BI Theorie


Nguyen Ly
Diese Lernkarten decken fortgeschrittene Themen der Business Intelligence (BI) auf Universitätsniveau ab, mit Fokus auf Datenanalyse, BI-Strategien, Systemarchitekturen und Data Mining. Sie umfassen Konzepte wie BI-Competence Center, OLAP, Data Warehousing und die Entwicklung von BI-Strategien. Diese Karteikarten sind ideal für Studierende und Fachleute, die ihr Verständnis von BI vertiefen und praktische Anwendungen in Unternehmen verstehen möchten.
Karten
99
Lernende
15
Sprache
Deutsch
Kategorie
Informatik
Stufe
Universität
Erstellt / Aktualisiert
07.01.2015 / 11.08.2022

Lernkarten

Logische Modellierung: Was ist ein Snowflake Schema?

Das Schneeflockenschema ist eine Weiterführung des Sternschemas, das beim OLAP und Data-Warehousing eingesetzt wird.

Beim Sternschema liegen die Dimensionstabellen denormalisiert vor, was eine bessere Verarbeitungsgeschwindigkeit zu Lasten der Datenintegrität und des Speicherplatzes mit sich bringt. Im Gegensatz dazu werden beim Schneeflockenschema die einzelnen Dimensionstabellen verfeinert, indem sie klassifiziert oder normalisiert werden. Durch diese Weiterverzweigung des Datenmodells entsteht die Form einer Schneeflocke, woher die Bezeichnung dieses Entwurfsmusters stammt.

Bedingt durch diese feinere Strukturierung sind die Daten zwar weniger redundant als in einem Sternschema, es sind jedoch für Abfragen eventuell zusätzliche Join-Operationen notwendig. Ein Schneeflockenschema führt also zu kleineren und besser strukturierten Datenmengen, die aber komplexere Zusammenhänge haben und damit unter Umständen zu längeren Lade- oder Abfragezeiten führen.

--> Verhindert Redundanz, aber dafür komplexere Modellierung

Was sind die Vor- und Nachteile eines Snowflake Schemas?

Vorteil
• geringerer Speicherplatzverbrauch, in  Dimensionentabellen sind durch
Normalisierung keine redundanten Daten enthalten  
• häufige Abfragen über sehr große Dimensionstabellen erbringen
Zeitersparnis und Geschwindigkeitsvorteil.
 
Nachteile
• Geschwindigkeitsnachteil, bedingt durch zusätzliche Verbunde bei den
Dimensionstabellen
• Komplexere Strukturierung
• Mehrstufige Dimensionstabellen müssen über Join-Abfragen verknüpft
werden
• größere Tabellenanzahl
• Reorganisationsproblem: Änderungen im semantischen Modell führen zu
umfangreicher Reorganisation der Tabellen und folglich zu einem höheren
Wartungsaufwand

Was ist Data Mining?

Data Mining hat das Ziel, neuartiges, verstecktes Wissen aus großen Datenbeständen zu extrahieren. Dabei sollen Beziehungsmuster wie Regelmäßigkeiten oder Auffälligkeiten in umfangreichen Datenbeständen ermittelt und nutzbar gemacht werden.

Diese Beziehungsmuster sollten für einen möglichst großen Anteil der Datenbasis Geltung haben. Und sie sollten bis dato unbekannte, leicht verständliche Zusammenhänge in den Daten zu Tage fördern, die nicht trivial sind. Hinter der Forderung nach Nichttrivialität der Ergebnisse verbirgt sich der Anspruch, dass gefundene Lösungen auch tatsächlich neues Wissen produzieren und Entdeckungen im engeren Sinne darstellen sollen.

Ziel beim Data Mining ist es also nicht, einzelne Daten aufzulisten oder zu aggregieren. Vielmehr wird immer angestrebt, allgemeine Zusammenhänge zu entdecken und dafür ein Modell zu erstellen. Die im Datenbestand induktiv ermittelten und in Form eines Modells zum Ausdruck gebrachten Zusammenhänge entsprechen dabei den Hypothesen über den durch die Daten abgebildeten Gegenstandsbereich.

