Prototypische Entwicklung einer Unternehmenssoftware mit integriertem Kundenportal nach dem Development & Operations Ansatz

Diese Bachelorarbeit befasst sich mit den Herausforderungen und Chancen in der modernen Softwareentwicklung und IT-Operations. Die Forschung konzentriert sich auf die Etablierung effizienter Entwicklungsprozesse, die Implementierung von Continuous Integration und Deployment-Praktiken sowie die Entwicklung digitaler Lösungen, die die operative Effizienz und Kundenzufriedenheit verbessern.

Die Arbeit kombiniert theoretische Grundlagen mit praktischer Umsetzung und führt zu einer umfassenden Lösung, die die Vorteile moderner DevOps-Praktiken und digitaler Transformation in Geschäftsprozessen demonstriert.

Problemstellung

Im heutigen digitalen Zeitalter stehen Organisationen unter zunehmendem Druck, Softwarelösungen schneller, zuverlässiger und mit höherer Qualität zu liefern. Traditionelle Softwareentwicklungsansätze kämpfen oft mit langen Deployment-Zyklen, manuellen Prozessen und begrenzter Transparenz in der Systemleistung. Zusätzlich wachsen die Kundenerwartungen an digitale Self-Service-Fähigkeiten kontinuierlich, was Organisationen dazu zwingt, transparente, zugängliche und effiziente digitale Schnittstellen bereitzustellen.

Forschungsziele

Die primären Ziele dieser Forschung sind:

• Moderne DevOps-Praktiken und deren Auswirkungen auf die Softwareentwicklungseffizienz zu analysieren und zu bewerten
• Einen umfassenden Development- und IT-Operations-Zyklus zu entwerfen und zu implementieren, der kontinuierliche Integration und Deployment unterstützt
• Ein digitales Kundenportal zu entwickeln, das die Kundenerfahrung und operative Effizienz verbessert
• Die Wirksamkeit der implementierten Lösungen durch praktische Anwendung und Stakeholder-Feedback zu bewerten

Forschungsfragen

• Wie können moderne DevOps-Praktiken die Softwareentwicklungs- und Deployment-Prozesse verbessern?
• Was sind die Schlüsselkomponenten und Anforderungen für einen effektiven Development- und IT-Operations-Zyklus?
• Wie können digitale Kundenportale die Kundenzufriedenheit und operative Effizienz steigern?
• Was sind die messbaren Vorteile und Herausforderungen bei der Implementierung von DevOps- und Digital-Transformation-Initiativen?

DevOps-Prinzipien

DevOps repräsentiert eine kulturelle und technische Bewegung, die die Zusammenarbeit zwischen Entwicklungs- und Operations-Teams betont. Die Kernprinzipien umfassen:

• Continuous Integration: Die Praxis, Codeänderungen häufig in ein gemeinsames Repository zu integrieren, mit automatisierten Builds und Tests
• Continuous Deployment: Die automatisierte Freigabe von Codeänderungen in Produktionsumgebungen nach bestandenen automatisierten Tests
• Infrastructure as Code: Verwaltung und Bereitstellung von Infrastruktur durch maschinenlesbare Definitionsdateien
• Monitoring und Logging: Kontinuierliche Beobachtung der Anwendungs- und Infrastrukturleistung, um Probleme proaktiv zu erkennen und zu lösen

Softwareentwicklungsmethoden

Die Thesis untersucht verschiedene Softwareentwicklungsmethoden, einschließlich Agile, Scrum und Lean-Prinzipien. Diese Methoden betonen iterative Entwicklung, Kundenkollaboration und Reaktion auf Veränderungen, was gut mit DevOps-Praktiken übereinstimmt.

Digitale Transformation und Kundenportale

Digitale Transformation umfasst die Integration digitaler Technologie in alle Bereiche eines Unternehmens und verändert grundlegend, wie Organisationen operieren und Wert für Kunden schaffen. Kundenportale stellen eine Schlüsselkomponente der digitalen Transformation dar und ermöglichen Self-Service-Fähigkeiten, verbesserte Transparenz und gesteigertes Kundenengagement.

Web-Anwendungsarchitektur

Moderne Webanwendungen folgen architektonischen Mustern wie Model-View-Controller (MVC), die Concerns trennen und die Wartbarkeit verbessern. Die Thesis untersucht, wie Frameworks wie Laravel diese Muster implementieren und die schnelle Entwicklung skalierbarer Anwendungen unterstützen.

