Microservice-Based Architecture

Heutige Geschäftsprozesse stellen hohe Anforderungen an die Flexibilität und Skalierbarkeit der zugrundeliegenden ERP-Systeme. Vor diesem Hintergrund bieten moderne IT-Architekturen wie ereignisgesteuerte Microservices-Umgebungen eine optimale Voraussetzung, um Geschäftsprozesse zukunftssicher zu gestalten. Um die Potenziale neuer ERPs wie S/4HANA voll ausschöpfen zu können, sollten Unternehmen ihre bestehende IT-Landschaft laufend überprüfen.

ERP-Systeme bilden das Rückgrat für eine Vielzahl unternehmenskritischer Anwendungen. Durch das Einbinden von Add-Ons/Modulen für verschiedene Domänen wie Rechnungswesen, Beschaffung oder Logistik ist immer mehr Applikationslogik in die Systeme gewandert, die sich dadurch zu immer größeren und komplexeren Software-Monolithen entwickelt haben.

Diese gewachsene Komplexität macht die Wartung und Weiterentwicklung bzw. Skalierung der Systeme immer aufwändiger. Statt einzelne Module zu releasen, muss immer das Gesamtsystem mit all seinen Abhängigkeiten angepasst werden. Dies verlangsamt die Entwicklungsgeschwindigkeit und erhöht die Störanfälligkeit des Gesamtsystems. Um diese Schwachstellen zu überwinden und das ERP-System für zukünftige Anforderungen zukunftssicher aufzustellen, bildet eine moderne, Microservice-basierte IT-Architektur die zentrale Voraussetzung.

 

Microservices und ereignisgesteuerte Architekturen

In Microservice-basierten Architekturen werden komplexe Anwendungen in kleinere, modulare Komponenten zerlegt, die unabhängig voneinander deployed und betrieben werden können. Anstelle eines monolithischen ERP-Systems, an das eine Vielzahl von Add-ons angebunden ist und das die gesamte Logik beherbergt, wird jeder Service in einer eigenständigen Komponente abgebildet, die für sich genommen eine geringere Komplexität aufweist. Auf diese Weise entsteht eine Architektur aus lose gekoppelten Microservices, die über technologieagnostische Schnittstellen miteinander interagieren und somit untereinander austauschbar sind.

Entscheidend für den reibungslosen Betrieb der verschiedenen Komponenten ist neben dem Design der Services auch deren Kommunikation untereinander. Viele moderne Microservices-Umgebungen setzen dabei auf eine ereignisgesteuerte Architektur (Event Driven Architecture, EDA).  Diese nutzt sogenannte Events zur Kommunikation zwischen den einzelnen Services.

Dazu wird ein Pool von Topics - beispielsweise alle Vorgänge rund um den Bestellprozess - erstellt, für die wiederum verschiedene Events definiert werden können. Events sind Ereignisse im Sinne einer Zustandsänderung oder Aktualisierung, z.B. ein Artikel wird in den Warenkorb gelegt. Jedes dieser Ereignisse wird von einem Event-Provider, in diesem Fall dem Webshop, über den Router empfangen, der die Ereignisse filtert und an den Consumer, z.B. das ERP-System, weiterleitet. Provider- und Consumer-Services sind voneinander entkoppelt, so dass sie unabhängig voneinander skaliert, aktualisiert und bereitgestellt werden können. Dies ermöglicht einen standardisierten Informationsfluss und eine Kommunikation in Echtzeit zwischen den verschiedenen Komponenten - auch über Unternehmensgrenzen hinweg.

 

Vorteile von ereignisgesteuerten Microservices Architekturen

Eine solche ereignisgesteuerte Microservices Architektur bietet gegenüber herkömmlichen, monolithisch aufgebauten ERP-Systemen verschiedene Vorteile:

• Hohe Flexibilität / gute Updatefähigkeit:

Microservices arbeiten als unabhängige, interoperable Servicekomponenten. Dadurch können einzelne Komponenten im Sinne eines Best-of-Breed-Ansatzes flexibel ausgetauscht und ersetzt werden, ohne die Stabilität des Gesamtsystems zu gefährden.

• Skalierbarkeit verbessern

Die Skalierung monolithischer ERP-Anwendungen ist immer komplex, da alle im System enthaltenen Komponenten betroffen sind. Im Gegensatz dazu können in Microservice-basierten Umgebungen einzelne Komponenten nach Bedarf skaliert werden. 

• Kontinuierliche Bereitstellung

Microservices ermöglichen durch ihre entkoppelte Struktur, an mehreren Services gleichzeitig zu entwickeln und diese im Sinne des DevOps/Continuous Delivery Ansatzes unabhängig voneinander zu deployen, ohne ein Release auf Gesamtsystemebene fahren zu müssen.

• Kürzere Antwortzeiten

Eine ereignisgesteuerte Microservices-Architektur ermöglicht die Kommunikation und das Auslösen von Aktionen in Echtzeit und erhöht damit die Informationsgeschwindigkeit innerhalb der Geschäftsprozesse im Vergleich zu herkömmlichen Architekturen massiv.

