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Kubernetes – der Steuermann für dein Big Data Projekt!

February 5, 2022/in Data Engineering, Data Migration, Data Warehousing, Insights, Main Category, Software Development, Tool Introduction/by Niklas Lang

Kubernetes ist ein Container-Orchestrierungssystem. Damit lassen sich also Anwendungen auf verschiedene Container aufteilen, wodurch sie effizient und ausfallsicher ausgeführt werden können. Kubernetes ist ein Open-Source-Projekt und wurde erstmals im Jahr 2014 veröffentlicht. Es ist sehr leistungsfähig und kann verteilte Systeme, die über Tausende von Rechnern verstreut sind, verwalten.

In diesem und in vielen anderen Beiträgen zum Thema Kubernetes wird die Abkürzung k8s genutzt. Sie kommt daher, dass das Wort Kubernetes mit k beginnt, mit s endet und dazwischen 8 Buchstaben stehen. Bevor wir beginnen, noch eine kleine Anmerkung, woher der Name Kubernetes eigentlich stammt: Das griechische Wort „Kubernetes“ bedeutet Steuermann und beschreibt genau das, was Kubernetes macht, es steuert. Es steuert verschiedene sogenannte Container und koordiniert deren Ausführung.

Was sind Container und warum brauchen wir sie?

Eines der bestimmenden Merkmale von Big Data oder Machine Learning Projekte ist, dass ein einzelner Computer in vielen Fällen nicht ausreicht, um die gewaltigen Rechenlasten bewältigen zu können. Deshalb ist es notwendig, mehrere Computer zu verwenden, die sich die Arbeit teilen können. Zusätzlich können durch ein solches System auch Ausfälle von einzelnen Computern kompensiert werden, wodurch wiederum sichergestellt ist, dass die Anwendung durchgehend erreichbar ist. Wir bezeichnen eine solche Anordnung von Computern als Computing-Cluster oder verteiltes System für paralleles Rechnen.

Im Mittelpunkt des Open Source Projektes Docker stehen die sogenannten Container. Container sind alleinstehende Einheiten, die unabhängig voneinander ausgeführt werden und immer gleich ablaufen. Docker-Container können wir uns tatsächlich relativ praktisch wie einen Frachtcontainer vorstellen. Angenommen, in diesem Container arbeiten drei Menschen an einer bestimmten Aufgabe (Ich weiß, dass dies wahrscheinlich gegen jedes geltende Arbeitsschutzgesetz verstößt, aber es passt nun mal sehr gut in unser Beispiel).

In ihrem Container finden sie alle Ressourcen und Maschinen, die sie für ihre Aufgabe benötigen. Über eine bestimmte Lucke im Container bekommen sie die Rohstoffe geliefert, die sie benötigen, und über eine andere Lucke geben sie das fertige Produkt heraus. Unser Schiffscontainer kann dadurch ungestört und weitestgehend autark arbeiten. Den Menschen darin wird es nicht auffallen, ob sich das Schiff inklusive Container gerade im Hamburger Hafen, in Brasilien oder irgendwo bei ruhigem Seegang auf offenem Meer befindet. Solange sie kontinuierlich Rohstoffe geliefert bekommen, führen sie ihre Aufgabe aus, egal wo sie sind.

Foto von Ian Taylor auf Unsplash

Genauso verhält es sich mit Docker Containern im Softwareumfeld. Es handelt sich dabei um genau definierte, abgeschlossene Applikationen, die auf verschiedenen Maschinen/Rechnern laufen können. Solange sie die festgelegten Inputs kontinuierlich erhalten, können sie auch kontinuierlich weiterarbeiten, unabhängig von ihrer Umgebung.

Was macht Kubernetes?

Wir nutzen Computing-Cluster, um rechenintensive Projekte, wie Machine Learning Modelle, auf mehreren Rechnern zuverlässig und effizient laufen lassen zu können. In Containern wiederum programmieren wir Unteraufgaben, die in sich abgeschlossen sein können und die immer gleich ablaufen, egal ob auf Rechner 1 oder Rechner 2. Das klingt doch eigentlich ausreichend, oder?

Verteilte Systeme bieten gegenüber Einzelrechnern neben Vorteilen auch zusätzliche Herausforderungen, beispielsweise bei der gemeinsamen Nutzung von Daten oder der Kommunikation zwischen den Rechnern innerhalb des Clusters. Kubernetes übernimmt die Arbeit die Container auf das Cluster zu verteilen und sorgt für den reibungslosen Ablauf des Programmes. Dadurch können wir uns auf das eigentliche Problem, also unseren konkreten Anwendungsfall, konzentrieren.

Kubernetes ist also wie der Kapitän, oder Steuermann, auf dem großen Containerschiff, der die einzelnen Container auf seinem Schiff richtig platziert und koordiniert.

Aufbau eines Kubernetes Clusters

Kubernetes wird normalerweise auf einem Cluster von Computern installiert. Jeder Computer in diesem Cluster wird als Node bezeichnet. Auf einem Computer bzw. Node wiederum laufen mehrere sogenannte Pods. Auf den Pods sind die schlussendlichen Container mit den kleineren Applikationen installiert und können in einem lokalen System kommunizieren.

Damit die Pods und die Container darin ohne Komplikationen laufen können, gibt es einige Hilfsfunktionen und -komponenten im Kubernetes Cluster, die dafür sorgen, dass alle Systeme reibungslos funktionieren:

Aufbau Kubernetes Cluster | Abbildung: Kubernetes

Control Plane: Das ist der Rechner, welcher das komplette Cluster überwacht. Auf diesem laufen keine Pods für die Anwendung. Stattdessen werden den einzelnen Pods die Container zugewiesen, die auf ihnen laufen sollen.
Sched: Der Scheduler hält innerhalb des Clusters Ausschau nach neu erstellen Pods und teilt diese zu bestehenden Nodes zu.
ETCD: Ein Speicher für alle Informationen, die im Cluster anfallen und aufbewahrt werden müssen, bspw. Metadaten zur Konfiguration.
Cloud Controller Manager (CCM): Wenn ein Teil des Systems auf Cloud Ressourcen läuft, kommt diese Komponente zum Einsatz und übernimmt die Kommunikation und Koordination mit der Cloud.
Controller Manager (CM): Die wichtigste Komponente im Kubernetes Cluster überwacht das Cluster und sucht nach ausgefallenen Nodes, um dann die Container und Pods neu zu verteilen.
API: Diese Schnittstelle ermöglicht die Kommunikation zwischen den Nodes und dem Control Plane.

Die Nodes sind deutlich schlanker aufgebaut als das Control Plane und enthalten neben den Pods zwei wesentliche Komponenten zur Überwachung:

Kubelet: Es ist das Control Plane innerhalb eines Nodes und sorgt dafür, dass alle Pods einwandfrei laufen.
Kube-Proxy (k-proxy): Diese Komponente verteilt den eingehenden Node Traffic an die Pods, indem es das Netzwerk innerhalb des Nodes erstellt.

Fazit

Ein Netzwerk aus verschiedenen Computern wird als Cluster bezeichnet und wird genutzt, um große Rechenlasten auf mehrere Computer aufteilen und dadurch effizienter gestalten zu können. Die kleinste Einheit, in die man eine Applikation aufteilen kann, ist der Docker Container. Dieser beinhaltet eine Unteraufgabe des Programms, die autark, also unabhängig vom System, ausgeführt wird.

