<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Archiving and Interchange DTD v1.0 20120330//EN" "JATS-archivearticle1.dtd">
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    <article-meta>
      <title-group>
        <article-title>Wissensbasiertes Business Intelligence für die Informations-Selbstversorgung von Entscheidungsträgern</article-title>
      </title-group>
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        <contrib contrib-type="author">
          <string-name>Oldenburg</string-name>
          <xref ref-type="aff" rid="aff0">0</xref>
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        <contrib contrib-type="author">
          <string-name>Germany mertens@offis.de</string-name>
          <xref ref-type="aff" rid="aff0">0</xref>
        </contrib>
        <aff id="aff0">
          <label>0</label>
          <institution>Semantic Metadata, Data Warehouse, Analytical Information System</institution>
          ,
          <addr-line>Decision support, Business Intelligence</addr-line>
        </aff>
      </contrib-group>
      <pub-date>
        <year>2011</year>
      </pub-date>
      <fpage>43</fpage>
      <lpage>48</lpage>
      <abstract>
        <p>Im Bereich der Business Intelligence haben sich Analytische Informationssysteme (AIS) mit dem Ziel entwickelt, verschiedene Datenquellen integriert analysieren zu konnen und Informationen zu gewinnen die Business User, in ihrem Entscheidungs ndungsprozess unterstutzen. Sowohl die hohe Komplexitat, die sich aus der Flexibilitat und Machtigkeit solcher Systeme ergibt, als auch die hohe notwendige Interaktion mit dem Nutzer zur Durchfuhrung adaquater Analysen, bedingen entsprechendes Analyse- und Domanenwissen sowie ein tiefergehendes konzeptionelles und technisches Verstandnis. Dieses ist meistens bei Business Usern ohne entsprechende Schulung nicht gegeben, wodurch eine eigenstandige Informationsversorgung mittels AIS behindert wird. Erschwerend kommt hinzu, dass AIS in der Regel keine zusatzlichen Metadaten zu Business Regeln, Strategien oder Hintergrundinformationen erfassen, verwalten und fur die Analyseunterstutzung bereitstellen konnen. Idealerweise sollten Business User auf Basis einer Analyseunterstutzung des AIS dazu befahigt werden, adaquate Analysen durchzufuhren, ohne zwingend uber Analyse- und Domanenwissen verfugen zu mussen. Diese analyseunterstutzenden Funktionalitaten konnen von weiterfuhrenden Informationen, uber eine Navigationsunterstutzung fur Analysepfade bis hin zu einer Vorschlagsgenerierung von Analyseschritten reichen. In diesem Paper werden Konzepte eines Analyseprozesses und darauf aufbauend analyseunterstutzende Funktionen vorgestellt, die eine Informations-Selbstversorgung des Business Users erlauben. Der Fokus wird hierbei auf die Erweiterung eines AIS um semantische Metadaten gelegt, um eine Erfassung, Verwaltung und Nutzung von Analyse- und Domanenwissen zu ermoglichen. J.1 [Administrative data processing]: Business; H.4.2 [Information Systems Applications]: Types of Systems| Decision support</p>
      </abstract>
    </article-meta>
  </front>
  <body>
    <sec id="sec-1">
      <title>Categories and Subject Descriptors</title>
      <p>1.</p>
    </sec>
    <sec id="sec-2">
      <title>EINLEITUNG</title>
      <p>
        Die Unterstutzung des Managements und die
Verbesserung des Entscheidungs ndungsprozesses werden als
Schlusseleigenschaften der Business Intelligence (BI) gesehen [
        <xref ref-type="bibr" rid="ref6">6</xref>
        ].
Entscheidungstrager, sogenannte Business User, sollen
befahigt werden, alle benotigten Informationen zur richtigen
Zeit zu erhalten. In der BI wurden analytische
Informationssysteme (AIS) entwickelt, die es Business Usern
erlauben gro e Datenmengen zu visualisieren, zu handhaben
und zu analysieren. AIS bestehen aus einem Data
Warehouse (DWH) und darauf aufbauenden
Analysekomponenten. Wahrend das DWH es ermoglicht verschiedene
Datenquellen qualitatsgesichert zu integrieren und
multidimensional aufzubereiten, erlauben die Analysekomponenten Online
Analytical Processing (OLAP) Operatoren, komplexe
statistische Verfahren sowie geogra sche Operatoren in
verschiedenen Visualisierungen auf den integrierten Daten
durchzufuhren.
      </p>
      <p>AIS haben jedoch auch verschiedene Mangel, die im
nachsten Abschnitt 2 naher betrachtet werden. Aus diesen leitet
sich die Forschungsfrage sowie die zugehorigen
Anforderungen an einen Ansatz ab, welcher in Abschnitt 3 diskutiert
wird. Im Anschluss wird der eigene Ansatz mit zugehorigen
Konzepten und Funktionalitaten zur Analyseunterstutzung
imnaArkbtsacnhanliytste\4 m(KitMdAer)
Apnrawseenndtiuenrtg,sdboemvoarneim"KArabnskcehnnhitatus5verwandte Arbeiten in diesem Forschungsumfeld aufgezeigt
werden. Abschlie end erfolgt in Abschnitt 6 eine
Zusammenfassung sowie ein Ausblick des Forschungsvorhabens.
