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XML-basierte Standards für den Datenaustausch in der Logistikkette

Seminararbeit 2007 35 Seiten

BWL - Beschaffung, Produktion, Logistik

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

Abkürzungsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

1. Die Meta-Sprache XML als Mittel zum Informationsaustausch in der Logistikkette

2. Grundlagen der Auszeichnungssprache XML
2.1. Die wichtigsten syntaktischen Regeln
2.2. Elemente und deren Aufbau
2.3. Verarbeitung

3. Abgrenzung zu anderen Sprachen
3.1. EDI
3.2. SGML
3.3. HTML

4. Der Datenaustausch in der Logistikkette
4.1. Allgemeine Anforderungen
4.2. Frameworks
4.2.1. ebXML
4.2.2. cXML
4.2.3. GS1 XML
4.2.4. BizTalk
4.2.5. RosettaNet
4.3. Functions
4.3.1. xCBL
4.3.2. gXML
4.3.3. ICE
4.4. Verticals

5. Praxisbeispiel LKW-Maut

6. Zusammenfassung

Glossar

Literaturverzeichnis

Internetquellenverzeichnis

Abkürzungsverzeichnis

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Grundkonzept von XML

Abbildung 2: Aufbau einer XML-Datei

Abbildung 3: Baumstruktur der Elemente eines Produktkataloges

Abbildung 4: Progammierbeispiel für ein Kataloggruppensystem

Abbildung 5: Klassisches EDI

Abbildung 6: Aufbau eines HTML-Dokumentes

Abbildung 7: Logistikkette im B2C eCommerce

Abbildung 8: Mautermittlung mittels On-Board Unit

Abbildung 9: Beispiel für den Datenaustausch bei AirPlus

1. Die Meta-Sprache XML als Mittel zum Informationsaustausch in der Logistikkette

Der Ursprung des Logistikbegriffes liegt in der militärwissenschaftlichen Lehre und bezieht sich auf Belange des Transports, des Nachschubs und der Truppenunterbringung.

Zentrales Objekt der Unternehmenslogistik ist der Material- und Warenstrom ausgehend von den Lieferanten durch das eigene Unternehmen bis zum Kunden, wobei heute z.B. durch Recyclingverpflichtungen oder Behälterrückverkehr auch der gegenläufige Güterstrom zunehmend an Bedeutung gewinnt.

„Auf einen einfachen Nenner gebracht, besteht die Aufgabe der Logistik darin,

- die richtige Menge
- der richtigen Objekte
- am richtigen Ort
- zum richtigen Zeitpunkt
- in der richtigen Qualität
- zu den richtigen Kosten

zur Verfügung zu stellen.“[1]

Zur Erfüllung dieser Aufgabe sind der ständige Austausch und die Verarbeitung von Informationen nötig. In der heutigen Zeit gewinnt es immer mehr an Bedeutung einen schnellen Zugriff auf aktuelle Informationen zu haben. Ein Datenaustausch mittels Post ist längst veraltet, da Brieferstellung und Postweg zu viel Zeit in Anspruch nehmen. Die Nutzung elektronischer Kommunikationswege wird immer bedeutungsvoller, da hier neben der Zeitersparnis in Übermittlung und Bearbeitung auch die Quote der Fehlinformationen verringert wird. Bei der Nutzung der elektronischen Kommunikationswege spielt XML eine wichtige Rolle.

Bei XML („Extensible Markup Language“) handelt es sich um eine textbasierte Meta-Auszeichnungssprache, welche durch die Erlaubnis von Beschreibungen, Austausch, Darstellungen und Manipulationen strukturierter Daten diese für eine Vielzahl von Anwendungen nutzbar macht. Die Entwickler wollten hiermit einen Standart schaffen, der im gesamten Web verwendbar ist, eine große Anzahl von Applikationen unterstützt, zu SGML kompatibel und leicht erstellbar ist.[2]

Ziel dieser Arbeit ist es, eine kurze Einführung in XML zu geben und die Anforderungen in der Logistik darzulegen. Hierfür werden im folgenden erst einmal die wichtigsten Grundlagen der Auszeichnungssprache XML erläutert. Im Anschluss erfolgt eine Abgrenzung zu anderen Sprachen, die bei der Entwicklung von XML eine wichtige Rolle gespielt haben. Das 4. Kapitel beschäftigt sich mit den Anforderungen, die für den Datenaustausch in einer Logistikkette zu erfüllen sind und gibt einen Überblick über wichtige existierende Vorschläge für XML-basierte Austauschformate. Im darauf anschließenden Kapitel folgt noch ein Beispiel für die praktische Anwendung der elektronischen Kommunikationswege für den Datenaustausch in der Logistikkette.

