Kapitel 6: Adaptive IT – zukunftsorientierte Software-Architektur

Vorlesung: 

IT für Intralogistiksysteme 2013 

Kapitel 6: 

Adaptive IT - zukunftsorientierte Software-Architektur 

Prof. Dr.-Ing. Frank Thomas 

Dr. Thomas + Partner GmbH & Co. KG, Karlsruhe 

Karlsruhe, den 03.07.2013 

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DR. THOMAS + PARTNER GmbH & Co. KG | Am Sandfeld 9 | D-76149 Karlsruhe | Tel.: +49 (0)721 7834 0 | Fax: +49 (0)721 7834 119 | infoka@tup.com | www.tup.com

Adaptive IT - 

Abbildung von Geschäftsprozessen 

durch adaptive IT-Prozessbausteine 

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Adaptive IT 

Die adaptive IT steht für die Lösungsphilosophie - statt eines 

großen Programms - viele kleine Programm-Module 

(IT-Prozessbausteine) zu erstellen. 

Die Module werden ähnlich wie Bausteine zusammengesetzt 

und auf eine Plattform aufgesetzt. 

Diese Plattform (Middleware) bezeichnet eine 

anwendungsunabhängige Technologie, die zwischen 

fachlicher Anwendungssoftware (IT-Prozessbausteinen) und 

Betriebssystem / Datenbank / Hardware vermittelt. 

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Zielführend ist daher die Überlegung neue 

Anwendungen einer Wiederverwendbarkeit 

zugänglich zu machen. 

Wiederverwendbarkeit heißt dabei, wenn erstellte Komponenten 

bei Bedarf beliebig oft wiederverwendet werden können, 

d.h. die Elemente von Softwaresystemen sind nach dem 

gleichen Muster gebaut. 

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Wo liegen die größten Potentiale in Geschäftsprozessen 

Aus logistischer Sicht sind die grundlegenden Geschäftsprozesse bei jeder 

Intralogistiklösung gleichartig oder zumindest ähnlich. 

Aber es werden unterschiedliche, logistische Anforderungen an die 

Geschäftsprozesse gestellt: 

Datenfluss 

WE 

WE 

Nachschub 

Kommissionierung 

WA / 

Versand 

MFCS MFCS MFCS MFCS 

Prozessfluss 

Wird die Prozesskette mit wieder verwendbaren 

Bausteinen adaptiert, dann werden Potentiale sichtbar. 

... siehe auch Kapitel 5 

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Adaptive IT - 

Vorteil durch eine zukunftsorientierte Software-Architektur 

Der implizierte Nutzen von konfigurierbarer IT mit 

wiederverwendbaren, ausgetesteten und adaptiven 

Prozessbausteinen hilft weiter und führt zu ... 

➡ geringeren Projektkosten 

➡ verkürzten Projektlaufzeiten 

➡ einer Steigerung der Lösungsqualität 

➡ einer erleichterten Anpassung bei späteren Erweiterungen 

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Adaptive IT ist eine Kombination aus Konzepten, 

Technologien und Nutzung von entsprechenden Werkzeugen 

moderner Softwareentwicklung. 

Mit guten Frameworks gelingt es häufig, einen hohen 

Wiederverwendungsgrad 80-90 % zu erzielen. 

Frameworks sind in Software gegossene Konzepte und 

Lösungen. Diese Konzepte helfen dem Entwickler beim 

Modellieren der Anwendungsdomäne. 

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Adaptive IT durch geeignete Software-Architektur 

• Wiederverwendung von IT-Prozessbausteinen 

• Anpassung der „nicht“-gleichartigen Geschäftsprozessen 

WMS (Lauffähiges Kundensystem) 

TWS-Standart 80-90% 

Projekt- 

Spezifika 

10-20% 

wiederverwendbare Komponenten 

anzupassende Prozesse 

Frage nach der richtigen Software-Architektur 

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Software-Architektur 

Die Software-Architektur ist die grundlegende 

Organisation eines Systems und wird verkörpert durch: 

➡ ihre Komponenten 

➡ deren Beziehungen untereinander und zur Umgebung 

➡ die Architektur-Prinzipien, die den Entwurf und die 

Entwicklung leiten. 

