Hessen macht gute Erfahrungen mit landesweitem Enterprise Data Warehouse Neue Datenstrukturen braucht das Land für eGovernment

Redakteur: Gerald Viola

IT-gestützte Planungs- und Steuerungstools kommen heute in der Mehrzahl der Öffentlichen Verwaltungen zum Einsatz. Business-Intelligence-Anwendungen helfen beim gesetzlichen Berichtswesen, bei der Ge-staltung von Planungsszenarien oder im strategischen Reporting. Eine fehlende Strukturplanung vorab führt allerdings schnell zu einem Wildwuchs projektbezogener BI- und Data-Warehouse-Lösungen – mit negativen Auswirkungen in puncto Kosten und Planungsqualität.

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EDW-Schichten-Architektur (Quelle: Logica)
EDW-Schichten-Architektur (Quelle: Logica)
( Archiv: Vogel Business Media )

In einem breit angelegten Remodellierungsprojekt hat das Land Hessen jetzt seine BI-Lösungen in einem landesweiten Enterprise Data Warehouse (EDW) konsolidiert – und sowohl an Geschwindigkeit als auch durch eine geringere Komplexität der BI-Architektur hinzugewonnen.

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80 Prozent aller Verwaltungen in Deutschland nutzen mittlerweile Planungs- und Steuerungstools, weiß das Business Application Research Center (BARC) aus einer aktuellen Befragung unter 122 Entscheidungsträgern von kommunalen, Landes- und Bundesverwaltungen (Steuerungs- und Planungssysteme in der Öffentlichen Verwaltung; Einsatz, Erfolgsfaktoren und Hindernisse“ BARC-Institut Würzburg, Dezember 2009).

Vor allem im Haushaltswesen, in der Finanzplanung oder dem Personalwesen kommen IT-gestützte Systeme zur Datenvorhaltung und -auswertung zum Einsatz. Die Umstellung des Rechnungswesens auf die doppische Buchführung, neue gesetzliche Anforderungen sowie der demografische Wandel lassen vermuten, so die Analyse der Würzburger Marktforscher, dass der Einsatz von Steuerungs- und Planungssystemen in Zukunft über alle Fachreferate hinweg weiter zunehmen wird.

Zwar ist diese Entwicklung begrüßenswert, doch erfolgt die Einführung von BI-Lösungen in der Verwaltungspraxis sowie auch in vielen Unternehmen gerne projektfokussiert. Die Folge: Die BI-Landschaft besteht aus einer Vielzahl von themenbezogenen und voneinander unabhängigen Einzellösungen. Eine derartige Form der Anwendungsentwicklung führt mit der Zeit unweigerlich zu steigenden Betriebskosten. Mit dieser Situation sah sich auch die Landesverwaltung Hessen konfrontiert.

Seit 2006 wird dort SAP Business Warehouse (SAP BW) zum Aufbau des landesweiten Berichtswesens genutzt. Das Spektrum an bisher realisierten BI-Anwendungen reicht von zentralen Berichten wie beispielsweise einem buchungskreisübergreifenden Kostenstellenbericht über dezentrale Applikationen bis hin zur Erstellung des konsolidierten Gesamtabschlusses für das Land.

Mit der Einführung des Systems wurden BI-Projekte vor allem themenbezogen, orientiert an den speziellen Anforderungen einzelner Aufgaben aufgesetzt. Nachfolgeprojekte setzten teilweise auf früher realisierte Anwendungen auf.

Eine gemeinsame Struktur im Sinne einer übergreifenden Schichtenarchitektur war nicht gegeben. Die Folge: fehlende Übersichtlichkeit, inkompatible Datenmodelle, eine immer komplizierter zu wartende Systemlandschaft.

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Schichtenmodell gegen Wildwuchs

Im Jahr 2008 hat das Land daher begonnen, dieser Entwicklung durch den Aufbau eines neuen übergreifenden EDW zu begegnen. Es sollte eine landesweit einheitliche Datenstruktur für BI-Analysen bereitstellen und zugleich bestehende BI-Anwendungen miteinander harmonisieren. Das Projekt wurde nach 19 Monaten Umsetzungsdauer erfolgreich abgeschlossen.

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Die Planung und Implementierung oblag dem Hessischen Competence Center für Neue Verwaltungssteuerung (HCC) mit Sitz in Wiesbaden. Gegründet als Dienstleistungszentrum und zertifiziertes SAP Customer Center of Expertise für die gesamte Hessische Landesverwaltung, unterstützt das HCC Landeseinrichtungen bei der Einführung und dem Betrieb von IT-Lösungen auf Basis von SAP-Software.

Die technische Ausgestaltung des SAP-Betriebs liegt in den Händen der Hessischen Zentrale für Datenverarbeitung (HZD). Das Hessische Ministerium der Finanzen nahm die verantwortliche Koordination des Projektes wahr.

Aufbauend auf der Grundsatzentscheidung des Hessischen Ministeriums der Finanzen implementierte das HCC die Neuausrichtung der BI-Strukturen für ein EDW auf Basis einer Schichtenarchitektur. Ziel war es, ein Data Warehouse zu entwerfen, das als Grundlage für eine landesweite Datenhaltung im Rechnungswesen, der Logistik und im Personalwesen dienen kann.

