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Virtuelles Handbuch Informationswissenschaft

Einführung in die (Informations-)Systemanalyse

Systemanalyse nach Dagobert Soergel

Heinz-Dirk Luckhardt

(unter besonderer Berücksichtigung von Informationssystemen); nach: Dagobert Soergel (1985): Organizing Information. Kap. 6 „Systems Analysis“. Orlando et al.: Academic Press, 69-91)

1. Ziel des Beitrags

Es sollen die logischen Schritte der Systemanalyse in praktischen Situationen der Informationsarbeit beschrieben und diskutiert werden.

2. Einführung

Die Systemanalyse ist eine formale Herangehensweise an Problemlösung und Entscheidungsfindung. Sie besteht in einem schrittweisen Vorgehen, wobei Ziele spezifiziert, die Ausgangslage beschrieben, verfügbare Alternativen untersucht und mit Blick auf die Ziele bewertet werden. Dieses Verfahren kann auf jedes Problem und jede Entscheidung, insbesondere auf den Entwurf von Systemen angewendet werden, z.B. ein computergestütztes Informationsspeicherungs- und -retrievalsystem.

Historisch gesehen hat Systemanalyse viel mit elektronischer Datenverarbeitung und Programmierung zu tun:

  1. Ein Computer verlangt eine sehr genaue Spezifikation dessen, was getan werden muß. Ein Mensch kann sich durchmogeln, auch ohne detaillierte Instruktionen.
  2. Früher waren Computer sehr teuer, ihr Einsatz mußte mittels einer Systemanalyse gut begründet werden. Die manuelle Bearbeitung war eine Selbstverständlichkeit, auch ohne Systemanalyse.
  3. Heute ist das eher umgekehrt: Computer sind billig, Personal ist teuer. Eine Aufgabe, die der Computer nicht erledigen kann, ist wohl kostenspieliger zu erledigen und erfordert eine besonders sorgfältige Systemanalyse.
3. Wege zur Entscheidungsfindung

Es gibt grundsätzlich drei Wege zur Problemlösung oder Entscheidungsfindung:

  1. Traditionen oder Vorbilder, Autoritäten, Fachleute
  2. ein politischer Prozeß
  3. der rationale Ansatz: gesunder Menschenverstand und Systemanalyse

Sie schließen einander nicht aus, sind vielmehr in jedem Entscheidungsprozeß präsent:

  1. Einer Tradition folgen: z.B. einen Haushalt planen durch einfache Erhöhung des letzten um 10 %. Einer Autorität folgen: einen Garten mithilfe eines Gartenhandbuchs gestalten. Man kann nicht alles, was man tut, fortwährend drehen und wenden, dann vollendet man gar nichts. Einer Autorität folgt man am besten dann, wenn man selbst oder seine Organisation nicht über genug Fachwissen verfügt. Es gibt dabei ein Problem: ineffiziente Vorgehensweisen werden so weitergetragen, und die konkreten Umstände hätten vielleicht eine andere als die autoritäre Lösung erfordert.
  2. Politischer Prozeß: Die Interessen der Partner/Teilnehmer spielen eine Schlüsselrolle und müssen abgewogen werden. Oft entscheiden Persönlichkeiten und Organisationen und ihre Position im Machtpoker. Gute Lösungen kommen eventuell nicht durch, weil sie von einem schwachen Partner vorgeschlagen werden und das Ego eines starken dagegen steht.
  3. In einem rationalen Prozeß setzt der Entscheider Ziele, wägt Alternativen im Lichte dieser Ziele ab und wählt diejenige, die den größten Beitrag zum Erreichen der Ziele verspricht. Intuition und gesunder Menschenverstand jedoch erfassen die Ziele und die Annahmen über die Ausgangslage nur indirekt, diese entziehen sich einer genaueren Betrachtung. Ein solches Vorgehen eignet sich auch nicht für Entscheidungsprozesse, die von Gruppen getroffen werden sollen.