2. Grundlagen der Auszeichnungssprache XML

Das Bestreben Informationen durch den Computer nicht nur darstellen zu wollen, sondern diese auch inhaltlich auswerten zu können, hat bei XML-Dokumenten zu einer strikten Trennung von Inhalt, Struktur und Layout geführt. Ob sich hierbei alle drei Bestandteile in einem Dokument oder in externen Dateien befinden, ist für das Resultat nicht von Bedeutung.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1: Grundkonzept von XML[3]

Die Struktur beschreibt sowohl den syntaktischen als auch den semantischen Aufbau eines Dokumentes. Diese ermöglicht erst die Auswertung der Daten durch Programme. Dabei handelt es sich um logische Auszeichnungen. In XML wird diese Komponente Document Type Definition (DTD) genannt. Hierdurch wird die Auszeichnungssprache für den speziellen Bedarf definiert, also eine Dokumentenklasse beschrieben.

Die Komponente Inhalt enthält die reine Textinformation, bzw. die reinen Daten. In XML ist diese Komponente eine konkrete Instanz einer DTD und nach den darin definierten Regeln aufgebaut.

Weder Struktur noch Inhalt lassen eine Aussage über die visuelle Darstellung machen. Diese Aufgabe wird vom dritten Teil übernommen, wobei für die vorhandene und definierte Struktur ein bestimmtes Layout als Formatvorlage festgelegt wird. Dies ist die sogenannte physische Auszeichnung.[4]

2.1. Die wichtigsten syntaktischen Regeln

Die Syntax von XML beschreibt den Aufbau einer DTD, welche wiederum den Aufbau eines Dokumentes beschreibt. Die offizielle Spezifikation für den Aufbau eines XML-Dokumentes ist in einer formalen Grammatik verfasst, die sich Extended Backus-Naur Form (EBNF) nennt. Wie die folgende Abbildung 2 zeigt, wird ein XML-Dokument mit einem Prolog eingeleitet. In diesem können sich Verwaltungsanweisungen (Processin Instuctions) und die DTD befinden. Verarbeitungsanweisungen, zu erkennen durch <? ... ?>, ermöglichen die Übermittlung von system-spezifischen Auszeichnungen an ein Anwendungsprogramm. Jedes Dokument beginnt mit der XML-Deklaration. Diese enthält Informationen über die eingesetzte XML-Version und den verwendeten Zeichensatz. Sie ist also selbst eine Verarbeitungsanweisung. Betrachtet man in der Abbildung die Ebene Element, so ist hier ein sogenanntes Wurzelelement, welches die gesamten Daten des Dokumentes enthält. Es darf lediglich ein Wurzelelement existieren, innerhalb dieses Wurzelelementes können sich jedoch noch weitere Elemente befinden. Zusätzlich zu Prolog und Element besteht die Möglichkeit, weitere Verarbeitungsanweisungen, Kommentare und Leerraume hinzuzufügen.[5]

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2: Aufbau einer XML-Datei[6]

Für den Aufbau eines Dokumentes werden Tags, Attribute und deren Wertzuweisungen verwendet. Hierfür gelten folgende Regeln:

- Namen dürfen nur bestimmte Zeichen enthalten, dies sind alle Groß- und Kleinbuchstaben, die Ziffern von 0 bis 9, Punkte, Doppelpunkte sowie Unter- und Bindestriche.
- XML unterscheidet zwischen Groß- und Kleinschreibung, verwendet man die gleiche Namenswahl sowohl in Groß- als auch Kleinschreibung, so sind dies zwei Unterschiedliche Namen.
- Ein Name darf nie mit einer Ziffer oder der Zeichenfolge XML beginnen.
- Die Namenslänge ist unbegrenzt, darf jedoch keine Leerzeichen enthalten.
- Werte müssen bei Zuweisungen immer in Anführungszeichen angegeben sein, Endtags dürfen niemals weggelassen werden.[7]

2.2. Elemente und deren Aufbau

Betrachtet man den Teil, der die Daten enthält, genauer, müssen Elemente strikt hierarchisch ineinander eingebettet sein. Durch diese strikte Hierarchie ineinander eingebetteter Elemente in einem XML-Dokument besteht die Möglichkeit, von jeder Zeichenfolge eindeutig zu sagen, zu welchem Element sie unmittelbar gehört. Das gleiche gilt für Elemente, die zum Inhalt eines anderen Elements gehören. Man spricht davon, dass die Elemente bzw. Texte ein eindeutiges "parent"- oder Elternelement haben; umgekehrt liegt bei jedem Element eindeutig fest, welche Elemente seine "children" bzw. "Kinder" sind.[8] Betrachtet man die nachfolgende Abbildung eines Produktkataloges, so ist das Element „medical_products“ Elternteil von dessen Kindern „medicaments“, „diagnostics“ und „care“. Das Element „medicaments“ ist gleichzeitig Elternteil von „without_prescription“ und „on_prescription“.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 3: Baumstruktur der Elemente eines Produktkataloges[9]