2.</p>
    </sec>
    <sec id="sec-3">
      <title>MÄNGEL ANALYTISCHER INFORMA</title>
    </sec>
    <sec id="sec-4">
      <title>TIONSSYSTEME</title>
      <p>
        In dem am OFFIS entwickelten AIS - Multidimensional
Statistical Data Analysis Engine (MUSTANG) [
        <xref ref-type="bibr" rid="ref9">9</xref>
        ] -
konnte beobachtet werden, dass sich aus der hohen Flexibilitat
und Machtigkeit von AIS eine Komplexitat ergibt, welche
zu einer signi kanten Herausforderung fur Business User
werden kann, wenn diese eigenstandig adaquate explorative
Analysen durchfuhren mochten. Im Gegensatz zu
Analysten verfugen Business User in der Regel uber ein geringeres
konzeptionelles Verstandnis des multidimensionalen
Datenmodells (MDM) sowie geringeres notwendiges Analyse- und
Domanenwissen. Hierbei enthalt das Domanenwissen
Informationen daruber, welche Fragestellungen einer zu
untersuchenden Analyse zu Grunde liegen, mit welchen Kennzahlen
Analysen zu spezi schen Fragestellungen moglich sind,
welche explizite Semantik diese Kennzahlen haben und in
welchen Beziehungen diese zueinander stehen. In Abgrenzung
dazu umfasst Analysewissen Informationen zu den
Analyseinstrumenten, d.h den Analyseoperationen, -verfahren und
den moglichen Visualisierungen. Schlie lich wird in den AIS
fur die Durchfuhrung komplexer Analysen eine hohe
Interaktion mit den Business Usern benotigt, wodurch diese ohne
entsprechende Schulung schnell uberfordert sind.
      </p>
      <p>
        Ein weiterer Mangel von AIS wird in der geringen
Berucksichtigung von Metadaten gesehen [
        <xref ref-type="bibr" rid="ref2">2</xref>
        ], die
weiterfuhrende Informationen uber die quantitativen DWH Daten
sowie die DWH Struktur (Kennzahlen und
Dimensionselemente) bereitstellen. Zu diesen zahlen Annahmen, De nitionen,
Business Regeln, Terminologien und
Hintergrundinformationen [
        <xref ref-type="bibr" rid="ref10">10</xref>
        ]. Daher mussen Business User sich die
Semantiken von Daten und Strukturen durch Zuhilfenahme externer
Quellen selbst erschlie en [
        <xref ref-type="bibr" rid="ref2">2</xref>
        ].
      </p>
      <p>
        Des weiteren sind AIS derzeit nicht in der Lage,
Analyseund Domanenwissen zu importieren, zu verwalten und fur
weiterfuhrende Analyseunterstutzung der Business User zu
nutzen. Insbesondere ist die Expertise aus dem Bereich der
Analysestrategien und den "Best Practices\ fur Analysen in
spezi schen Domanen von Interesse. Wissen, das durch
Analysten in AIS eingebracht wird, geht in der Regel verloren [
        <xref ref-type="bibr" rid="ref1">1</xref>
        ].
      </p>
      <p>
        Idealerweise sollten Business User befahigt werden,
multidimensionale quantitative Daten zu analysieren, ohne
zwingend uber Analyse- und Domanenwissen sowie ein
tiefgehendes konzeptionelles Verstandnis verfugen zu mussen. Das
AIS sollte den Business User in seinen explorativen ad-hoc
Analysen unterstutzen, indem es modelliertes semantisches,
maschinenlesbares und -verstandliches Wissen ausnutzt.
Analyseunterstutzende Funktionalitaten fur eine Business User
Self-Information Service [
        <xref ref-type="bibr" rid="ref12 ref2">2, 12</xref>
        ], konnten von
weiterfuhrenden Informationen zu DWH Entitaten, uber eine
Navigationsunterstutzung fur Analysepfade bis hin zu einer
Vorschlagsgenerierung von weiteren sinnvollen Analyseschritten
reichen.