Beispielsweise kann Data Mining bei der Analyse der Kundendaten eines Telekommunikationsunternehmens die Hypothese generieren: „Kunden unter 35 Jahren mit einem Vieltelefonierer-Tarif gehören in 80 Prozent der Fälle zu den umsatzstärksten Kunden“.

Was ist KDD und wie sieht der KDD Prozess von Fayyad aus? (5 Phasen)

KDD bezeichnet in der Forschung den gesamten Prozess der Wissensentdeckung. Dieser Prozess zielt auch die Auswahl und Aufbereitung der Daten ein, die Festlegung eines Analyseverfahrens und die Ableitung von explizitem Wissen. Data Mining ist in diesem Verständnis nur ein bestimmter Teil von KDD - nämlich das eigentliche Analyseverfahren, das konkret zur Entdeckung der Zusammenhänge führt.

  1. Auswahl
  2. Vorverarbeitung
  3. Transformation
  4. Data Mining
  5. Interpretation

In der ersten Phase des KDD-Prozesses nach Fayyad erfolgt die Auswahl des Datenbestandes, der für die gewählte Aufgabenstellung relevant ist. Dieser Zieldatenbestand wird dann in der Vorverarbeitungsphase bereinigt. Hierbei werden etwaige Datenqualitätsmängel beseitigt. Fehlende oder fehlerhafte Werte werden gegebenenfalls entfernt oder ersetzt. Zudem kann der bereits vorhandene Datenbestand in dieser Phase durch weitere Attribute angereichert werden, sofern es die jeweilige Aufgabenstellung erfordert. In der darauf folgenden Phase, der Transformation, wird der Datenbestand in die vom gewählten Analyseverfahren benötigte Form gebracht. Beispielhafte Transformationsschritte sind die Diskretisierung numerischer Werte oder die Umwandlung nominaler Werte in numerische Werte. Anschließend werden geeignete mathematische Verfahren angewendet, um die im Datenbestand vorhandenen, bislang unbekannten Muster zu erkennen. Erst durch die Interpretation der gefundenen Muster durch einen Experten entsteht Wissen, das auf die Verwendbarkeit hin zu evaluieren ist. Sollte die Aufgabenstellung mithilfe der gefundenen Muster nicht zufrieden stellend gelöst werden können, ist ein Rücksprung in eine der vorherigen Phasen zur Ergebnisverbesserung möglich [Fayyad et al. 1996, S. 9 ff.].

Was ist CRISP-DM?

Cross-industry standard process for data mining (CRISP-DM) ist ein branchen- und anbieterneutraler Industriestandard, in dessen Mittelpunkt die betriebswirtschaftliche Problemstellung steht. Zudem wird der zyklische Charakter von Data-Mining-Projekten in den Vordergrund gerückt.

  1. Geschäftsmodell verstehen: Verstehen der Geschäftsziele und Festlegung der Data Mining Ziele, sowie die Projektplanung.
  2. Daten verstehen: Datenquellen bestimmen, Daten untersuchen und beschreiben, sowie Datenqualitätsniveau bestimmen.
    1. Daten aufbereiten: Auswahl der Daten. Entweder durch Totalerhebung oder Stichprobenziehung, durch Experimente, Beobachtungen oder Messungen. Gewonnen Daten werden bereinigt (Ausreisser etc.). Abgeleitete Werte (Aggregate) werden berechnet, Daten zusammengeführt und transformiert.
  3. Modellierung: Passendes Data Mining Verfahren manuell auswählen.
  4. Evaluation: Daten in Test und Trainingsdaten aufteilen, Data Mining Verfahren anwenden und die Modellanpassungsgüte bestimmen. Resultate werden bezüglich der Geschäftsziele evaluiert.
  5. Einsatz: Planung der Implementierungsstrategie, den täglichen Einsatz des Data Mining Modells, sowie das weitere Monitoring der Gültigkeit des Data Mining Modell

Wie unterscheiden sich die beiden Prozessen und was sind die Vor- und Nachteile?

