Integrationsmodell

Dieses Integrationsmodell ist ein Kernmodell (englisch: model universal) für die Systembeschreibung.[2]

Der Fokus dieses Integrationsmodells liegt auf Methoden zur Vereinfachung der Integration einer Entität in ein System oder der Integration zweier Systeme zu einem größeren System. (Die Einschränkung auf zwei Partner schränkt die Anwendbarkeit nicht ein, da bei einer größeren Zahl von Beteiligten als zwei die Integration entweder in Schritte von Integrationen von jeweils zwei Partnern zerlegt werden kann oder Entitäten so gruppiert werden können, dass es zur Integration von zwei Partnern kommt.)

Als Kernmodell beschreibt dieses Integrationsmodell die grundlegenden Konzepte und Zusammenhänge für die verschiedensten Arten von Integration; da Integration nicht nur ein technischer Begriff ist, sind Begriff und Formulierungen bis einschließlich Abschnitt „Integration: Offenheit“ nicht auf technische Systeme beschränkt. Danach werden die integrationsbezogenen Begriffe Baukastensystem*, Plattformsystem* und Modularität* der Systemtechnik vorgestellt.

Dieses Integrationsmodell gilt beispielsweise

• für die Systemtechnik (Systemintegration bei Konzept, Planung, Entwurf, Konstruktion, Fertigung, Betrieb, Wartung),
• für die Systemtechnik (Software),
• für die Integration von Dienstleistungen (z. B. in der Bildung),
• für die Integration innerhalb von Wirtschafts- oder Verwaltungsorganisationen,
• für die Integration von Organisationen nach Zusammenlegungen, Fusionen oder Aufkäufen,
• für die Integration von Personen („Neuzugängen“) in eine Gruppe*, Gemeinschaft oder Organisation.

Letztere reicht von der Integration einer Einzelperson oder Familie nach Umzug in eine neue Wohnumgebung über die Integration einer Einzelperson oder mehrerer Personen in eine Umgebung anderer Art bis zur Aufnahme und Integration von Massen nach ihrer Migration in einen fremden Kulturkreis.

Die mathematische Integration der Integralrechnung gehört unter sehr grundsätzlichen Überlegungen auch zum Anwendungsbereich dieses Integrationsmodells; die Integralrechnung und weitere spezielle Integrationsbegriffe in Mathematik, Statistik, Biologie stehen aber nicht im Zentrum des betrachteten Anwendungsbereichs, einige davon mögen gar über den hier betrachteten Anwendungsbereich hinausreichen.

Eine Integration ist ein Sonderfall eines Zusammenfügens und hebt sich dadurch ab, dass

1. die beteiligten Systeme vor dem Zusammenfügen bereits im für diese Systeme jeweils geforderten Umfang funktionsfähig waren,
2. bei den beteiligten Entitäten und Systemen die Möglichkeit (bei beteiligten Personen und Gemeinschaften die Bereitschaft) zur Integration vorliegt,
3. die beteiligten Entitäten und Systeme nach dem Zusammenfügen zu einem gemeinsamen Zweck zusammenwirken*,
4. das neue Gesamtsystem einen Mehrwert hat gegenüber dem vorherigen Zustand (insbesondere einen größeren Nutzen bietet, z. B. mehr Funktionen*, einen größeren Umfang für eine oder mehrere Funktionen, eine größere Auswahl an möglichen Ressourcen hinsichtlich Herkunft, Herstellung, Funktionsprinzip, Material usw.).

Eine Integration wird erleichtert und unterstützt durch Integrationsfähigkeit, d. h.