      </p>
      <p>In diesem Paper werden nun im Folgenden Konzepte fur
eine semantische Metadatenbasis sowie darauf aufbauende
analyseunterstutzende Funktionalitaten fur ein AIS
vorgestellt. Ziel ist es, dass Business User sich selbst mit
Informationen auf eine e ziente und intuitive Art und Weise
versorgen konnen. Exemplarisch werden Beispiele aus der
Domane Krankenhausmarktanalyse (KMA) gebracht, da hier
Business User, z.B. Krankenhauscontroller durch die
Veranderungen im deutschen Gesundheitswesen gezwungen
werden, zur Sicherung der Wettbewerbsfahigkeit die Potentiale
ihres Krankenhauses zielgerichtet zu erschlie en und
Leistungsangebote konkurrenzfahig auszurichten.</p>
    </sec>
    <sec id="sec-5">
      <title>FORSCHUNGSFRAGE UND ANFORDE</title>
    </sec>
    <sec id="sec-6">
      <title>RUNGEN</title>
      <p>Motiviert aus den in Abschnitt 2 genannten Mangeln wird
die folgende Fragestellung abgeleitet:</p>
      <p>Wie kann eine Komplexitatsreduktion von AIS
mit dem Ziel erfolgen, ungelernte Business User
zu befahigen, selbst adaquate explorative
Analysen fur eine intuitive und e ziente
InformationsSelbstversorgung durchzufuhren.</p>
      <p>Um die Forschungsfrage zu beantworten, sieht der
verfolgte Losungsansatz die Verwendung von verschiedenen
Analyseunterstutzungsfunktionalitaten vor, welche explizites
modelliertes semantisches Domanen- und Analysewissen
ausnutzen. Dieses wird in ein semantisches Datenmodell des
AIS importiert, dort verwaltet und durch verschiedene
Services genutzt werden.</p>
      <p>Folgenden Anforderungen werden an einen Ansatz gestellt:
Der Ansatz soll es einem domanenunabhangigen AIS
ermoglichen Business User im Kontext
domanenspezischer Analyseaufgaben zu unterstutzen. Dafur wird
ein Konzept bestehend aus einem generischen
Datenmodell in Verbindung mit einem
domanenunabhangigen AIS benotigt. Das Konzept wird fur eine spezi
sche Domane instanziiert.</p>
      <p>Der Ansatz soll den Lernprozess von Analyse- und
Domanenwissen unterstutzen und den initialen
Einarbeitungs- und Trainingsaufwand ins AIS reduzieren.
Business User sollen von der inharenten Expertise des AIS
lernen.</p>
      <p>
        Der Ansatz soll eine Komplexitatsreduktion eines AIS
verfolgen, ohne jedoch die Flexibilitat und die
Machtigkeit des AIS einzuschranken. Das AIS soll fur
Business User mit geringer Expertise intuitiv benutzbar
sein, so dass diese adaquate explorative Analysen auf
dem DWH durchfuhren konnen. Des Weiteren soll der
Ansatz die Anzahl der Nutzer-Interaktionen fur das
Erreichen gleicher Analyseergebnisse reduzieren,
wodurch die E ektivitat des AIS gesteigert werden soll.
Das Konzept soll es ermoglichen, mit verschiedenen
Metadatenarten umzugehen und diese in einer
intelligenten Art und Weise fur eine Analyseunterstutzung
zu verknupfen. Oftmals sind Ansatze in der
Literatur zu nden [
        <xref ref-type="bibr" rid="ref11 ref2 ref7 ref8">2, 7, 8, 11</xref>
        ], die
Hintergrundinformationen sowie Regeln uber die DWH Struktur
bereithalten. Ferner sollen aber Metadaten zum
Analyseprozess berucksichtigt werden, die den Analyseprozess von
einer Fragestellung uber verschiedene Analyseschritte
hin zu einem Analyseergebnis beschreiben und
wesentliche Informationen fur eine Analyseunterstutzung
bereithalten. Diese Metadaten werden auch Strategien
oder "Best Practices\ genannt und beschreiben die
Expertise bzw. das Analyse- und Domanenwissen eines
Analysten. Schlie lich soll das AIS ebenfalls
Metadaten zu quantitativen Daten des DWH, sprich zu
Analyseergebnissen wie z.B. Trends, spezi sche
Zusammenhange, etc. verarbeiten.
      </p>
      <p>Im nachsten Abschnitt 4 werden verschiedene Konzepte
eines Datenmodells sowie die darauf anwendbaren
Funktionalitaten zur Analyseunterstutzung und zur Erfullung der
Anforderungen diskutiert.</p>
    </sec>
    <sec id="sec-7">
      <title>WISSENSBASIERTE FUNKTIONEN UND</title>
    </sec>
    <sec id="sec-8">
      <title>KONZEPTE FÜR EINE ANALYSEUNTER</title>
    </sec>
    <sec id="sec-9">
      <title>STÜTZUNG</title>
      <p>
        Ziel des hier diskutierten Ansatzes ist es, Business User
im Kontext domanenspezi scher Analyseaufgaben zu
unterstutzen. Hierzu sollen verschiedene unterstutzende
Funktionalitaten auf Basis eines modellierten semantischen
Metadatenmodells bereitgestellt werden (s. Abschnitt 4.1). Als
Wissensreprasentationssprache zur Modellierung des
Metadatenmodells, in Form von mehreren miteinander
verknupften Ontologien, kommt OWL-DL zum Einsatz. Eine
DWHOntologie bildet das MDM des jeweils zu Grunde
liegenden DWHs als Instanzen ab und ermoglicht es, in den
darauf aufbauenden Ontologien das MDM zu referenzieren. Die
Analyse-Ontologie modelliert abstrakt Entitaten und deren
Beziehungen, die die Analyseprozesse in einem MDM
beschreiben. Diese decken den gesamten Analyseprozess von
Fragestellungen, uber Analyseketten hin zu
Analyseergebnissen ab, beschreiben aber auch die enthaltenden
Operatoren, Visualisierungen, Verfahren und Business Rules. Die
wichtigsten Konzepte werden in Abschnitt 4.2 erlautert. Die
auf der Analyse-Ontologie aufbauende Domanen-Ontologie
beinhaltet die konkreten Instanzen der Analyse-Ontologie
fur eine Domane. Sie bildet also das fur
Analyseunterstutzung genutzte Analyse- und Domanenwissen ab. Fur eine
detaillierte Beschreibung der Ontologien und deren
Zusammenhange sei auf [
        <xref ref-type="bibr" rid="ref9">9</xref>
        ] verwiesen.