• Höhere Performance

Topic-basiertes Datenbankmanagement, wie es in ereignisgesteuerten Architekturen zu finden ist, ist relationalen Datenbanken bei der Verarbeitung großer Datenmengen überlegen - und damit die optimale Basis für fortgeschrittene Datenanalysen oder KI-Anwendungen.

 

Microservice-basierte Architekturen in der Life Science Industrie

Gerade in der Chemie- und Pharmabranche mit ihren komplexen Lieferketten und anspruchsvollen Logistikprozessen bieten Microservice-basierte ERP-Systeme erhebliche Geschwindigkeits- und Effizienzvorteile gegenüber herkömmlichen, monolithischen ERP-Umgebungen. So können ereignisbasierte Architekturen beispielsweise in komplexen End-to-End-Supply Chains mit unterschiedlichen internen und externen Partnern einen standardisierten Informationsaustausch in Echtzeit für alle Beteiligten sicherstellen, indem diese mit ihren jeweiligen Softwaresystemen über Schnittstellen an die Microservice-basierte Architektur des kundenseitigen ERP-Systems angebunden werden können.

 

Service-Zuschnitt und zentrales API Management

Um die Potenziale moderner IT-Landschaften für das eigene Business zu erschließen, sollten Unternehmen zunächst ein klares Zielbild der zukünftigen Architektur entwickeln. Dabei ist zunächst eine fachlich sinnvolle Abgrenzung der jeweiligen Services bzw. Komponenten vorzunehmen. Die Herausforderung besteht darin, die richtige Balance zwischen hoher Flexibilität durch voneinander unabhängige Services einerseits und hoher Komplexität durch zu viele, sich überlappende Einzelanwendungen andererseits zu finden.

Neben dem richtigen Zuschnitt der Microservices ist auch das Management und die Orchestrierung der verschiedenen Microservices entscheidend für eine funktionierende Microservices-basierte Architektur. Hier spielt ein zentrales API-Management eine wichtige Rolle. Denn damit die verschiedenen Microservices nahtlos miteinander interagieren können, kommen eine Vielzahl von Schnittstellen zum Einsatz. Eine API Management Plattform bietet einen zentralen Ort, um diese APIs zu sammeln, zu dokumentieren und damit das Onboarding neuer Entwickler zu erleichtern. Eine zentrale API-Management-Plattform bietet die Werkzeuge, die Kontrolle und die Transparenz, um Microservices über APIs für neue Entwickler zu skalieren und sie mit neuen Systemen zu verbinden.  Dadurch können APIs in der gesamten Organisation (und darüber hinaus) bereitgestellt und (wieder-)verwendet werden.

 

Überprüfung der IT-Landschaft als Teil der S/4HANA-Migration

Für Unternehmen, die darüber nachdenken, ihre IT-Landschaft auf eine Microservices-basierte Architektur umzustellen, bietet sich derzeit ein günstiges Zeitfenster. Denn im Zuge der S/4HANA-Migration, vor der derzeit zahlreiche Unternehmen stehen, lohnt sich die Überarbeitung der bestehenden IT-Landschaft gleich in doppelter Hinsicht: Zum einen, weil die Migration auf ein neues ERP-System in Microservice-basierten Architekturen aufgrund einer schlankeren Applikationslandschaft in der Regel deutlich unkomplizierter ist als in herkömmlichen monolithischen ERP-Landschaften. Zum anderen, weil durch die Analyse der bestehenden Geschäftsprozesse im Vorfeld des Migrationsprojektes meist bereits erste Ineffizienzen und Prozessbrüche identifiziert werden, die als Ansatzpunkt für die Optimierung der bestehenden IT-Landschaft dienen können. So können beispielsweise mit Hilfe eines Business Process Mining Fehler und Engpässe in den bestehenden Prozessen identifiziert und mögliche Lösungsansätze auch auf Architekturebene abgeleitet werden. Beispielsweise die Automatisierung bestimmter Workflows, die Verbesserung des Informationsflusses in Echtzeit oder der Austausch einzelner Softwarekomponenten.

 

Fazit

Analysten gehen derzeit davon aus, dass der Markt für Microservices-Architekturen im Pharma- und Life-Science-Umfeld in den nächsten Jahren um mehr als 20 Prozent pro Jahr wachsen wird.  Wesentliche Treiber dieser rasanten Entwicklung dürften die steigenden Anforderungen an die Flexibilität und Skalierbarkeit von Geschäftsprozessen und den dahinter liegenden Softwaresystemen sein. Denn je höher die Dynamik im jeweiligen Branchenumfeld, desto wichtiger wird die Fähigkeit von Unternehmen, ihre IT-Landschaft kontinuierlich an sich verändernde Umweltbedingungen anzupassen und einzelne Anwendungen im Sinne eines „Best-of-Breed“-Ansatzes bei Bedarf flexibel und schnell auszutauschen. Moderne Microservice-Architekturen unterstützen diese Flexibilität und Skalierbarkeit optimal und sind damit ein wichtiger Hebel für effizientere und zukunftssichere Geschäftsprozesse.