Die Schichtenarchitektur selbst sollte dazu beitragen, formale und inhaltliche Inkonsistenzen in den Berichtsaussagen verschiedener Berichte zu vermeiden und fachlich getrennte Domänen, wie beispielsweise Controlling und HR, miteinander in Beziehung zu setzen. Innerhalb der Architektur selbst übernimmt jede Schicht definierte Aufgaben für das Gesamtsystem.

Das heißt, dass für die Datenmodellierung standardisierte Werkzeuge und Verfahren bereitstehen, die Komplexität im BI-Prozess reduzieren und die Transparenz der Analyseprozesse erhöhen.

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Daneben sollte das Schichtenmodell

  • zu einem geringeren Aufwand für die Analyse von Abweichungen sowie nicht plausibler Daten beitragen sowie (mittel- bis langfristig) zu einer schnelleren Projektabwicklung führen;
  • die Vollständigkeit der steuerungsrelevanten Daten des Landes gewährleisten;
  • die Datensicherheit durch kontrollierte und bewusste Redundanz erhöhen sowie
  • einen flexibleren Einsatz von internen und externen Mitarbeitern ermöglichen.
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Eine weitere Anforderung des Landes: die zukünftige Struktur des Datenflusses muss sich an Domänen ausrichten lassen. Ziel ist es, die Skalierbarkeit des EDW durch Aufspaltung der Schichten in Teilmengen zu erhöhen. Dies, so die Grundüberlegung, führt zu einer höheren Performance und Stabilität des BI-Systems. Innerhalb des Projektes wurden verschiedene Alternativen hierzu diskutiert.

In Erwägung gezogen wurden zunächst organisatorische Merkmale wie eine Aufsplittung des Datenflusses nach Buchungskreisen oder nach den Ressorts der hessischen Landesverwaltung. Beide Alternativen wurden jedoch verworfen, da die große Anzahl der Buchungskreise zu viele Domänen ergeben hätte; die Ressorts erschienen bei näherer Betrachtung ebenfalls als ungeeignet, da sie zu sehr von politisch motivierten Umstrukturierungen abhängig sind.

Im Projekt wurde dann eine einfache Domänenaufteilung nach Ist- und Plandaten vorgenommen, die im für das Projekt relevanten CO-Umfeld konsequent anwendbar ist.

Das EDW-Projekt wurde ab Oktober 2008 in drei Phasen umgesetzt. Unterstützung in Form von Beratungsleistungen erhielt das HCC dabei durch die SAP AG und durch Logica. Schon zu Beginn war allen Beteiligten klar, welche technischen Herausforderungen ein solches Projekt in sich birgt, galt es doch, die bestehenden BI-Lösungen vollständig auf eine EDW-Basis umzustellen und zudem vorhandene BI-Anwendungen zu remodellieren, ohne den laufenden Betrieb zu beeinträchtigen.

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Phase 1 – Konzeption des EDW-Modells

In der ersten Projektphase ging es darum, eine für den BI-Einsatz im Land Hessen adaptierte EDW-Konzeption zu entwickeln. Die Phase endete mit der Erstellung eines „EDW-Handbuches“, das die für das Land Hessen verbindlichen Richtlinien und Gestaltungsregeln einer EDW-Architektur beinhaltet.

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Diese Architektur basiert – vereinfacht dargestellt – auf drei grundlegenden Strukturen: einer EDW-Schicht, in der Daten aus unterschiedlichen Quellsystemen übernommen, nach vorgegebenen Regeln „harmonisiert“ und dann für die themenbezogene Verarbeitung in der nächsten Schicht – der Reporting-Schicht – vorgehalten werden. Die Reporting-Schicht wird auch als ADM-Schicht (Architected Data Marts) bezeichnet. Darin kommt zum Ausdruck, dass die auf dieser Ebene bereitgestellten Daten mehrdimensional aufbereitet werden, um eine flexible Auswertung anhand themenbezogener Kriterien zu ermöglichen. Die ADM-Schicht ist damit die Ebene in der aufbereitete Daten über InfoCubes ausgewertet werden.

Der Operational Data Store, ein der EDW-Schicht als umfassende, fundamentale Speicher- und Vorbereitungsschicht und der ADM-Schicht (als Ort der Datenanalyse) nebenangestellter Block für die operative und taktische Datenanalyse, ist für das Land Hessen derzeit nicht relevant.

Phase 2 – Verifizierung am praktischen Beispiel

In der zweiten Projektphase wurde das erarbeitete EDW-Modell einer praktischen Prüfung anhand bestehender BI-Berichte unterzogen. Ursprünglich sollte diese Verifizierung ausschließlich am Beispiel der BI-Anwendung „Führungsberichte“ erfolgen. Bald schon wurde allerdings deutlich, dass eine Ausweitung auf insgesamt sechs Anwendungen aus dem Controlling-Umfeld nötig wurde. Hierfür musste nicht nur eine komplette EDW-Schicht entworfen, sondern – um aus der Historie dieser Anwendungen resultierende Schwierigkeiten zu lösen – die Datenmodelle der BI-Schicht mussten grundlegend neu modelliert werden. Letztlich fiel diese Projektphase damit deutlich umfangreicher aus als geplant.

