Centers for Medicare & Medicaid Services (CMS):

Senkung der Dienstleistungskosten durch den Einsatz von
Sparx Systems Enterprise Architecture

Kundenübersicht: Centers for Medicare & Medicaid Services (CMS)

Die Centers for Medicare & Medicaid Services (CMS), eine zentrale Bundesbehörde innerhalb des US-Gesundheitsministeriums (Department of Health and Human Services), verwalten Gesundheitsprogramme für Millionen von Amerikanern.

Die Komplexität und der Umfang der IT-Umgebung der CMS stellten erhebliche Herausforderungen dar, darunter eine dezentrale Architektur, uneinheitliche Datenquellen und Schwierigkeiten bei der Abstimmung von geschäftlichen und technischen Zielen für die strategische Entscheidungsfindung. Diese Transformation steigerte nicht nur die Effizienz, sondern führte auch zu erheblichen Kosteneinsparungen, von denen letztlich die Behörde und die Millionen von Amerikanern profitierten, für die sie tätig ist.

Diese Fallstudie befasst sich eingehend damit, wie die CMS Sparx Systems Enterprise Architect (EA) einsetzte, um eine zentralisierte, datengesteuerte Unternehmensarchitekturplattform zu etablieren.

Info zum Video: Senior Solution Architectin Christine und ihr Expertenteam sprechen darüber, wie sie die geschäftlichen Herausforderungen der CMS mit den Tools von Sparx Systems bewältigt haben.

Bewertung der Auswirkungen von Gesundheitsgesetzen auf die Geschäfts- und IT-Abläufe bei CMS

Eine Lösung, mit der CMS die Auswirkungen von Gesundheitsgesetzen sowohl auf die Geschäfts- als auch auf die IT-Abläufe bewerten kann.

Echtzeit-IT-Asset-Management (Systemerfassung) aktivieren

Die Plattform muss das Echtzeit-IT-Asset-Management unterstützen und eine umfassende und aktuelle Bestandsaufnahme aller Systeme innerhalb von CMS bereitstellen. Diese zentralisierte Systemerfassung verbessert den Überblick über die IT-Landschaft und ermöglicht eine effektivere Verwaltung und Optimierung der IT-Ressourcen.

Bereitstellung von Business Architecture Services

Unterstützung bei der Bereitstellung von Dienstleistungen im Bereich der Unternehmensarchitektur, um die Geschäftsziele mit den IT-Fähigkeiten in Einklang zu bringen. Durch die Erstellung eines klaren Konzepts für die Struktur, die Prozesse und die Systeme des Unternehmens kann CMS sicherstellen, dass seine Geschäftsstrategien durch die IT-Infrastruktur effektiv unterstützt werden.

Erleichterung der Kapitalplanung und Investitionssteuerung (CPIC)

Die Plattform unterstützt die Kapitalplanung und Investitionssteuerung und stellt sicher, dass alle IT-Investitionen strategisch auf die Ziele des Unternehmens abgestimmt sind. Sparx Systems EA bietet Werkzeuge zur Bewertung und Priorisierung von IT-Projekten, zur Optimierung der Ressourcenzuweisung und zur Maximierung der Kapitalrendite.

Unterstützung von Governance-Gremien bei der Entscheidungsfindung

Sparx Systems EA unterstützt Governance-Gremien durch umfassende Datenvisualisierungen und Berichte. Diese Erkenntnisse versetzen Governance-Teams in die Lage, fundierte Entscheidungen zu treffen, wodurch das strategische Management der IT-Ressourcen insgesamt verbessert und die Ausrichtung auf die Unternehmensziele sichergestellt wird.

Berichterstattung an Bundesbehörden und Datenanforderungen

Die Plattform vereinfacht die Berichterstattung an Bundesbehörden und die Erfüllung von Datenanforderungen und stellt sicher, dass CMS alle Berichtspflichten effizient erfüllt. Sparx Systems EA integriert Daten aus verschiedenen Quellen und liefert präzise und zeitnahe Informationen zur Erfüllung der Berichtspflichten gegenüber Bundesbehörden.

Das CMS sah sich mit mehreren kritischen Problemen innerhalb seiner IT-Architektur konfrontiert:

• Dezentrale Architektur: Jede Abteilung des CMS verwaltete ihre eigene IT-Infrastruktur, was zu Inkonsistenzen und Ineffizienzen führte.
• Uneinheitliche Datenquellen: Die Daten waren auf verschiedene Systeme verteilt, was den Versuch erschwerte, einen umfassenden Überblick über die IT-Umgebung zu gewinnen.
• Ausgleich zwischen Geschäft und Technologie: Die Abstimmung der Geschäftsziele auf die technischen Anforderungen war ein umständlicher Prozess, der eine effektive Entscheidungsfindung behinderte.
• Berichtsanforderungen: Die Erfüllung der strengen Berichtspflichten des Ministeriums für Gesundheit und Soziales stellte eine Herausforderung dar.