• durch dafür vorgesehene und festgelegte* Verbindungsstellen* (Ein- oder Ausgabestelle, Mund, Hand, Berührpunkt, Kontakt, Kontaktpunkt, Kontaktfläche, Ansatzpunkt, Anschluss, Schnittstelle*, Öffnung usw. usf.) und Verbindungselemente* (Sprache, Beziehung, Griff, Stange, Niet, Leitung, Rohr usw. usf.),
• durch festgelegte und zugeordnete Funktionalitäten* und – soweit erforderlich – festgelegte Abmessungen für Tausch und passgeregte Einfügung von Entitäten,
• durch Festlegung* hinsichtlich Art und Umfang des Zusammenwirkens (von Empathie, Kommunikation, Information – Daten/Signalen/Ein- und Ausgabebefehlen/Ergebnissen –, Kraft, Drehmoment, Impuls, Energie oder anderen physikalischen oder chemischen Wirkungen, Material/Gegenständen, Personen) über Verbindungsstellen und Verbindungselemente.

Für die benötigten Funktionen des Gesamtsystems nicht erforderliche Fähigkeiten oder Eigenschaften von Systemelementen sind für eine Integrationsfähigkeit ohne Belang.

Eine Integration wird behindert

• durch fehlende oder überschätzte Funktionalitäten,
• durch Vorbehalte (z. B. Ängste, Eifersüchteleien),
• durch fehlende oder unangepasste Verbindungsstellen oder Verbindungselemente,
• durch Einschränkungen bei den Verbindungsstellen oder Verbindungselementen (z. B. unvollständige oder abweichende Umsetzung einer Festlegung),
• durch fehlende, ungenügende oder mangelhafte Fähigkeit zum Zusammenwirken (z. B. gemeinsame Sprache).

Ergänzende Erläuterungen zu bisherigen Formulierungen in „Kernmodelle – Beschreibung und Beispiele“[2] sind im Folgenden kursiv geschrieben.

Anlage: einzelnes Gerät oder Gesamtheit aller miteinander in Verbindung stehender Einrichtungen und/oder Geräte, die an einem gegebenen Ort zur Erfüllung einer festgelegten Funktion zusammengestellt wurde, einschließlich aller Mittel zu dessen bzw. deren zufriedenstellenden Betrieb.[3]

Aspekt: Darstellung einer Teilmenge von Eigenschaften eines Gegenstandes* oder Systems, die für ein Beschreibungs- oder Einsatzgebiet mit seinen Modellen eine besondere oder alleinige Relevanz haben.[2]

Baueinheit: Betrachtungseinheit, deren Abgrenzung nach Aufbau oder Zusammensetzung erfolgt[4] Anmerkung: In IEV-Nummer 351-56-03 sind auch Bauelement, Bauteil; Baugruppe; Gerät; Anlage als Rangstufen aufgeführt.

Bauelement:

• Bauteil, das eine Entität ist, oder
• Bauteil, das nicht physisch in kleinere Bestandteile aufgeteilt werden kann, ohne seine spezifische Funktionalität zu verlieren, oder
• wesentlicher Bestandteil einer Einrichtung, der nicht physisch in kleinere Bestandteile aufgeteilt werden kann, ohne seine spezifische Funktionalität zu verlieren.[5]

Baugruppe (Gruppe): eine in sich geschlossene, aus zwei oder mehr Bauelementen oder Baugruppen niederer Ordnung bestehende Entität, die in der Regel wieder zerlegbar ist.

Baukasten: Zusammenstellung (Menge, Sammlung) von festgelegten Baueinheiten (auch Bausteine genannt) eines Baukastensystems, aus der sich diese für die Integration in (vorgedachte oder in gewissem Rahmen auch freie) Systeme entnehmen lassen und mit denen sich ggf. auch einzelne unterschiedliche (vorgedachte oder in gewissem Rahmen auch freie) Systeme realisieren lassen

Baukastenprinzip: Konzept für Entwurf, Konstruktion, Gestaltung oder Realisierung von Systemen, die ganz oder teilweise aus Baueinheiten eines Baukastens* bestehen

Baukastensystem: System, das nach dem Baukastenprinzip* konzipiert, entworfen, konstruiert, gestaltet oder realisiert werden soll, wird oder worden ist

Bauteil: untrennbarer Gegenstand.[6]

Bibliothek: planmäßig angelegte und nach einem einheitlichen System geordnete und organisierte Sammlung von textlichen oder graphischen Gegenständen oder von Software-Komponenten (und der zugehörige Ort/das Gebäude/Behältnis)

