{"id":463,"date":"2015-09-29T11:21:49","date_gmt":"2015-09-29T09:21:49","guid":{"rendered":"http:\/\/www.mecpro.de\/?page_id=463"},"modified":"2016-10-18T14:40:46","modified_gmt":"2016-10-18T12:40:46","slug":"arbeitspaket-10","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/www.mecpro.de\/?page_id=463","title":{"rendered":"Arbeitspaket #10"},"content":{"rendered":"<h2>Einsatz von Analyse- und Simulationswerkzeugen f\u00fcr das dynamische Verhalten von vernetzten Systemen<\/h2>\n<h3>Zielstellung:<\/h3>\n<p>Das \u00fcbergeordnete Ziel ist, die Ableitung eines numerischen Simulationsmodells aus dem Systemmodell zu untersuchen und dabei zu zeigen wie ein durchg\u00e4ngiger \u00dcbergang von dem Systemmodell zur Simulation in einer fr\u00fchen Phase der Entwicklung aussehen kann.<\/p>\n<h3>Ergebnisse:<\/h3>\n<p>Die M\u00f6glichkeiten f\u00fcr den \u00dcbergang vom Systemmodell zur numerischen Simulation wurden vor dem Hintergrund ihrer Modellierungstiefe im Systemmodell untersucht. Als Modellierungssprache f\u00fcr das Systemmodell kam die Systems Modeling Language (SysML) zum Einsatz. Der Betrachtungsfokus der Untersuchungen wurde auf eine fr\u00fche Entwicklungsphase mit erster interdisziplin\u00e4rer Simulation gelegt. Die nachfolgende Abbildung verortet den Betrachtungsfokus im klassischen V-Modell.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.mecpro.de\/wp-content\/uploads\/2015\/09\/3.2-1-1.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"aligncenter wp-image-715 size-large\" src=\"https:\/\/www.mecpro.de\/wp-content\/uploads\/2015\/09\/3.2-1-1-1024x459.png\" alt=\"3-2-1\" width=\"1024\" height=\"459\" srcset=\"https:\/\/www.mecpro.de\/wp-content\/uploads\/2015\/09\/3.2-1-1-1024x459.png 1024w, https:\/\/www.mecpro.de\/wp-content\/uploads\/2015\/09\/3.2-1-1-300x134.png 300w, https:\/\/www.mecpro.de\/wp-content\/uploads\/2015\/09\/3.2-1-1-768x344.png 768w, https:\/\/www.mecpro.de\/wp-content\/uploads\/2015\/09\/3.2-1-1.png 1040w\" sizes=\"(max-width: 1024px) 100vw, 1024px\" \/><\/a><\/p>\n<p style=\"text-align: center;\">Abbildung 1: Betrachtungsfokus der Untersuchungen.<\/p>\n<p>Die Heterogenit\u00e4t von vorhandenen Entwicklungsumgebungen bzw. Modellierungssprachen, wie beispielsweise UML, SysML, Simulink, Modelica, Simscape, Amesim oder Plant Simulation, f\u00fchrten zu einer Einteilung der \u00dcbergangsm\u00f6glichkeiten in drei Kategorien mit unterschiedlichen Modellierungstiefen.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.mecpro.de\/wp-content\/uploads\/2015\/09\/3.2-2PNG.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"aligncenter wp-image-716 size-full\" src=\"https:\/\/www.mecpro.de\/wp-content\/uploads\/2015\/09\/3.2-2PNG.png\" alt=\"3-2-2png\" width=\"926\" height=\"200\" srcset=\"https:\/\/www.mecpro.de\/wp-content\/uploads\/2015\/09\/3.2-2PNG.png 926w, https:\/\/www.mecpro.de\/wp-content\/uploads\/2015\/09\/3.2-2PNG-300x65.png 300w, https:\/\/www.mecpro.de\/wp-content\/uploads\/2015\/09\/3.2-2PNG-768x166.png 768w\" sizes=\"(max-width: 926px) 100vw, 926px\" \/><\/a><\/p>\n<p style=\"text-align: center;\">Tabelle 1: Untersuchte \u00dcbergangsm\u00f6glichkeiten mit unterschiedlicher Modellierungstiefe in SysML.<\/p>\n<p>F\u00fcr Systemmodelle auf Basis von UML\/SysML wurden bereits existierende Ans\u00e4tzen, wie ModelicaML und SysML4Modelica, vor dem Hintergrund ihrer Anwendbarkeit analysiert. Aus der Analyse ergab sich die Notwendigkeit eines generischen und sprachenunabh\u00e4ngigen Konzepts zur Synchronisation verschiedenartiger Informationen aus System- und Simulationsmodellen. Das Konzept sollte zudem f\u00fcr alle Kategorien der Modellierungstiefe anwendbar sein. Nachfolgend sind die Kernbestandteile des entwickelten Synchronisationskonzepts dargestellt.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.mecpro.de\/wp-content\/uploads\/2015\/09\/3.2-3-1.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"aligncenter size-large wp-image-717\" src=\"https:\/\/www.mecpro.de\/wp-content\/uploads\/2015\/09\/3.2-3-1-1024x556.png\" alt=\"3-2-3\" width=\"1024\" height=\"556\" srcset=\"https:\/\/www.mecpro.de\/wp-content\/uploads\/2015\/09\/3.2-3-1-1024x556.png 1024w, https:\/\/www.mecpro.de\/wp-content\/uploads\/2015\/09\/3.2-3-1-300x163.png 300w, https:\/\/www.mecpro.de\/wp-content\/uploads\/2015\/09\/3.2-3-1-768x417.png 768w, https:\/\/www.mecpro.de\/wp-content\/uploads\/2015\/09\/3.2-3-1.png 1041w\" sizes=\"(max-width: 1024px) 100vw, 1024px\" \/><\/a><\/p>\n<p style=\"text-align: center;\">Abbildung 2: Kernbestandteile des Synchronisationskonzepts.