KDD-Prozess:
Vorteil: nicht linear, sondern kann Iterationen aufweisen. Falls Evaluation unbefriedigend ist, wird zu einem vorherigen Schritt zurückgekehrt.
Nachteil: In Ausnahmefällen müssen weitere Datensätze beschafft werden.

CRIPS-DM-Prozess
Vorteil: Hohe Erfolgschance durch bereits erprobte „Anleitung“; Kommunikation zwischen technischen und kaufmännischen Mitarbeitern sowie mit den Kunden besser

Nachteil: Datenvorverarbeitung und Datenqualitätssicherung macht 70% des Gesamtaufwandes aus, relativ Zeitaufwändig.

Unterschiede: Beim CRIPS-DM-Prozess werden die Daten zuerst verstanden und anschliessen aufbereitet, während im KDD Verfahren die Daten selektiert und anschliessen geeignet transformiert werden.

Welche Problemtypen gibt es im Data Mining?

Data-Mining-Problemtyp:

  1. Beschreibungsprobleme
  2. Prognoseprobleme

Welche Verfahren werden bei bestimmten Data Mining Aufgaben eingesetzt?

Bild

Welche Data Mining Verfahren gibt es und eignen sich für welche betriebswirtschaftlichen Ziele?

  1. Clustering: Geeignete Aufteilung einer Menge von Objekten, indem ähnliche Datenobjekte zu Gruppen zusammengefasst werden.
    1. Ziel: Wird in Marktforschung eingesetzt wie z.B Zusammenführen von Einkaufsaktivitäten um anschliessend gezielte Marketingkampagnen zu starten und so die Verkaufszahlen anzukurbeln.
  2. Assoziationsanalyse: Aufdeckung von einer informativen Menge von Abhängigkeiten.
    1. Ziel: Um Produkte mit ähnlichen Produkten zu verlinken werden bei einem Einkauf zu bestimmten Produkten weitere ähnliche Produkte vorgeschlagen. Z.B unter der Rubrik das könnte Sie auch interessieren.
  3. Klassifikation: Zuordnung von Datenobjekten mit unbekannter Klassenzugehörigkeit zu einer am besten passenden Klasse. Zuordnung geschieht mittels Klassifikator, der in der Lern- bzw. Schätzphase anhand einer Menge von Trainingsdaten trainiert wird.
    1. Ziel: Anhand von historischen Bestelldaten von Kunden wird entschieden ob ein Katalog an einen potenziellen Kunden geschickt wird oder nicht.

Welcher Unterschied besteht zwischen Data Mining und OLAP-Operationen?

Während OLAP ein Analysewerkzeug für einen Benutzer ist, ist Data Mining ein Tool das selbständig Zusammenhänge und Abhängigkeiten aus vorliegenden Daten findet. Der Anwender wertet beim Data Mining nur noch die Ergebnisse aus.

Was sind die Grenzen und Gefahren eines unreflektierten Einsatzes von Data Mining?

  • Interpretation / falsche Rückschlüsse
  • Muster der Vergangenheit haben auch in Zukunft noch Gültigkeit (Strukturbruch)
  • Ob genügend Daten vorhanden sind
 um aussagekräftige Ergebnisse zu erzielen
  • Ob die vorhandene Daten ausgewertet werden dürfen (Gesetz)
  • Datenschutz / Datensicherheit Gesetzgebungen der jeweiligen Länder
  • Ob die richtigen Daten erhoben worden sind und ob sie verfälscht sind oder nicht

Beispiele für Clustering?

-Kunden werden anhand von bereits getätigten Käufen in Cluster segmentiert. Zum Beispiel nach Umsatz (hoch/mittel/tief) oder Produktsegmente (z. B. Pflege für Damen). Somit können gezielte Werbeaktionen gestartet werden.