In der Systemanalyse werden Ziele explizit formuliert und Annahmen genau geprüft; ausgeklügelte Verfahren bestimmen den Status Quo, die möglichen Ergebnisse der verschiedenen Alternativen und ein Bewertungsschema für die Alternativen im Falle einander widersprechender Ziele.

4. Funktionen der Systemanalyse

Die Systemanalyse umfaßt eine Anzahl von Funktionen, die in mehreren Zyklen oder Phasen angewandt werden.

Systemanalyse ist kein linearer Prozeß in dem Sinne, daß eine Funktion exakt die andere ablöst, die damit abgeschlossen ist. Es gibt immer mehrere Zyklen. Man muß öfter zu einer früheren Phase zurückgehen. Wenn es, z.B., für die angenommenen Ziele keine Lösung gibt, muß man die Ziele neu formulieren.

Es gibt folgende Funktionen:

  1. Abgrenzung des Systems
  2. Definition der Ziele
  3. Bestimmung des Status und der zu berücksichtigenden Beschränkungen und Zwänge
  4. Generierung möglicher Lösungen
  5. Auswahl einer Lösung
  6. Zusammenstellung (eigene Entwicklung oder Erwerb) von Systemregeln und -spezifikationen, Test
  7. Einrichtung des Systems (Personal, Rechner, Daten)
  8. Inbetriebnahme und Betrieb des Systems
  9. Evaluierung und Pflege des Systems
4.1 Abgrenzung des Systems

Es wird zunächst festgelegt, was zum System gehören soll und was nicht. Diese Festlegung der Systemgrenzen bzw. des Problembereichs setzt den Bezugsrahmen für die anderen Funktionen. Eine zu enge Festlegung erlaubt später keine Nutzung in einem weiteren Kontext; eine zu breit angelegte Problemdomäne mag sich als nicht handhabbar erweisen.

Ein System, das den Mitarbeitern eines Pharmazieunternehmens Zugang zu fachlich relevanten Zeitschriftenartikeln verschafft, ist zu eng angelegt, ein zu hoher Aufwand ist für zu wenige Nutzer nötig. Es sollte zu einer Zusammenarbeit mehrerer Unternehmen oder der ganzen Branche kommen.

Ein System hingegen, das das Informationsbedürfnis aller Menschen auf der Welt befriedigen soll, ist zu breit angelegt, um handhabbar zu sein.

Anmerkung: Soergel hatte 1985 natürlich noch keine Kenntnis des Worldwide Web, das sich zu einem solchen System entwickeln könnte. Warum es das noch nicht sein kann, wird in „Das WWW als Infomedium“ dargelegt.

4.2 Festlegung von Zielen

Eine alte Weisheit der Systemanalyse besagt: „Man soll nie am Anfang beginnen, sondern immer am Ende.“ Ziele müssen klar definiert und abgesteckt sein, so daß jede Lösung anhand dieser Ziele beurteilt werden kann. Dies führt zu klarerem Denken, nicht nur bei Einzelentscheidern, sondern v.a. auch bei Gruppenentscheidungen, die ohne klare Zielvorgaben gar nicht getroffen werden können.

Es gibt allgemeine und spezifische Ziele. Allgemeines Ziel eines Informationssystems sollte es sein, daß jeder Nutzer die Information bekommt, die er zur Lösung eines Problems benötigt. Ein Beispiel für ein spezifisches Ziel wäre, Anfragen über die Eigenschaften bestimmter Materialien innerhalb einer halben Stunde beantworten zu können. Aus den spezifischen Zielen lassen sich Performanzkriterien ableiten, die im Hinblick auf ihren Beitrag zum Erreichen der allgemeinen Ziele und auf einen letztendlichen Nutzen des Systems gewichtet werden, z.B.:

