Vom Rich Client in die Cloud
Wie kann IT-Erbe erfolgreich in die Cloud geführt werden?
Ziel des gemeinsamen Projekts mit BUSCHMAIS war es, die Grundlage für eine moderne, Cloud- und KI-fähige LIMS-Plattform zu schaffen. Hierfür sollte eine flexible, skalierbare Architektur entwickelt werden, die sowohl den klassischen und von vielen Kunden benötigten On-Premises- Betrieb langfristig sicherstellt als auch eine insbesondere für Neukunden interessante SaaS- Variante ermöglicht.
Die neue Architektur sollte selbsterklärend, wartbar und sauber dokumentiert sein und eine reibungslose Integrationsfähigkeit für Drittsysteme bieten. Dabei galt es, die individuellen Geschäftsziele sowie fachliche und technische Constraints zu berücksichtigen und den Prozess der Modernisierung zu planen und zu begleiten.
Technologien
jQAssistant, BRIDGE-Prozess, Microservices
Branche
Laborinformations- und Management-Systeme für Forschung, Auftrags- und Betriebslabore
Die Herausforderung: Wartbarkeit und Flexibilität
iLIMS wird seit 2014 entwickelt und setzt dabei eine der LIMS-Domäne inhärente, hohe fachliche Komplexität um. Diese stellt im Zusammenspiel mit der sehr geringen Fehlerdichte einen der Erfolgsfaktoren von iLIMS dar. Daraus ergibt sich jedoch für die Entwickler tagtäglich die Herausforderung, fachliche Komplexität mit technischen Lösungen handhabbar und wartbar zu machen. Insbesondere für neue Entwickler kann es dabei herausfordernd sein, sich gleichzeitig in die fachliche und technische Lösung einzuarbeiten. Aus diesem Grund wurde als erste zu optimierende Größe die Wartbarkeit von iLIMS definiert.
In den letzten Jahren haben sich die Betriebsmodelle in den Firmen maßgeblich verändert. Von On- Premises-Installationen auf kundeneigener Hardware bis hin zur SaaS-Lösung auf Cloud- Infrastruktur existieren viele Facetten, welche die INTEGRIS LIMS GmbH aufgrund ihres breiten Kundenstamms bedienen können muss. Insbesondere mit Blick auf die Neukundengewinnung ist eine zusätzliche starke Unterstützung von Cloud-Features notwendig, um den Kunden eine langfristig größtmögliche Flexibilität bieten zu können.
Ein schwieriger Spagat ergibt sich dabei durch die zahlreichen On-Premises-Installationen sowie die bestehende Rich-Client-Applikation, für die als Alternative zwar bereits eine Web-Oberfläche existiert, aber nicht direkt in allen Nutzungsszenarien abgelöst werden konnte. Als zweite zu optimierende Größe wurde daher die Flexibilität von iLIMS in Bezug auf das Betriebsszenario definiert.
Die INTEGRIS LIMS GmbH entwickelt seit vielen Jahren erfolgreich das Laborinformations- und Managementsystem iLIMS, welches zahlreichen Kunden in datenintensiven und teils hochregulierten Umfeldern eine essenzielle Geschäftsbasis bietet. Gleichzeitig wächst der Bedarf am Markt nach flexibleren Nutzungsmodellen, insbesondere mit Blick auf Cloud- Betrieb, modulare Erweiterbarkeit und moderne Schnittstellenarchitekturen – inklusive einer klaren Perspektive auf zukünftige Automatisierungs- und KI-Komponenten. Daraus ergibt sich ein anspruchsvoller Balanceakt zwischen Bestandsschutz und Innovation.
Das Ziel: Eine zukunftssichere, qualitätsgesicherte Architektur
Eine moderne, flexible Architektur soll es den Entwicklern ermöglichen, effizient neue Features zu implementieren und leichter mit der hohen fachlichen Komplexität der Domäne umgehen zu können. Ein besonderes Anliegen von INTEGRIS LIMS war es, eine umfangreiche Architekturdokumentation aufzubauen, die automatisiert mit der Implementierung abgeglichen wird und somit möglichst zeitig im Entwicklungsprozess signalisiert, wenn gegen die definierte Architektur verstoßen wird.
Zeitgleich muss es die Architektur ermöglichen, in unterschiedlichen Betriebsszenarien korrekt zu funktionieren, um den Kunden auch in Zukunft einen großen Mehrwert zu bieten und den gestiegenen Anforderungen an Skalierbarkeit und Komfort gerecht zu werden. Ein besonderes Augenmerk liegt dabei auf flexible Schnittstellen zu kundenindividuellen Fremdsystemen, die mit möglichst wenig Aufwand angebunden werden können sollen. Perspektivisch sollen auch Schnittstellen für KI-Systeme geboten werden, welche ebenfalls leicht umsetzbar sein sollen und einen hohen Innovationsfaktor darstellen.
Vorgehen: Die Brücke in die Zukunft
Unser vielfach erprobter BRIDGE-Prozess kam auch hier zum Einsatz, um dem Kunden zu jeder Zeit Klarheit über die Beratung zu schaffen und bereits nach kurzer Zeit erste, nutzbare Ergebnisse liefern.