-Mittels Coop Superpunkt Karte wird das Kaufverhalten der Kunden analysiert und gespeichert. Somit können Produkte ganz bestimmt interessierten Kundengruppen angepriesen werden.

-In einem Spital werden die Patienten gemäss Tags deklariert worauf sich diese dann gezielt nach verschiedenen Diagnosen auswerten lassen und so Voraussagen oder Statistiken erstellt werden können.

Beispiele für Assoziationsanalyse?

-Im Warenkorb eines Online Shops, z. B. Digitec, Amazon, etc. wird analysiert welche Artikel von welcher Kundengruppe wie oft gekauft wird. Damit können Artikel speziell gepusht und der Absatz verbessert werden.

-Bei einem Druckerkauf ist in der Verpackung schon ein Flyer zur Tintenbestellung vorhanden.

-Beim Kauf von Fastfood im McDonalds ist auf jedem Tablett Werbung mit anderen/neuen Produkten.

Beispiele für Klassifikation?

-Die Fachhochschule überprüft, ob Personen welche sich für ein Studium einschreiben möchten, auch wirklich dazu berechtig sind.

-Wenn der Kunde ein Auto leasen möchte, wird er zuerst auf Kreditwürdigkeit überprüft.

-Beim Militär müssen AdA für bestimmte Aufgaben überprüft werden. Dürfen diese beispielsweise mit Geheim-Material arbeiten bzw. in Berührung kommen. Anhand verschiedener ziviler und militärischer Daten wird ein Gesamtbild verschafft. Das Resultat gibt aus ob die Person fähig oder unfähig ist.

Was sind die Nachteile bei der Trennung zwischen OLAP und OLTP?

− Verzögerungen der Erkenntnis- und Reaktionszeiten (Latenzen)
− Eingeschränkte Abfragemöglichkeiten durch feste Granularität der Daten  
− Teilweise schlechte Performanz der Abfragen
− Eingeschränkter Nutzerkreis und unflexible Analysemöglichkeiten
− Organisatorische und technische Trennung statt Integration
− Gefahr von Bypass Reporting durch Verzögerungen
− Total Cost of Ownership

Wie sieht der Aufbau eines In-Memory DBMS aus?

Bild

OLAP oder OLTP?

OLAP und OLTP?

Latenzzeiten

Definition Unternehmenssteuerung mit BI?

«Die Methoden der Unternehmenssteuerung bilden das Herzstück von
Business  Intelligence  (BI).  Sie  stellen  dem  mittleren  und  höheren
Management  in  allen  Funktionsbereichen  eines  Unternehmens  und  dort
bei  allen  Planungs-,  Entscheidungs  und  Kontrollaufgaben  die
gewünschten Daten und Informationen, die zugehörigen betrieblichen
Modelle und die im Einzelfall geeigneten Methoden nutzerspezifisch
zur Verfügung
.»

Beispiel für Regelkreis des Management?

Grafik

BI Funktionen im Überblick?

  1. Data Mining
  2. Prognose- und Szenarioverfahren
  3. Planung und Konsolidierung, Entscheidung
  4. Controlling
  5. Entscheidungsunterstützung
  6. Risikomanagement
  7. Optimierung
  8. Monitoring
  9. Fehlerrückverfolgung
  10. Betrugsanalyse und Betrugsaufdeckung
  11. Simulation

Prognose- und Szenarioverfahren?

 

Prognose- und Szenariotechnik sind Verfahren, um anhand vorliegender historischer Daten konditionale Aussagen vom Zeitpunkt t über zukünftige Werte der Variablen (auch Deskriptoren genannt) unter Abschätzung der Trefferwahrscheinlichkeit zu berechnen.

