Luonnontieteellinen / suunnittelutieteellinen näkökulma 3.2.2015 Pirkko Nykänen
Seuraavalla luennolla ti 10.2 harjoitusten pitäjä Antto Seppälä tulee kertomaan harjoituksista, niiden tekemisestä, tarkastuksesta, sähköisestä palautuksesta etc Harjoitukset löytyvät kurssin nettisivulta
Tietojärjestelmätieteen tutkimuksesta Suunnittelutieteellinen lähestymistapa Tutkimuksen kohteena ihmisten tuotokset: organisaatiot, tietojärjestelmät, ihmisten tuotoksia voidaan sekä kehittää / tuottaa että tutkia suunnittelutiede pyrkii tuottamaan tuotoksia, jotka palvelevat niille asetettuja tarkoituksia, tuostosten hyödyllisyys arvioidaan, onko se hyödyllistä? Tuottaako se parannusta? Toimiiko se? rakenna ja arvioi, build - evaluate Luonnontieteellinen lähestymistapa Luonnontieteellisen tutkimuksen kohteena ovat luonnon ilmiöt: pyritään selittämään miten asiat ovat ja miksi ne ovat niin kuin ovat, pyritään ymmärtämään todellisuutta kaksi aktiviteettia: löytäminen (discovery), perustelu (justification) Pyritään luomaan / tuottamaan teorioita Deskritpiivistä, selittävää
March & Smith, Design and natural science research on information technology Constructs/ käsitteistö Suunnittelu-tieteellinen / Rakentaa / Build Basic language of concepts S/ Arvioida Evaluate Luonnontieteellinen Luoda teoriaa Discovery Basic language of concepts Testata teoriaa / justify Models / mallit Methods / metodit Desribe situations/ tasks / artifacts Goal-directive activities Desribe situations/ tasks / artifacts Goal-directive activities Instantiations/ realisointi Physical implementation s Physical implementation s
Build - evaluate Rakentaa / build process of constructing an artifact for a specific purpose Arvioida / evaluate process of determining how well the artifact performs Ongelmallista: kun arvioidaan suunnittelun tulosta / artifaktia, arviointiin vaikuttaa se ympäristö, missä tulos, esim tietojärjestelmä, toimii Arvioinnin kriteerit tulee määritellä toiminnallisen ympäristön mukaan
IS-tutkimus mahdollisuudet: 1. luonnontieteellinen/ käyttäytymistieteellinen teoriaa luova tai teoriaa testaava selittävä/ennustava tutkimus liiketoiminnan tarpeisiin liittyen tavoitteena totuus 2. suunnittelutieteellinen tutkimus, jossa rakennetaan ja arvioidaan artefakti liiketoiminnan tunnistettuihin tarpeisiin tavoitteena hyödyllisyys
IS tutkimuksen tuloksia Constructs / käsitteet / käsitteistö kohdealueen käsitteet käsitemalli, conceptualisation of the domain Määritelty formaalisti tai epäformaalisti Käsitteistö on erittäin merkittävä, sekä luonnontieteellisessä että suunnittelutieteellisessä näkökulmassa
Mallit / models set of propositions / statements expressing relationships among constructs problem and solution statements model = descritpion, representation Model needs to capture the structure of reality to be useful Methods / menetelmät a set of steps, algorithm / guideline / procedure to perform a task Metodit perustuvat käsitteisiin ja malleihin Instantiations / toteutukset instantiation is the realisation of an artefact in its environment IS tutkimuksen tuloksena esim. erilaisia tietojärjestelmiä / toteutuksia sekä erilaisia työkaluja / ohjelmointiympäristöjä, jotka painottuvat tiettyihin suunnitteluprosessin asioihin