Diese Einschränkungen beeinträchtigten die Fähigkeit von CMS, optimale Effizienz und Transparenz in seinem IT-Betrieb zu erreichen, was eine Umstellung auf eine zentralisierte, datengesteuerte Architektur erforderlich machte.

Strategische Anwendungsfälle von CMS EA

CMS hat sich für Sparx Systems EA als Plattform für die Unternehmensarchitektur entschieden, um verschiedene strategische Anwendungsfälle abzudecken:

Durch die Umsetzung dieser strategischen Anwendungsfälle hat Sparx Systems EA die Unternehmensarchitektur von CMS transformiert und damit die Effizienz, Transparenz und Entscheidungsfähigkeit im gesamten Unternehmen verbessert.

CMS Enterprise Data Analytics Repository (CEDAR)

Im Mittelpunkt der neuen Architektur steht eine cloudbasierte Umgebung namens „CEDAR“, die mehrere wichtige Komponenten integriert:

• Sparx Systems Enterprise Architect: Die Kernplattform für die Modellierung von Unternehmensarchitekturen.
• Sparx Systems Prolaborate: Ein kollaborativer Arbeitsbereich, in dem Stakeholder auf Architekturinformationen zugreifen und diese austauschen können.
• Pro Cloud Server: Ermöglicht die sichere Bereitstellung von Sparx Systems EA und Prolaborate in der Cloud.
• API-Tools: Erleichtern die Datenintegration zwischen Sparx Systems EA und externen Systemen.
• Webanwendung: Bietet eine benutzerfreundliche Oberfläche für den Zugriff auf und die Interaktion mit Architekturdaten.

Implementierungsprozess: Die Reise zur CMS Unternehmensarchitektur- und Tool-Migration

Im Juni 2021 begab sich die Behörde Centers for Medicare & Medicaid Services (CMS) auf einen bedeutenden Weg, um die Herausforderungen anzugehen, die sich aus ihrer bestehenden Tool-Suite und Methodik für die Unternehmensarchitektur (Enterprise Architecture, EA) ergaben.

In der Erkenntnis, dass ein effizienterer, kohärenterer und datengesteuerter Ansatz erforderlich war, leitete die CMS die Migration zu einem neuen EA-Tool ein. Dieser Ansatz zur Migration des EA-Tools wurde sorgfältig geplant und in vier Hauptphasen umgesetzt.

In Phase eins wurde eine umfassende EA-Bestandsaufnahme durchgeführt, um die aktuelle Situation zu erfassen. Im Mittelpunkt von Phase zwei stand die Dokumentation der EA- und Tool-Anforderungen, um sicherzustellen, dass alle Bedürfnisse der Beteiligten berücksichtigt wurden. Phase drei umfasste eine gründliche Bewertung potenzieller Tools, um das für die Anforderungen der CMS am besten geeignete zu ermitteln. Schließlich erfolgte in Phase vier die Implementierung des ausgewählten Tools und der neuen Methodik, wodurch die Vision einer zentralisierten, effizienten und innovativen EA-Plattform verwirklicht wurde.

Phase 1: Bestandsaufnahme (Überblick verschaffen)

In dieser Phase erfolgte eine gründliche Bewertung der bestehenden IT-Architektur, einschließlich Hardware, Software, Anwendungen und Datenquellen. Die Bedürfnisse und Anforderungen verschiedener Interessengruppen aus unterschiedlichen Abteilungen des CMS wurden ermittelt.

Phase 2: Anforderungsdefinition (Kurs festlegen)

Es wurden Design-Workshops durchgeführt, um Methodiken, Ansätze zur Datenvisualisierung und gewünschte Funktionalitäten der neuen Architekturplattform zu definieren. Die Beiträge der Stakeholder waren entscheidend für die Festlegung konkreter Anwendungsfälle für Sparx Systems EA.

Phase 3: Tool-Bewertung (Auswahl der passenden Lösung)

Es wurde eine umfassende Anbieterbewertung durchgeführt, bei der verschiedene Enterprise-Architektur-Tools anhand der definierten Anforderungen geprüft wurden. Die Wahl fiel auf Sparx Systems EA aufgrund seines datenzentrierten Ansatzes, der sofort einsatzbereiten Funktionen und der Übereinstimmung mit den Anforderungen des CMS.