Blackbox: Komponente, von der nur die Ein- und Ausgänge und Funktion und Rolle* bekannt sind oder von Interesse sind

Einheit s. Baueinheit

Element s. Bauelement

Entität: gedankliche oder physische Einheit, die individuell verwaltet und deren Lebenszyklus verfolgt wird.[7]

Flexibilität: Fähigkeit zur zeitnahen und aufwandsarmen Anpassung von Systemen an sich ändernde oder geänderte Bedingungen auf der Grundlage intern verfügbarer Alternativen (s. Flexibilitätsmodell)

Festlegung: abgestimmte, vereinbarte, vorgeschriebene, standardisierte, spezifizierte, normierte o. ä. Einschränkung einer Auswahlmöglichkeit

Funktion: auf das Gesamtziel oder den Gesamtzweck bezogene Aufgabe, Stellung oder Tätigkeit innerhalb eines größeren Ganzen.[8]

Funktionalität: Fähigkeit eines Bauelements, eine bestimmte Funktion oder Gruppe von Funktionen zu erfüllen (vgl. DIN SPEC 40912; dort aber nicht Teil der Liste der Begriffe, aber unter 4.3.3 Funktionsmodell als Modellelement)

Gegenstand: Ding der physischen Welt oder der Informationswelt.[2]

Gerät: unabhängige physische Einheit, die in der Lage ist, bestimmte Funktionen in einer dafür vorgesehenen Umgebung und einem zugeordneten Kontext auf Anforderung einer bedienenden Person oder als Komponente eines industriellen Systems zu erbringen (vgl. DKE, AK 931.0.4; Christian Diedrich) Gruppe s. Baugruppe

Hierarchie: gerichtetes, nicht zyklisches Ordnungsschema in einem System, bei dem in jeder Beziehung jeweils ein Element* das hierarchisch höhere und das andere Element das hierarchisch niederere ist.[2]

Interoperabilität: Eigenschaft von komplexeren Systemelementen (Komponenten, Baugruppen, Module, Subsysteme) unterschiedlicher Provenienz/Herkunft, ihre Funktionen entsprechend ihrer Rolle im System einzubringen, ohne dass signifikanter zusätzlicher Aufwand bei der Integration in dieses System erforderlich ist, insbesondere auch mit zugehörigen Verbindungsstellen und Verbindungselementen, die in Verbindung mit Bausteinen (insbesondere Komponenten) verschiedener Provenienz genutzt werden können

Kernmodell: einfache modellmäßige Beschreibung von grundlegenden Konzepten und Zusammenhängen, die einen allgemeinen Aspekt von Systemen betreffen.[2]

Komponente: vorgefertigte, in sich strukturierte und unabhängig hantierbare Einheit, die zur Realisierung einer konkreten Rolle in einem System vorgesehen ist.[2] Ergänzung: Die zugeordnete Rolle innerhalb des Systems legt auch Art und Weise des Zusammenwirkens fest.

Modul: Entität eines modularen Systems, die so mit festgelegten Verbindungsstellen (Schnittstellen) und ggf. Verbindungselementen versehen ist, dass sie ohne besonderen Aufwand mit anderen Modulen dieses modularen Systems zu einem eigenen System pass- und funktionsgerecht zusammengefügt (integriert) werden und mit diesen zusammenwirken kann

1. Anmerkung 1: Ein Modul kann, muss aber nicht auch unabhängig hantierbar sein (d. h. bezüglich seiner Funktionalitäten nicht auch unabhängig als Gerät einsetzbar, bezüglich seiner Rolle im System nicht auch eine Komponente sein).
2. Anmerkung 2: Der Aufbau eines Moduls muss nicht bekannt sein, solange seine Verbindungsstellen und Verbindungselemente und Art und Erfordernisse des Austauschs bekannt sind (Blackbox*).
3. Anmerkung 3: Anders als traditionell in Baukunst und Architekturtheorie und Maschinenbau und anders als in IEV-Nummer 581-25-14, wird hier ein Modul nicht durch Festlegen eines Verhältnisses (einer Teilung, eines Rasters), sondern allgemeiner durch die Einhaltung einheitlicher Verhältnisse (Verbindungsmöglichkeiten) bestimmt.[9]

