Arbeitspaket #6



Integrierte Beschreibungssystematik

Zielstellung

Hauptziel des Arbeitspaketes ist die Entwicklung einer Beschreibungssystematik für die Modellierung cybertronischer Systeme (CTS) unter Verwendung der Systems Modeling Language (OMG SysML®) sowie eine Guideline zu deren Verwendung. Die Beschreibungssystematik soll hauptsächlich folgende Anforderungen erfüllen:

  • Unterstützung eines durchgängigen, modellbasierten und interdisziplinaren Entwicklungsprozess für cybertronische als auch mechatronische Systeme in der frühen Phase des Produktlebenszyklus.
  • Verwendung und Erweiterung der offenen Beschreibungssprache SysML zur Abbildung der Eigenschaften cybertronischer Produkte und Produktionssysteme.
  • Formalisierung anfallender natürlichsprachlicher Informationsartefakte über entsprechende Beschreibungsformalismen

Ergebnisse

Die SysML stellt ihren Nutzern eine Vielzahl von Elementen und Diagrammen zur Verfügung. Um jedoch ein Systemmodell zu generieren benötigt man neben der Modellierungssprache und dem IT-Werkzeug auch ein Regelwerk/methodisches Vorgehen wie die Sprache bzw. ihre Artefakte anzuwenden sind. Als Grundlage für die eigentliche Entwicklung der Beschreibungssystematik wurden deshalb bestehende Ansätzen zur Nutzung der SysML aus Forschung und Industriegenauer analysiert, validiert und konsolidiert, mit dem Ziel keinen von Grund auf neuen Ansatz zu entwickeln sondern die bestehende Expertise dieser Ansätze zu nutzen.

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Abbildung 1: Überblick betrachteter und analysierter Ansätze zur Nutzung der SysML aus Forschung und Industrie

Basierend auf dieser Analyse entstand eine Beschreibungssystematik, die im Wesentlichen aus den Bestandteilen Modellrahmenwerk, Ontologie & Profil, Views & Viewpoints besteht.

Eingebettet ist sie in das Prozessrahmenwerk aus AP 2.1. Während das Prozessrahmenwerk die Nutzung und Erstellung der Informationen beschreibt, definiert die Beschreibungssystematik die Informationen, ihre Zusammenhänge und ihre Darstellung.

2.3-2

Abbildung 2: Aufbau und Zusammenhang der Beschreibungssystematik mit dem Prozessrahmenwerk

Das Modellrahmenwerk bildet ein Grundgerüst, entlang dessen das zu entwickelnde technische System beschrieben wird. Die Beschreibung des Systems erfolgt über mehrere Ebenen mit zunehmender Lösungskonkretisierung. Grundlage für die Entwicklung des Rahmenwerkes bildeten verschiedene Entwicklungsvorgehensmodelle und -methoden aus den Bereichen Mechatronik, Mechanik, Elektrik/ Elektronik, Informatik und Systems Engineering, die im Rahmen vorheriger Arbeitspakete analysiert wurden. In jeder Ebenen des Rahmenwerks werden die Struktur und das Verhalten des zu entwickelnden Systems über verschiedene Diagramme beschrieben.

Die Ontologie identifiziert und beschreibt die Konzepte, Begriffe und Beziehungen welche in der Systemanalyse verwendet werden und ist die Basis für die Erstellung eines SysML-Profils. Über das Profil werden Fachausdrücke und Charakteristika für die Entwicklung cybertronischer Systeme in das Modell eingeführt.

Die Views definieren die Darstellungen der Elemente aus der Ontologie und stellen somit einen Ontologieausschnitt dar. In einem View werden der Diagrammtyp, die dargestellten Elemente und Relationen definiert. Die Views sind konform zu so genannten Viewpoints, welche durch eine Notwendigkeit, einen Adressat, den Ontologieausschnitt, Regeln und weitere Attribute definiert werden. Die Summe aller Views & Viewpoints stellt die gesamte Ontologie dar.