Da es in einem Computing-Cluster sehr viele dieser Container geben kann, übernimmt Kubernetes für uns das Management der Container, also unter anderem deren Kommunikation und Koordinierung. Das Kubernetes Cluster hat dazu verschiedene Komponenten die dafür sorgen, dass alle Container laufen und das System einwandfrei funktioniert.

Business Intelligence – 5 Tips for better Reporting & Visualization

November 6, 2021/in Business Analytics, Business Intelligence, Insights, Main Category, Visualization/by Benjamin Aunkofer

Data and BI Analysts often concentrate on learning a BI Tool, but the main thing to do is learn how to create good data visualization!

BI reporting has become an indispensable part of any company. In Business Intelligence, companies sometimes have to choose between tools such as PowerBI, QlikSense, Tableau, MikroStrategy, Looker or DataStudio (and others). Even if each of these tools has its own strengths and weaknesses, good reporting depends less on the respective tool but much more on the analyst and his skills in structured and appropriate visualization and text design.

Based on our experience at DATANOMIQ and the book “Storytelling with data” (see footnote in the pdf), we have created an infographic that conveys five tips for better design of BI reports – with self-reflective clarification.

Direct link to the PDF: https://data-science-blog.com/de/wp-content/uploads/sites/5/2021/12/Infographic_Data_Visualization_Infographic_DATANOMIQ.pdf

About DATANOMIQ

DATANOMIQ is a platform-independent consulting- and service-partner for Business Intelligence and Data Science. We are opening up multiple possibilities for the first time in all areas of the value chain through Big Data and Artificial Intelligence. We rely on the best minds and the most comprehensive method and technology portfolio for the use of data for business optimization.

Contact

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Moderne Business Intelligence in der Microsoft Azure Cloud

May 28, 2021/in Artificial Intelligence, Big Data, Business Analytics, Business Intelligence, Data Engineering, Data Migration, Data Science, Data Warehousing, Database, Insights, Main Category, Realtime Analytics, Use Case/by Benjamin Aunkofer

Google, Amazon und Microsoft sind die drei großen Player im Bereich Cloud Computing. Die Cloud kommt für nahezu alle möglichen Anwendungsszenarien infrage, beispielsweise dem Hosting von Unternehmenssoftware, Web-Anwendungen sowie Applikationen für mobile Endgeräte. Neben diesen Klassikern spielt die Cloud jedoch auch für Internet of Things, Blockchain oder Künstliche Intelligenz eine wichtige Rolle als Enabler. In diesem Artikel beleuchten wir den Cloud-Anbieter Microsoft Azure mit Blick auf die Möglichkeiten des Aufbaues eines modernen Business Intelligence oder Data Platform für Unternehmen.

Eine Frage der Architektur

Bei der Konzeptionierung der Architektur stellen sich viele Fragen:

Welche Datenbank wird für das Data Warehouse genutzt?
Wie sollten ETL-Pipelines erstellt und orchestriert werden?
Welches BI-Reporting-Tool soll zum Einsatz kommen?
Müssen Daten in nahezu Echtzeit bereitgestellt werden?
Soll Self-Service-BI zum Einsatz kommen?
… und viele weitere Fragen.

1 Die Referenzmodelle für Business Intelligence Architekturen von Microsoft Azure

Die vielen Dienste von Microsoft Azure erlauben unzählige Einsatzmöglichkeiten und sind selbst für Cloud-Experten nur schwer in aller Vollständigkeit zu überblicken. Microsoft schlägt daher verschiedene Referenzmodelle für Datenplattformen oder Business Intelligence Systeme mit unterschiedlichen Ausrichtungen vor. Einige davon wollen wir in diesem Artikel kurz besprechen und diskutieren.

1a Automatisierte Enterprise BI-Instanz

Diese Referenzarchitektur für automatisierte und eher klassische BI veranschaulicht die Vorgehensweise für inkrementelles Laden in einer ELT-Pipeline mit dem Tool Data Factory. Data Factory ist der Cloud-Nachfolger des on-premise ETL-Tools SSIS (SQL Server Integration Services) und dient nicht nur zur Erstellung der Pipelines, sondern auch zur Orchestrierung (Trigger-/Zeitplan der automatisierten Ausführung und Fehler-Behandlung). Über Pipelines in Data Factory werden die jeweils neuesten OLTP-Daten inkrementell aus einer lokalen SQL Server-Datenbank (on-premise) in Azure Synapse geladen, die Transaktionsdaten dann in ein tabellarisches Modell für die Analyse transformiert, dazu wird MS Azure Analysis Services (früher SSAS on-premis) verwendet. Als Tool für die Visualisierung der Daten wird von Microsoft hier und in allen anderen Referenzmodellen MS PowerBI vorgeschlagen. MS Azure Active Directory verbindet die Tools on Azure über einheitliche User im Active Directory Verzeichnis in der Azure-Cloud.

https://docs.microsoft.com/en-us/azure/architecture/reference-architectures/data/enterprise-bi-adfQuelle:

Einige Diskussionspunkte zur BI-Referenzarchitektur von MS Azure

Der von Microsoft vorgeschlagenen Referenzarchitektur zu folgen kann eine gute Idee sein, ist jedoch tatsächlich nur als Vorschlag – eher noch als Kaufvorschlag – zu betrachten. Denn Unternehmens-BI ist hochgradig individuell und Bedarf einiger Diskussion vor der Festlegung der Architektur.

Azure Data Factory als ETL-Tool

Azure Data Factory wird in dieser Referenzarchitektur als ETL-Tool vorgeschlagen. In der Tat ist dieses sehr mächtig und rein über Mausklicks bedienbar. Darüber hinaus bietet es die Möglichkeit z. B. über Python oder Powershell orchestriert und pipeline-modelliert zu werden. Der Clue für diese Referenzarchitektur ist der Hinweis auf die On-Premise-Datenquellen. Sollte zuvor SSIS eingesetzt werden sollen, können die SSIS-Packages zu Data Factory migriert werden.

Die Auswahl der Datenbanken

Der Vorteil dieser Referenzarchitektur ist ohne Zweifel die gute Aufstellung der Architektur im Hinblick auf vielseitige Einsatzmöglichkeiten, so werden externe Daten (in der Annahme, dass diese un- oder semi-strukturiert vorliegen) zuerst in den Azure Blob Storage oder in den auf dem Blob Storage beruhenden Azure Data Lake zwischen gespeichert, bevor sie via Data Factory in eine für Azure Synapse taugliche Struktur transformiert werden können. Möglicherweise könnte auf den Blob Storage jedoch auch gut verzichtet werden, solange nur Daten aus bekannten, strukturierten Datenbanken der Vorsysteme verarbeitet werden. Als Staging-Layer und für Datenhistorisierung sind der Azure Blob Storage oder der Azure Data Lake jedoch gute Möglichkeiten, da pro Dateneinheit besonders preisgünstig.