Modularität: Eigenschaft eines Baukastensystems, das ganz aus Modulen aufgebaut ist (modulares System)

Plattform: Bibliothek oder Baukasten oder Teil derselben mit Baueinheiten, die für einen gleichartigen Aufbau von festgelegten Subsystemen oder Systemen festgelegt sind (und bei einem hierarchischen Systemaufbau als zwischengeschobene Subsysteme darunter liegende Systemteile verdecken können, für darüber liegende Systemteile aber außer den Verbindungsstellen keine weitergehende Einschränkung darstellen).

Plattformsystem: System, das auf eine gleiche Plattform zurückgreift wie andere Systeme.

Rolle: Element, das auf der einen Seite eine Realisierungseinheit in einem Modellsystem (Rollensystem) vertritt und auf der anderen Seite die Anforderungen an eine Realisierungseinheit spezifiziert.[2]

Schnittstelle (= Interface): festgelegte Verbindungsstelle für die ein- oder mehrseitige Übertragung von Daten/Signalen/Ein- und Ausgabebefehlen/Ergebnissen

Subsystem (= Untersystem): Teil eines Systems, das für sich selbst ein System ist.[10] Anmerkung: Ein Subsystem im engeren Sinne ist ein Subsystem, das mehrere Komponenten enthält.

System: Menge miteinander in Beziehung stehender Elemente, die in einem bestimmten Zusammenhang als Ganzes gesehen und als von ihrer Umgebung abgegrenzt betrachtet werden.[11]

1. Ergänzung 1: Ein System kann sein: eine Person, ein Gegenstand, eine Maschine, eine Anlage, das Eigentum einer Person, eine Gemeinschaft, Kultur und Wirtschaft, eine Organisation, Gesellschaft, ein Staat, Ausrüstung, Ablauf, Pläne, Wissen, Sachverhalte, (ein Teil oder Teile der) Natur, eine Gruppe hiervon oder eine Verbindung mit- und untereinander.
2. Ergänzung 2: Jede zusammengesetzte Komponente und jedes Modul können als Subsystem oder System, jedes Subsystem als Komponente, Modul oder System betrachtet werden. Jedes System kann durch Erweiterung aus der Systemumgebung zu einem Subsystem werden.
3. Ergänzung 3: Ähnlich wie bei Rolle, kann ein System sowohl eine Zusammenstellung zur weiteren Nutzung sein (z. B. ein Konzept oder Anforderungen) oder eine spezielle Realisierung, die auf dieser Zusammenstellung aufbaut. Diese Doppeldeutigkeit gilt für Baukastensysteme, Plattformsysteme und modulare Systeme.

Systemelement: Entität als Teil eines Systems

Systemhierarchie/hierarchischer Systemaufbau s. Hierarchie*

Systemumgebung: Alles, was nicht dem betrachteten System zugeordnet ist, aber mit diesem wechselwirken kann (z. B. Fahrbahn in Bezug auf ein Auto, wenn nur das Auto als System betrachtet wird). Das System kann um Teile der Systemumgebung erweitert werden, um so ein größeres System zu ergeben. Das ursprüngliche System ist dann ein Subsystem des neuen Systems.

Teil s. Bauteil

Verbindungselement: Baueinheit zur funktionellen Verbindung zweier anderer Baueinheiten miteinander

Verbindungsstelle: Ansatzpunkt einer Entität für ein Verbindungselement und für den Austausch von Empathie, Kommunikation, Information – Daten/Signalen/Ein- und Ausgabebefehlen/Ergebnissen –, Kraft, Drehmoment, Impuls, Energie, Material oder anderen physikalischen oder chemischen Wirkungen, Personen Anmerkung: Bei festgelegten Abmessungen oder Abmessungsverhältnissen kann eine Verbindungsstelle auch eine Grenzfläche sein.