Phase 4: Implementierung (Die Vision zum Leben erwecken)

Sparx Systems EA wurde erfolgreich in der CMS-Cloud-Umgebung implementiert. Erste Modellierungsfunktionen wurden bereitgestellt, die die Erstellung visueller Darstellungen der IT-Infrastruktur ermöglichten.

Ansatz zur Tool-Bewertung

Eine entscheidende Phase im Implementierungsprozess von CMS war die Tool-Bewertung. In dieser Phase wurde sichergestellt, dass die für die Anforderungen am besten geeignete Enterprise-Architecture-Plattform (EA) ausgewählt wurde. Die Bewertung erfolgte nach einem strengen Ansatz, der sich in vier wesentliche Schritte unterteilen lässt:

1. Anforderungen und Selbstbewertung der Anbieter:

• CMS definierte seine spezifischen Anforderungen an die EA-Plattform akribisch. Diese Anforderungen umfassten Funktionalitäten, Datenmanagement-Fähigkeiten, Integrationsanforderungen und Überlegungen zur Skalierbarkeit.
• Potenzielle Anbieter erhielten einen detaillierten Fragebogen zur Selbstbewertung, der auf die von CMS definierten Anforderungen abgestimmt war. Dieser Fragebogen half CMS dabei, zu verstehen, inwiefern die Plattform jedes Anbieters den spezifischen Anforderungen und Einschränkungen des Unternehmens gerecht wurde.

2. Analyse der Lizenz- und Infrastrukturkosten:

• Über die Funktionalitäten hinaus bewertete CMS die Gesamtbetriebskosten für jede in die engere Wahl gekommene Plattform. Dazu gehörte die Analyse der Lizenzgebühren, potenzieller Infrastruktur-Upgrades, die zur Unterstützung der Plattform erforderlich waren, sowie der laufenden Wartungskosten.

3. Demonstrationsskript und Anbieter-Demo:

• Auf der Grundlage der Selbsteinschätzung und der Kostenanalyse stellte CMS eine Auswahlliste mit wenigen Anbietern zusammen. Diese Anbieter wurden zur Teilnahme an Live-Demonstrationen eingeladen.
• Es wurde ein vordefiniertes Demonstrationsskript entwickelt, in dem spezifische Funktionen und Szenarien festgelegt wurden, die jeder Anbieter präsentieren musste. Dies stellte Konsistenz und eine faire Bewertung aller Anbieter sicher.

4. Zusammenfassende Bewertung:

• Im Anschluss an die Vorführungen führte CMS eine umfassende Bewertung durch. Diese Bewertung berücksichtigte die Antworten der Anbieter aus der Selbstbewertung, die Analyse der Lizenz- und Infrastrukturkosten sowie die Live-Vorführungen.
• Möglicherweise wurde eine Bewertungsmatrix verwendet, um jeden Anbieter anhand vordefinierter Kriterien zu bewerten und so Objektivität und Transparenz im Auswahlverfahren zu gewährleisten.

AWS-Bereitstellung für die CMS-Sparx-Implementierung

 AWS-Cloud-Umgebung

Die AWS-Präsenz des CMS ist anhand einer Unterorganisationsstruktur organisiert, wobei Dienste vom Haupt-CMS-Cloud-Konto übernommen werden. Dieser Ansatz gewährleistet Konsistenz und optimiert die Verwaltung der Ressourcen organisationsweit.

VPC-Architektur

Die Architektur nutzt Virtual Private Clouds (VPCs) mit getrennten Subnetzen für Entwicklungs-, Test- und Produktionsumgebungen. Es werden bewährte Sicherheitsverfahren befolgt, wobei das Datensubnetz hinter Anwendungs- und Web-Subnetzen isoliert ist, um Datenintegrität und -schutz zu gewährleisten.

Verfügbarkeitszonen

Während sich die aktuelle Bereitstellung in einer einzigen Verfügbarkeitszone befindet, sind Kommunikationsmechanismen über andere Zonen hinweg eingerichtet, um Redundanz und Hochverfügbarkeit zu gewährleisten. Diese Konfiguration erhöht die Ausfallsicherheit der CMS-IT-Infrastruktur.

Single Sign-On (SSO)

CMS bietet eine Single-Sign-On-Funktionalität (SSO) über Sicherheitstoken, die in die Sparx Systems-Plattform integriert sind. Diese Integration vereinfacht den Benutzerzugriff und erhöht die Sicherheit durch die Nutzung bestehender Authentifizierungsmechanismen.