Azure Synapse ist eine mächtige Datenbank mindestens auf Augenhöhe mit zeilen- und spaltenorientierten, verteilten In-Memory-Datenbanken wie Amazon Redshift, Google BigQuery oder SAP Hana. Azure Synapse bietet viele etablierte Funktionen eines modernen Data Warehouses und jährlich neue Funktionen, die zuerst als Preview veröffentlicht werden, beispielsweise der Einsatz von Machine Learning direkt auf der Datenbank.

Zur Diskussion steht jedoch, ob diese Funktionen und die hohe Geschwindigkeit (bei richtiger Nutzung) von Azure Synapse die vergleichsweise hohen Kosten rechtfertigen. Alternativ können MySQL-/MariaDB oder auch PostgreSQL-Datenbanken bei MS Azure eingesetzt werden. Diese sind jedoch mit Vorsicht zu nutzen bzw. erst unter genauer Abwägung einzusetzen, da sie nicht vollständig von Azure Data Factory in der Pipeline-Gestaltung unterstützt werden. Ein guter Kompromiss kann der Einsatz von Azure SQL Database sein, der eigentliche Nachfolger der on-premise Lösung MS SQL Server. MS Azure Snypase bleibt dabei jedoch tatsächlich die Referenz, denn diese Datenbank wurde speziell für den Einsatz als Data Warehouse entwickelt.

Zentrale Cube-Generierung durch Azure Analysis Services

Zur weiteren Diskussion stehen könnte MS Azure Analysis Sevice als Cube-Engine. Diese Cube-Engine, die ursprünglich on-premise als SQL Server Analysis Service (SSAS) bekannt war, nun als Analysis Service in der Azure Cloud verfügbar ist, beruhte früher noch als SSAS auf der Sprache MDX (Multi-Dimensional Expressions), eine stark an SQL angelehnte Sprache zum Anlegen von schnellen Berechnungsformeln für Kennzahlen im Cube-Datenmodellen, die grundlegendes Verständnis für multidimensionale Abfragen mit Tupeln und Sets voraussetzt. Heute wird statt MDX die Sprache DAX (Data Analysis Expression) verwendet, die eher an Excel-Formeln erinnert (diesen aber keinesfalls entspricht), sie ist umfangreicher als MDX, jedoch für den abitionierten Anwender leichter verständlich und daher für Self-Service-BI geeignet.

Punkt der Diskussion ist, dass der Cube über den Analysis-Service selbst keine Möglichkeiten eine Self-Service-BI nicht ermöglicht, da die Bearbeitung des Cubes mit DAX nur über spezielle Entwicklungsumgebungen möglich ist (z. B. Visual Studio). MS Power BI selbst ist ebenfalls eine Instanz des Analysis Service, denn im Kern von Power BI steckt dieselbe Engine auf Basis von DAX. Power BI bietet dazu eine nutzerfreundliche UI und direkt mit mausklickbaren Elementen Daten zu analysieren und Kennzahlen mit DAX anzulegen oder zu bearbeiten. Wird im Unternehmen absehbar mit Power BI als alleiniges Analyse-Werkzeug gearbeitet, ist eine separate vorgeschaltete Instanz des Azure Analysis Services nicht notwendig. Der zur Abwägung stehende Vorteil des Analysis Service ist die Nutzung des Cubes in Microsoft Excel durch die User über Power Pivot. Dies wiederum ist eine eigene Form des sehr flexiblen Self-Service-BIs.

1b Enterprise Data Warehouse-Architektur

Eine weitere Referenz-Architektur von Microsoft auf Azure ist jene für den Einsatz als Data Warehouse, bei der Microsoft Azure Synapse den dominanten Part von der Datenintegration über die Datenspeicherung und Vor-Analyse übernimmt.https://docs.microsoft.com/en-us/azure/architecture/solution-ideas/articles/enterprise-data-warehouseQuelle:

Diskussionspunkte zum Referenzmodell der Enterprise Data Warehouse Architecture

Auch diese Referenzarchitektur ist nur für bestimmte Einsatzzwecke in dieser Form sinnvoll.

Azure Synapse als ETL-Tool

Im Unterschied zum vorherigen Referenzmodell wird hier statt auf Azure Data Factory auf Azure Synapse als ETL-Tool gesetzt. Azure Synapse hat die Datenintegrationsfunktionalitäten teilweise von Azure Data Factory geerbt, wenn gleich Data Factory heute noch als das mächtigere ETL-Tool gilt. Azure Synapse entfernt sich weiter von der alten SSIS-Logik und bietet auch keine Integration von SSIS-Paketen an, zudem sind einige Anbindungen zwischen Data Factory und Synapse unterschiedlich.

Auswahl der Datenbanken

Auch in dieser Referenzarchitektur kommt der Azure Blob Storage als Zwischenspeicher bzw. Staging-Layer zum Einsatz, jedoch im Mantel des Azure Data Lakes, der den reinen Speicher um eine Benutzerebene erweitert und die Verwaltung des Speichers vereinfacht. Als Staging-Layer oder zur Datenhistorisierung ist der Blob Storage eine kosteneffiziente Methode, darf dennoch über individuelle Betrachtung in der Notwendigkeit diskutiert werden.

Azure Synapse erscheint in dieser Referenzarchitektur als die sinnvolle Lösung, da nicht nur die Pipelines von Synapse, sondern auch die SQL-Engine sowie die Spark-Engine (über Python-Notebooks) für die Anwendung von Machine Learning (z. B. für Recommender-Systeme) eingesetzt werden können. Hier spielt Azure Synpase die Möglichkeiten als Kern einer modernen, intelligentisierbaren Data Warehouse Architektur voll aus.

Azure Analysis Service

Auch hier wird der Azure Analysis Service als Cube-generierende Maschinerie von Microsoft vorgeschlagen. Hier gilt das zuvor gesagte: Für den reinen Einsatz mit Power BI ist der Analysis Service unnötig, sollen Nutzer jedoch in MS Excel komplexe, vorgerechnete Analysen durchführen können, dann zahlt sich der Analysis Service aus.

Azure Cosmos DB

Die Azure Cosmos DB ist am nächsten vergleichbar mit der MongoDB Atlas (die Cloud-Version der eigentlich on-premise zu hostenden MongoDB). Es ist eine NoSQL-Datenbank, die über Datendokumente im JSON-File-Format auch besonders große Datenmengen in sehr hoher Geschwindigkeit abfragen kann. Sie gilt als die zurzeit schnellste Datenbank in Sachen Lesezugriff und spielt dabei alle Vorteile aus, wenn es um die massenweise Bereitstellung von Daten in andere Applikationen geht. Unternehmen, die ihren Kunden mobile Anwendungen bereitstellen, die Millionen parallele Datenzugriffe benötigen, setzen auf Cosmos DB.

1c Referenzarchitektur für Realtime-Analytics

Die Referenzarchitektur von Microsoft Azure für Realtime-Analytics wird die Referenzarchitektur für Enterprise Data Warehousing ergänzt um die Aufnahme von Data Streaming.