Zusammenfügen: jede Art eines Ergänzens, An- oder Einfügens, eines Eingliederns, eines Ein-, An- oder Zusammenbaus

Zusammenwirken: Vorgang zwischen zwei oder mehr Entitäten; je nach Art der Entitäten und des Vorgangs auch Wechselwirkung, Einwirken, Übergabe, Empfang, Reaktion, Kopplung o. Ä.

R1: Bei den beteiligten Entitäten und Systemen muss die Möglichkeit (bei beteiligten Personen die Bereitschaft) zur Integration vorliegen.

R2: (Volle) Integrationsfähigkeit erfordert eine vorausgehende Abstimmung aller Beteiligten hinsichtlich der erforderlichen Festlegungen.

R3: Um integrationsfähig zu sein, müssen die beteiligten Entitäten, ihre Verbindungsstellen und die Verbindungselemente so beschaffen sein, dass

• die für das neue Gesamtsystem erforderlichen Funktionen gewährleistet sind;
• sonstige eingebrachte, aber nicht benötigte Funktionalitäten die erforderlichen Funktionen nicht beeinträchtigen.

R4: Bei einer Ergänzung einer Entität in ein bestehendes System sollte diese Entität das passende Verbindungselement mitbringen.

R5: (Volle) offene Integrationsfähigkeit erfordert Offenlegung aller für Verbindung und Austausch erforderlichen Bedingungen (so detailliert, dass behindernde Alternativlösungen nicht möglich sind).

R6: Bei einem modularen System sollten Anordnung und Funktionen der Module eineindeutig zugeordnet und Austauscharten und -wege eineindeutig festgelegt sein.

R7: Da für Modularität, Interoperabilität und Plattformen ein gewisser Aufwand an Planung und Abstimmung erforderlich ist, ist als Gegengewicht für Module und Plattformen über Flexibilität hinaus auch Geschwindigkeit bei ins Auge gefassten, bei absehbaren, spätestens aber bei erforderlichen Anpassungen an sich verändernde oder veränderte Umgebungsbedingungen gefordert.

R8: Vor jeder Erhöhung der Integrationsfähigkeit eines Systemelements oder eines ganzen Systems sind Aufwand (Kosten) und Nutzen mit oder ohne erhöhter Integrationsfähigkeit gegeneinander abzuwägen.

1. (Mit einem * versehene Begriffe werden im Abschnitt Modellelemente alphabetisch geordnet aufgeführt und definiert; ein * wird aber nur beim ersten Auftauchen des Begriffes angefügt.)
2. DIN SPEC 40912 „Kernmodelle – Beschreibung und Beispiele“, Oktober 2014
3. IEV-Nummer 151-11-26 – Anlage In: Deutsche Online-Ausgabe des IEV
4. IEV-Nummer 351-56-03 – Baueinheit In: Deutsche Online-Ausgabe des IEV
5. IEV-Nummer 151-11-21 – Bauelement In: Deutsche Online-Ausgabe des IEV
6. IEV-Nummer 426-15-05 – Bauteil In: Deutsche Online-Ausgabe des IEV
7. zitiert in: „Kernmodelle – Beschreibung und Beispiele“, Oktober 2014; 3.1 Begriffe – 3.1.5 Entität [QUELLE: DIN IEC 60050-191 „Betrachtungseinheit“]; dort auch 4.1.2 Entitätenmodell
8. zitiert in: „Kernmodelle – Beschreibung und Beispiele“, Oktober 2014; 3.1 Begriffe – 3.1.7 Funktion; dort auch 4.3.3 Funktionsmodell
9. IEV-Nummer 581-25-14 – Modul In: Deutsche Online-Ausgabe des IEV
10. IEV-Nummer 192-01-04 – Subsystem In: Deutsche Online-Ausgabe des IEV
11. zitiert in: DIN SPEC 40912, Oktober 2014; Begriffe – 3.1.27 System [QUELLE: DIN IEC 60050-351]; auch IEV-Nummer 351-42-08 – System In: Deutsche Online-Ausgabe des IEV