Forschungsansatz

Diese Forschung folgt einem Mixed-Methods-Ansatz, der qualitative und quantitative Methoden kombiniert:

• Literaturrecherche: Umfassende Analyse bestehender Forschung, Best Practices und Industriestandards in DevOps und digitaler Transformation
• Fallstudie: Praktische Implementierung von DevOps-Praktiken und Kundenportal-Entwicklung in einem realen Kontext
• Action Research: Aktive Teilnahme am Entwicklungsprozess mit iterativen Zyklen von Planung, Aktion, Beobachtung und Reflexion
• Stakeholder-Interviews: Qualitative Datenerhebung durch strukturierte Interviews mit Management, Mitarbeitern und Kunden

Datenerhebungsmethoden

Daten wurden durch mehrere Methoden erhoben:

• Semi-strukturierte Interviews mit wichtigen Stakeholdern, um Anforderungen zu verstehen und Feedback zu sammeln
• Systemdokumentation und Code-Analyse, um bestehende Prozesse und technische Einschränkungen zu verstehen
• Leistungsmetriken und Logs, um Systemeffizienz zu bewerten und Verbesserungsmöglichkeiten zu identifizieren
• Benutzertests und Feedback-Sessions, um Usability und Funktionalität zu validieren

Analysemethoden

Die gesammelten Daten wurden analysiert mit:

• Thematische Analyse von Interview-Transkripten, um Schlüsselthemen und Muster zu identifizieren
• Vergleichende Analyse von Vorher-Nachher-Metriken, um Verbesserungen zu messen
• Technische Bewertung der Systemarchitektur, Codequalität und Leistungsmerkmale

DevOps-Zyklus-Implementierung

Der DevOps-Zyklus wurde mit einer Kombination aus Tools und Praktiken implementiert:

Kundenportal-Entwicklung

Das Kundenportal wurde mit dem Laravel-Framework entwickelt und folgt Best Practices für Webanwendungsentwicklung:

1. Architektur-Design: Eine modulare Architektur wurde entworfen, um Separation of Concerns und zukünftige Erweiterbarkeit zu unterstützen. Jedes Modul (Wiegen, Disposition, Verträge, Buchhaltung, Controlling, Stammdaten) wurde als unabhängige Komponente entwickelt.
2. Datenbank-Design: Ein normalisiertes Datenbankschema wurde erstellt, um Datenintegrität sicherzustellen und effiziente Abfragen zu unterstützen. Beziehungen zwischen Entitäten wurden sorgfältig entworfen, um referentielle Integrität zu gewährleisten.
3. Benutzeroberflächen-Entwicklung: Responsive Benutzeroberflächen wurden mit modernen Webtechnologien entwickelt, um Barrierefreiheit und Usability über verschiedene Geräte und Bildschirmgrößen hinweg sicherzustellen.
4. Integration: Das Portal wurde mit bestehenden ERP-Systemen und Wiegedaten über REST-APIs integriert, um nahtlosen Datenfluss und Echtzeit-Synchronisation sicherzustellen.
5. Sicherheitsimplementierung: Authentifizierungs- und Autorisierungsmechanismen wurden implementiert, einschließlich rollenbasierter Zugriffskontrolle, sicherer Passwortverwaltung und Session-Management.

Technologie-Stack

Quantitative Ergebnisse

Die Implementierung des DevOps-Zyklus und des Kundenportals führte zu messbaren Verbesserungen:

• Deployment-Zeit: Reduziert von mehreren Stunden auf Minuten durch automatisierte Deployment-Pipelines
• Fehlerrate: Um etwa 40% reduziert aufgrund automatisierter Tests und Qualitätsprüfungen
• Kundenanfragen: Um 60% reduziert, da Kunden Self-Service-Zugang zu Informationen erhielten
• Dokumentenverarbeitungszeit: Um 50% verbessert durch digitale Workflows und automatisierte Prozesse
• Entwicklungszyklus-Zeit: Um 30% verkürzt durch verbesserte Zusammenarbeit und automatisierte Prozesse

Qualitative Ergebnisse

Stakeholder-Feedback zeigte mehrere positive Ergebnisse:

• Verbesserte Entwicklerzufriedenheit: Entwickler berichteten von höherer Arbeitszufriedenheit aufgrund reduzierter manueller Aufgaben und schnellerer Feedback-Zyklen
• Verbesserte Kundenerfahrung: Kunden schätzten den 24/7-Zugang zu Informationen und die Transparenz, die das Portal bietet
• Bessere Zusammenarbeit: Die DevOps-Praktiken verbesserten die Kommunikation und Zusammenarbeit zwischen Entwicklungs- und Operations-Teams
• Erhöhtes Vertrauen: Automatisierte Test- und Deployment-Prozesse erhöhten das Vertrauen in Releases und reduzierten die Angst vor Breaking Changes

Technische Erfolge

• Erfolgreich eine vollständige CI/CD-Pipeline mit automatisierten Tests und Deployment etabliert
• Ein modulares Kundenportal mit sechs Kernmodulen entwickelt, alle voll funktionsfähig und integriert
• Nahtlose Integration mit bestehenden ERP-Systemen und Datenquellen erreicht
• Umfassende Sicherheitsmaßnahmen implementiert, einschließlich Authentifizierung, Autorisierung und Datenschutz
• Umfangreiche Dokumentation für Wartung und zukünftige Entwicklung erstellt

Interpretation der Ergebnisse

Die Ergebnisse zeigen, dass moderne DevOps-Praktiken und Digital-Transformation-Initiativen die Softwareentwicklungseffizienz und Kundenzufriedenheit erheblich verbessern können. Die quantitativen Verbesserungen bei Deployment-Zeit, Fehlerraten und Verarbeitungszeiten validieren die Wirksamkeit automatisierter Prozesse und Continuous-Integration-Praktiken.