      </p>
      <p>Im Metadatenmodell zu speicherndes Wissen soll
Aussagen zu konkreten Fragestellungen, uber durchzufuhrende
Analyseschritte bis hin zu erkennbaren Analyseergebnissen
enthalten. Soll z.B. die Fragestellung "Welchen Marktanteil
hat mein Krankenhaus (KH) im Einzugsgebiet?\ untersucht
werden, so ist als Wissen modelliert, dass das
Einzugsgebiet, bestehend aus Kernmarkt, erweiterter Kernmarkt und
Peripheriemarkt, fur das KH uber dessen Fallzahlen
ermittelt werden muss und dass der Marktanteil eine berechnete
Kennzahl im DWH ist. Diese berechnet sich aus dem
Verhaltnis der erwarteten Fallzahl und den behandelten Fallen
des KH. Des Weiteren ist z.B. als Wissen modelliert, dass
sich aus der ersten Fragestellung weitere relevante
Fragesgteesltleulnlugnegn faubrleKitoennkukorrnennetnen, zo.Bde.r"Wabieer
vfuerrhsapltezsiicshchdeieFaFcrha-abteilungen (FA) des eigenen KH?\. Fur letzteres mussen
insbesondere die behandelten Diagnosen (ICD-Codes) und
die vorhandene Ausstattung / Verfahren (OPS-Codes)
sowie der Versorgungsschwerpunkt der FA im MDM
berucksichtigt werden. Besonders relevant ist das Wissen zu
weiterem Analysevorgehen im Kontext von Analyseergebnissen,
wie z.B. erkannten Au alligkeiten: A nderungen im
Patientenspektrum / Einweiserverhalten; oder Erkennen von
Versorgungslucken oder Regionen mit "stillen Reserven\.</p>
      <p>Das Konzept sieht einen initialen Aufbau der
Wissensbasis, mit Hilfe einer Expertengruppe vor. Diese konnen im
KMA Umfeld z.B. einer Krankenhauskette oder einem
Beratungsunternehmen angehoren und ihr Analyse- und
Domanenwissen in den Ontologien persistieren. Da das
modellierte Wissen eine Allgemeingultigkeit in der modellierten
Domane haben soll, ist eine spatere personi zierte Anpassung
bzw. die Erfassung zusatzlicher personenbezogener
Metadaten derzeit nicht vorgesehen.
4.1</p>
    </sec>
    <sec id="sec-10">
      <title>Analyseunterstützende Funktionalitäten</title>
      <p>Um den genannten Mangeln aus Abschnitt 2 unter
Berucksichtigung der in Abschnitt 3 erlauterten
Anforderungen zu begegnen, werden die Metadaten in Form einer
semantischen Suche, Navigation und eines Recommendings
genutzt. Die Metadaten werden an den Business User uber
diese Funktionalitaten kommuniziert.</p>
      <p>Semantische Suche: Das ubergeordnete Ziel der
semantischen Suche ist, eine Suchfunktion auf de nierten
Metadaten anzubieten. Instanzen des Metadatenmodells sollen
anhand ihrer Semantik gesucht, gefunden und anschlie end
visualisiert werden.</p>
      <p>Ein spezi scheres Ziel ist unter anderem die Suche nach
bestehenden Fragestellungen und damit verbundenen
Analyseketten, die sich auf die jeweilige Analysesituation adaptieren
lassen. Auch semantisch verknupfte Fragestellungen, die in
einer Vorganger-, Nachfolgerbeziehung stehen, konnen
gefunden werden. Daneben spielt auch das Finden von
Analyseergebnissen und damit verbundenen quantitativen Daten
des DWH eine Rolle. Annotationen auf den quantitativen
Daten konnen mit ihrer Semantik gefunden und in der
zugehorigen Analysevisualisierung wieder dargestellt werden.