  • Profit eines Unternehmens
  • Kosten: wenn eine bessere Lösung mehr kostet, ist sie das wert?
  • Zeitfaktor: wie lange dauert die Realisierung einer Lösung? Die zweitbeste Lösung jetzt verfügbar zu haben, ist vielleicht besser, als die bessere Lösung erst in zwei Jahren nutzen zu können.
  • Risiken/Unwägbarkeiten: Beispiel: Man muß die Entscheidung über die Gründlichkeit/die Tiefe eines Indexierungsverfahrens treffen, ohne zu wissen, wieviele Suchanfragen an das fertige System zu erwarten sind. Eine tiefe Indexierung lohnt sich, wenn viele Anfragen gestellt werden; bei wenigen Anfragen reicht eine oberflächliche aus (Kosten/Nutzen-Abwägung). Daß man die Zahl der Anfragen nicht voraussehen kann, schafft ein Dilemma.
  • Politik: die Einführung eines zentralen Informationssystems kann in einer dezentralisierten (Unternehmens-)Struktur auf Schwierigkeiten stoßen, wenn dadurch in den Teilstrukturen Befugnisse abgegeben werden müssen und sich dadurch Ressentiments bilden.
4.3 Bestimmung des gegenwärtigen Status und etwaiger Beschränkungen

Dies umfaßt eine Untersuchung der (zukünftigen bzw. der jetzigen) Systemumgebung, insb. der Nutzungsbedürfnisse, die Feststellung von Beschränkungen oder Zwängen und eine Revision/Überprüfung des gegenwärtigen Standes.

Systemumgebung / Nutzungsbedürfnisse

Wievielen Menschen soll das System dienen? Welches sind ihre Fragen und was für Informationen benötigen sie? Wie umfangreich muß die Datenbank sein, um sinnvoll eingesetzt werden zu können? Wieviele statistische Dateneinheiten wird es geben, wieviele Dokumente? Wie stark nehmen die Daten monatlich/jährlich zu?

Bestimmung der Beschränkungen/Zwänge

Leistungskriterien und Systembeschränkungen haben beide mit den Eigenschaften möglicher Lösungen zu tun. Es gibt jedoch einen Unterschied: Kriterien sind relativ – wenn ein Kriterium etwas weniger zutrifft, kann dies dadurch ausgeglichen werden, daß ein anderes besser zutrifft. Beschränkungen/Zwänge sind absolut: wenn einer Beschränkung nicht entsprochen werden kann, ist die Lösung nicht machbar, es sei denn, der Zwang wird aufgehoben. So kann, z.B. bei einer Kostendecke von 150.000 $ pro Jahr eine Lösung dann nicht verfolgt werden, wenn sie 175.000 $ kostet, auch wenn sie viel besser ist.

Eine zeitliche Beschränkung bedeutet, daß eine Deadline gesetzt ist. Um ein Problem innerhalb eines Jahres zu lösen, braucht man sofort Informationen und hat nicht viel Zeit, um eine Datensammlung anzulegen und auszuwerten.

Politische Zwänge können bedeuten, daß ein zentrales Informationssystem nicht eingeführt wird, weil in einer Organisation Ressentiments gegen ein zentral gesteuertes System bestehen.

Überprüfung des gegenwärtigen Standes

Gibt es schon ein formales oder informelles System, das den genannten Zielen dient? Wie gut funktioniert es? Welche Verfahren werden angewandt? Es gibt sicher schon eine Art Informationssystem, das analysiert werden sollte, um Daten/Einsichten für das neue System zu gewinnen.

Die gegenwärtige Situation, durch Funktion 4.3 bestimmt, und die gewünschte zukünftige Situation, durch die Ziele definiert, ergeben zusammen das zu lösende Problem.