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Software-Architektur 

Eine einmal eingerichtete Softwarearchitektur ist später nur 

mit hohen Aufwand änderbar. 

Die Entscheidung über ihr Design ist somit eine der 

kritischsten und wichtigsten Punkte im Entwicklungsprozess 

einer Software. 

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Software-Technik 

In der Softwaretechnik sind unter anderem zwei Entwicklungen 

festzustellen: 

Komplexität der Software: 

Der Trend geht dahin, daß Software immer komplexer wird. 

Daraus fogt eine zunehmende Bedeutung der Softwarearchitektur. 

Eine „gute“ Softwarearchitektur schafft Transparenz. 

Software muss sich an ständige Veränderungen anpassen: 

Neue Marktanforderungen oder Kundenwünsche müssen während oder 

nach der Entwicklungsphase ohne großen Aufwand umsetzbar sein 

(Entwicklungsprozess mit objektorientierten Werkzeugen). 

Es kann sonst ein „Big Ball of Mud“ entstehen, eine gewucherte 

Software. Eine „gute“ Software wirkt dem entgegen. 

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Qualität der Software-Architektur 

Als Maß für die Qualität der Software-Architektur gelten: 

Mittelbares Maß: 

Performance, Sicherheit, Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit, 

Robustheit, Funktionsumfang, Benutzbarkeit. 

Unmittelbares Maß: 

Flexibilität, Testbarkeit, Integrierbarkeit, Wartbarkeit, Änderbarkeit, 

Portierbarkeit, Skalierbarkeit, Wiederverwendbarkeit. 

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Industrielle Softwaretechnik 

Entwicklungsprozess mit objektorientierten Werkzeugen: 

Neu dabei ist: 

Man verlässt das Wasserfallprinzip 

Im iterativen Prozess nimmt man in jeder Phase 

Unvollständigkeiten bewusst in Kauf 

Die Rückkehr zu jeder Phase wird durch Werkzeuge (case tools) 

unterstützt, die eine permanente Konsistenzprüfung des 

Gesamtsystems zulassen 

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Entwicklungsschritte eines Softwaresystems - 

Phasen der Software-Entwicklung (II) 

Implementierungsphase 

Konstruktionsphase 

Inbetriebnahmephase 

Modellierung 

Systemverhalten 

Modellierung 

Fachkonzept 

Architektur und 

Implementierungsentwurf 

Einsatz und Wartung* 

*hier fließen Erkenntnisse aus der 

Praxis zurück in die Entwicklung 

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Abstraktionsprinzip 

Im Bereich Softwarearchitektur gibt es einige spezielle 

Teilprinzipien der Abstraktion, die sich auf die 

Schnittstellenabstraktion beziehen: 

• Explizite Schnittstellen: 

Jeder Baustein gibt explizit bekannt, welche Schnittstelle 

er an den Klienten herausgibt 

• Trennung von Schnittstelle und Implementierung: 

Damit sich ein Klient auf die Schnittstelle verlassen kann, 

soll die Schnittstelle separat von der Implementierung 

beschrieben werden. 

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Objektorientierung 

Ein wichtiger Aspekt der Objektorientierung ist die Klassifizierung. 

Ein Objekt wird als Klasse dargestellt. 

Dabei definiert die Klasse ein Muster zur Beschreibung von 

Objekten mit gleichen oder ähnlichen Eigenschaften. 

Als Hilfsmittel zur Beschreibung von Klassen wird die formale 

Sprache UML (Unified Modeling Language) verwendet. 

Die Klasse, z.B. LTG, wird mit einem Klassennamen LTG Attribute 

(Transportverwaltung, Platzverwaltung, Bestandsverwaltung) 

beschreiben die möglichen Zustände einer Klasse. 

Operationen (Transport Gut, Lager Gut, Stock) beschreiben das 

Verhalten einer Klasse. 