Zum Inhalt eines Elementes gehört alles, was zwischen dem Start-Tag (<Elementname>) und dem End-Tag (</Elementname>) eines Elementes erscheint. Es gibt für die Zusammensetzung des Inhalts drei Möglichkeiten:

1. Der Inhalt kann ausschließlich aus Daten bestehen.
2. Der Inhalt kann ausschließlich aus weiteren Elementen bestehen.
3. Der Inhalt kann sowohl aus Daten als auch aus weiteren Elementen bestehen.

Bei Möglichkeit Nummer 2 spricht man von Element-Inhalt. Der Begriff „Element-Inhalt“ ist also nicht zu lesen als „Inhalt eines Elementes“, sondern als „Inhalt der ausschließlich durch Elemente gebildet wird“.

Bei Möglichkeit Nummer 3 spricht man von gemischtem Inhalt. Dieses Element kann normalen Text enthalten, der mit allen möglichen Arten von anderen Elementen durchmischt sein kann. Bei Elementen mit gemischtem Inhalt gilt die Besonderheit, dass zwar festgelegt werden kann, welche Elemente als untergeordnete Elemente auftreten können, eine Festlegung in welcher Reihenfolge die Elemente auftreten und wie viele es höchstens sein können ist nicht möglich.[10] Die Abbildung 4 zeigt eine beispielhafte Programmierung der Elemente für das in Abbildung 3 als Baumdiagramm vorgestellte Kataloggruppensystem.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 4: Progammierbeispiel für ein Kataloggruppensystem[11]

2.3. Verarbeitung

Zur Verarbeitung von XML-Daten innerhalb eines Anwendungsprogramms werden meist Standards wie die Simple API for XML (SAX) , die Document-Object-Model-Schnittstelle (DOM) oder die XML Query Language (XQuery) eingesetzt. Diese bieten konzeptionell verschiedenartige Zugriffsmöglichkeiten auf XML-Dokumente, die je nach Problemstellung der Anwendung ausgewählt werden sollten und daher durchaus auch parallel zum Einsatz kommen können.

Ein SAX Parser bietet dem Anwender einen ereignisbasierten Zugriff auf ein XML-Dokument. Dazu wird das gesamte Dokument sequentiell durchlaufen, wobei für jede erkannte Komponente des Dokuments (Element, Attribut, Text, Kommentar, usw.) eine so genannte Callback-Methode in einer speziellen dem Parser übergebenen Klasse (Content Handler) aufgerufen wird. So wird das XML-Dokument der Anwendung als Folge von auftretenden Ereignissen dargestellt. Durch die konkrete Implementierung der Content-Handler-Klasse hat der Anwender die Möglichkeit, auf Ergebnisse zu reagieren, die durch den Parser erzeugt werden und die gewünschte Semantik in die Verarbeitung zu integrieren.

Zur Unterstützung der Funktionalität repräsentiert die DOM-Schnittstelle ein XML Dokument als Baumstruktur. Sie bietet sowohl Methoden zur Navigation, Modifikation als auch zur einfachen Suche an. Anwendungen sind daher in der Lage mit entsprechenden Methoden zur gewünschten Position innerhalb eines Dokuments zu navigieren, direkt zu einem Element im Dokument „springen“ und ein so adressiertes Objekt auszulesen, zu ändern oder zu löschen. Im Gegensatz zu SAX bietet DOM den Vorteil, dass ein Anwender jederzeit Zugriff auf das gesamte Dokument hat und bereits verarbeitete Dokumententeile erneut bearbeiten bzw. beliebig verändern kann. Bei den meisten Implementierungen wird dabei allerdings das gesamte XML-Dokument vor dem eigentlichen Zugriff vom DOM-Prozessor vollständig im Hauptspeicherbereich der Anwendung materialisiert und kann somit enorm viele Ressourcen benötigen.[12]