Ebenfalls lassen sich die durchlaufende Analysekette samt
Fragestellung und analysierendem Business User ermitteln
und als Ausgangsbasis fur anknupfende Analysen
verwenden.</p>
      <p>Semantische Navigation: Werden die Klassen und
Relationen des Metadatenmodells fur eine konkrete Domane
instanziiert, so kann eine Navigation von einer
Klasseninstanz zur Nachsten, entlang der dazwischen de nierten
semantischen Relation, erfolgen. Im Kontext eines AIS kann
diese semantische Navigation zum einen als eine reine
Navigation innerhalb der Metadaten erfolgen und zum anderen
konnen zusatzliche assoziierte Operationen des AIS
ausgefuhrt werden.</p>
      <p>Fur Ersteres sei auf Abb. 1 verwiesen. Wird die
Fragestellung zur Kennzahl B mit Hilfe der semantischen Suche
gefunden, so kann der Business User sowohl zu den
notwendigen Vorganger-Fragestellungen als auch den
NachfolgerFragestellungen oder zu weiteren verbundenen Instanzen
navigieren.</p>
      <p>muss / optional
optional
Kennzahl A
Vorgänger
Fragestellung
verfeinert / aggregiert</p>
      <p>Kennzahl B
Fragestellung</p>
      <p>Kennzahl C
Nachfolger
Fragestellung</p>
      <p>1
Kennzahl ...</p>
      <p>Nachfolger
Fragestellung</p>
      <p>...</p>
      <p>Kennzahl m
Nachfolger
Fragestellung
m
Kennzahl B</p>
      <p>SubFragestellung
1</p>
      <p>SubFragestellung
...</p>
      <p>Sub- Verfeinindeerunngen
Fragesntellung vDeirmscehniesidoenneenn
Abbildung 1: Beziehungen von Fragestellungen
Mochte der Business User basierend auf einer
Fragestellung eine konkrete Analyse durchfuhren, so kann er von der
Fragestellung zu der verbundenen
Start-Analysevisualisierung wechseln und dann entlang eines spezi schen
Analysepfades zu einer Ende-Analysevisualisierung navigieren (s.
Abb. 2). Diese Art der semantischen Navigation ist immer
mit realen Aktionen und Daten des AIS verbunden, da
Analysevisualisierungen quantitative Daten des DWH anzeigen
und beim Analysevisualisierungswechsel durch die
Domanenoperationen ein oder mehrere OLAP Operationen im
AIS angewendet werden.</p>
      <p>Vorschlagsgenerierung: Eine wichtige Funktion ist das
Geben von Hinweisen und Vorschlagen durch das AIS im
Kontext einer Fragestellung und einer Analysevisualisierung.
Diese werden aus dem im Metadatenmodell hinterlegten
Analyse- und Domanenwissen abgeleitet. Vor allem
weiterfuhrende Hintergrundinformationen, Business Rules und
Analysestrategien sowie weitere Fragestellungen konnen
wertvolle Informationen im Analyseprozess sein.</p>
      <p>Hinweise zu weiterfuhrenden sinnvollen
Analysevisualisierungen konnen durch das AIS gegeben werden, indem
mogliche Domanenoperationen und die enthaltenen Business
Rules auf ihre Anwendbarkeit in einer Analysevisualisierung
uberpruft werden. Ziel der Vorschlagsgenerierung soll es sein,
dass relevante Analysevisualisierungen erreicht werden, die
eine Interpretation der quantitativen Daten hinsichtlich der
Fragestellung zulassen. Wichtig ist, dass beim Geben der
Hinweise und Vorschlage sowie bei der Anwendung von
Domanenoperationen die Hintergrunde kurz erlautert werden,
damit diese fur den Business User nachvollziehbar bleiben
und er sich zusatzlich Analyse- und Domanenwissen
aneignen kann.
4.2</p>
    </sec>
    <sec id="sec-11">
      <title>Wissensbasierte Konzepte</title>
      <p>Im Folgenden werden die fur eine Analyseunterstutzung
notwendigen Entitaten des Analyseprozesses in einem AIS
naher betrachtet.</p>
      <p>Fragestellung: Eine Fragestellung gibt einer Hypothese
Ausdruck, die es zu klaren gilt und auf deren Ergebnis eine
Entscheidung basieren kann. Als Beispiel sei \Was sind die
Marktanteile in meinem Einzugsgebiet?" genannt. Hierbei
ist eine einzelne Fragestellung in der Regel nicht losgelost
von Anderen zu betrachten (s. Abb. 1). Vielmehr kann
eine Fragestellung uber Vorganger verfugen, wie z.B. \Was ist
mein Einzugsgebiet?", auf welche zuvor eine Antwort
gefunden werden muss. Sie kann uber weiterfuhrende
NachfolgerFragestellungen verfugen, die sich aus dem Analyseergebnis
ergeben und optional weiter analysiert werden konnen.
