serviceTask
userTask
manualTask
scriptTask
Art der Aktivität
activity_usage x int [0;100] Dieser Wert gibt den Anteil an
der Gesamtauslastung der
IKT-Ressource an, die durch
die Aktivität aus "activity_id"
verursacht wird.
activity_period x boolean durchgehend,
intervall Beschreibt, ob die genannte
activity_usage durchgehend
oder nur in bestimmten
Zeiträumen anfällt.
interval_type
date
time_begin
time_end
Hier können die Intervalle
eingegeben werden, wenn
activity period auf intervall
gestellt wurde.
process_count_type
process_count_interface
process_count_value
process_count_unit
x boolean
string
int
string
Für aussagekräftige
Ergebnisse muss bekannt sein,
wie häufig ein
Geschäftsprozess stattfindet.
Dies kann entweder manuell
eingetragen oder aus einem
Interface (z.B.
Warenwirtschaftssystem für
die Häufigkeit von
Beschaffungsprozessen)
ausgelesen werden. Für die
Unterscheidung gibt es das
Feld process_count_type, der
auf manuell oder automatisch
gestellt werden kann. Im
manuellen Modus muss eine
Zahl in das Feld
16
process_count_value und eine
Einheit in das Feld
process_count_unit
eingetragen werden. Im
Automatikmodus muss das
Interface bei
process_count_interface
angegeben werden.
4.1.3. Informationsgruppe Energie-Monitoring
Die Gruppe zum Energie-Monitoring enthält Informationen darüber, wie die
Energieverbräuche der entsprechenden Ressource erfasst werden. Dazu wird
zunächst die auszulesende Schnittstelle angegeben, also das System, dass die
Verbrauchskennwerte liefert (z.B. EnergyWise). Zusätzlich wird abgefragt, in
welchen Intervallen die Kennzahlen abgefragt werden, in welcher Einheit sie
vorliegen (z.B. Watt) und welche Qualität die Messung hat (Echtzeitmessung
oder Bedarfsprofil). Ein detaillierter Überblick aller Felder ist in Tabelle 6
dargestellt.
Tabelle 6: Felder aus dem Bereich Energie-Monitoring
Feld notwendig Typ mögliche
Werte Beschreibung
interface x string bspw.
EnergyWise Schnittstelle über die Energiebedarfe
abgefragt werden
data_collection_interval x int bspw. 900 s =
15 min Zeitintervall [s] für die Erhebung der
Energiebedarfe
number_of_datapoints x int Anzahl der Messwerte pro Messung
bzw. Erhebung; 1 bedeutet
Einzelmessung, wohingegen >1
darstellt, dass es sich um eine Messreihe
handelt.
measurement_unit x string bspw. W, Wh
oder kWh Größenordnung und Einheit der
Messung
quality x string bspw.
manuelle
Ermittlung,
Bedarfsprofil,
on-board
Ermittlung
oder
Messung
Qualität der Messung
17
4.1.4. Informationsgruppe Auslastung
Die Gruppe zur Ressourcenauslastung enthält ähnlich wie der Bereich zum
Energie-Monitoring Informationen über welche Schnittstelle die Auslastung
einer Ressource erfasst wird. Ein detaillierter Überblick aller Felder ist in
Tabelle 7 dargestellt.
Tabelle 7: Felder aus dem Bereich Auslastung
Feld notwendig Typ mögliche
Werte Beschreibung
interface string Schnittstelle über die Auslastung
abgefragt wird. Sollten
verschiedene Auslastungswerte aus
verschiedenen Systemen erhoben
werden, können mehrere Werte
angegeben werden, durch
Semikolon getrennt. Selbiges gilt
das entsprechend für die folgenden
Spalten.
data_collection_interval int bspw. 900 s
= 15 min Zeitintervall [s] für die Erhebung
number_of_datapoints int Anzahl der Messwerte pro Messung
bzw. Erhebung; 1 bedeutet
Einzelmessung, wohingegen >1
darstellt, dass es sich um eine
Messreihe handelt.
measurement_type string CPU-load Welche Auslastung wird gemessen?
CPU-Auslastung,
Festplattenauslastung etc.
measurement_unit string percent In welcher Einheit wird gemessen?
4.2. Integriertes Beispiel
Die Arbeitsweise des Ressourcenmodells im Zusammenspiel mit der Prozess-
modellierung wird an dieser Stelle mit einem simplen Beispiel illustriert. Es wird
angenommen, dass in einem Bestellprozess eine Aktivität „Nachlieferung
registrieren und in Datenbank ablegen“ existiert. Die Aktivität wird täglich
zweimal ausgeführt und von einem Mitarbeiter an einem Client-PC bearbeitet.
Dieser Client-PC wird ausschließlich für diese Aufgabe genutzt, läuft aber den
gesamten Arbeitstag durch. Aus dem Prozessmodell (Erek, 2013) wird zu-
nächst die Aktivitäts-ID 23 ausgelesen (vgl. Abbildung 1).
18
Abbildung 1: Prozessmodell
Anschließend wird im Ressourcenmodell eine neue Zeile für den Client PC
angelegt. Als Primärschlüssel dient die MAC-Adresse „00:80:41:ae:fd:7e“ des
PCs. Als Betriebssystem kommt Windows 8 zum Einsatz und der Rechner steht
in Raum 204.
Bei der Aktivitätszuordnung wird die Aktivitäts-ID 23 zugewiesen. Diese Aktivi-
tät ist gemäß Prozessmodell eine „User Task“. Die Aktivität ist für 100% der
Auslastung des Geräts verantwortlich, da der PC nur hierfür verwendet wird.