Das qualitative Feedback von Stakeholdern zeigt, dass die Lösungen nicht nur technische Metriken verbessern, sondern auch die gesamte Arbeitserfahrung und Kundenbeziehungen verbessern. Die Self-Service-Fähigkeiten des Kundenportals reduzieren die administrative Belastung und verbessern gleichzeitig die Kundenzufriedenheit.

Herausforderungen

Während der Implementierung traten mehrere Herausforderungen auf:

• Kultureller Widerstand: Anfänglicher Widerstand gegen Veränderungen von Teammitgliedern, die an traditionelle Prozesse gewöhnt waren, erforderte Change Management und Schulungsbemühungen
• Technische Komplexität: Die Integration mehrerer Systeme und die Gewährleistung der Kompatibilität erforderte sorgfältige Planung und iterative Entwicklung
• Ressourcenbeschränkungen: Die Balance zwischen Entwicklungsprioritäten und operativen Anforderungen erforderte effektives Projektmanagement
• Lernkurve: Teammitglieder brauchten Zeit, um sich an neue Tools und Praktiken anzupassen, was Schulungen und Support erforderte

Lessons Learned

Das Projekt lieferte wertvolle Erkenntnisse:

• Klein anfangen: Der Beginn mit einem kleinen, überschaubaren Umfang und die schrittweise Erweiterung erwies sich als effektiver als der Versuch einer vollständigen Transformation auf einmal
• Kommunikation ist entscheidend: Regelmäßige Kommunikation mit Stakeholdern und transparente Fortschrittsberichterstattung waren entscheidend für den Projekterfolg
• Automatisierung zahlt sich aus: Die Investition von Zeit in Automatisierung im Voraus spart erhebliche Zeit und reduziert Fehler langfristig
• Benutzerzentriertes Design: Die Einbeziehung von Endbenutzern in den Designprozess führt zu besseren Lösungen und höheren Adoptionsraten

Limitationen

Diese Forschung hat mehrere Limitationen:

• Einzelfallstudie: Die Forschung basiert auf einer einzelnen Fallstudie, was die Verallgemeinerbarkeit auf andere Kontexte einschränken kann
• Zeitbeschränkungen: Das Projekt wurde innerhalb eines begrenzten Zeitrahmens durchgeführt, was die Tiefe bestimmter Analysen beeinflusst haben könnte
• Umfang: Der Fokus auf spezifische Technologien und Tools kann die Anwendbarkeit auf Organisationen mit unterschiedlichen Technology Stacks einschränken

Zusammenfassung

Diese Bachelorarbeit demonstrierte erfolgreich den Wert moderner DevOps-Praktiken und digitaler Transformation bei der Verbesserung von Softwareentwicklungsprozessen und Kundenerfahrung. Durch die Implementierung eines umfassenden DevOps-Zyklus und eines funktionsreichen Kundenportals wurden erhebliche Verbesserungen bei Deployment-Effizienz, Fehlerreduzierung, Kundenzufriedenheit und operativen Prozessen erzielt.

Beantwortete Forschungsfragen

Die Forschungsfragen wurden wie folgt beantwortet:

• DevOps-Praktiken verbessern Softwareentwicklungs- und Deployment-Prozesse erheblich durch Automatisierung, kontinuierliche Integration und verbesserte Zusammenarbeit.
• Schlüsselkomponenten eines effektiven DevOps-Zyklus umfassen Versionskontrolle, CI/CD-Pipelines, Containerisierung, automatisierte Tests und Monitoring.
• Digitale Kundenportale steigern die Kundenzufriedenheit durch Self-Service-Fähigkeiten, Transparenz und 24/7-Zugang zu Informationen.
• Messbare Vorteile umfassen reduzierte Deployment-Zeiten, niedrigere Fehlerraten, verbesserte Kundenzufriedenheit und optimierte Prozesse, während Herausforderungen kultureller Widerstand und technische Komplexität umfassen.

Beiträge

Diese Forschung trägt zum Feld bei durch:

• Bereitstellung einer praktischen Fallstudie zur DevOps-Implementierung in einem realen Kontext
• Demonstration der Integration von DevOps-Praktiken mit Kundenportal-Entwicklung
• Bereitstellung von Einblicken in die Herausforderungen und Vorteile von Digital-Transformation-Initiativen
• Bereitstellung eines Frameworks und einer Methodik, die von anderen Organisationen angepasst werden kann

Zukünftige Arbeit

Zukünftige Forschung könnte untersuchen:

• Langzeitbewertung der Auswirkungen von DevOps-Praktiken auf Organisationskultur und -leistung
• Vergleichende Studien über verschiedene Branchen und Organisationsgrößen
• Integration fortschrittlicher Technologien wie künstliche Intelligenz und Machine Learning in DevOps-Prozesse
• Entwicklung standardisierter Metriken und Frameworks zur Bewertung der DevOps-Reife