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Klasse LTG (LagerTransportGut) 

Komponente Verwaltung 

Transportverwaltung 

Platzverwaltung 

Bestandsverwaltung 

Abstrakte Klassen 

TransportGut 

LagerGut 

Stock 

TWS Plattform 

Konkrete Klassen 

LTG vereint drei Aspekte: 

- Transport 

- Lagerung 

- Nutzung 

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Muster 

Abstraktionsgrad 

Zweck: Hilfsmittel für die Softwareentwicklung 

„Ein Muster beschreibt ein beständig wiederkehrendes Problem und 

erläutert den Kern der Lösung für dieses Problem, so dass diese Lösung 

beliebig oft angewendet werden kann.“ [Gamma] 

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Verbindung von Transportverwaltung und Platzverwaltung 

über die Klasse LTG 

Interface 

TransportGut 

Interface 

LagerGut 

Brücke zur 

abstrakten Klasse 

TWS-Plattform 

LTG 

Bestandseinheit 

Brücke zur 

abstrakten Klasse 

Klassendiagramm: 

Anwendung des Brückenmusters in 

der Bestandsverwaltung 

Brücke zur abstrakten Klasse 

Interface 

Stock 


Softwareentwicklung nach industriellen Maßstäben, 

erhöht die Planungsintelligenz bei Intralogistiksystemen 

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Frameworks 

Framework bedeutet wörtlich übersetzt Gerüst, Rahmen oder 

Skelett. In der Regel wird durch das Framework – im 

Gegensatz zu einer reinen Klassenbibliothek – eine 

Softwarearchitektur für eine Anwendung vorgegeben. 

Ein Objektorientiertes Framework legt die Struktur 

wesentlicher Klassen und Objekte sowie ein Modell des 

Kontrollflusses in der Anwendung fest (Hollywood Prinzip). 

In diesem Sinne werden Frameworks mit dem Ziel einer 

Wiederverwendung entwickelt und genutzt. 

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Frameworks 

Um komplexe objektorientierte adaptive Architekturen zu 

beherrschen, gibt es den zentralen Ansatz des objektorientierten 

Frameworks (Rahmenwerk). 

Ein Framework im allgemeinen Sinne ist ein wiederverwendbares 

System, welches in fertige und halbfertige Subsysteme untergliedert 

ist. Es legt dabei die Struktur dieser Systeme und Subsysteme fest. 

• Wiederverwendung von Design 

• Zur Entwicklung von ähnlichen Anwendungen 

+ 

Komponenten 

Framework 

Applikation 

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Frameworks 

TWS-Plattform (Framework) 

Komponenten 

Hollywood-Prinzip (don´t call us, we´ll call you!) 

WE 

Nachschub 

Komm. WA TV PV BV AV 

MFCS 

Anwendungsspezifische Teile 

Vorgefertigte Teile 

• Ablaufsteuerung im wesentlichen vordefiniert 

• Kontrollfluss durch Framework („Hollywood-Prinzip“) 

• Verbund zusammenhängender Klassen 

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Das TWS und das Hollywood-Prinzip 

Die Funktion der 

Auftragseinlastung ist im 

TWS vorhanden 

Nicht zwingend können 

alle Mandentenvorgaben 

befriedigt 

werden. 

Erweiterung der 

TWS-Auftragsdaten 

um die mandantenspezifischen 

Daten 

Es erfolgt eine Anfrage 

vom TWS an den 

Mandanten („Hollywood- 

Prinzip“) 

Der Mandant als 

„externer 

Dienstleister“ 

Das TWS erfüllt zu 90% die Geschäftsprozesse, unabhängig vom jeweiligen 

Mandanten. Der Mandant liefert auf Anfrage die mandatenspezifischen Daten. 

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Frameworks - Vorteile 

Vorteile: 

• Höhere Softwarequalität durch besser durchdachtes Design 

• Der Code wird zuverlässiger und robuster (Mehrfachverwendung) 

• Der Code wird konsistenter, modularer und standardisierter 

• Weniger Code zu implementieren 

• Weniger Wartung, falls Framework ausgereift und stabil 

• Langfristige Einsparungen durch Wiederverwendung möglich 

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Plugins 

Plugins sind einzelne Klassen oder Netzwerke von Klassen, 

die spezielle Lösungsvarianten für eine konkrete Plattform und/oder 

Komponenten implementieren. 