Beispiele sind: \Was sind die Marktpotenziale in meinem
Einzugsgebiet?" oder \Wie wird sich mein Marktanteil
entwickeln?". Neben Vorgangern und Nachfolgern kann es auch
Subfragestellungen geben, welche die gleiche Kennzahl(en)
wie die Originalfrage behandeln, jedoch diese hinsichtlich ein
oder mehrerer Dimensionen weiter verfeinern.</p>
      <p>Analysekette: Eine Analysekette wird fur die Analyse
von Fragestellungen verwendet. Diese bildet den logischen
Rahmen der Analyse und enthalt weitere Konzepte wie
Analysepfade, Analysevisualisierungen, Domanenoperationen und
Business Rules. Die Zusammenhange sind in der Abb. 2
dargestellt. Ziel der Analysekette ist das Finden ein oder
mehrerer Analysevisualisierungen, die eine Interpretation der
quantitativen Daten des DWH erlauben.</p>
      <p>Analysevisualisierung: Eine Analysevisualisierung ist
die gra sche Reprasentation der quantitativen Daten eines
Analyseschrittes z.B. in Form einer Pivottabelle, eines
Diagramms oder einer Karte. Sie besteht aus 1 bis n
Kennzahlen, die wiederum in 1 bis m Dimensionen aufgespannt
sind. Von diesen Dimensionen sind jeweils 1 bis z
Dimensionselemente gewahlt. Im Kontext der Analysekette sind
sogenannte Start- und Ende-Analysevisualisierungen de
niert. Erstere dienen als Einstiegspunkte fur die Analysen
von Fragestellungen. Von ihnen aus konnen die
Analysepfade mit ihren verschiedenen Analysevisualisierungen
durchlaufen werden. Letztere ermoglichen das Interpretieren der
quantitativen Daten hinsichtlich der Fragestellung und das
Ableiten von Analyseergebnissen.</p>
      <p>Domanenoperation: Eine Domanenoperation ermoglicht
das Navigieren zwischen zwei Analysevisualisierungen und
kommt zum Einsatz, wenn spezi sche Auspragungen des
MDM in einer Analysevisualisierungen eintreten.
Domanenoperationen konnen aus einer Menge auszufuhrender
OLAPOperatoren, Business Rules und Visualisierungswechseln
bestehen. Ihr Zweck ist es, die notwendigen Schritte der
Kennzahlen-, Dimensionen-, Dimensionselemente- und
Visualisierungsauswahl bzw. des -wechsels fur den Endanwender
durchzufuhren und somit die Komplexitat des MDM und der
Analysedurchfuhrung zu verbergen. So kann der Business
User direkt von einer Analysevisualisierung zu einer
nachsten sinnvollen Analysevisualisierung gelangen. Ob eine
Analysevisualisierung als sinnvoller weiterer Analyseschritt
gesehen werden kann, ist uber die Business Rules de niert.</p>
      <p>Business Rules: Business Rules reprasentieren
konkretes Analyse- und Domanenwissen und werden als
semantische Metadaten zu den domanenspezi schen Inhalten eines
AIS modelliert. Sie beschreiben weiterfuhrende
Informationen und Regeln und kommen im Analyseprozess in den
Domanenoperationen zur Anwendung. Business Rules lassen
sich aus den "Best Practices\ eines Analysten ableiten und
beziehen sich in der Regel auf eine Fragestellung, eine
Analysevisualisierung oder ein Analyseergebnis, oder aber auf eine
Kombination aus diesen. Die Business Rule ist anwendbar,
wenn das MDM einen spezi schen de nierten Zustand
erreicht. Mehrere Business Rules konnen in unterschiedlichen
Domanenoperationen anwendbar sein, woraus sich mehrere
Moglichkeiten fur den Business User ergeben konnen, wie er
seine Analyse fortsetzen mochte. Durch die Gewichtung der
Business Rules kann hierbei ein Ranking entstehen.</p>
      <p>Analysepfad: Unter einem Analysepfad wird eine
Menge von Analysevisualisierungen verstanden, die durch
Domanenoperationen zu einem Pfad in einer de nierten
Reihenfolge verbunden werden. Typischerweise wird ein Analysepfad
in einer konkreten Analyse von einer
Start-Analysevisualisierung zu einer Ende-Analysevisualisierung durchlaufen.
Hierbei ist zu beachten, dass Analysepfade nicht zwingend
zuvor de niert sein mussen, sondern sich aus der
Anwendbarkeit von Domanenoperationen auf
Analysevisualisierungen im Kontext einer spezi schen Fragestellung ergeben
konnen. Die Menge aller Analysepfade zu einer Fragestellung
bildet die Analysekette.</p>
      <p>Analyseergebnis: Analyseergebnisse beschreiben eine
Interpretation von quantitativen Daten im MDM des DWH.
erlaubt
finden
erlaubt
finden
erlaubt
finden
neue Nachfolger-Fragestellung ç externe Domänenoperation
Abbildung 2: Zusammenhang von Konzepten im Analyseprozess</p>
      <p>Analyseergebnis
Analyseergebnis
Analyseergebnis</p>
      <p>Basis für
Entscheidung
Dies konnen Korrelationen und Zusammenhange zwischen
den Daten, aber auch Trends, Einbruche, Zunahmen,
Auffalligkeiten, geogra sche Ballungen, etc. sein.</p>
    </sec>
    <sec id="sec-12">
      <title>VERWANDTE ARBEITEN</title>
      <p>
        Im Kontext der Business Intelligence gibt es vielfaltige
Forschungsfragen, die von der Erschlie ung des
Analysewissens [
        <xref ref-type="bibr" rid="ref1">1</xref>
        ], uber die Anpassung der BI-Tools an Business
Anforderungen [
        <xref ref-type="bibr" rid="ref11 ref2">11, 2</xref>
        ] und die integrierte Anfrage von BI-Tools
[
        <xref ref-type="bibr" rid="ref12 ref4">12, 4</xref>
        ] bis hin zur Annotation von Datenschemata mit
weiterfuhrenden Informationen zur Analyseunterstutzung
reichen [
        <xref ref-type="bibr" rid="ref11 ref2 ref7 ref8">2, 7, 8, 11</xref>
        ]. In vielen Fallen soll der Analyst und
teilweise auch der Business User [
        <xref ref-type="bibr" rid="ref12 ref2">2, 12</xref>
        ] starker in den Fokus
rucken, indem die BI-Software besser an individuelle
Informationsbedurfnisse angepasst werden kann oder aber eine
Analyseunterstutzung zur individuellen Befriedigung des
Informationsbedarfs angeboten wird. Viele der verwandten
Arbeiten versuchen die jeweiligen adressierten Probleme durch
die Nutzung von semantischen Metadaten und damit
verbundenen Semantic Web Technologien zu losen.