Der Energieverbrauch wird über ein zwischengeschaltetes Strommessgerät
ausgelesen, das die Daten drahtlos an das Cockpit liefert. Das Gerät liefert alle
fünf Sekunden das Verbrauchsmittel der letzten fünf Sekunden in Watt.
Die Auslastung des Rechners wird über das Betriebssystem gemessen, wobei
hier die CPU-Auslastung am interessantesten ist, welche jede Sekunde in
Prozent übermittelt wird. Die für diese IKT-Ressource festzuhaltenden Daten
sind in Tabelle 8 dargestellt.
19
Tabelle 8: Beispiel
Feld Wert
Beschreibung
endpointidentifier 00:80:41:ae:fd:7e
endpointidentifiertype_type MAC
reference 0
endpoint_type client
endpointtype_os windows
endpointpool_name beschaffung
location_room 204
Aktivitätszuordnung
activity_id 23
activity_type user_task
activity_usage 100
activity_period durchgehend
process_count_type manuell
process_count_value 3
process_count_unit tage
Energie-Monitoring
interface messgeraet_402
data_collection_interval 5
measurement_unit w
Auslastung
interface os
data_collection_interval 1
measurement_type cpu_load
measurement_unit percent
Mit den gewonnenen Daten könnte die Cockpit-Software feststellen und
geeignet anzeigen, dass der Rechner wenig ausgelastet ist und nur durch eine
Aktivität beansprucht, welche selten anfällt und wenig Last verursacht. Die
Konsequenz könnte sein, den Prozess zu ändern, so dass dieser Schritt
beispielsweise automatisiert geschieht oder die Aktivität auf einer anderen IKT-
Ressource durchführen zu lassen, um eine höhere allgemeine Auslastung der
verfügbaren Ressourcen zu gewährleisten.
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5 Zusammenfassung
Für die Modellierung der IKT-Ressourcen der Projektpartner im Rahmen des
GreenIT Cockpit-Projektes wird eine selbst erarbeitete Modellierungsmethode
genutzt, da diese die für das Projekt spezifischen Kriterien am besten erfüllen
kann. Die Methode ist sehr zweckorientiert und kann mit geringem Vorwissen
verstanden oder selbst ausgeführt werden. Grundlage ist die Erfassung der
IKT-Ressourcen und die Verknüpfung mit den Geschäftsprozessen in einer
Tabellenkalkulation, angereichert mit Abhängigkeiten und weiteren wichtigen
Informationen. Eine grafische Modellierung findet nicht statt. Die Projektpartner
steuern die Daten ihrer IKT-Ressourcen der Erfassung bei.
21
Literaturverzeichnis
Booch, G., Jacobson, I., Rumbaugh, J., 2006, Das UML Benutzerhandbuch,
Aktuell zur Version 2.0, Addison-Wesley Verlag, München.
Erek, K., Opitz, N., Pröhl, T., 2013, Geschäftsprozessmodellierung - Krite-
rien und Methoden der Prozessmodellierung für ein Management-Cockpit,
in: Projektberichte IKM, Band 6, Universitätsverlag der TU Berlin, Berlin.
Gadatsch, A., 2010, Grundkurs Geschäftsprozessmanagement, 6.Auflage,
Vieweg+Teubner, Wiesbaden.
Krallmann, H., Schönherr, M., Trier, M., 2007, Systemanalyse im Unter-
nehmen – Prozess-orientierte Methoden der Wirtschaftsinformatik, Olden-
bourg Wissenschaftsverlag.
Miller, G.T., Spoolman, S., 2011, Living in the Environment: Principles,
Connections, and Solutions, 17th ed. Brooks-Cole, Belmont, USA.
Morley, D., 2010, Understanding Computers: Today and Tomorrow, 13th
ed. Course Technology, Stamford, USA.
Wüsteneck, K. D., 1963, Zur philosophischen Verallgemeinerung und Be-
stimmung des Modellbegriffs. In: Deutsche Zeitschrift für Philosophie 1963,
1504 ff.
Band 07
Herausgeber: Rüdiger Zarnekow
Technische Universität Berlin
Projektberichte IKM
ISBN 978-3-7983-2580-7 (online)
ISSN 2196-3606 (online)
Nicky Opitz, Thorsten Pröhl, Koray Erek
IKT-Ressourcenmodellierung
Kriterien und Umsetzung der
Ressourcenmodellierung für ein
Management-Cockpit
IKT-Ressourcenmodellierung Kriterien und Umsetzung der Ressourcenmodellierung für ein Management-Cockpit
Band 07
Wesentliches Ziel des Projekts GreenIT Cockpit ist die Bestimmung des ge-
schäftsprozessbezogenen Energiebedarfs der Informations- und Kommunikations-
systeme. Zudem wird ein geeignetes System von KPIs zur einfachen und über-
sichtlichen Darstellung des Gesamtenergieverbrauchs der IKT in einem Manage-
ment Cockpit entwickelt. Da viele Entscheider in Geschäftsprozessen denken, ist
dies ein guter Ansatz, um ein Bewusstsein für Energieeffizienz bei denjenigen zu
schaffen, die maßgeblich auf die IKT-Infrastruktur und somit ihren Energiebedarf
Einfluss nehmen können.
Damit die in den Geschäftsprozessen anfallenden Energieverbräuche der IKT ver-
ursachungsgemäß bestimmt werden können, müssen die in den Prozessen ver-
wendeten IKT-Ressourcen erfasst und deren Abhängigkeiten modelliert werden.
In diesem Band wird die dafür notwendige Modellierungsmethode entwickelt und
erläutert.