Sie müssen nicht mehr den Ansprüchen an Flexibilität genügen, 

wie es bei Komponenten oder der TWS-Platform der Fall ist. 

Es gibt 3 Typen von Plugins: 

• projektspezifische Plugins 

• projektübergreifende Nicht-Standard-Plugins 

• projektübergreifende Standard-Plugins 

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Trennung nach Aspekten und Typisierung von Software 

In einem ersten Schritt wird die Software getrennt nach 

dem Aspekt: 

• Technikbestimmter Software und 

• Anwendungsbestimmter Software 

Lauffähiges Kundensystem 

Anwendungsdomäne Intralogistik 

Middleware 

Die Anwendungsdomäne bewältigt alle Problemfälle 

der Intralogistik. 

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Middleware 

Die Middleware (Zwischenanwendung) 

bezeichnet eine anwendungsunabhängige 

Technologie, die in 

fachlicher Anwendungs- software und 

Betriebssystem / Datenbank / Hardware 

vermittelt. 

Sie bietet notwendige und hilfreiche 

Dienste für die Implementierung und 

Laufzeit von Anwendungssoftware. 

Sie ist aber nicht dem Bereich der 

Anwendungssoftware zuzuordnen. 

Middleware 

Laufzeitumgebung 

Persistence 

Fremdgewerkskommunikation 

Interprozesskommunikation 

Eventhandling 

Dialoganbindung 

Fehler- und Ausnahmebehandlung 

MDA-Werkzeuge 

Das Modul Persistence hat die Aufgabe, 

die Verbindung zwischen Anwendung 

und relationaler Datenbank herzustellen. 

Utilities 

Logging / Tracing, XML Handling 

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Typisierung der WMS-Software / TWS ® 


Anwendungsdomäne 

Projektspezifika 

Komponente 

Middleware 

Plugin 

Die Anwendungsdomäne bewältigt alle Aufgaben der 

Problemfelder innerhalb der Intralogistik. 

Sie strukturiert sich nach dem Grad der Wiederverwndbarkeit, 

Komponenten, TWS Plattform, Plugins und Profektspezifika. 

TWS - Platform 

Datenbank 

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Typisierung der WMS-Software / TWS ® 


Anwendungsdomäne 

Projektspezifika 

Plugin 

Plugin 

(projektspezifisch) 

Plugin 

(projektübergreifend) 

Plugin (Standard) 

(projektübergreifend) 

Komponente 

Wareneingang 

Nachschub 

Kommissionierung 

Warenausgang 

MFCS 

Transportverwaltung 

Platzverwaltung 


Auftragsverwaltung 

Geräteverwaltung 

Middleware 

Laufzeitumgebung 

Persistence 

Fremdgewerkskommunikation 

Interprozesskommunikation 

Eventhandling 

Dialoganbindung 

Fehler- und Ausnahmebehandlung 

MDA-Werkzeuge 

Utilities 

Logging / Tracing, XML Handling 

TWS - Platform 

Bedeutung A 

Datenbank 

B: A verwendet B 

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SAIL und Adaptive IT 

• Beide Konzepte, SAIL und Adaptive IT, haben den Einsatz 

moderner Softwaretechnik, Objektorientierte Programmierung (OOP) 

wie Funktionskapselung, Modularisierung und den Aspekt der 

Wiederverwendbarkeit gemeinsam. 

• Vorteile beider Konzepte sind unter anderem: 

• eine große Transparenz 

• eine höherer Planungssicherheit 

• eine Kostenreduzierung in der Angebotsphase 

• eine Risikominimierung bei der Phase der Inbetriebnahme 

... siehe auch Kapitel 3 

30

Kapitel 6: Adaptive IT – zukunftsorientierte Software-Architektur

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