Diskussionspunkte zum Referenzmodell für Realtime-Analytics

Diese Referenzarchitektur ist nur für Einsatzszenarios sinnvoll, in denen Data Streaming eine zentrale Rolle spielt. Bei Data Streaming handelt es sich, vereinfacht gesagt, um viele kleine, ereignis-getriggerte inkrementelle Datenlade-Vorgänge bzw. -Bedarfe (Events), die dadurch nahezu in Echtzeit ausgeführt werden können. Dies kann über Webshops und mobile Anwendungen von hoher Bedeutung sein, wenn z. B. Angebote für Kunden hochgrade-individualisiert angezeigt werden sollen oder wenn Marktdaten angezeigt und mit ihnen interagiert werden sollen (z. B. Trading von Wertpapieren). Streaming-Tools bündeln eben solche Events (bzw. deren Datenhäppchen) in Data-Streaming-Kanäle (Partitionen), die dann von vielen Diensten (Consumergruppen / Receiver) aufgegriffen werden können. Data Streaming ist insbesondere auch dann ein notwendiges Setup, wenn ein Unternehmen über eine Microservices-Architektur verfügt, in der viele kleine Dienste (meistens als Docker-Container) als dezentrale Gesamtstruktur dienen. Jeder Dienst kann über Apache Kafka als Sender- und/oder Empfänger in Erscheinung treten. Der Azure Event-Hub dient dazu, die Zwischenspeicherung und Verwaltung der Datenströme von den Event-Sendern in den Azure Blob Storage bzw. Data Lake oder in Azure Synapse zu laden und dort weiter zu reichen oder für tiefere Analysen zu speichern.

Azure Eventhub Architecture Quelle: https://docs.microsoft.com/de-de/azure/event-hubs/event-hubs-about

Für die Datenverarbeitung in nahezu Realtime sind der Azure Data Lake und Azure Synapse derzeitig relativ alternativlos. Günstigere Datenbank-Instanzen von MariaDB/MySQL, PostgreSQL oder auch die Azure SQL Database wären hier ein Bottleneck.

2 Fazit zu den Referenzarchitekturen

Die Referenzarchitekturen sind exakt als das zu verstehen: Als Referenz. Keinesfalls sollte diese Architektur unreflektiert für ein Unternehmen übernommen werden, sondern vorher in Einklang mit der Datenstrategie gebracht werden, dabei sollten mindestens diese Fragen geklärt werden:

Welche Datenquellen sind vorhanden und werden zukünftig absehbar vorhanden sein?
Welche Anwendungsfälle (Use Cases) habe ich für die Business Intelligence bzw. Datenplattform?
Über welche finanziellen und fachlichen Ressourcen darf verfügt werden?

Darüber hinaus sollten sich die Architekten bewusst sein, dass, anders als noch in der trägeren On-Premise-Welt, die Could-Dienste schnelllebig sind. So sah die Referenzarchitektur 2019/2020 noch etwas anders aus, in der Databricks on Azure als System für Advanced Analytics inkludiert wurde, heute scheint diese Position im Referenzmodell komplett durch Azure Synapse ersetzt worden zu sein.

Azure Reference Architecture BI Databrikcs 2019

Azure Reference Architecture – with Databricks, old image source: https://docs.microsoft.com/en-us/azure/architecture/solution-ideas/articles/modern-data-warehouse

Hinweis zu den Kosten und der Administration

Die Kosten für Cloud Computing statt für IT-Infrastruktur On-Premise sind ein zweischneidiges Schwert. Der günstige Einstieg in de Azure Cloud ist möglich, jedoch bedingt ein kosteneffizienter Betrieb viel Know-How im Umgang mit den Diensten und Konfigurationsmöglichkeiten der Azure Cloud oder des jeweiligen alternativen Anbieters. Beispielsweise können über Azure Data Factory Datenbanken über Pipelines automatisiert hochskaliert und nach nur Minuten wieder runterskaliert werden. Nur wer diese dynamischen Skaliermöglichkeiten nutzt, arbeitet effizient in der Cloud.

Ferner sind Kosten nur schwer einschätzbar, da diese mehr noch von der Nutzung (Datenmenge, CPU, RAM) als von der zeitlichen Nutzung (Lifetime) abhängig sind. Preisrechner ermöglichen zumindest eine Kosteneinschätzung: https://azure.com/e/96162a623bda4911bb8f631e317affc6

Process Mining mit MEHRWERK – Artikelserie

April 14, 2021/in Business Analytics, Business Intelligence, Insights, Main Category, Process Mining, Tool Introduction, Visualization/by Benjamin Aunkofer

Dieser Artikel der Artikelserie Process Mining Tools beschäftigt sich mit dem Anbieter MEHRWERK. Das im Jahr 2008 gegründete Unternehmen, heute geführt durch drei Geschäftsführer, bietet Business Intelligence als Beratung und Dienstleistung rund um die Produkte des BI-Software-Anbieters QlikTech an. Rund zehn Jahre später, 2018, stieg das Unternehmen auch als Teil-Software-Anbieter in Process Mining ein. MEHRWERK ProcessMining, kurz MPM, ist einen Process Mining Lösung auf der Basis des weit verbreiteten BI-Tools Qlik Sense.

Lösungspakete:	Standard-Lizenz
Zielgruppe:	Für mittel- und große Unternehmen
Datenquellen:	Beliebig über Standard-Konnektoren von Qlik Sense
Datenvolumen:	Unlimitierte Datenmengen
Architektur:	On-Premise, Cloud oder Multi-Cloud

Für den Einsatz von MEHRWERK ProcessMining wird Qlik Sense Enterprise benötigt, welches sowohl On-Premise auf unternehmenseigenen Windows-Servern direkt installiert werden kann, über Kubernetes via Container ebenfalls On-Premise oder in sowie auch noch einfacher direkt in der Qlik Cloud oder aus Datenschutzgründen in Verbindung mit der Hochskalierbarkeit der Cloud als hybrides Deployment.

Bedienbarkeit und Anpassungsfähigkeit der Analysen

Die Beurteilung der Bedienbarkeit ist nahezu vollständig abhängig von der Einschätzung zur Bedienbarkeit von Qlik Sense, da MPM auf diesem gängigen BI-Tool basiert. Im Wording von Qlik Sense arbeiten Developer in einem Hub und erstellen Apps, die ein oder mehrere Worksheets (Arbeitsblätter) umfassen können, welche horizontal durchgeblättert werden können. Die Qlik-Technologie ermöglicht es dabei übrigens auch, neben Story-Telling-Boards ganze Dashboards oder einzelne Visualisierungen über Mashups in Webseiten einzubetten.

Jede App kann in einem bestimmten Stream veröffentlicht werden. Über die Apps und die Streams wird der Zugriff durch die Nutzer erweitert, beschränkt oder anderweitig organisiert. Die Zugriffe auf Apps können über Security Rules gesteuert und beschränkt werden, was für die Data Governance eines Unternehmens wichtig ist und die Lösung auch mandantenfähig macht.

