Systemübergreifende technische Schulden in föderierten Systemen von Systemen

Beschreibung

Die fortschreitende digitale Transformation eröffnet neue Potenziale für technische Innovationen sowie für organisationsübergreifende Zusammenarbeit und datengetriebene Wertschöpfung. Während entsprechende Geschäftsmodelle zunehmend an Bedeutung gewinnen, werden vormals isolierte Datensilos in sektorenübergreifenden Anwendungsfeldern aufgebrochen und in multilateralen Kollaborationen vernetzt, um entstehende datenbasierte Ökosysteme zu gestalten. Kollaborieren unabhängige Organisationen zur Realisierung gemeinsamer Capabilities, bilden sie ein übergeordnetes System von Systemen (SoS) mit eigener Architektur und emergenten Eigenschaften. Ohne abgestimmte Steuerungs- und Evolutionsmechanismen führt dessen Entwicklung jedoch zu wachsender Komplexität, hohen Kosten und schwer kontrollierbaren Abhängigkeiten. Im Software Engineering werden solche strategischen Architekturentscheidungen unter dem Konzept der Technischen Schuld adressiert. Da traditionelle Methoden des Technical Debt-Managements aufgrund systemtheoretischer Implikationen nicht direkt auf SoS übertragbar sind, untersucht diese Arbeit, wie sich das Konzept auf das Systems Engineering von Smart Grids als SoS anwenden lässt. Dazu werden entwicklungsfördernde und -hemmende Einflussfaktoren in SoS identifiziert, um geeignete Indikatoren für die Bewertung technischer Schulden abzuleiten. Darauf aufbauend wird eine Methodik entwickelt, die das etablierte Technical Debt-Management an die Besonderheiten des SoS-Kontexts anpasst. Die Methodik wird anschließend in der elektrischen Energiewirtschaft operationalisiert, in bestehende Werkzeugketten integriert und anhand einer Fallstudie evaluiert, um die Identifikation systemübergreifender technischer Schulden zu überprüfen.
Im Zuge der stetig fortschreitenden digitalen Transformation und der aufkommenden Technologien entstehen zeitgleich neue und ungenutzte Möglichkeiten und Potenziale. Diese betreffen nicht nur technische Innovationen, sondern auch neue Formen der organisationsübergreifenden Zusammenarbeit und Wertschöpfung. Während die Potenziale der datengetriebenen Wertschöpfung erst allmählich gehoben und nutzbar gemacht werden, werden die Chancen entsprechender Geschäftsmodelle und datenbasierter Wertschöpfung immer evidenter. Als Resultat werden insbesondere in sektorenübergreifenden Anwendungsfeldern in bislang isolierten Domänen und Industrien Datensilos aufgebrochen und im Rahmen von multilateralen Kollaborationen vernetzt, um sich an entstehenden datenbasierten Ökosystemen zu beteiligen bzw. diese aufzubauen. Wenn jedoch unabhängige Organisationen kollaborieren, um gemeinsame Capabilities zu realisieren, werden sie zu konstituierenden Systemen eines übergeordneten Systems von Systemen (SoS). Dieses übergeordnete System verfügt über eine eigenständige Architektur und ist durch emergente Eigenschaften geprägt. Ohne gemeinsame Steuerungs- und Evolutionsmechanismen ist eine unkontrollierte Entwicklung der Gesamtarchitektur unvermeidlich – das Ergebnis sind intensive Kosten und eine kaum beherrschbare Komplexität mit unerwünschten Abhängigkeiten und zahlreichen unerwünschten Seiteneffekten. Im Software Engineering (SwE) sind solche strategischen Kostenabwägungen unter dem Konzept der technischen Schuld wohlbekannt und alltäglich. Da die etablierten, aber reduktionistischen Methoden des traditionellen Technical Debt-Managements (TDM) infolge systemtheoretischer Implikationen nicht direkt auf die Systemgrenzen eines SoS angewendet werden können, befasst sich diese Arbeit mit der Fragestellung: Wie lässt sich das Konzept des TDM aus dem Software Engineering unter Berücksichtigung der systemtheoretischen Implikationen auf das Systems Engineering von Smart Grids als ein SoS übertragen? Zu diesem Zweck befasst sich die Arbeit mit der systematischen Identifizierung der entwicklungsfördernden sowie -hemmenden Einflussfaktoren in SoS, um geeignete Indikatoren für die Bewertung technischer Schulden im SoS-Kontext abzuleiten. Auf dieser Basis sowie auf der Basis etablierter Methoden des TDM wird anschließend eine Methodik entwickelt und vorgestellt, die das traditionelle TDM aus dem SwE unter Berücksichtigung der systemtheoretischen Implikationen für den SoS-Kontext adaptiert und abgrenzt. Anschließend wird die Methodik am Beispiel der elektrischen Energiewirtschaft operationalisiert, in die bestehende Werkzeugkette eingebunden und anhand einer konkreten Fallstudie evaluiert, um die Identifizierung systemübergreifender technischer Schulden im SoS zu überprüfen.

Autor*in

Johann Schütz

Themen in »Systemübergreifende technische Schulden in föderierten Systemen von Systemen«

Federated Systems Systems-of-Systems Technical Debt Smart Grid

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