Einführungsphasen

Der Implementierungsprozess umfasste eine gemeinsame Entwurfsphase mit dem Sparx Systems-Team, gefolgt von den Phasen der Entwicklung, des Testens und der Produktionsbereitstellung. Dieser strukturierte Ansatz stellte sicher, dass alle Aspekte der Einführung sorgfältig geplant und durchgeführt wurden.

Sicherheitsaspekte

Es wurden Sicherheitsscans durchgeführt, bei denen acht Mängel festgestellt wurden. Durch die Zusammenarbeit mit dem Sparx Systems-Team konnten sechs Mängel innerhalb von 30 Tagen behoben werden, sodass auf eine formelle Absichtserklärung (MOU) verzichtet werden konnte. Die verbleibenden zwei Mängel wurden vor der endgültigen Bereitstellung behoben, wodurch eine sichere und konforme Umgebung gewährleistet wurde.

Compliance

Die Bereitstellung entspricht den Section-508-Standards für Barrierefreiheit. Gemeinsam mit dem Sparx Systems-Team wurde ein Testplan entwickelt, der eine Bewertung von 75,13 % erzielte. Es werden weiterhin Anstrengungen unternommen, um die Bewertung zu verbessern und eine Ausnahmegenehmigung für die Anwendung „Sparx EA Future Client“ aufgrund ihres Visualisierungscharakters zu erwirken.

API-Portal

Das API-Portal dient externen Entwicklern als Zugang zu Informationen über die von CMS veröffentlichten APIs. Über dieses Portal können Entwickler:

• sich über verfügbare APIs informieren,
• Eingabe- und Ausgabesignaturen einsehen,
• detaillierte Beschreibungen und Anwendungshinweise lesen.

Dies erleichtert die externe Zusammenarbeit und Integration, indem umfassende Informationen zu den APIs von CMS bereitgestellt werden.

API-Gateway

Das API-Gateway ist der primäre Einstiegspunkt für alle eingehenden API-Aufrufe. Es erfüllt mehrere wichtige Funktionen:

• Authentifizierung und Autorisierung: Stellt sicher, dass nur autorisierte Benutzer auf die APIs zugreifen können.
• Durchsetzung von Sicherheitsrichtlinien: Wendet Sicherheitsmaßnahmen zum Schutz der Daten an und setzt diese durch.
• Überwachung und Protokollierung: Verfolgt die API-Nutzung und -Leistung.
• Analytik: Liefert Einblicke in die Nutzungsmuster der APIs.
• Drosselung und Überwachung von Denial-of-Service-Angriffen: Schützt das System vor Überlastungen und Angriffen.

Als „Gatekeeper“ gewährleistet das API-Gateway eine sichere und effiziente Verwaltung des API-Datenverkehrs.

Enterprise Service Bus (ESB)

Der ESB besteht aus der API-Laufzeitumgebung und der Integrationsplattform:

• API-Laufzeitumgebung: Hier wird REST-API-Code bereitgestellt und ausgeführt.
• Integrationsplattform: Unterstützt verschiedene Methoden zur Datenerfassung (z. B. REST, SOAP, FTP) und umfasst Tools für die Datentransformation und Datenbankanbindung. Diese Plattform ermöglicht eine schnelle API-Entwicklung und -Integration, sodass das CMS Daten aus verschiedenen Quellen effizient verwalten und bearbeiten kann.

API-Ansatz

Abstraktion der Komplexität für Entwickler

Da CMS-API-Entwickler keine regelmäßigen Nutzer des Sparx Systems-EA-Systems sind, wurde eine Strategie entwickelt, um die Komplexität des Systems zu abstrahieren. Dies umfasste eine Kombination aus der Sparx Systems-EA-API, gespeicherten Datenbankprozeduren und Datenbankansichten. Zu den Schlüsselelementen dieses Ansatzes gehören:

• Wrapper-APIs: Vereinfachung der Interaktionen durch die Abwicklung von Anmeldung, Token-Anfragen, Datenformatierung, Ausführung und Überprüfung der Antworten.
• Gespeicherte Prozeduren: Erleichtern Aktualisierungen durch aussagekräftige Namen und klare Datenanforderungen, sodass sich Entwickler ohne fundierte Systemkenntnisse auf ihre Aufgaben konzentrieren können.
• Datenbankansichten: Bieten einen intuitiven Zugriff auf Daten und erleichtern es Entwicklern, die benötigten Informationen zu finden und abzurufen.

Dieser Ansatz steigert die Produktivität und ermöglicht es Entwicklern, sich auf ihre Kernkompetenzen zu konzentrieren, wodurch die Einarbeitungszeit und die Entwicklungszeit erheblich verkürzt werden.