«Aufgabe der Szenariotechnik ist es, qualitative Aussagen über den für  eine  Unternehmung  relevanten  künftigen  Weltausschnitt hinsichtlich  der  langfristigen  Entwicklung  und  des  künftigen Zustands  zu  treffen.  Die  Langfristigkeit  ist  durch Prognosedistanzen  τ  in  der  Größenordnung  von  fünf  bis fünfundzwanzig Jahren gekennzeichnet.»

Planung als Teil des Managementkreislaufs?

«Planung ist ein Aktionsprogramm für die Zukunft und hat damit antizipativen Charakter (im Sinne von Antizipationsentscheidungen). Sie umfasst alle Vorausüberlegungen über die erstrebten Ziele (Z) sowie die Aktionen (Mittel (M) und Wege (W)) zu ihrer Erreichung im Rahmen von Zielplanung und Massnahmenplanung.»

Vertikale Planintegration?

• Top-Down  Planung: Die  Planung beginnt mit den strategischen Konzernzielen des Unternehmens, die dann auf die  Bereichs- und Produktebene heruntergebrochen werden. Daran anschließend werden aus den Zielen, Mittel und Wege abgeleitet und vorgegeben.

• Bottom-Up  Planung:  Der Planungsprozess beginnt mit den Plänen
der  einzelnen  Teilsparten, die anschließend zur Konzernplanung
aggregiert werden und mit den Top-Zielen abgeglichen werden
müssen.

• Gegenstromverfahren: Hierbei wird sowohl Top-Down als  auch
Bottom-Up geplant und die einzelnen Teilpläne im Dialog abgeglichen.

Welche Planungswerkzeuge gibt es?

Planspeicherung und –versionierung: Plandaten werden zentral im Data Warehouse
gespeichert. Dabei sollen Änderungen der Plandaten durch Versionierung nachvollziehbar
bleiben.  
Planungsfunktion:  Der  Planer  wird  unterstützt  durch  Kopierfunktionen,  die  Daten
vorheriger Perioden als „Standardwerte“ in den entsprechen Zellen vorschlägt.
Planintegration: Zu den Unterstützungsfunktionen gehört die Bereitstellung von
Kommunikations- und Abstimmungsfunktionen für die vertikale und horizontale
Integration  der  Teilpläne  im  Rahmen  mehrstufiger  Unternehmensplanung  mittels
Gegenstromverfahren
Simulation:  Simulationen  und  What-If-Analysen  helfen  die  Auswirkungen  von
Planalternativen abzuschätzen.
Soll-Ist-Vergleich:  Plandaten  werden  mit  den  erfassten  Ist-Daten  konfrontiert,  und  es
werden gemäß des „Management-by-Exception“-Prinzips eine Ursachenanalyse und ggf.
Korrekturmaßnahmen ausgelöst

Konsolidierung?

«Bei der Konsolidierung werden konzerninterne Transaktionen und
Bestandsgrößen (sog. Verflechtungen) saldiert, d. h. konzerninterne
Umsätze, Kosten, Erträge, Gewinn, Forderungen, Verbindlichkeiten
und Rückstellungen werden gegeneinander aufgerechnet
. Der
Konzern wird so dargestellt, als ob er ein einheitliches Unternehmen wäre
(sog. Einheitsfiktion).»
 
1. Modellierung der Konzernstruktur
2. Währungsumrechnung
3. Saldierung
4. Konsistenzprüfung

Welche Entscheidungsunterstützungssysteme gibt es? (5 Arten)

  1. datengetrieben
  2. modellbasiert
  3. dokumentbasiert
  4. kommunikationsbasiert
  5. wissensbasiert

Was sind regelbasierte Expertensysteme?

Regelbasierte Expertensysteme schlussfolgern bei gegebener Anfrage (Ziel oder Hy-
pothese) aus einer Menge von Regeln (Wissensbasis) und Fakten auf neue Aussagen
(„Konklusionen“) und kommen dadurch zu Empfehlungen, vergleichbar mit dem
Rat von Experten

Was ist Risikomanagement?