      </p>
      <p>
        Im Bereich der Dokumentation von Analyseprozessen und
-ergebnissen ist die Arbeit [
        <xref ref-type="bibr" rid="ref1">1</xref>
        ] zur Distribution von
BusinessIntelligence-Wissen zu nennen. Diese zielt auf die
kontrollierte organisationsweite Verbreitung und Weiterverwendung
von Berichten und Analyseansatzen durch das Einstellen der
BI-Inhalte in Wissensmanagementsysteme ab, jedoch ohne
auf eine konkrete technische Umsetzung einzugehen.
      </p>
      <p>
        Im Kontext von Analyseprozessen ist auch die Arbeit von
[
        <xref ref-type="bibr" rid="ref3">3</xref>
        ] relevant, da diese den Begri der Analysekette einfuhrt.
Fokus der Arbeit ist die Mensch-Maschine Interaktion,
wobei das Finden, Aufbereiten und Darstellen von Daten als
technisch / operative Tatigkeit gesehen wird. Zu den
kognitiven Tatigkeiten zahlen die Bildung eines
anwenderorientierten Analysemodells sowie dessen Prufung und Verfeinerung.
      </p>
      <p>
        Wahrend der Durchfuhrung von Analysen werden eine
Reihe von OLAP Anfragen gesendet, um durch den
multidimensionalen Datenraum zu navigieren und um die
benotigten Informationen zu erfragen. Hierbei ist laut [
        <xref ref-type="bibr" rid="ref5">5</xref>
        ] das
Erstellen entsprechender Anfragen eine schwierige Aufgabe.
Daher wird in dieser Arbeit ein Framework vorgestellt, dass
den Nutzer in der Analyse unterstutzt, indem es passende
OLAP Operatoren vorschlagt. Diese werden durch die
Auswertung des OLAP Server Query Logs abgeleitet.
      </p>
      <p>
        Eine andere Art der Analyseunterstutzung fur eine hohere
Nutzerfreundlichkeit wird im Kontext der BI in der
Trennung von Business und IT Belangen gesehen. Anders als
in den zuvor genannten Arbeiten spielen hier semantische
Metadaten eine entscheidende Rolle. U ber die
Metadatenmodelle konnen die Entitaten der zugrunde liegenden
BISysteme mit ihren zugehorigen Relationen modelliert
werden. Ebenfalls erlauben diese exiblen, erweiterbaren
Metadatenstrukturen weiterfuhrende Informationen zu den
Entitaten, wie beispielsweise Business Rules oder
Expertenwissen festzuhalten. In [
        <xref ref-type="bibr" rid="ref7">7</xref>
        ] und [
        <xref ref-type="bibr" rid="ref8">8</xref>
        ] werden diese Moglichkeiten
weiter vertieft und als Anwendung z.B. die Nutzung der
Metadaten im Extraktions-, Transformations- und Ladeprozess
(ETL) fur ein DWH angefuhrt.
      </p>
      <p>
        In der Arbeit von [
        <xref ref-type="bibr" rid="ref11">11</xref>
        ] wird auf dieser Semantic Web Basis
eine Architektur fur analytische Tools vorgeschlagen, um
Efzienzsteigerungen im Entscheidungs ndungsprozess zu
erzielen. Durch die Nutzung einer Domanen-Ontologie, welche
die Entitaten der zu untersuchenden Domane, deren
Relationen sowie weitere Informationen bereitstellt und durch die
Nutzung einer Business-Intelligence-Ontologie, welche
Informationen zu den Datenstrukturen des multidimensionalen
Modells vorhalt, soll eine Unterstutzung im Analyseprozess
erfolgen. Zum einen soll die Auswahl von
Dimensionselementen durch proaktive Vorschlage erleichtert werden und zum
anderen sollen durch ein semiautomatisches Umschreiben
der Anfragen Analyseergebnisse aufgewertet werden. Die
Entitaten werden in den jeweiligen Domanen-Ontologien
oftmals mit ihrem naturlichsprachlichen Namen versehen, da
diese eher die Business Semantik ausdrucken als die
korrespondierenden technischen Bezeichner des MDM. Nutzer
konnen so Anfragen in einer fur sie vertrauten Terminologie
an das System stellen. Dieser Ansatz wird in [
        <xref ref-type="bibr" rid="ref4">4</xref>
        ] und [
        <xref ref-type="bibr" rid="ref12">12</xref>
        ]
verwendet, um auf einer abstrakten Ebene unternehmensweite
Informationen integriert aus verschiedenen BI-Systemen wie
DWH, ERP, CRM, etc. anzufragen. In diesen Ansatzen
werden semantische Metadaten auch fur die
Integrationsaufgaben und das Umschreiben von Anfragen verwendet.
