3d architectural model study of a town

Im Rahmen unserer Blogreihe „Die Systemarchitektur von OPTANO“ haben wir uns in den letzten beiden Artikeln mit den Bausteinen Application Server (Die Systemarchitektur von OPTANO) und OPTANO Scheduler (OPTANO Scheduler: Optimierung auf dem Server) beschäftigt. Der Application Server und auch der Scheduler verbessern Performance, Sicherheit und Skalierbarkeit – als optionale Komponenten. Der Datenbankserver bzw. die Datenbank dagegen ist – als zentrale Kommunikationsschicht zwischen allen Systemkomponenten – essentiell.

Die Datenbank als Miniwelt

Ob als Programm auf unserem PC oder als App unseres Smartphones – jeder digitalen Anwendung liegen Daten zugrunde. Diese Daten müssen gespeichert und verwaltet werden. Eine Datenbank bietet die Möglichkeit der strukturierten und effizienten Speicherung und Verwaltung von großen Datenmengen, indem sie logische Zusammenhänge abbildet. Konkret kann gesagt werden: Eine Datenbank ist eine logisch zusammenhängende Sammlung von Informationen, die einen Teilausschnitt aus der realen Welt beschreiben. Doch wie werden Datenein- und ausgaben, Analysen und Auswertungen zu dieser „Miniwelt“ zusammengeführt?

Datenbankserver in der OPTANO Systemarchitektur

Die „Miniwelt“ des OPTANO Datenbankservers beinhaltet Informationen, Modelle, Szenarien und Pläne. So können Anwender Szenarien gemeinsam nutzen und standortunabhängig auf die Daten zugreifen. Doch wie entsteht die Struktur der OPTANO „Miniwelt“?

Im ersten Schritt erfolgt die Datenmodellierung, also die Darstellung der logischen Struktur der Datenbank in einem Entity Relationship (ER) Modell. In diesem ER-Modell wird die grundlegende Tabellen- und Beziehungsstruktur der Datenbank entwickelt und abgebildet. Ergebnis ist die eindeutige Definition der in der Datenbank zu verwaltenden Objekte (Entitäten), ihrer für die Informationszwecke erforderlichen Attribute und der Zusammenhänge zwischen verschiedenen Informationsobjekten (Beziehungen), um so eine einheitliche und anwendungsneutrale Datensicht zu gewinnen. Das Ergebnis ist ein semantisches Modell, das im nächsten Schritt in ein logisches bzw. relationales Modell übertragen wird.

Mit Hilfe von SQL als Datendefinitionssprache wird das relationale Modell in ein konkretes Datenbankschema übersetzt. Abschließend werden Datentypen, Wertebereiche, Relationen und Sichten (Tabellen, Spalten, Charts…) definiert.

OPTANO und Microsoft SQL

OPTANO nutzt Microsoft SQL Server (Version ab 2008; zertifiziert von Microsoft) als Datenbankmanagementsystem.

Versionierung auf der Datenbank

In der OPTANO Datenbank kann zusätzlich festgelegt werden, ob eine Entität versioniert wird. Im Allgemeinen birgt die Versionierung den Nachteil, dass Software langsamer wird. Um dies zu vermeiden, haben wir bei OPTANO die Versionierung auf die Datenbank verlagert: Hier erhält die zu versionierende Entität einfach einen entsprechenden Haken in ihrer View und nach dem Deployment werden dann jegliche Änderungen der Entität in der Datenbank gespeichert. Die Verlagerung der Versionierung auf die Datenbank beinhaltet nicht nur ein schnelleres Arbeiten mit OPTANO, sondern ermöglicht zudem die Archivierung einer großen Anzahl von Versionen. Mehr zum Thema Versionierung in OPTANO gibt es im Beitrag OPTANO – Versionierung auf und hinter der Bühne.

OPTANO Architect Versioning

Abbildung – Kennzeichnung der Entität zur Versionierung

Masterdaten und Szenariodaten in OPTANO

In der OPTANO Datenbank können zwei verschiedene Arten von Entitäten modelliert werden: Einmal die szenario-abhängigen Daten sowie die szenario-unabhängigen Masterdaten. Diese Unterteilung kann den Bearbeitungs- sowie den Zeitaufwand für die zukünftige Erstellung von Szenarien und Plänen erheblich beeinflussen und sollte deshalb bereits bei der Datenbankentwicklung berücksichtigt werden. Warum aber ist diese Differenzierung so sinnvoll? Zunächst einmal eine kurze Definition zu den jeweiligen Datentypen:

Masterdaten

Master- oder Stammdaten sind statische, über einen längeren Zeitraum unveränderte Daten. Sie enthalten somit längerfristig gültige Informationen über grundlegende Eigenschaften eines Objekts bzw. einer Entität und dienen somit der Identifikation und Referenzierung. Masterdatenobjekte können sein: Kunden, Artikel, Werke, Anlagen oder ähnliche.

Masterdaten werden oft von mehreren Anwendungen bzw. Unternehmensbereichen verwendet und auch aus anderen Systemen, beispielsweise SAP, für Applikationen zur Verfügung gestellt. Der Vorteil dieser angebundenen Komponenten ist ein meist regelmäßiges und automatisches Update dieser Daten. Wie die Anbindung von OPTANO mit Fremdanwendungen erfolgt, haben wir im Beitrag OPTANO SAP-Anbindung informativ beschrieben.

Szenariodaten

Im Gegensatz zu den relativ statischen Masterdaten sind Szenariodaten als Bewegungsdaten zeitbezogen, prozessorientiert oder auftragsrelevant. Sie unterliegen vielen Schwankungen und werden häufig aktualisiert. Typische Szenariodaten sind Aufträge und Kapazitäten.

Masterdaten und Szenariodaten in Szenarien

Master- und Szenariodaten bilden die Grundlage für die Szenarien in OPTANO. Ein Szenario enthält dabei immer alle Informationen: Eingangs- wie auch Ausgangsdaten einer Planungsfrage. Und hier wird nun der eigentliche Vorteil der Definition von Masterdaten ersichtlich: Die Masterdaten fließen lediglich als Kopie in das Szenario. So können sie im Szenario bearbeitet werden, ohne dass der eigentliche Datensatz verändert wird. Dies wiederum bedeutet, dass die Masterdaten immer wiederverwendet werden können, denn sie stehen nach wie vor unverändert zur Verfügung – für ihren Einsatz im nächsten Szenario. Optional ist zudem eine Synchronisierung zwischen Master- und Szenariodaten möglich.

Mehr zum Thema Szenarien in der Grob- und Feinplanung gibt es im Artikel Was-wäre-wenn-Szenarien in der Produktionsplanung

Masterdaten und Szenariodaten in Modulen

Die Unterscheidung von Master- und Szenariodaten kann zudem vorteilhaft im modularen Aufbau von OPTANO eingesetzt werden: OPTANO besteht aus beliebig vielen Modulen, wobei die Anzahl kunden- bzw. projektspezifisch ist. Auch die Funktion jedes Moduls ist projektspezifisch. Und so können Masterdaten effektiv in einem sogenannten „Masterdaten-Modul“ als Datenquelle für weitere Module zur Verfügung stehen.

Unser Beispiel zeigt die Module „Taktische Planung“ und „Strategische Planung“, die beide unterschiedliche Szenariodaten verwenden, aber auf die gleichen Stammdaten des „Masterdaten-Moduls“ zugreifen. So wird der Aufwand für Datenspeicherung und -aktualisierung für die Anwendung ganz einfach reduziert.

Module Selector

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