Hevner, March, Park and Ram, Design science in information systems research, MISQ, 2004 Ympäristö määrittelee ongelma-alueen, kohdealueen: ihmiset, liiketoimintaorganisaatiot, suunnitellut, olemassaolevat teknologiat Tavoitteet, tehtävät, ongelmat, mahdollisuudet ihmisten roolit, kyvykkyydet, piirteet muotoilevat heidän käsityksiään liiketoimintatarpeista näitä arvioidaan suhteessa strategioihin, rakenteeseen, kulttuuriin ja nykyisiin liiketoimintaprosesseihin liiketoimintarpeita asemoidaan nykyiseen teknologiseen infrastruktuuriin, sovelluksiim, kommunikointiarkkitehtuureihin ja kehittämismahdollisuuksiin
Ympäristö IS-tutkimus Tietämyskanta Ihmiset Luo/Rakenna -roolit, kyvykkyydet, piirteet Organisaatiot - strategiat, rakenne ja kulttuuri, prosessit -teorioita, artefaktoja Arvioi Paranna Peruspalikoita: -teoriat, viitekehykset, instrumentit, yläkäsitteet, mallit, metodit. Toteutukset Teknologia - infrastruktuuri, sovellukset, kommunikointiarkkitehtuu ri, kehittämiskyvykkyydet Testaa / Arvioi - tapaustutkimus, kontr.koe, kenttätutkimus, simulointi, käsiteanalyysi Metodologiat - analyysit, tekniikat. formalismit, mittarit, validointikriteerit Hevner et al 2004
Tietämyskanta peruspalikat teoriat, viitekehykset, instrumentit, yläkäsitteet, mallit, metodit, toteutukset metodologiat ohjeet molemmat IS-tutkimustyypit, sekä luonnon- /käyttäytymistieteellinen että suunnittelutieteellinen täydentävät tietämyskantaa ja tuloksia voidaan soveltaa organisatorisissa ja liiketoiminnallisissa konteksteissa
Luonnontieteellinen / suunnittelutieteellinen näkökulma Case: Pizzerian tietojärjestelmä Pirkko Nykänen 3.2.2015
Case Pizzerian tietojärjestelmä Tavoitteena analysoida pizzerian toimintaa ja suunnitella tietojärjestelmä jonka avulla pizzerian toiminnot voidaan hoitaa valmistuksessa tarvittavien tarvikkeiden / tuotteiden sisäänosto, pizzojen valmistus, myynti (tiskiltä ja puhelintilaukset) laskutus valmistuksen ja myynnin seuranta, kustannuslaskenta ja kirjanpito henkilöstökulut, vuokrat, työajat, materiaalit yms
March & Smith, Design and natural science research on information technology, Suunnittelutieteellinen / Rakentaa Build S/ Arvioida Evaluate Luonnontieteellin en Luoda teoriaa Discovery L/ Testata teoriaa / justification Constructs/ käsitteistö Models / mallit Basic language of concepts Desribe sitautions/ tasks / artifacts Basic language of concepts Desribe situations/ tasks / artifacts Methods / metodit Goal-directive activities Goal-directive activities Instantiations/ realisointi Physical implementations Physical implementations
Luonnontieteellinen Luo teoriaa (discovery) perustele (justify) tutkitaan / analysoidaan pizzerian toimintaa, pyritään ymmärtämään sitä, löytämään perusteluja ymmärrykselle ja kenties luomaan teoriaa pizzerian toiminnasta teoriaa voidaan käyttää selittämään miten pizzeria toimii, miksi se toimii siten kuin toimii, onko erikokoisten / erilaisten pizzerioiden toiminnassa eroja ja mistä erot johtuvat
