Scenario-based Architectural Decision Support within Enterprise Architectures

203 Pages·2009·3.97 MB·English

DIPLOMA THESIS

Scenario-based Architectural Decision
Support within Enterprise Architectures

- Concept and Implementation of a Prototype -

Markus Buschle Torsten Derlat Daniel Feller
Matr.Nr: 300940 Matr.Nr: 301759 Matr.Nr: 300695
Contessaweg 4A Alte Flatower Straße 21 Schönburgstr. 22
14089 Berlin OT Tietzow 12103 Berlin
14641 Nauen

March 2009

Institute for Business Informatics,
Faculty of Electrical Engineering and Computer Sciences,
Berlin Institute of Technology (BIT), Germany
In collaboration with

Department of Industrial Information and Control System,
Kungliga Tekniska Högskolan, Stockholm, Sweden

And

Deutsche Telekom Laboratories, Berlin, Germany.
Eidesstattliche Erklärung

Ich, Markus Buschle, erkläre hiermit an Eides statt, dass ich die vorliegende Diplom-
arbeit selbstständig und ohne unerlaubte Hilfe angefertigt, andere als die angegebenen
Quellen und Hilfsmittel nicht benutzt und die den benutzten Quellen wörtlich oder
inhaltlich entnommen Stellen als solche kenntlich gemacht habe.

Berlin, den ................. ...................................

Eidesstattliche Erklärung

Ich, Torsten Derlat, erkläre hiermit an Eides statt, dass ich die vorliegende Diplomar-
beit selbstständig und ohne unerlaubte Hilfe angefertigt, andere als die angegebenen
Quellen und Hilfsmittel nicht benutzt und die den benutzten Quellen wörtlich oder
inhaltlich entnommen Stellen als solche kenntlich gemacht habe.

Berlin, den ................. ...................................

Eidesstattliche Erklärung

Ich, Daniel Feller, erkläre hiermit an Eides statt, dass ich die vorliegende Diplomar-
beit selbstständig und ohne unerlaubte Hilfe angefertigt, andere als die angegebenen
Quellen und Hilfsmittel nicht benutzt und die den benutzten Quellen wörtlich oder
inhaltlich entnommen Stellen als solche kenntlich gemacht habe.

Berlin, den ................. ...................................

Zusammenfassung
Auf dem Gebiet der Unternehmensarchitektur ist es häufig notwendig, Entscheidun-
gen zur Auswahl zwischen verschiedenen alternativen Datenverarbeitungssystemen
zu treffen. Oftmals sind die Abhängigkeiten zwischen den Systemen und Einflüsse
der verschiedenen Systeme untereinander nicht offensichtlich. Um die Entscheidungs-
findung in einer solch komplexen Umgebung zu unterstützen, wird in dieser Arbeit
ein Konzept der Unternehmensarchitekturanalyse vorgestellt. Die Methode ermög-
licht die Analyse von verschiedenen Aspekten der Unternehmensarchitektur, wie zum
Beispiel Verfügbarkeit oder Sicherheit.
Die Methode basiert auf verschiedenen Modellen, deren Aufbau erläutert wird. Im
ersten Schritt wird ein Meta Modell, ein sogenanntes abstraktes Modell, erzeugt.
Dieses stellt die unterschiedlichen Einflüsse zwischen den verschiedenen Systemen
und ihren unterschiedlichen Eigenschaften dar. Im zweiten Schritt wird ein sogenann-
tes konkretes Modell des abstrakten Modells instanziiert. Dies geschieht durch das
Sammeln von unterschiedlichen Belegen über die Existenz der Systeme und die Aus-
prägung ihrer Merkmale. Im dritten und letzten Schritt wird ein Bayessches Netzwerk
aus diesem konkreten Modell einer Entscheidungsalternative generiert. Wenn mehrere
verschiedene Szenarien durch jeweils ein konkretes Modell dargestellt werden, kann
die Auswahl einer Alternative durch die quantitative Auswertung dieser Szenarien
unterstützt werden.
Um die vorgestellte Methode der Analyse von Unternehmensarchitekturen ver-
wendbarer zu machen, wird im Rahmen dieser Arbeit das Konzept und die Implemen-
tierung einer Software, genannt Enterprise Architecture Tool (EAT), vorgestellt. Zu-
erst werden vorab getroffene Entscheidungen und Überlegungen über den Aufbau des
Programms und die verwendeten Komponenten beschrieben. Der Aufbau des Prog-
ramms wurde so gewählt, dass eine möglichst gute Unterstützung für verteilte Ent-
wicklung gegeben ist.
Die Implementierung fand unter Berücksichtigung eines Vier-Phasen-Konzeptes
statt. Dabei wurden die folgenden Aufgaben „Planung der nächsten Phase‖, ―Bestim-
mung von Vorgaben, Alternativen und Einschränkungen durch eine Prioritätenliste―,
„Entwicklung und Test― und „Feedback in täglichen und wöchentlichen Meetings―
jeweils wiederholt durchgeführt.
Der letzte Teil der Arbeit beschreibt die Implementierung der Software, und es
werden weitere Ideen und Ansätze zur möglichen Erweiterung des Programms aufge-
zeigt.