4.4 Generieren möglicher Lösungen

Es gibt viele Wege, die spezifischen Ziele im Kontext der Systemumgebung zu erreichen: Einsatz bestehender (in der Literatur beschriebener) oder Entwicklung neuer Lösungen. Die Kreativität sollte nicht durch Zwänge übermäßig behindert werden. Vielleicht können Zwänge ja auch überwunden/elimiert werden. Funktion 4.4 bedeutet in erster Linie: Ideensammlung und -generierung, aber nicht die letztendliche Auswahl einer Lösung (=> Funktion 4.5)

4.5 Wahl einer Lösung

Lösungen, die Zwänge verletzen, werden eliminiert, es sei denn, sie sind vermutlich allen anderen dermaßen weit überlegen, daß man an ihnen festhalten sollte. Die Beurteilung erfolgt intuitiv oder unter vorläufiger Anwendung der Auswahlkriterien aus Funktion 4.2 und berücksichtigt, wie schwer die Verletzung des Zwangs wiegt.

Dann wird die beste Lösung gewählt, was um so schwieriger wird, je mehr Kriterien es gibt. Hierfür bietet die Entscheidungstheorie (vgl. Soergel Kap. 6.5) Lösungen an. Funktion 4.4 „Generieren möglicher Lösungen“ und 4.5 „Wahl einer Lösung“ interagieren. Hierfür gibt es zwei Vorgehensmuster, die Extrempunkte auf einer fortlaufenden Skala sind: Optimieren = man generiert alle möglichen Lösungen nach Funktion 4.4 und wählt die beste nach Funktion 4.5. Sich zufrieden geben = man generiert eine Lösung und evaluiert sie sofort. Wenn sie akzeptabel ist, wird sie gewählt, sonst geht man zurück zu Funktion 4.4, generiert eine weitere Lösung usw. Das erstere Muster erfordert einen hohen Aufwand, letzteres führt vielleicht nicht zur besten Lösung.

Wenn eine Lösung gewählt wurde, muß sie detailliert beschrieben werden, damit man einen allgemeinen Systementwurf erstellen kann als Vorlage für Funktion 4.6.

4.6 Zusammenstellen und Testen

von Systemregeln und Spezifikationen für Ausrüstung (Soft- und Hardware) und Personal. Hier wird Funktion 4.4 für die gewählte Lösung auf einer viel spezifischeren Ebene fortgeführt.

4.7 Installation des Systems
4.8 Inbetriebnahme und Betrieb
4.9 Pflege des Systems

5. Phasen der Systemanalyse: Systemlebenszyklus

Eine Systemanalyse an sich erfordert schon einen großen Aufwand an Ressourcen, der nur dann sinnvoll ist, wenn Aussicht auf eine Verbesserung des Status Quo besteht. Unerwünschte Ausgaben lassen sich vermeiden, wenn der Systemanalyseprozeß in mehrere Phasen gegliedert wird:

  1. Sehr kurze vorläufige Analyse.
  2. Wenn das Ganze erfolgversprechend aussieht, geht der Prozeß in eine Zwischenanalyse und, wenn erforderlich, in eine
  3. kostenträchtigere detaillierte Analyse.
  4. Wenn die Analyse weiterhin gut verläuft, folgen jetzt der Entwurf,
  5. die Zusammenstellung (der Komponenten),
  6. die Installation und
  7. Inbetriebnahme, Betrieb und Wartung

A-C sind aufeinanderfolgende Zyklen, in denen die Funktionen 1-5 mit zunehmender Gründlichkeit ausgeführt werden. C beschäftigt sich sehr gründlich mit den Funktionen 4.1-4.3 (Einschätzung des Problems) und D mit 4.4-4.5 (Spezifizierung einer Lösung).

Phase A: Eine Idee wird formuliert.

Ein Manager oder Systemanalytiker hat die Idee, daß ein neues System eingerichtet wird oder ein bestehendes modifiziert oder abgeschafft werden sollte. Eine sehr vorläufige Analyse (Funktionen 4.1-4.5) soll zeigen, ob es sich überhaupt lohnt, die Idee weiter zu verfolgen.