Theorise-justify - Pizzeriacase Tapaustutkimuksen metodeilla hankitaan tietoa pizzerian nykytilanteesta Kyselyt, haastattelut, havainnointi, arkistomateriaali kerätään kvalitatiivista ja kvantitatiivista tietoa tavoitteena voi olla pizzerian toiminnan kuvaaminen, jonkun olemassaolevan teorian testaaminen tai uuden teorian luominen Jos pyritään luomaan uutta teoriaa; niin mietitään millaisia käsiterakenteita, malleja tai teorioita voidaan löytää tästä casesta? aina ei löydy teoreettisesti uutta, mutta tehty analyysi tuottaa uuttta tietämystä siitä millainen maailma on esimerkiksi: johonkin ketjuun kuuluvan pizzerian toiminta on erilaista kuin ketjuihin kuulumattoman
Pizzerian analyysi voi tapahtua 1. Määritellään kiinnostavat tutkimuskysymykset: mitä pizzeriasta halutaan selvittää 2. Kuvataan case: eli millainen pizzeria on tarkastelun kohteena 3. Mietitään millaisin tiedonkeruumenetelmin saadaan tietoa eli vastaukset kohdassa 1 esitettyihin kysymyksiin kohdan 2 tapauksessa 4. Tehdään tiedonkeruu/ haastattelut, kyselyt, etc 5. Analysoidaan kerättyä tietoa pyritään rakentamaan analyysin perusteella alustava kuvaus / teoria pizzerian toiminnasta 6. Luodaan kuvauksen / teorian perusteella hypoteeseja: Myytävien tuotteiden valikoima riippuu asiakkaiden tarpeista / Myytävien tuotteiden valikoima riippuu pizzerian koosta 7. Verrataan tuotettua kuvausta / kehitettyä teoriaa, hypoteesejä kirjallisuuteen samanlaisiin hypoteeseihin / teorioihin vastakkaisiin hypoteeseihin / teorioihin 8. Kun ollaan tyytyväisiä analyysin tarkkuustasoon ja kun lisätarkkuudella / uusilla kirjallisuuteen vertailuilla ei enää saada lisää evidennsiä/ tarkennuksia. päätetään analyysi 9. todetaan, että on tuotettu kuvaus / laadittu teoria / saatu uutta lisätietoa pizzerian toiminnasta Kuvausta voidaan käyttää tietojärjestelmäsuunnittelussa hyväksi, tai pizzerian toiminnan käynnistämisessä tai pizzerian toiminnan kehittämisessä etc
Luonnontieteellinen Kuvailevaa, tulkitseva, uutta teoriaa luovaa, teoriaa testaavaa tutkimusta Case / tapaustutkimus Teoriaa testaava pitkittäistutkimus / Survey / prospektiivinen / retrospektiivinen Fenomenografia/ tutkitaan empiirisesti ihmisten erilaisia käsityksiä ympäröivästä maailmasta Etnografinen tutkimus / toimintatutkimus
pizzeria -case Luonnontieteellisellä tutkimusotteella olemme analysoineet / tutkineet tilanteen. rakentaneet kuvauksen / mallin / teorian toiminnasta / tietojenkäsittelystä hakeneet kuvaukselle / mallille / teorialle perustelut tiedonkeruun / aineiston ja kirjallisuuden perusteella
Suunnittelutieteellinen Build evaluate Konstruktiivinen ote - suunnitellaan ja toteutetaan muutos / uudistus (innovaatio, artefakta), jonka toivotaan tuottavan hyötyä, muuttavan tilannetta toivottuun suuntaan Suunnitellaan tietojärjestelmä pizzeriaan, jonka avulla hoidetaan pizzerian tietojenkäsittely. tavoitteena on tehostaa toimintaa, parantaa tietojen saatavuutta ja tietojen käyttöä, sekä parantaa pizzerian toiminnan hallintaa, seurantaa ja suunnittelua
Tietojärjestelmän määrittelyn tehtäväkokonaisuudet
Määrittelyn tarkkuustasosta