Die Anfragesprache XQuery bietet in Eergänzung zu SAX und DOM einen deskriptiven Zugriff auf XML-Daten. Dazu wird typischerweise lediglich spezifiziert, welche Teile eines Dokumentes von Interesse sind und wie diese Teile als Ergebnis dargestellt werden sollen. Die Auswahl der geeigneten Zugriffsverfahren, die Auswertung der Anfrage und die Konstruktion des Ergebnisses werden dem XQuery-Prozessor überlassen. Momentan können noch keine Änderungsoperationen durchgeführt werden, allerdings existieren bereits einige Vorschläge.[13]

3. Abgrenzung zu anderen Sprachen

3.1. EDI

EDI (Electronic Data Interchange) bezeichnet den elektronischen Austausch von Geschäftsnachrichten. Die Daten werden automatisch via Telekommunikationsnetz von einem Computer auf einen weiteren übertragen. Das Hauptziel stellt jedoch nicht nur die reine Datenfernübertragung dar, sondern beinhaltet auch die automatische Weiterverarbeitung der Informationen beim Empfänger, ohne dass ein Anwender manuelle Eingriffe durchführen muss.

In der nachfolgenden Abbildung wird die Nachricht statt per Ausdruck in Dateiform über definierte Schnittstellen an ein EDI-System übergeben. Nachdem dieses System die Datei in ein normiertes Format konvertiert hat, wird eine Kommunikationsverbindung zum Austauschpartner aufgebaut und die Nachricht übertragen. Das EDI-System des Empfängers transformiert diese Nachricht dann in ein Format, welches seine Anwendung verarbeiten kann und gibt diese direkt an die Verarbeitung weiter.[14]

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 5: Klassisches EDI[15]

Der zwischenbetriebliche Austausch von Geschäftsdokumenten wie Bestellungen, Rechnungen oder Lieferscheinen findet unter EDI-Anwendung inzwischen von Behörden, Industrie-, Handels- und Dienstleistungsunternehmen in der ganzen Welt seinen Einsatz, in Deutschland hat sich dies jedoch nicht flächendeckend durchsetzen können. In der Literatur sind zahlreiche Vorteile von Edi zu finden, wobei einige dort genannte Vorteile als strittig angesehen werden. Die unbestrittenen Vorteile von EDI sind:

- der langfristiger Erhalt der Wettbewerbsfähigkeit
- die Optimierung interner Geschäftsprozesse
- die Kostenreduktion bei Personal, Übertragung und Organisation
- die Verbesserung des Kundenservice
- die Unternehmenssicherung
- und der Aufbau strategischer Geschäftspartnerschaften.[16]

Als ein Hauptgrund dafür, dass EDI sich trotz der obigen Vorteile nicht durchsetzen konnte und nur von ca. 5% der Unternehmen genutzt wird, für die der Einsatz vorteilhaft wäre, wird häufig aufgeführt, dass vor allem kleine und mittelständische Unternehmen die hohen Implementierungs- und Betriebskosten scheuen. Auch mögliche Koordinationskosten durch die Existenz verschiedener inkompatibler EDI-Standards führen eher zu Unsicherheit für diese Unternehmen.[17] Auf Grund offener Standards, hoher Flexibilität und der Verfügbarkeit des Internets bietet XML/EDI eine mögliche Lösung dieses Problems. Allerdings bringt die Nutzung von XML neben etlichen Vorteilen auch Nachteile gegenüber dem klassischen EDI mit sich.

Da XML/EDI die Möglichkeit bietet das Internet anstelle der beim klassischen EDI üblichen Value Added Networks (VANs) zu nutzen, ergibt sich für kleine und mittlere Unternehmen, denen die Möglichkeit fehlt, hohe Investitionen in IT-Infrastrukturen zu tätigen, ein Weg zur Teilnahme am Datenaustausch. Um EDI-Nachrichten empfangen und senden zu können, sind dann lediglich noch ein XML-fähiger Browser und ein Internetanschluss notwendig. Dadurch werden für kleine und mittlere Unternehmen die hohen Einstiegskosten vermieden.

Ein weiterer Vorteil liegt in der leichten Verständlichkeit und der Einfachheit von XML/EDI. Mögliche Elementtypen, Attribute und Entities lassen sich über die Dokumentdefinition DTD innerhalb eines XML-Dokumentes einfach anpassen.

Auch das XML-Schema bietet eine weitere Methode zur Definition von Inhalten eines XML-Dokumentes mittels der XML-Syntax in einem weiteren Dokument.

Im Prinzip sind mittels XML alle Daten eines Unternehmens unter Verwendung von Co-Standards erfassbar. Semantik und Logik der Datenstruktur werden durch Tags und Darstellungsregeln abgebildet. Während das klassische EDI lediglich zur Übermittlung von textbasierten Nachrichten entwickelt wurde, bietet XML durch ungeparste Entities und Notations nun auch die Möglichkeit der einfachen Einbindung von Multimediadaten.