Figure 1 – Übersicht über die wichtigsten Schaltflächen einer Qlik Sense-App

Wer mit Qlik Sense als BI-Tool bereits vertraut ist, wird sich hier sofort zurechtfinden und kann direkt in Process Mining als Analyseform, die immer mehr zum festen Bestandteil leistungsstarker BI-Systeme wird, einsteigen. Standardmäßig startet jede App im Ansichtsmodus. Die Qlik Sense-User-Role „Analyzer User“ ist nur für diese Ansicht berechtigt und kann Apps nur lesend verwenden. Die App ist jedoch interaktiv nutzbar, so dass alle in der App verfügbaren Dimensionen anklickbar und als Filter nutzbar sind. Die Besonderheit ist hier das assoziative Datenmodell, welches durch Qlik’s inMemory Engine bereitgestellt wird. Diese überwindet die Einschränkungen relationaler Datenbanken und SQL-Abfragen. Bei diesem traditionellen Ansatz müssen Datenquellen mit SQL-Join-Befehlen kombiniert werden, und es müssen im Voraus Annahmen über die Art der Fragen getroffen werden, die die Anwender stellen werden. Wenn ein Benutzer eine Analyse durchführen möchte, die nicht geplant war, müssen die Daten neu aufgebaut werden, was die Ausführung komplexer Abfragen zur Folge hat und eine gewisse Wartezeit verursacht. Die assoziative Engine hingegen ermöglicht “on the fly”-Berechnungen und Aggregationen, die sofortige Erkenntnisse über die betrachteten Prozesse liefern.

Für Anwender, die mit den Filtermöglichkeiten nicht so vertraut sind, bietet Qlik auch die assoziative Suche an. Diese ermöglicht es, Suchbegriffe, ähnlich wie bei Google, einzugeben. Die Assoziative Engine ermittelt dann mögliche Treffer und Verbindungen in den Daten, welche daraufhin entsprechend gefiltert werden.

Die User-Role „Professional User“ kann jede veröffentlichte App zudem im Editier-Modus öffnen und eigene Arbeitsblätter und Analysen auf Basis zentral definierter Masteritems (Kennzahlen und Dimensionen) erstellen. Ebenfalls können bestehende Dashboards dupliziert werden, um diese für den eigenen Bedarf anzupassen, z. B. um Tabellen und Diagrammen anzupassen oder zu löschen. Dabei erfolgt jedoch keine Datenduplizierung, da Qlik Sense einen sogenannten Server Side Authoring Ansatz verfolgt. Durch das Konzept der Master Items wird zusätzlich sichergestellt, dass die Data Governance erhalten bleibt. Die erstellen Arbeitsblätter können durch die Professional User wiederrum veröffentlicht werden. Dabei ist sichergestellt, dass alle anderen Anwender diese „Community Sheets“ nur mit den Daten ihres Berechtigungskontexts sehen.

Figure 2 – Eine QlikSense App im Edit-Modus für “Professional User”.

Jede Seite der App kann beliebig gestaltet werden, auch so, dass Read-Only-Nutzer über die Standard-Lizenz viele Möglichkeiten des Ablesens und der Filterung von Daten erhalten.

Figure 3 – Hier eine Seite der App, die nur zur Filterung von Dimensionen gestaltet ist: Die Filterung von Prozessnetzen nach Vorgangsnummern, Produkten und/oder Prozess-Varianten

MEHRWERK ProcessMining liefert Vorlagen als Standard-App, die typische Analyse-Szenarien wie das Prozess-Flussdiagramm und Filter für Durchlaufzeiten, Frequenzen und Varianten bereits vorgeben und somit den Einstieg erleichtern. Die Template App liefert außerdem sehr umfangreiche Process Mining Funktionen wie Conformance Checking, automatisierte Ursachenanalysen, Prozessmusterabfragen oder kontinuierliches Process Monitoring gleich mit aus. Außerdem können u.a. Schichten, Prozesshierarchien oder Sollprozesse konfiguriert werden.

Nur User mit der Qlik Sense „Professional User“ Lizenz können dazu im Editier-Modus auch die Datenmodelle einsehen, erstellen und anpassen. So wie auch in der klassischen Business Intelligence sind im Process Mining Datenmodelle in Form sogenannter Event-Logs entscheidend für die Analyse und die Vorbedingung auch für die MPM App.

Figure 4 – Beispielhaftes Event Log aus der Beispielvorlage-App von MEHRWERK.

Das Event Log kann und sollte neben den drei Must-Haves für Process Mining (Case-ID, Activity Description & Timestamp) noch beliebig viele weitere hilfreiche Informationen in weiteren Spalten aufführen. Denn nur so können Abweichungen, Anomalien oder andere Auffälligkeiten im Prozess in einen Kontext gesetzt werden, um gezielte Maßnahmen treffen zu können.

Integrationsfähigkeit

Die Frage, wie gut und leicht sich MEHRWERK ProcessMining in die Unternehmens-IT einfügen lässt, stellt sich mit der Frage, ob Qlik Sense bereits Teil der IT-Infrastruktur ist oder beispielsweise als Cloud-Lösung eingesetzt wird. Unternehmen, die bisher nicht auf Qlik Sense setzten, müssten hier die grundsätzliche Frage der Voraussetzungen des Tools von QlikTech stellen. Vollständigerweise sei jedoch angemerkt, dass laut Aussage von MEHRWERK ca. 40% ihrer Kunden vorher kein Qlik Sense im Einsatz hatten und die Installation von Qlik Sense keine große Hürde darstellt.

Ein wesentlicher Aspekt der Integrationsfähigkeit ist jedoch nicht nur die Integration der Software in die IT-Infrastruktur, sondern auch, wie leicht sich Daten in das benötigte Datenformat (Event Log) überführen lässt. Es ist zwar möglich, Qlik Sense mit MPM ausschließlich für die Datenanalyse/-visualisierung zu verwenden, und die Datenmodellierung dann mit anderen Tools (Datenbanken, ETL) durchzuführen. Allerdings bringt Qlik Sense selbst eine Menge an Konnektoren zu vielen Datenquellen mit. Wie mit jedem Process Mining Tool ist gibt es dabei zwei Konzepte der Datenaufbereitung. Die eine Möglichkeit ist das Laden, Konsolidieren und Vorbereiten der Datenbank für ein Data Warehouse (DWH), das die Daten bereits in Event Logs transformiert. In diesem Fall kann MPM die Daten über einen Standard-Konnektor von Qlik Sense importieren, in ein MPM-spezifisches Event Log nachbereiten und dann direkt mit der Analyse starten. Dabei benötigt Qlik Sense keine eigene Datenbank für die Datenhaltung sondern verabeitet die Daten hochkomprimiert in der eigenen, patentierten InMemory-Engine.

Figure 5 – Qlik Sense Standard Connectors

Das andere Konzept der Datenaufbereitung ist die Nutzung von Qlik Sense auch als Tool für das Datenmanagement. Hierfür werden die Standard-Konnektoren genutzt, um Daten möglichst direkt an Qlik Sense anzubinden. In diesem Fall muss die Bildung des anwendungsfallspezifischen Event Logs als prozessprotokollartiges Datenmodell in Qlik Sense erfolgen. Dies lässt sich in einem prozeduralen Skript mit der Qlik-eigenen Skriptsprache, die an die Sprache DAX von Microsoft sowie an SQL erinnert, umsetzen. Dabei kann das Skript in mehrere Segmente unterteilt und die Ausführung automatisiert und ge-timed werden. MEHRWERK ProcessMining bietet hierfür standardisierte ETL-Best-Practices an, die erlauben mit Hilfe von Regelwerken die Eventloggenerierung stark zu vereinfachen. Ein großer Vorteil ist die Verzahnung von Process Mining Funktionalitäten während des ETL-Prozesses. Dies erlaubt frühzeitiges und visuelles Validieren schon bei der Beladung.