Suunnittelu - pizzeriacase toimintaympäristön kuvaus hyödynnetään edellä / aiemmin tehtyä kuvausta / analyysiä jos sitä ei ole, kuvataan toimintaympäristö tarvittavalla tarkkuudella Sanasto / käsitteet määritellään käsitteet, käsitteistö Vaatimusten määrittely käyttäjien tarpeet, vaatimukset constructs tason määrittely
Mallit Toiminnallisuuden mallinnus käyttötapauskuvaukset, prosessimallit, tms perustuu vaatimusmäärittelyyn ja toimintaympäristön kuvaukseen Tietosisällön mallinnus ER-kaaviot tms perustuu sanastoon / käsitteisiin, vaatimusmäärittelyyn, toimintaympäristön kuvaukseen Models-tason määrittely
Prosessityypit ja mallinnus Työprosessit tilaus-toimitus, tuotesuunnittelu, myynti, strateginen suunittelu,... menetelmiä ja työkaluja runsaasti Käyttäytymisprosessit päätöksenteko, oppiminen, kommunikointi sosiaalisia ja kognitiivisia prosesseja vaikea mallintaa peräkkäisinä prosesseina Muutosprosessit luominen, kasvu, organisaatiomuutos eivät ole helppoja mallinnettavia
Asiakas Asiakkaan toimintaprosessit Pizzerian työntekijä Työntekijän toiminnot Pizzerian tietojärjestelmä Tietojärjestelmän toiminnot Johtaja / omistaja
Asiakas ominaisuu det: nimi, osoite, puhelinnu mero, Lasku Asiakas Tilaus maksaa tekee liittyy TILAUS tilausnro tuote1 tuote2 tuote n Toimitustapa. Seuraa, valvoo, tilastoi, johtaa Omistaja / johtaja Muodos tuu 1 n ottaa vastaan TUOTE Pizza 1 Pizza 2 Pizza n Juoma1. valmistaa sisältää RAA KA- AINE (juust o, jauho, rasva, täyttee t,.) Tilaa TYÖNTEKIJÄ nimi, numero, palkka, työsuhde,
Methods- menetelmät Toiminnallisen arkkitehtuurin määrittely miten määritellyt tiedot ja toiminnat tuottavat halutun tuloksen Sovellusarkkitehtuurin määrittely millaisista sovelluksista kokonaisuus muodostuu, miten ne toimivat yhteen Teknisen toteutuksen määrittely millaisin tekniikoin, toteutuksin, työkaluin haluttu toiminnallisuus ja arkkitehtuuri saadaan aikaan Tietoturvasuunnittelu Tietoturvaratkaisut ja niiden toteutus
Instantiation / toteutus Pizzerian tietojärjestelmän toteutus työkalulla / alihankintana / ASP- tai SaaS-palveluna / itse ohjelmoiden/ ohjelmistosuunnittelu / tietokantasuunnittelu / toteutus / vaihejakomalli tms / testaus / Käyttöönotto / ylläpito Kaikkiin vaiheisiin liittyy arviointi määrittelyjen arviointi mallien arviointi menetelmien arviointi käytännössä arviointi toteutetaan katselmointina toteutuksen arviointi: toteutttaako asetetut vaatimukset, tuottaako halutut tulokset arviointi tulisi liittää koko toteuksen elinkaareen
Toiminnan kehittämistarpeet, nykytilan ongelmat, käyttäjien tarpeet ja vaatimukset, halutut toiminnalliset muutokset Lähtötila kuvaukset / mallit / määrittelyt Suunnittelu-, määrittelyja toteutus:menetelmät, tekniikat, työkalut, ympäristöt ja tekijät Tavoitetila kuvaukset / mallit / järjestelmät Käyttö ylläpito, seuranta, kehittäminen Kehittämisen, käyttöönoton ja käytön arviointi: Konstruktiivista, formatiivista INTERVENTIOT Mitattavat suureet, mittarit, menetelmät, referenssiarvot Kehittämistavoitteiden kannalta, toiminto-, organisaatiokohtaisesti, alueellisesti, sidosryhmien näkökulmasta