Die Verwendung des Internets bringt zusätzlich zu den Vorteilen aber auch Nachteile mit sich. Die Bedenken der Internetnutzung für EDI beziehen sich hauptsächlich auf den Sicherheitsaspekt. Sobald Daten elektronisch ausgetauscht werden, besteht die Gefahr, dass diese unberechtigten Dritten zugänglich werden. Hierfür existieren zwar zahlreiche Verfahren, die Authentizität, Integrität und Vertraulichkeit gewährleisten sollen, diese können aber nur zur Reduzierung der Risiken beitragen, aber nicht vollkommen verhindern

Ein weiterer Nachteil liegt im Umfang der Übertragung, der dadurch zu Stande kommt, dass neben den reinen Nutzdaten auch deren semantische Beschreibung übertragen werden muss. Die Entwicklung zeigt jedoch, dass sich die Übertragungsbandbreiten des Internets stetig weiter erhöhen und die Kosten für den Speicherplatz immer weiter fallen. Deshalb verliert dieser Nachteil immer weiter an Bedeutung.

Aber auch die hohe Flexibilität von XML/EDI kann sich als nachteilig erweisen, denn jedes Unternehmen hat die Möglichkeit eigene Tags und DTDs unter Berücksichtigung eigener Erfordernisse mit ihren Geschäftspartnern zu vereinbaren. Dies kann bei einer großen Zahl von Kommunikationspartnern aber wiederum zu Inkompatibilität führen. Um das vollständige Potential ausnutzen zu können, ist die Einigung der beteiligten Geschäftspartner auf eine einheitliche Definition unumgänglich. .[18]

[...]


[1] Friemuth, U.; Hornung, V.; Sander U.: Industrielle Logistik, S. 13.

[2] Vgl. Weitzel, T.; Harder, T.; Buxmann, P.: Electronic Business und EDI mit XML, S. 18f.

[3] Entnommen mit geringfügigen Änderungen aus . Weitzel, T.; Harder, T.; Buxmann, P.: Electronic Business und EDI mit XML.

[4] [jcpohl] http://www.jcpohl.de/technik/tut2axml.html

[5] [w3org] http://www.w3.org/TR/REC-xml/#sec-notation

[6] In Anlehnung an [TU_Muenchen ] www11.informatik.tu-muenchen.de/~brueggem/Abschlussarbeiten/MacherasDA/da-macheras2003.htm.

[7] Vgl. Herold, Helmut: Das HTML/XHTML Buch, S.417f.

[8] [w3org] http://www.w3.org/TR/REC-xml/#sec-notation

[9] Eigene Darstellung.

[10] Vgl. Herold, Helmut: Das HTML/XHTML Buch, S.425ff.

[11] Erstellt nach einer Vorlage von Turowski, K.; Fellner, K.J.: XML in der betrieblichen Praxis, S.211.

[12] Tesch, T., Fankhauser, P., Weitzel, T.: Skalierbare Verarbeitung von XML mit Infonyte-DB, S.578ff.

[13] [Teia5] http://www.teialehrbuch.de/Kostenlose-Kurse/XML/7757-Verarbeitung-von-XML-Dokumenten-unter-Verwendung-von-XML-APIs.html

[14] Thome, R.; Schinzer, D.; Dörflein, M. : Electronic Commerce – Anwendungsbereiche und Potentiale der digitalen Geschäftsabwicklung, S. 89f.

[15] Erstellt nach einer Vorlage von Thome, R.; Schinzer, D.; Dörflein, M. : Electronic Commerce – Anwendungsbereiche und Potentiale der digitalen Geschäftsabwicklung, S. 90.

[16] [ECIN_EDI] http://www.ecin.de/edi/xml/

[17] Vgl. Weitzel, T.; Harder, T.; Buxmann, P.: Electronic Business und EDI mit XML, S. 7.

[18] Vgl. Thome, R.; Schinzer, D.; Dörflein, M. : Electronic Commerce – Anwendungsbereiche und Potentiale der digitalen Geschäftsabwicklung, S. 104.

Details

Seiten
35
Jahr
2007
ISBN (eBook)
9783638881791
ISBN (Buch)
9783638922685
Dateigröße
749 KB
Sprache
Deutsch
Katalognummer
v77875
Institution / Hochschule
FernUniversität Hagen
Note
2,3
Schlagworte
XML-basierte Standards Datenaustausch Logistikkette E-Business Logistik

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Titel: XML-basierte Standards für den Datenaustausch in der Logistikkette