      </p>
      <p>
        Die Unterstutzung eines technisch unversierten Business
Users wird insbesondere in [
        <xref ref-type="bibr" rid="ref2">2</xref>
        ] und [
        <xref ref-type="bibr" rid="ref12">12</xref>
        ] fokussiert. In [
        <xref ref-type="bibr" rid="ref2">2</xref>
        ] liegt
der Schwerpunkt auf einer kollaborativen ad-hoc
Entscheidungsunterstutzung, in der Daten integriert aus den
verschiedenen BI-Tools dargestellt und uber semantische
Metadaten mit weiterfuhrenden Informationen versehen werden.
Insbesondere sollen uber Web 2.0 Technologien Information
Mash-Ups gebildet, aber auch eine Kollabration zwischen
verschieden Business Usern erzielt werden.
      </p>
      <p>
        Auch wenn, wie in vielen anderen Arbeiten, die
semantischen Metadaten eine entscheidende Rolle spielen, grenzt der
eigene Ansatz sich von diesen durch die Modellierung von
Konzepten und deren Instanziierung in Form von
Analyseund Domanenwissen ab. Im Fokus steht dabei das Wissen
zu Analyseprozessen, das von verschiedenen Komponenten
eines AIS zur Unterstutzung des Business Users genutzt
werden kann. Eine technologisch ahnliche Umsetzung mit Hilfe
von verschiedenen Ontologien wie sie in [
        <xref ref-type="bibr" rid="ref11">11</xref>
        ] und [
        <xref ref-type="bibr" rid="ref12">12</xref>
        ] genannt
werden, wird angestrebt.
      </p>
    </sec>
    <sec id="sec-13">
      <title>FAZIT UND AUSBLICK</title>
      <p>Analytische Informationssysteme haben sich im Kontext
der Business Intelligence als Systeme zur
Informationsgewinnung fur Business User im Entscheidungs ndungsprozess
etabliert. Allerdings setzen AIS aufgrund ihrer hohen
Interaktionsmoglichkeiten und Komplexitat entsprechendes
Analyse- und Domanenwissen sowie ein tiefergehendes
technisches Verstandnis voraus, um adaquate Analysen
durchfuhren zu konnen (s. Abschnitt 1). Dieses liegt jedoch ohne
entsprechende Schulungen bei Business Usern nicht vor. Auch
werden in der Regel keine Metadaten zu Business Regeln,
Strategien oder Hintergrundinformationen durch AIS
bereitgestellt, die den Business User unterstutzen konnen. Da
jedoch Business User befahigt werden sollen, sich selbst mit
Informationen zu versorgen, wurde in dieser Arbeit als
Forschungsfrage untersucht, wie die Komplexitat von AIS
reduziert werden kann, damit Business User eine adaquate
explorative ad-hoc Analyse durchfuhren konnen. Hierzu
wurden zunachst in Abschnitt 3 Anforderungen an einen
entsprechenden Ansatz de niert. Darauf aufbauend wurden in
Abschnitt 4 verschiedene Konzepte aus dem Bereich der
Datenanalyse de niert und erlautert, die in einem
semantischen Metadatenmodell fur ein AIS modelliert und
instanziiert werden konnen und somit als Basis fur weiterfuhrende
Analyseunterstuzungsfunktionalitaten dienen. Von zentraler
Bedeutung waren die Konzepte der Fragestellung,
Analysekette, Analysepfad und Analysevisualisierung sowie
Domanenoperationen, Business Rules und Analyseergebnisse. Als
Funktionen wurden die Semantische Suche, die Semantische
Navigation und die Vorschlagsgenerierung prasentiert,
bevor in Abschnitt 5 verwandte Arbeiten vorgestellt und gegen
den eigenen Ansatz abgegrenzt wurden. Als weiterer Schritt
im Forschungsvorhaben werden die vorgestellten Konzepte
in einem Metadatenmodell mittels
Wissensreprasentationssprachen modelliert und fur die Domane der
Krankenhausmarktanalyse instanziiert. Dieses Metadatenmodell wird in
eine zu implementierende semantische Metadatenebene des
am OFFIS entwickelten AIS - Multidimensional
Statistical Data Analysis Engine (MUSTANG) - eingebettet, um
Analyse- und Domanenwissen zu erfassen, zu verwalten und
fur die genannten Analyseunterstuzungsfunktionalitaten zu
verwenden. Eine Umsetzung und Evaluierung wird im
Rahmen einer laufenden Dissertation und einer studentischen
Projektgruppe erfolgen.</p>
    </sec>
  </body>
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