Beispiel: Die Universitätsverwaltung hat die Idee, eine Datenbank mit Beschreibungen von Lehrveranstaltungen (Seminare, Vorlesungen, Übungen) anzulegen. Diese könnte Grundlage für Vorlesungsverzeichnisse sein, online-Zugang für alle Universitätsangehörigen ermöglichen und Planungsgrundlage für das Lehrangebot (Interesse der Universität) bzw. für das Studium (Interesse der Studierenden) sein. Der Umfang der Datenbank erscheint machbar. Die Aussicht auf eine kostengünstigere Erstellung von Vorlesungsverzeichnissen (Druck) ist ein zusätzlicher Anreiz.

Phase B: Initiierung

Diese Phase wiederholt Funktion 4.1 bis 4.5 etwas gründlicher. Danach sollte es möglich sein zu entscheiden, ob eine vollständige Systemanalyse angebracht ist, bei geringstmöglichem Aufwand. Fachleute zu befragen, ist eine gute Möglichkeit, schnell vorläufige Informationen über verschiedene Aspekte des avisierten Systems zu erhalten. Eine grobe Kostenabschätzung ist Teil dieser Phase (mit einer Fehlerrate von 100% nach oben und 50% nach unten). Diese Phase endet mit einer Entscheidung darüber, ob Mittel für Phase C bereitgestellt werden sollen.

Beispiel: Die Universität zieht je einen Fachmann für Informationssysteme und einen für Datenverarbeitung zu Rate. Man erhält eine vorläufige Schätzung des Datenvolumens und der Kosten für Datenerfassung und -speicherung. Auf der Basis dieser Informationen kann man dann die Möglichkeit einberechnen, weniger Kataloge zu drucken und stattdessen einen online-Zugang anzubieten. Damit entstehen Kosten für Computerprogrammierung und Datenumwandlung/-übertragung (Initialkosten), Aufnahme neuer Daten, Speichern der Daten und evtl. Telekommunikation. Vorausgesetzt wird, daß bereits genügend Computer zur Verfügung stehen. Wenn die Gesamtkosten voraussichtlich niedriger liegen als die Kosten der Katalogproduktion und die (meist versteckten) Kosten für die Informationsgewinnung für die Lehrplangestaltung, ist eine genauere Systemanalyse durchzuführen. Wenn die neue Option teurer ist, können zu erwartende Verbesserungen dennoch eine weitere Untersuchung sinnvoll erscheinen lassen. Andererseits könnte die vorläufige Analyse andeuten, daß das neue System nicht so gut funktionieren wird wie das alte, oder daß die Einsparungen den Qualitätsverlust nicht wettmachen werden oder daß das neue System viel zu teuer wird.

Phase C: Detaillierte Analyse

Hier werden Systemanalysefunktionen 4.1-4.3 wiederholt, u. zw. sehr detailliert und mit genügend gedanklicher Einbeziehung der Funktionen 4.4-4.5, um eine Entscheidung darüber treffen zu können, ob es sich lohnt, zur kostenintensiven Entwurfsphase überzugehen. Die Kostenabschätzung kann genauer werden, evtl. bis zu einer Fehlerquote von 50% nach oben und 33% nach unten.

Phase D: Entwurf

Funktionen 4.4. und 4.5, Generierung und Auswahl von Lösungen, werden hier im Detail wiederholt. Der letzte Entwurf wird im Hinblick auf seine innere Logik (Stimmigkeit), seine Beziehungen zu anderen Systemen und seine Übereinstimmung mit den allgemeinen Zielen und Verfahren abgestimmt. Die Fehlerquote bzgl. der Kostenschätzung kann evtl. auf 10% zurückgeführt werden. Der genaue Nutzen ist jetzt bekannt. Die verfügbaren Informationen zeigen jetzt vielleicht, daß das vorgesehene System sich nicht lohnt; die vorläufigen Beurteilungen in voraufgegangenen Phasen waren falsch; der Prozeß wird abgebrochen. Wenn andererseits alles so verläuft wie erwartet, geht man zu Phase E.