Phase 3 – Anpassung vorhandener Datenmodelle

Innerhalb der dritten Projektphase wurde der definierte EDW-Architekturrahmen auf weitere BI-Anwendungen ausgeweitet. Zwei Anwendungen, die auf Finanzwirtschafts- und Real-Estate-Modulen von SAP basieren, wurden in diesem Schritt an die Architektur des EDW angepasst. Die durchgeführten Anpassungen dieser Projektphase waren weniger umfangreich, da für diese BI-Anwendungen bereits eine Schichtenarchitektur existierte, die lediglich zu vereinheitlichen war.

Da im Umfeld der Landesverwaltung einige Datenquellen noch auf dem Stand von SAP BW 3.x waren, wurden sie im Zuge des Remodellierungsprozesses gleich auch auf den Stand SAP BW 7.0 migriert. Eine ursprünglich im Rahmen des Produktivtests eingeplante parallele Führung der alten und neuen BI-Lösung wäre nach der Migration allerdings nicht mehr möglich gewesen.

Um die Risiken und Ausfallzeiten beim Start des neuen EDW-Systems möglichst gering zu halten, wurde deshalb ein zweistufiges Vorgehen gewählt: Im ersten Schritt wurde der Datenfluss beginnend ab der EDW-Schicht aufwärts getestet und anschließend zusammen mit den neu erstellten Queries ins Produktivsystem transportiert. Im zweiten Schritt wurden die migrierten Datenquellen gemeinsam mit den EDW-Prozessketten ins Produktivsystem überführt und die neuen Queries in die bestehenden produktiven Berichtsmappen und Web Templates eingebunden.

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Wirtschaftlichkeit berechnet

Nach Beendigung des Projektes wurde vom HCC eine Wirtschaftlichkeitsberechnung durchgeführt, zu der sowohl qualitative wie quantitative Faktoren herangezogen wurden. Zu den Nutzenaspekten des neuen EDW-Systems zählen beispielsweise die Reduzierung der Komplexität durch Standards in der Datenhaltung, die Entlastung des Quellsystems durch Speicherung innerhalb der EDW-Schicht oder die Vereinfachung der BI-Anwendungsentwicklung.

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Durch die Erarbeitung eines standardisierten EDW-Handbuchs lassen sich künftige BI-Lösungen schneller entwickeln und einfacher in die BI-Gesamtlandschaft integrieren.

Auf der Kostenseite konnten mehrere Faktoren identifiziert werden, die das Projekt beeinflusst haben. Neben dem Projektaufwand für Mitarbeiter und Berater spielte vor allem der Aufwand für den Speicherbedarf des EDW eine substanzielle Rolle. Das HCC ermittelte, dass die Einführung der EDW-Schichten diesen Bedarf um zirka 30 Prozent erhöht hat.

Auf der Habenseite stehen Einsparpotenziale durch die vereinfachte Entwicklung künftiger BI-Anwendungen, Zeitgewinne durch eine schnellere Datenextraktion aus den vorgelagerten Datenquellen sowie eine effizientere Durchführung von BI-Projekten. Dass diese Faktoren tatsächlich messbar waren, konnte das Projektteam nach Abschluss der Arbeiten belegen.

Fazit

Die Planung und der Aufbau eines EDW für das Land Hessen wurden von allen Beteiligten als Erfolg gewertet. Die Erfahrungen nach einigen Monaten Echtbetrieb zeigen, dass die grundsätzlichen Ziele des Projektes erreicht werden konnten: Die BI-Landschaft im Bereich der Hessischen Landesverwaltung ist transparenter aufgebaut, die Stabilität der Prozesse wurde deutlich verbessert.

Auch zeigt die Wirtschaftlichkeitsberechnung, dass das Projekt dem Land mit zunehmendem Einsatz Kostenvorteile bringt. Ein Folgeprojekt hat beispielsweise ergeben, dass die Modellierung einer auf den vorhandenen EDW-Schichten aufsetzenden BI-Anwendung inklusive aller damit verbundenen Aufwände nunmehr 64 Personentage beansprucht.

Hätten die durch die vorhandenen EDW-Schichten bereits umgesetzten Aktivitäten (Einrichtung der Extraktoren, Aufbau Prozessketten, usw.) zusätzlich noch durchgeführt werden müssen, so hätte die Projektdauer insgesamt in etwa 115 Personentage betragen.

Das Projekt des Landes hat allerdings auch gezeigt, dass eine EDW-Architektur grundsätzlich individuell ausgestaltet werden muss. Die EDW-Referenzarchitektur liefert mit dem Schichtenmodell sowie den weiteren Gestaltungselementen lediglich Bausteine und Regeln, die an die jeweiligen Rahmenbedingungen angepasst werden müssen.

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