«Risikomanagement  ist  die  Identifikation  und  Analyse  von  möglichen
Ereignissen,  die  Unternehmen  personell,  dinglich,  vermögens-  und
finanzwirtschaftlich  negativ  beeinflussen  können
.  Steuerung,
Überwachen  und  ggf.  die  Beseitigung  dieser  Wagnisse  erfolgt  in  der  Art
und  Weise,  dass  ein  gewünschtes  Risikoniveau  mit  an  Sicherheit
grenzender Wahrscheinlichkeit nicht überschritten wird.»

• Risikoidentifikation: Identifikation und Kategorisierung der Risiken
• Risikoanalyse. Für die identifizierten Risiken wird das Risiko gemessen. In der
Literatur werden verschiedene Risikomasse diskutiert
 
• Risikosteuerung

  • • Risikovermeidung ist oft nur möglich durch Einstellen der risikobehafteten Aktivität.
  • • Risikoverminderung. Durch Vorsorge soll die Eintrittwahrscheinlichkeit und/oder die Schadenshöhe verringert werden.
  • • Risikolimitierung Beispiel: Es werden maximale Bestellwerte für Versand auf Rechnung pro Kunde festgelegt
  • • Risikodiversifikation. Eine Verteilung von Handlungen auf voneinander unabhängige Ereignisse ermöglicht einen Risikoausgleich („Versicherungseffekt“).
  • • Risikoüberwälzung. Das Risiko wird auf eine andere Partei übertragen (Bsp. Versicherung)
  • • Risikoakzeptanz. Das Risiko wird selbst getragen (Budgetieren)

 
• Controlling und Monitoring laufende Überwachung der Risikolimits, gegebenenfalls
das Nachsteuern einzelner Risiken sowie von Zeit zu Zeit die laufende Anpassung der
Risikomaße

Was ist Simulation?

«Unter Simulation versteht man die Nachahmung von Abläufen realer
oder fiktive Systeme anhand von Modellen für Analyse,
Entscheidungs- oder Planungszwecke
. Wegen des erheblichen
Rechenaufwands ist i. Allg. die Rechnerunterstützung unabdingbar.»

Siehe Bild: Simulation auf Basis von Modellen

Betriebliche Anwendungsszenarien des BI?

Grafik

Was sind die Benutzerprofile und Zielgruppen?

  1. Analysten
  2. Informationsverwender
  3. Informations-Konsumenten

Wie sieht die historische Entwicklung im Bereich BI System aus? (vom MIS zum BI System)

MIS -> EUS /DSS -> EIS /FIS -> DW / OLAP -> Business Intelligence

Motivation für BI-Strategie:

Wie sieht die 1. Motivation aus?

Unterstützung des Regelkreises der Unternehemnsführung

Motivation für BI-Strategie:

Wie sieht die 2. Motivation aus?

Transparenz über Datenherkunft und Verbesserung Qualität

Motivation für BI-Strategie:

Wie sieht die 3. Motivation aus?

Vermeidung / Vereinheitlichung heterogener Systeme

Motivation für BI-Strategie:

Wie sieht die 4. Motivation aus?

Eindeutige Organisation für BI-Projekte und Betrieb

Motivation für BI-Strategie:

Wie sieht die 5. Motivation aus?

Verbindlichkeit bzgl. Rollen und Aufgaben

Motivation für BI-Strategie:

Wie sieht die 6. Motivation aus?

Verbesserung der Reaktionszeiten

Was sind die Ziele und Sichten des BI?

  1. Fachliche Ziele
  2. Organisatorische Ziele
  3. Architektonische Ziele
  4. Technologische Ziele

Wie sieht eine Referenzarchitektur eines Enterprise DWH-Systems aus? (Skizze)

Frontend: OLAP Analysen

Output / Layer: Aggregationen, Planung, Forecast, OLAP Würfel

Data, Storage Layer: Data Warehouse

Integration Layer: ETL

Quellsysteme: Administrations- und Dispositionssysteme, externe Daten, Internet

Lernen