Ympäristö IS-tutkimus Tietämyskanta Ihmiset Luo/Rakenna -roolit, kyvykkyydet, piirteet Organisaatiot - strategiat, rakenne ja kulttuuri, prosessit -teorioita, artefaktoja Arvioi Paranna Peruspalikoita: -teoriat, viitekehykset, instrumentit, yläkäsitteet, mallit, metodit. Toteutukset Teknologia - infrastruktuuri, sovellukset, kommunikointiarkkitehtuu ri, kehittämiskyvykkyydet Testaa / Arvioi - tapaustutkimus, kontr.koe, kenttätutkimus, simulointi, käsiteanalyysi Metodologiat - analyysit, tekniikat. formalismit, mittarit, validointikriteerit Hevner et al 2004
Mitä palvelukeskeinen arkkitehtuuri (Service oriented architecture, SoA) on? Palvelukeskeinen arkkitehtuuri (SoA) on suunnittelumalli 1) jonka lähtökohtana on liiketoiminta 2) joka rakentaa liiketoiminnallisen prosessin uudelleenkäytettäviksi palveluksi 3) jossa organisoidaan olemassa olevat ja uudet sovellukset siten, että kokonaisuus muodostuu keskenään kommunikoivista palveluista 4) Palvelukeskeinen arkkitehtuuri on myös ajattelutapa
Mitä palvelukeskeinen arkkitehtuuri on? Palvelu (Service): Toistettava, itsenäinen liiketoiminnallinen tehtävä (Task) (esim. tilin avaus, luottokortin käyttöpalvelu, tilauksen tekeminen) Palvelujen määrittely: Liiketoimintaprosessien avulla. Palvelu pohjautuu liiketoiminnan prosessin/osaprosessin toimenpiteisiin/tehtäviin ja niiden väliseen vuorovaikutukseen. => jäljitettävyys liiketoiminnan vaatimuksiin ja omistajaan Yleiskäyttöisyys: Palvelun tulee olla yleiskäyttöinen (standardit rajapinnat), jotta se on uudelleenkäytettävissä => tarkoittaa: uudelleenkäyttöä liiketoimintaprosessitasolla Palvelun laatu (Quality of Service): Palvelun tulee täyttää yleiset palvelulle asetettavat laatukriteerit, mittarit. Palvelun tietoturva (Security): Palvelun käyttäjien oikeudet palvelussa käsiteltävien toimenpiteiden ja tietojen suhteen.
Palvelukeskeinen referenssiarkkitehtuuri Sovellukset Multi-channel Business Process Management Liiketoimintaprosessit Liiketoimintapalvelut/ Integraatio Peruspalvelut Perusjärjestelmä 1 Perusjärjestelmä 2 Perusjärjestelmä n
Palveluarkkitehtuurin johtaminen kokonaisarkkitehtuurin kautta Liiketoimintaarkkitehtuuri Informaatioarkkitehtuuri Järjestelmäarkkitehtuuri Teknologiaarkkitehtuuri Tavoitteet Palvelut Prosessit Tietotarpeet Tietovarannot Tietovirrat Järjestelmäsalkku Standardit Menettelyt Standardit Yhteydet Ratkaisut vaatimukset liiketoiminnallisille palveluille (strategiat) tunnista/ johda liiketoiminnalliset palvelut (prosessit strategiat) Hallintamalli/prosessi liiketoimintasäännöt/ säännöstöt Prosessien/palveluiden tarvitsemat/ hyödyntävät tiedot tietojen suhteet tietojen käyttäjät tietojen omistajat järjestelmien/sovellusten arkkitehtuurit palvelukeskeisiksi standardointi toteutettujen järjestelmien tarjoamat palvelut -yleistys palveluhakemistot (menettely/ ohjausmalli) yleiset palveluiden toteutuksessa käytetyt standardit teknologiariippumattomat ratkaisut palveluiden välinen kommunikointi (palvelun pyytäjät ja tuottajien välillä)