Figure 6 – Das Laden und Modellieren von Daten kann eingeschränkt visuell mit klickbaren Oberflächen erfolgen. Mehr Möglichkeiten bietet jedoch der Qlik Script Editor.

Skalierbarkeit

Klassischerweise wurde Qlik Sense Server On-Premise in der eigenen IT-Infrastruktur installiert. Die Software Qlik Sense ist nur als Server-Version verfügbar. Qlik Sense setzt auf eine patentierte In-Memory-Technologie. Technisch ist Qlik Sense in Sachen Performance nur durch die Hardware begrenzt.

Heute kann Qlik Sense Server auch direkt über die Qlik Cloud genutzt oder über Kubernetes auf eigene Server oder in die Multi-Cloud ausgeliefert werden. Ein Betrieb bei typischen Cloud-Anbietern wie von Amazon, Google oder Microsoft ist problemlos möglich und somit technisch auch beliebig skalierbar.

Zukunftsfähigkeit

Die Zukunftsfähigkeit von MPM liegt in erster Linie in der Weiterentwicklung von Qlik Sense durch QlikTech. Im Magic Quadrant von Gartner 2020 für BI- und Analytics-Tools zählt Qlik zu den top drei Anführern nach Tableau und Microsoft.

Auf Grund der großen Qlik-Community und der weiten Verbreitung als BI-Tool zählt die Lösung von MEHRWERK vermutlich zu einer sehr zukunftssicheren mit vielen Weiterentwicklungsmöglichkeiten. Aus der Community und von anderen BI-Unternehmen gibt es viele Erweiterungen für Qlik Sense, die den Funktionsumfang von der Konnektivität zu anderen Tools bis hin zur einfacheren oder visuell attraktiveren Analyse verbessern. Für Qlik Sense gibt es viele weitere Anbieter für diverse Erweiterungen sowie Qlik-eigene und kompatible Co-Lösungen für Master Data Management und Data Governance. Auch die Integration von Data Science Tools via Programmiersprachen wie Python oder R ist möglich und erweitert diese Plattform in Richtung Advanced Analytics.

Die Weiterentwicklung der Process Mining Lösung erfolgt unabhängig davon auch durch MEHRWERK selbst, so wird Machine Learning vermehrt dazu eingesetzt, Process Anomalien zu erkennen sowie Durchlaufzeiten von Prozessen zu prognostizieren.

Preisgestaltung

Die Preisgestaltung wird von MEHRWERK nicht transparent kommuniziert und liegt im Vergleich zu anderen Process Mining Tools erfahrungsgemäß im Mittelfeld. Neben den MPM spezifischen Kosten werden darüber hinaus auch User-Lizenzen für Qlik Sense fällig. Weitere mögliche Kosten hängen auch von der Wahl ab, ob die Qlik Cloud, eine andere Cloud-Plattform oder die On-Premise-Installation geplant wird.

Fazit

MPM ProcessMining ist für Unternehmen, die voll und ganz auf QlikSense als BI-Tool setzen, eine echte Option für den schnellen und leistungsstarken Einstieg in diese spezielle Analysemethodik. Mitarbeiter, die Qlik Sense bereits kennen, finden sich hier beinahe sofort zurecht und können direkt starten, sofern Event-Logs vorliegen. Die Gestaltung von Event-Logs in Qlik Sense bedingt jedoch etwas Erfahrung mit der Datenaufbereitung und -modellierung in Qlik Sense und Kenntnisse in Qlik Script.

Digital und Data braucht Vorantreiber

January 14, 2021/in Gerneral, Insights, Main Category/by Benjamin Aunkofer

2020 war das Jahr der Trendwende hin zu mehr Digitalisierung in Unternehmen: Telekommunikation und Tools für Unified Communications & Collaboration (UCC) wie etwa Microsoft Teams oder Skype boomen genauso wie der digitale Posteingang und das digitale Signieren von Dokumenten. Die Vernetzung und Automatisierung ganz im Sinne der Industrie 4.0 finden nicht nur in der Produktion und Logistik ihren Einzug, sondern beispielsweise auch in Form der Robot Process Automation (RPA) ins Büro – bei vielen Unternehmen ein aktuelles Top-Thema. Und in Zeiten, in denen der öffentliche Verkehr zum unangenehmen Gesundheitsrisiko wird und der Individualverkehr wieder cool ist, boomen digital unterstützte Miet- und Sharing-Angebote für Automobile mehr als je zuvor, gleichwohl autonome Fahrzeuge oder post-ausliefernde Drohnen nach wie vor schmerzlich vermisst werden.

Nahezu jedes Unternehmen muss in der heutigen Zeit nicht nur mit der Digitalisierung der Gesellschaft mithalten, sondern auch sich selbst digital organisieren können und bestenfalls eigene Innovationen vorantreiben. Hierfür ist sollte es mindestens eine verantwortliche Stelle geben, den Chief Digital Officer.

Chief Digital Officer gelten spätestens seit 2020 als Problemlöser in der Krise

Einem Running Gag zufolge haben wir den letzten Digitalisierungsvorschub keinem menschlichen Innovator, sondern der Corona-Pandemie zu verdanken. Und tatsächlich erzwang die Pandemie insbesondere die verstärkte Etablierung von digitalen Alternativen für die Kommunikation und Zusammenarbeit im Unternehmen sowie noch digitalere Shop- und Lieferdiensten oder auch digitale Qualifizierungs- und Event-Angebote. Dennoch scheint die Pandemie bisher noch mit überraschend wenig Innovationskraft verbunden zu sein, denn die meisten Technologien und Konzepte der Digitalisierung waren lange vorher bereits auf dem Erfolgskurs, wenn auch ursprünglich mit dem Ziel der Effizienzsteigerung im Unternehmen statt für die Einhaltung von Abstandsregeln. Die eigentlichen Antreiber dieser Digitalisierungsvorhaben waren bereits lange vorher die Chief Digital Officer (CDO).

Zugegeben ist der Grad an Herausforderung nicht für alle CDOs der gleiche, denn aus unterschiedlichen Branchen ergeben sich unterschiedliche Schwerpunkte. Die Finanzindustrie arbeitet seit jeher im Kern nur mit Daten und betrachtet Digitalisierung eher nur aus der Software-Perspektive. Die produzierende Industrie hat mit der Industrie 4.0 auch das Themenfeld der Vernetzung größere Hürden bei der umfassenden Digitalisierung, aber auch die Logistik- und Tourismusbranchen müssen digitalisieren, um im internationalen Wettbewerb nicht den Boden zu verlieren.

Digitalisierung ist ein alter Hut, aber aktueller denn je

Immer wieder wird behauptet, Digitalisierung sei neu oder – wie zuvor bereits behauptet – im Kern durch Pandemien getrieben. Dabei ist, je nach Perspektive, der Hauptteil der Digitalisierung bereits vor Jahrzehnten mit der Einführung von Tabellenkalkulations- sowie ERP-Software vollzogen. Während in den 1980er noch Briefpapier, Schreibmaschinen, Aktenordner und Karteikarten die Bestellungen auf Kunden- wie auf Lieferantenseite beherrschten, ist jedes Unternehmen mit mehr als hundert Mitarbeiter heute grundsätzlich digital erfasst, wenn nicht gar längst digital gesteuert. Und ERP-Systeme waren nur der Anfang, es folgten – je nach Branche und Funktion – viele weitere Systeme: MES, CRM, SRM, PLM, DMS, ITS und viele mehr.