Über einen initialen Workshop hat BUSCHMAIS eine Analyse der bestehenden Architektur vorgenommen. Auf Basis der ISO 25010 wurden strukturiert die Qualitätsziele für iLIMS erhoben und hinsichtlich Priorität, Umsetzungsgrad und Risiko bewertet. Damit konnten strukturiert Lücken und versteckte Potenziale aufgedeckt werden und im Folgenden eine Zielarchitektur abgeleitet werden, die dem Kunden vorgestellt und mit ihm gemeinsam verfeinert wurde. Am Ende stand ein konkreter Plan zur Umsetzung, welcher durch Proof of Concepts begleitet und mit unserem Tool jQAssistant abgesichert wurde.
Beipiel für mögliche Qualitätsziele, die im Rahmen unserer Beratung priorisiert werden.
Die Lösung: Ausgefeilte Architektur und Cloud-Infrastruktur
Um die Wartbarkeit zu steigern, sieht die entworfene Architektur eine Strukturierung von iLIMS in fachliche Teilbereiche nach DDD vor. Damit steigt die parallele Entwickelbarkeit unterschiedlicher fachlicher Anforder- ungen, während die Menge der gleichzeitig zu überblickenden fachlichen Komplexität sinkt. Dies kommt der Einarbeitung von neuen Entwicklern zugute. Zukünftig ergibt sich das Potenzial, einzelne fachliche Teilbereiche als separate Microservices herauszulösen, um stärker von skalierbaren Cloud-Plattformen zu profitieren.
Für die Fähigkeit, effizient neue, zum Teil kundenindividuelle, Fremdsysteme anbinden zu können, ohne die Geschäftslogik mit technischen Details zu durchziehen, wird die hexagonale Architektur innerhalb der fachlichen Teilbereiche gewählt. Dies wirkt sich ebenfalls positiv auf die Erstellung der neuen, webbasierten UI aus, da diese lediglich als zusätzlicher Adapter dient und nicht in die Kernlogik eingreift.
Darstellung des Zielarchitektur-Entwurfs für iLIMS
Auf Basis von Arc42 wurden die getroffenen Architekturentscheidungen dokumentiert und im Sinne des Docs-as-Code-Ansatzes versioniert als AsciiDoc abgelegt. Über den Build-Prozess wird die Dokumentation nach Confluence publiziert und mittels jQAssistant mit der Implementierung abgeglichen. Abweichungen werden im existierenden SonarQube für Entwickler zugänglich.
Darstellung der Toolchain zur Qualitätssicherung der Architektur
Der Flexibilisierung der Betriebsmodelle wurde sich zunächst durch zwei Proof of Concepts, je einem für Docker Compose und Kubernetes, genähert. Es wurden Infrastrukturkomponenten für Konfiguration, Skalierung, Monitoring und Logging aufgebaut, wodurch sichtbar wurde, an welchen Stellen Änderungen an iLIMS notwendig sind. Diese konnten anschließend durch die Entwickler umgesetzt werden.
Das Ergebnis: Eine leistungsfähige Basis für die Zukunft
Die durchgeführten Maßnahmen führten zu einer signifikanten Steigerung von Flexibilität, Zukunftssicherheit und Effizienz. iLIMS wurde in ersten Cloud-Betriebsumgebungen validiert, womit die Voraussetzungen für eine moderne, skalierbare Bereitstellung geschaffen wurden. Gleichzeitig bleibt der On-Premises-Betrieb weiterhin möglich, sodass Bestandskunden in ihren gewohnten Umgebungen arbeiten können.
Mit der neuen Architektur haben wir eine Zukunftsbasis geschaffen: iLIMS ist heute flexibler, effizienter und für Cloud- wie On-Premises-Betrieb gleichermaßen gerüstet. BUSCHMAIS hat uns damit den entscheidenden Schritt ermöglicht, Modernisierung und Bestandsschutz in Einklang zu bringen.
Die neue Architektur ist vollständig und nachvollziehbar auf Basis von Arc42 und Docs-as- Code dokumentiert. Mittels jQAssistant wird deren korrekte Umsetzung abgesichert, womit eine hohe Transparenz sichergestellt wird. Für die laufende Modernisierung wurde damit eine Messbarkeit der Fortschritte geschaffen.
Dank der konsequenten Modularisierung können neue Services künftig unabhängig voneinander entwickelt, getestet und perspektivisch sogar ausgerollt werden. Darüber hinaus bildet die strukturierte Entkopplung technischer Aspekte eine solide Grundlage, um Fremdsysteme, eine neue UI und Automatisierungs- und KI- Komponenten effizient zu integrieren.
Insgesamt wurde die Komplexität deutlich reduziert, was sowohl den Einarbeitungs- aufwand neuer Teammitglieder minimiert als auch die Weiterentwicklung des Systems beschleunigt. Damit ist INTEGRIS für aktuelle wie zukünftige Herausforderungen – von der Integration moderner Technologien über flexible Deployment-Modelle bis hin zur kontinuierlichen Innovation – bestens aufgestellt.
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