i
ii
Acknowledgements
Many people in many places contributed to this diploma thesis. Especially as this
thesis is the outcome of a cooperation between the Berlin Institute of Technology, the
Royal Institute of Technology Stockholm (KTH), and the Deutsche Telekom Labora-
tories, several supporters aided us to fulfill this project successfully. We, Markus
Buschle, Torsten Derlat, and Daniel Feller, have to thank everyone who was involved
in the development of this diploma thesis. Following we want to mention all the hel-
pers that accompanied us, while we worked on this thesis.
Special thanks to Elke Lorenz, who helped us with all organizational matters that
we came across from the first day to the final colloquium. She always had time and
lots of cookies for us.
We are also very grateful to Daniel's dad, Mr. Feller, who helped us to revise this
thesis. Our document would not look like this without your assistance.
We want to thank Marten Schoenherr, who supported us during the whole time,
while we wrote this thesis. Together with Per Närman and Johan Ullberg, he offered
us the chance to get part of the cooperation mentioned at the beginning.
We are also thankful to Ulrik Franke, who visited us in Berlin and prepared our
Stockholm stay with weekly Skype meetings. We want to thank Robert Lagerström,
for representing our reception committee in Stockholm. We are also very grateful to
Pontus Johnson, who was an important support and motivation to make this diploma
thesis possible. Moreover, he provided us with valuable ideas to explore ―Greater
Stockholm‖ and the beautiful city itself. We also have to thank Teodor Sommestad
for his creative suggestions and helping us booking a ferry to Helsinki. We would
also like to thank all the other people who are working at the ICS department of the
KTH and supported us before, during or after our stay in Stockholm.
In addition, we have to thank Oliver Holschke, who provided us with helpful ideas
and sources.
We are very grateful to Prof. Dr. rer. nat. Peter Pepper and Prof. Dr. rer. nat. Klaus
Obermayer, who agreed spontaneously to attend our final colloquium. Finally yet
importantly, we thank our two supervising tutors Prof. Dr. rer. pol. Hermann Krall-
mann and Dr.-Ing. Matthias Trier.
iii
Every one of us additionally has some people, he wants to say thank you to:

Markus: First of all I want to thank Daniel and Torsten: I won't have come so far,
within the last years, without you. My French friends you avoided me from buying a
carpet in Sweden and taught me how to eat canned salad. Many (hug)s go out to my
sister, who is always just one text massage away. Thank you for all the favors, and
please never forget the superman thing. I am also very grateful to my parents, who
always believed in me, no matter what idea I was following. As well, many thanks to
the Schmelzel family, who kept me practicing English during the last years. Finally, I
want to say thank you to my friends. Together we brunched, danced, and talked away
along the bumpy road leading to this diploma thesis. The Baltic Sea won't separate us.

Torsten: I want to thank Daniel and Markus for their reliability and friendship since
2004. They are the guarantors for our successful study and for the survival of the
coffee industry in the current financial crisis. Then thanks go to my sister, Dana, for
her eager reviewing-eye. Without her, many snippy faults would still be hidden in the
document. I also thank Steve Ackerman for his reviewing efforts despite his full
schedule. Thanks to the System Analysis department for introducing the excitement
of research to me. Special thanks to my parents for their support throughout the whole
studies. And last but not least, I want to express my gratitude to Ulrike for her uncon-
ditional love and motivation (no matter how far away I was).

Daniel: I want to thank my parents for making my academic studies possible and for
supporting me in every possible aspect. In addition, I want to thank my grandmother
for supporting me mentally during rainy days. Especially, I want to thank Andrea for
her love, her support, her motivation and every thing else.
Finally, I want to thank Markus and Torsten for the great and most successful last
four and a half years. Meeting you was one of the best events in my life.
iv
Table of Contents
Zusammenfassung ......................................................................................................... i
Acknowledgements ..................................................................................................... iii
Table of Contents .......................................................................................................... v
Figures ........................................................................................................................ vii
Tables .......................................................................................................................... ix
Abbreviations............................................................................................................... xi

PART I – Introduction .................................................................................................. 1
1 Abstract ........................................................................................................... 1
2 Motivation ....................................................................................................... 2
3 Chapter Overview ............................................................................................ 3

PART II – Theory and Concept .................................................................................... 5
4 Definitions ....................................................................................................... 5
4.1 Enterprise Architecture ........................................................................... 5
4.2 Models .................................................................................................... 7
4.3 Scenario .................................................................................................. 8
5 Information System Decision Making ............................................................. 8
5.1 Decision Making within Enterprise Architectures .................................. 9
5.2 Information System Goals .................................................................... 10
6 Enterprise Architecture Analysis ................................................................... 12
6.1 Method for Enterprise Architecture Analysis ....................................... 12
6.2 Probabilistic Influences and Uncertainty .............................................. 13
6.3 Mathematical Modeling using Bayesian Networks .............................. 14
6.4 Abstract Model ..................................................................................... 25
6.5 Evidence Collection .............................................................................. 27
6.6 Concrete Model..................................................................................... 29
v
6.7 Further Considerations .......................................................................... 30
7 Concept of a Prototype .................................................................................. 41
7.1 Chosen Platform ................................................................................... 41
7.2 NetBeans Visual Library....................................................................... 55
7.3 XSD and Model Structure ..................................................................... 60
7.4 Architecture .......................................................................................... 65

PART III – The Enterprise Architecture Tool ............................................................ 79
8 Implementation .............................................................................................. 79
8.1 Package and Class Structure ................................................................. 79
8.2 Abstract Modeler .................................................................................. 99
8.3 Concrete Modeler ............................................................................... 112
8.4 Challenges/Nuts .................................................................................. 126
9 Usage Example ............................................................................................ 130
9.1 Abstract Modeler ................................................................................ 131
9.2 Concrete Modeler ............................................................................... 134
10 Extension Guide ...................................................................................... 136
10.1 Use Cases and Their Used Classes ..................................................... 137
10.2 How to extend X ................................................................................. 147
10.3 Further Ideas ....................................................................................... 149
11 Discussion and Conclusion ..................................................................... 154

Appendix A: Calculation ...................................................................................... 157
Appendix B: XSD ................................................................................................ 160
Appendix C: Evaluation Table ............................................................................. 176
References ............................................................................................................ 177

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