Centers for Medicare and Medicaid Services

Nach Verabschiedung des Patient Protection and Affordable Care Act (ACA) aus dem Jahr 2010 („Obamacare“) mussten die dem US-Gesundheitsministerium (HHS) unterstellten Centers for Medicare and Medicaid Services (CMS) für Millionen neu krankenversicherter US-Bürger eine geeignete Technologieplattform konzipieren, entwickeln und implementieren. Die Idee der CMS war, allen Amerikanern einen besseren Zugang zu Gesundheitsdienstleistungen zu ermöglichen. Helfen sollten ihnen dabei intelligente und effiziente Werkzeuge und Systeme, mit denen sich außerdem Kosten sparen ließen.

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Herausforderungen

Die CMS mussten einen Health Insurance Marketplace (HIM) und eine Data Services Hub (DSH) entwickeln. Über diese Stellen sollten Millionen US-Amerikaner nach der passenden Krankenversicherung Ausschau halten, ihren Versicherungsanspruch anhand mehrerer dutzend staatlicher und kommerzieller Datenquellen überprüfen und Zugang zu bundesstaatlichen Beratungs- und Vermittlungsdiensten in Verbindung mit Krankenversicherungen erhalten. Dies war das erste IT-Projekt dieser Art für die US-Regierung. Dabei kamen auf die CMS extrem anspruchsvolle Herausforderungen zu:

Enger Zeitplan: Gemäß ACA hatten die CMS für die Einführung des Systems nur bis zum 1. Oktober 2013 Zeit.

Strenge Sicherheitsauflagen: Ungeachtet der Lösung, für die sich die CMS entscheiden würden, mussten sie die Vorgaben der US-Regierung im Hinblick auf Transaktionskonsistenz, Verlässlichkeit, Disaster Recovery, Sicherheit und Revisionsfähigkeit erfüllen.

Mehrere Datenquellen: Das System musste die Unmengen an Daten der US-Bundesstaaten, -Krankenversicherer und -Regierungsstellen, darunter das Ministerium für Heimatschutz, die Bundessteuerbehörde, die Sozialversicherungsbehörde und das Veteranenministerium, zu verarbeiten. Diese Daten waren erforderlich, um den Versicherungsanspruch der Antragsteller zu prüfen.

Unbekannte Datenspezifikation: Wie bei den meisten groß angelegten Implementierungen hatte man zu Beginn der Entwicklung die Datenspezifikation noch nicht ermittelt. Durch den Einfluss der Versicherer und der teilnehmenden Bundesstaaten mussten zahlreiche Veränderungsfaktoren berücksichtigt werden. Die Datenbank musste für ständige Veränderungen und ein ausbaufähiges Schema ausgelegt sein.

Skalierbarkeit: Bereits am Anfang war CMS klar, dass der HIM als Anlaufstelle für Personen aus 51 verschiedenen Rechtsordnungen (die 50 US-Bundesstaaten und Washington, D.C.) dienen würde. Um allen möglichen Anforderungen gerecht zu werden, benötigte man eine rasch skalierbare Technologie in Verbindung mit kostengünstiger Commodity-Hardware.


Die Lösung

CMS kamen zu dem Schluss, dass MarkLogic Enterprise NoSQL-Datenbankplattform ein hohes Maß an Skalierbarkeit und Flexibilität bietet, sodass wie geplant zwischen Softwarebeschaffung und Startschuss nur 18 Monate vergehen würden. Die mit dieser Initiative betrauten Teams stellten fest, dass die Durchführung des Projekts mit einer traditionellen relationalen Datenbank zu lange dauern würde.

Beim Schema-agnostischen Datenmodell von MarkLogic werden die Daten „eins zu eins“ übernommen. Dazu passt sich das Modell an Veränderungen an, wenn etwa neue Datenquellen eingebunden und Richtlinien oder Vorschriften überarbeitet werden. So können auch enge Zeitpläne eingehalten werden.

Als einzige Plattform war MarkLogic in der Lage, die enormen Mengen polyschematischer Informationen zu verarbeiten und gleichzeitig ACID-konforme Transaktionen zu ermöglichen.

An einem Punkt stand die Regierung kurz davor, rund 7,5 Millionen US-Dollar in neue Hardware zu investieren, auf der die MarkLogic Instanz ausgeführt werden sollte. Den Verantwortlichen davon abzuraten, war mir eine Freude. Wir waren davon überzeugt, dass MarkLogic mit den bereits vorhandenen Komponenten – den virtualisierten Servern, dem netzgebundenen Speicher und der Infrastruktur – gut zusammenarbeiten kann, sofern diese nur ordnungsgemäß konfiguriert sind. Unsere Einschätzung bestätigte sich.

Jon Bakke, Executive Vice President, World Wide Field Operations, MarkLogic

Überzeugende Argumente für MarkLogic

Kürzere Zeit bis zur Produktion: Mit MarkLogic konnten die CMS die Website Healthcare.gov innerhalb von 18 Monaten ins Netz stellen. Nicht einmal 5 Monate nach dem Launch der Website unterstützte MarkLogic bereits über 5.500 Transaktionen pro Sekunde (TPS-Back-End-Transaktionen zur Datenbank). Über 8 Millionen Menschen konnten dadurch einfacher eine Krankenversicherung abschließen.

Nahezu unbegrenzte Skalierbarkeit bei Rekord-Performance: MarkLogic bot Unterstützung für 160.000 gleichzeitige Nutzer und sorgte für eine Verfügbarkeit von über 99,9 %. Über 99,99 % der Abfragen wurden protokollgemäß in weniger als 0,1 Sekunden ohne Datenverlust oder -inkonsistenzen beantwortet.

Nahtloses Online-Shopping für Nutzer von Healthcare.gov: Mit dem Schema-agnostischen Datenmodell von MarkLogic waren die CMS in der Lage, Daten in unveränderter Form zu verwalten und zu integrieren. So mussten die Daten von verschiedenen Bundesstaaten, Behörden und Krankenversicherern sowie personenbezogene Daten von Millionen US-Bürgern nicht umkodiert werden. Dadurch konnte das System die Bürger klassifizieren und ihnen wettbewerbsfähige Leistungspakete und Optionen für ihre Krankenversicherung anbieten.

Zuverlässige Verwaltung und Integration vertraulicher Nutzerdaten: Dank der Enterprise NoSQL-Datenbankplattform von MarkLogic mussten CMS auf keine der bei einer traditionellen Datenbank üblichen Enterprise-Funktionen wie Government-Grade Security, ACID-Transaktionen und HA/DR verzichten. Zudem profitierten sie von allen Vorteilen eines Schema-agnostischen NoSQL-Dokumentenmodells, das die heterogenen und unstrukturierten Daten verarbeitet.

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