Ohjeet tietojärjestelmätieteen suunnittelutieteelliselle tutkimukselle (Hevner et al 2004) 1. Suunnittele artefakta Tutkimuksen tulos on johonkin organisaation tärkeään ongelmaan rakennettu tarkoituksellinen IT-artefakta artefakta = toteutus, mutta myös IS rakentamisessa ja käytössä sovellettu yläkäsite / käsitteistö, malli tai metodi = innovaatio,jotka määrittelee ideat, käytännöt, tekniset kyvykkyydet ja tuotteet, joiden avulla IS analyysi, suunnittelu, toteutus ja käyttö voidaan vaikuttavasti ja tehokkaasti toteuttaa
2. Painota suunnittelussa liiketoimintaongelman relevanssia Tietojärjestelmätieteen tutkimuksen tarkoituksena hankkia tietämystä ja ymmärrystä jotka mahdollistavat teknologiaperustaisten artefaktien suunnittelun ja toteutuksen tähän asti ratkaisemattomiin / huonosti ratkaistuihin / tärkeisiin liiketoiminnan ongelmiin käyttäytymistiede: laatii/testaa teorioita, joilla selitetään/ennustetaan tapahtuvia ilmiöitä suunnittelutiede: suunnittelee/konstruoi innovatiivisia artefaktoja tarkoituksena muuttaa tapahtuvia ilmiöitä Ongelma: tavoitetilan ja nykytilan erotus ongelman ratkaisu : etsintäprosessi, erotuksen pienentävät/poistavat tekijät hyödyntäjäyhteisö = käytännön toimijoiden joukko, jotka suunnittelevat, käyttävät, arvioivat IS tai jotka suunnittelevat, hallinnoivat, kehittävät, käyttävät ja arvioivat IS rakentamisen ja toteutuksen mahdollistavia teknologioita
3. Osoita artefaktin relevanssi arvioimalla Suunnitteluartefaktin relevanssi: hyödyllisyys, laatu ja vaikutus, tulee osoittaa arvioinnin avulla arviointi perustuu liiketoimintaympäristön vaatimuksiin artefaktille artefaktin tulee integroitua IT-infrastruktuuriin Arvioinnin metriikka: toiminnallisuus, täydellisyys, johdonmukaisuus, tarkkuus, suoritus, luotettavuus, käytettävyys, organisaatioon sopivuus, muut tarpeelliset laatuominaisuudet Suunnittelu iteratiivinen ja inkrementaalinen, arviointi antaa palautetta rakentamiselle sekä prosessin että lopputuloksen suhteen
Laajennettu DeLone & McLean 2003 Information quality System quality Service quality Use (intention to use) User satisfaction Net Benefits
4. Tuota tutkimuksella uutta tietoa, uusia menetelmiä tai merkittävä artefakti Vaikuttavan tutkimuksen tulee tuottaa tietoa kolmella alueella: suunnitellun artefaktin, konstruointitietämyksen, peruspalikoiden, suunnittelua koskevan arviointitiedon, metodologioiden alueella kysyttävä kunkin tutkimuksen kohdalla mitkä ovat uusia, kiinnostavia kontribuutioita uutuus, yleisyys, merkitys
5. Painota tutkimuksessa tieteellistä tarkkuutta Tieteellinen tarkkuus ~ tapa millä tutkimus on suoritettu Sovellettava tarkkoja metodeita sekä rakentamisessa että arvioinnissa matemaattiset formalismit artefaktin määrittelyssä ja konstruoinnissa
6. Tarkastele suunnitteluprosessia ratkaisujen etsintäprosessina Suunnittelutiede iteratiivista hyvän suunnitteluratkaisun löytäminen, etsintäprosessi, saatavilla olevilla keinoilla saavutetaan halutut tavoitteet keinot ~ toimenpiteitä, resursseja tavoitteet ~ ratkaisun tavoitteet, rajoitukset lait ja normatiiviset ohjeet ~ reunaehtoja
7. Välitä uudet tulokset sekä tutkija- että soveltajayhteisöille teknisesti ja johtamissuuntautuneille tahoille hyödyntäjille, käyttäjille tutkijoille tietämyskannan kumulointi