Zwischenzeitlich kamen um die 2000er Jahre das Web 2.0, eCommerce und Social Media als nächste Evolutionsstufe der Digitalisierung hinzu. Etwa ab 2007 mit der Vorstellung des Apple iPhones, verstärkt jedoch erst um die 2010er Jahre durchdrangen mobile Endgeräte und deren mobile Anwendungen als weitere Befähiger und Game-Changer der Digitalisierung den Markt, womit auch Gaming-Plattformen sich wandelten und digitale Bezahlsysteme etabliert werden konnten. Zeitlich darauf folgten die Trends Big Data, Blockchain, Kryptowährungen, Künstliche Intelligenz, aber auch eher hardware-orientierte Themen wie halb-autonom fahrende, schwimmende oder fliegende Drohnen bis heute als nächste Evolutionsschritte der Digitalisierung.

Dieses Alter der Digitalisierung sowie der anhaltende Trend zur weiteren Durchdringung und neuen Facetten zeigen jedoch auch die Beständigkeit der Digitalisierung als Form des permanenten Wandels und dem Data Driven Thinking. Denn heute bestreben Unternehmen auch Mikroprozesse zu digitalisieren und diese besser mit der Welt interagieren zu lassen. Die Digitalisierung ist demzufolge bereits ein Prozess, der seit Jahrzehnten läuft, bis heute anhält und nur hinsichtlich der Umsetzungsschwerpunkte über die Jahre Verschiebungen erfährt – Daher darf dieser Digitalisierungsprozess keinesfalls aus dem Auge verloren werden. Digitalisierung ist kein Selbstzweck, sondern ein Innovationsprozess zur Erhaltung der Wettbewerbsfähigkeit am Markt.

Digital ist nicht Data, aber Data ist die Konsequenz aus Digital

Trotz der längst erreichten Etablierung des CDOs als wichtige Position im Unternehmen, gilt der Job des CDOs selbst heute noch als recht neu. Zudem hatte die Position des CDOs keinen guten Start, denn hinsichtlich der Zuständigkeit konkurriert der CDO nicht nur sowieso schon mit dem CIO oder CTO, er macht sich sogar selbst Konkurrenz, denn er ist namentlich doppelbesetzt: Neben dem Chief Digital Officer gibt es ebenso auch den noch etwas weniger verbreiteten Chief Data Officer. Doch spielt dieser kleine namentliche Unterschied eine Rolle? Ist beides nicht doch das gemeinsame Gleiche?

Die Antwort darauf lautet ja und nein. Der CDO befasst sich mit den zuvor bereits genannten Themen der Digitalisierung, wie mobile Anwendungen, Blockchain, Internet of Thing und Cyber Physical Systems bzw. deren Ausprägungen als vernetze Endgeräte entsprechend der Konzepte wie Industrie 4.0, Smart Home, Smart Grid, Smart Car und vielen mehr. Die einzelnen Bausteine dieser Konzepte generieren Daten, sind selbst jedoch Teilnehmer der Digitalisierungsevolution. Diese Teilnehmer aus Hardware und Software generieren über ihren Einsatz Daten, die wiederum in Datenbanken gespeichert werden können, bis hin zu großen Volumen aus heterogenen Datenquellen, die gelegentlich bis nahezu in Echtzeit aktualisiert werden (Big Data). Diese Daten können dann einmalig, wiederholt oder gar in nahezu Echtzeit automatisch analysiert werden (Data Science, KI) und die daraus entstehenden Einblicke und Erkenntnisse wiederum in die Verbesserung der digitalen Prozesse und Produkte fließen.

Folglich befassen sich Chief Digital Officer und Chief Data Officer grundsätzlich im Kern mit unterschiedlichen Themen. Während der Chief Digital Officer sich um die Hardware- und Software im Kontext zeitgemäßer Digitalisierungsvorhaben und deren organisatorische Einordnung befasst, tut dies der Chief Data Officer vor allem im Kontext der Speicherung und Analyse von Daten sowie der Data Governance.

Treffen werden sich Digital und Data jedoch immer wieder im Kreislauf der kontinuierlichen Verbesserung von Produkt und Prozess, insbesondere bei der Gestaltung und Analyse der Digital Journey für Mitarbeiter, Kunden und Partnern und Plattform-Entscheidungen wie etwas Cloud-Systeme.

Oftmals differenzieren Unternehmen jedoch gar nicht so genau und betrachten diese Position als Verantwortliche für sowohl Digital als auch für Data und nennen diese Position entweder nach dem einen oder nach dem anderen – jedoch mit Zuständigkeiten für beides. In der Tat verfügen heute nur sehr wenige Unternehmen über beide Rollen, sondern haben einen einzigen CDO. Für die meisten Anwender klingt das trendige Digital allerdings deutlich ansprechender als das nüchterne Data, so dass die Namensgebung der Position eher zum Chief Digital Officer tendieren mag. Nichtsdestotrotz sind Digital-Themen von den Data-Themen recht gut zu trennen und sind strategisch unterschiedlich einzuordnen. Daher benötigen Unternehmen nicht nur eine Digital-, sondern ebenso eine Datenstrategie – Doch wie bereits angedeutet, können CDOs beide Rollen übernehmen und sich für beide Strategien verantwortlich fühlen.

Die gemeinsame Verantwortung von Digital und Data kann sogar als vorteilhafte Nebenwirkung besonders konsistente Entscheidungen ermöglichen und so typische Digital-Themen wie Blockchain oder RPA mit typischen Data-Themen wie Audit-Datenanalysen oder Process Mining verbinden. Oder der Dokumenten-Digitalisierung und -Verwaltung in der kombinierten Betrachtung mit Visual Computing (Deep Learning zur Bilderkennung).

Vielfältige Kompetenzen und Verantwortlichkeiten eines CDOs

Chief Digital Officer befassen sich mit Innovationsthemen und setzen sie für ihr Unternehmen um. Sie sind folglich auch Change Manager. CDOs dürfen keinesfalls bequeme Schönwetter-Manager sein, sondern müssen den Wandel im Unternehmen vorantreiben, Hemmnissen entgegenstehen und bestehende Prozesse und Produkte hinterfragen. Die Schaffung und Nutzung von digitalen Produkten und Prozessen im eigenen Unternehmen sowie auch bei Kunden und Lieferanten generiert wiederum Daten in Massen. Der Kreislauf zwischen Digital und Data treibt einen permanenten Wandel an, den der CDO für das Unternehmen positiv nutzbar machen muss und dabei immer neue Karriereperspektiven für sich und seine Mitarbeiter schaffen kann.

Zugegeben sind das keine guten Nachrichten für Mitarbeiter, die auf Beständigkeit setzen. Die Iterationen des digitalen Wandels zirkulieren immer schneller und stellen Ingenieure, Software-Entwickler, Data Scientists und andere Technologieverantwortliche vor den Herausforderungen des permanenten und voraussichtlich lebenslangen Lernens. Umso mehr muss ein CDO hier lernbereit und dennoch standhaft bleiben, denn Gründe für den Aufschub von Veränderungen findet im Zweifel jede Belegschaft.