Phase E: Zusammenstellung und Test der Systemregeln und -spezifikationen

Diese Phase umfaßt Funktion 4.6 . Nach dem Test sollte die Kostenabschätzung für Installation und Betrieb des Systems ziemlich genau sein. Jetzt kann eine wohl begründete Entscheidung darüber getroffen werden, ob mit der Installation des Systems fortgefahren werden kann.

Phase F: Installation

Phase G: Systembetrieb und Pflege

Bei der ständigen Überwachung des Systems können sich Ideen zu Anpassungen und Verbesserungen (Feinabstimmung) entwickeln, die aus den folgenden Quellen stammen:

  • Tiefere Einsichten bzw. Veränderungen in Nutzungsbedürfnissen, die zu einer Abwandlung von Zielen führen.
  • Änderungen in der Umgebung, v.a. in der Systembeschränkung oder bei Zwängen, denen das System unterworfen ist.
  • Änderungen bzgl. Lösungen: neue Technologien / neue Lösungen.

6. Informations- und Datensammlung bei der Systemanalyse

Funktion 4.3 – Bestimmung des gegenwärtigen Standes und der Beschränkungen – ist die Datensammlung. Sie umfaßt das Sammeln von Daten über die Aufgaben und Probleme der Nutzer, über Bedürfnisse und das Verhalten der Informationssuchenden. Die Benutzer- und Bedarfsanalyse führt solche Untersuchungen durch. Es werden auch Daten darüber gesammelt, wie das System arbeitet:

  • was es tut
  • mit welchem Eingabematerial (Input)
  • aus welchen Quellen
  • mit welchen Ergebnissen (Output)

Man kann sich ein gutes Bild vom System machen, indem man alle (Sub-)Prozesse untersucht, jeden Prozeß in Teilschritte aufteilt und jeden Schritt im Hinblick auf seine Funktion im Gesamtprozeß und auf seine Kosten untersucht. Manche Schritte sind vielleicht überflüssig.

Es gibt verschiedene Methoden der Datensammlung:

  • Auswertung von Aufzeichnungen (Kataloge, Formulare für Erwerb oder Katalogisierung, Absatz-, Auflage-, Teilnehmerzahlen, Nutzungsanfragen).
  • Beobachtung von Nutzern und Aufzeichnung ihrer Tätigkeiten; Verfolgen eines Buchs vom Erwerb bis zur Ausleihe.
  • Befragung von Nutzern über ihre Tätigkeit und darüber, wielange sie wofür brauchen.

In Funktion 4.2 kann die Formulierung der allgemeinen Ziele bestimmt oder unterstützt werden durch eine Übersicht (Umfrage) darüber, wer wie von dem System betroffen ist.

Die Überführung der allgemeinen Ziele in spezifische ist ein technisches Problem, das eine sorgfältige Analyse durch einen erfahrenen Fachmann verlangt. Wenn man die Meinung bzw. die Präferenzen der vom System Betroffenen zur Bestimmung der spezifischen Ziele nutzte, würde man die fachmännische Systemanalyse durch die Gesamtbeurteilung durch die Systemnutzer ersetzen, die normalerweise weder die Zeit noch die Kompetenz haben, das Problem sorgfältig zu untersuchen.

Trotzdem kann eine Umfrage bei der Bestimmung spezifischer Ziele helfen, in dem man z. B. die Meinung der Betroffenen über einen Service-Mix in einer Informationsstelle einholt: Wie wichtig sind ihnen die einzelnen Dienstleistungen?

  • SDI (Selective Dissemination of Information = Profildienste)
  • Direktzugriff auf wichtige Zeitschriften
  • schnelle Ausleihe in Bibliotheksverbund
  • Lesesaal
  • online-Zugang zu Bibliothekskatalog
  • maßgeschneiderte Informationspakete

Funktionen 4.4, 4.6 und 4.7 erfordern Informationen über Lösungen für ähnliche Probleme sowie über Ideen und Technologien, über die anderswo berichtet wird, ebenso über verfügbares Personal sowie Hard- und Software.