Ein CDO mit umfassender Verantwortung lässt auch das Thema der Datennutzung nicht aus und versteht Architekturen für Business Intelligence und Machine Learning. Um seiner Personalverantwortung gerecht zu werden, muss er sich mit diesen Themen auskennen und mit Experten für Digital und Data auf Augenhöhe sprechen können. Jeder CD sollte wissen, was zum Beispiel ein Data Engineer oder Data Scientist können muss, wie Business-Experten zu verstehen und Vorstände zu überzeugen sind – Denn als Innovator, Antreiber und Wandler fürchten gute CDOs nichts außer den Stillstand.

Process Mining mit Celonis – Artikelserie

August 19, 2020/in Business Analytics, Business Intelligence, Insights, Main Category, Process Mining, Tool Introduction/by Jurek Dörner

Der erste Artikel dieser Artikelserie Process Mining Tools beschäftigt sich mit dem Anbieter Celonis. Das 2011 in Deutschland gegründete Unternehmen ist trotz wachsender Anzahl an Wettbewerbern zum Zeitpunkt der Veröffentlichung dieses Artikels der eindeutige Marktführer im Bereich Process Mining.

Celonis Process Mining – Teil 1 der Artikelserie

Celonis Process Mining ist 2011 als reine On-Premise-Lösung gestartet und seit 2018 auch als Cloud-Lösuung zu haben. Übersicht zu den vier verschiedenen Produktversionen der Celonis Process Mining Lösungen:

	Celonis Snap	Celonis Enterprise	Celonis Academic	Celonis Consulting
Lizenz:	Kostenfrei	Kostenpflichtige Lösungspakete	Kostenfrei	Consulting Lizenz on Demand
Zielgruppe:	Für kleine Unternehmen und Einzelanwender	Für mittel- und große Unternehmen	Für akademische Einrichtungen und Studenten	Für Berater
Datenquellen:	ServiceNow, CSV/XLS -Datei	Beliebig (On-Premise- und Cloud – Anbindungen)	ServiceNow, CSV/XLS/XES –Datei oder Demosysteme	Beliebig (On-Premise- und Cloud – Anbindungen)
Datenvolumen:	Limitiert auf 500 MB Event-Log-Daten	Unlimitierte Datenmengen (Größte Installation 50 TB)	Unlimitierte Datenmengen	Unlimitierte Datenmengen (Größte Installation 30 TB
Architektur:	Cloud & On-Premise	Cloud & On-Premise	Cloud & On-Premise	Cloud & On-Premise

Dieser Artikel bezieht sich im weiteren Verlauf auf die Celonis Enterprise Version, wenn nicht anders gekennzeichnet. Spezifische Unterschiede unter den einzelnen Produkten und weitere Informationen können auf der Website von Celonis entnommen werden.

Bedienbarkeit und Anpassungsfähigkeit der Analysen

In Sachen Bedienbarkeit punktet Celonis mit einem sehr übersichtlichen und einsteigerfreundlichem Userinterface. Jeder der mit BI-Tools wir z.B. „Power-BI“ oder „Tableau“ gearbeitet hat, wird sich wahrscheinlich schnell zurechtfinden.

Abbildung 1: Userinterface von Celonis. Über die Reiter kann direkt von der Analyse (Process Analytics) zu den ETL-Prozessen (Event Collection) gewechselt werden.

Das Erstellen von Analysen funktioniert intuitiv und schnell, auch weil die einzelnen Komponentenbausteine lediglich per drag & drop platziert und mit den gewünschten Dimensionen und KPI’s bestückt werden müssen.

Abbildung 2: Typische Analyse im Edit Modus. Neue Komponenten können aus dem Reiter (rechts im Bild) mittels drag & drop auf der Dashboard Bearbeitungsfläche platziert werden.

Darüber hinaus bietet Celonis mit seinem kostenlosen Programm „Celonis Acadamy“ einen umfangreichen und leicht verständlichen Pool an Trainingseinheiten für die verschiedenen User-Rollen: „Snap“, „Executive“, „Business User“, „Analyst“ und „Data Engineer“. Einsteiger finden sich nach der Absolvierung der Grundkurse etwa nach vier Stunden in dem Tool zurecht.

Abbildung 3: Conformance Analyse In Celonis. Es kann direkt analysiert werden, welche Art von Verstößen welche Auswirkungen haben und mit welcher Häufigkeit diese auftreten.

Die Definition von eigenen KPIs erfolgt mittels übersichtlichem Code Editor. Die verwendete proprietäre und patentierte Programmiersprache lautet PQL (Process Query Language) , dessen Syntax stark an SQL angelehnt ist und alle prozessrelevanten Berechnungen ermöglicht. Noch einsteigerfreundlicher ist der Visual Editor, in welchem KPIs alternativ mit zahlreicher visueller Unterstützung und über 130 mathematischen Operatoren erstellt werden können – ganz ohne Coding Erfahrung.
Mit Hilfe von über 30 Komponenten lassen sich alle üblichen Charts und Grafiken erstellen. Ich hatte das Gefühl, dass die Auswahl grundsätzlich ausreicht und dem Erkenntnisgewinn nicht im Weg steht. Dieses Gefühl rührt nicht zuletzt daher, dass die vorgefertigten Features, wie zum Beispiel „Conformance“ direkt und ohne Aufwand implementiert werden können und bemerkenswerte Erkenntnisse liefern. Kurzum: Ja es ist vieles vorgefertigt, aber hier wurde mit hohen Qualitätsansprüchen vorgefertigt!

Abbildung 4: Coder Editor (links) und Visual Editor (rechts). Während im Code Editor mit PQL geschrieben werden muss, können Einsteiger im Visual Editor visuelle Hilfestellungen nehmen, um KPIs zu definieren.

Diese Flexibilität erscheint groß und bedient mehrere Zielgruppen, beginnend bei den Einsteigern. Insbesondere da das Verständnis für den Code Editor und somit für PQL durch die Arbeit mit dem Visual Code Editor gefördert wird. Wer SQL-Kenntnisse mitbringt, wird sehr schnell ohne Probleme KPIs im Code Editor definieren können. Erfahrenen Data Engineers stünde es dennoch frei, die Entwicklungsarbeit auf die Datenbankebene zu verschieben.

Abbildung 5: Mit Hilfe zahlreicher Möglichkeiten können Einsteiger im Visual Editor visuelle Hilfestellungen nehmen, um individuelle KPIs zu definieren.

Nachdem die ersten Analysen erstellt wurden, steht der Prozessanalyse nichts mehr im Wege. Während sich per Knopfdruck auf alle visualisierten Datenpunkte filtern lässt, unterstützt auch hier Celonis zusätzlich mit zahlreichen sogenannten ‘Auswahlansichten’, um die Entdeckung unerwünschter oder betrügerischer Prozesse so einfach wie das Googeln zu machen.

Abbildung 6: Die anwenderfreundlichen Auswahlarten ermöglichen es dem Benutzer, einfach mit wenigen Klicks nach Unregelmäßigkeiten oder Mustern in Transaktionen zu suchen und diese eingehend zu analysieren.