<\/p>\n<p>Das Synchronisationskonzept erm\u00f6glicht sowohl die Ausleitung von einzelnen simulationsrelevanten Parametern aus dem Systemmodell als auch die komplette Generierung des Simulationsmodells bzw. der Vorgabe der Simulationsmodells als Template (\u201eRohling\u201c). Mit dem Synchronisationskonzept kann der Modellierungsaufwand deutlich reduziert werden, indem \u00fcber die Zugriffsfunktionen (teil-)automatisch Simulationsmodelle aus dem Systemmodell erzeugt und parametriert werden k\u00f6nnen.<\/p>\n<p>Das Synchronisationskonzept wurde anhand eines Umsetzungsbeispiels validiert. Dabei wurde ausgehend von einem im SysML-Autorentool Cameo Systems Modeler (Firma NoMagic Inc.) modellierten Systemmodell automatisiert ein in Matlab\/Simulink (Firma Mathworks Inc.) erstelltes Simulationsmodell parametriert. Zwischenschicht und Systemmodell wurden in der gleichen Modellierungssprache (SysML) modelliert, wodurch sich der nachfolgend dargestellte spezifische Anwendungsfall des allgemeinen Synchronisationskonzepts ergibt.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.mecpro.de\/wp-content\/uploads\/2015\/09\/3.2-4-1.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"aligncenter size-full wp-image-718\" src=\"https:\/\/www.mecpro.de\/wp-content\/uploads\/2015\/09\/3.2-4-1.png\" alt=\"3-2-4\" width=\"870\" height=\"552\" srcset=\"https:\/\/www.mecpro.de\/wp-content\/uploads\/2015\/09\/3.2-4-1.png 870w, https:\/\/www.mecpro.de\/wp-content\/uploads\/2015\/09\/3.2-4-1-300x190.png 300w, https:\/\/www.mecpro.de\/wp-content\/uploads\/2015\/09\/3.2-4-1-768x487.png 768w\" sizes=\"(max-width: 870px) 100vw, 870px\" \/><\/a><\/p>\n<p style=\"text-align: center;\">Abbildung 3:Eckdaten des Umsetzungsbeispiels<\/p>\n<p>Abbildung 4 fasst die Vorteile des Synchronisationskonzepts zusammen.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.mecpro.de\/wp-content\/uploads\/2015\/09\/3.2-7.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"aligncenter size-full wp-image-740\" src=\"https:\/\/www.mecpro.de\/wp-content\/uploads\/2015\/09\/3.2-7.png\" alt=\"3-2-7\" width=\"840\" height=\"519\" srcset=\"https:\/\/www.mecpro.de\/wp-content\/uploads\/2015\/09\/3.2-7.png 840w, https:\/\/www.mecpro.de\/wp-content\/uploads\/2015\/09\/3.2-7-300x185.png 300w, https:\/\/www.mecpro.de\/wp-content\/uploads\/2015\/09\/3.2-7-768x475.png 768w\" sizes=\"(max-width: 840px) 100vw, 840px\" \/><\/a><\/p>\n<p style=\"text-align: center;\">Abbildung 4: Vorteile des Synchronisationskonzepts<\/p>\n<h4>\u00dcbergangsm\u00f6glichkeiten aus technischer Sicht mit IBM Rhapsody<\/h4>\n<p>Die \u00dcbergangsm\u00f6glichkeiten vom System- zum Simulationsmodell wurden neben der Sicht der Modellierungstiefe auch aus Sicht der technischen M\u00f6glichkeiten einen Informationsaustausch von einem mit Rhapsody erstellten Systemmodell und einem numerischen Simulationstool zu realisieren untersucht. Dazu erfolgte die automatisierte Parametrierung eines Simulinkmodells \u00fcber drei verschiedene Schnittstellen: einer in Rhapsody integrierten Schnittstelle zu Simulink, einem prototypisch implementierten XMI-Parser und einem prototypisch implementierten Java-Programm, das sich der API von Rhapsody bedient.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.mecpro.de\/wp-content\/uploads\/2015\/09\/3.2-5.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"aligncenter size-full wp-image-719\" src=\"https:\/\/www.mecpro.de\/wp-content\/uploads\/2015\/09\/3.2-5.png\" alt=\"3-2-5\" width=\"973\" height=\"459\" srcset=\"https:\/\/www.mecpro.de\/wp-content\/uploads\/2015\/09\/3.2-5.png 973w, https:\/\/www.mecpro.de\/wp-content\/uploads\/2015\/09\/3.2-5-300x142.png 300w, https:\/\/www.mecpro.de\/wp-content\/uploads\/2015\/09\/3.2-5-768x362.png 768w\" sizes=\"(max-width: 973px) 100vw, 973px\" \/><\/a><\/p>\n<p style=\"text-align: center;\">Abbildung 5: \u00dcbergangsm\u00f6glichkeiten aus technischer Sicht.<\/p>\n<p>Die Gegen\u00fcberstellung der Vor- und Nachteile der unterschiedlichen Schnittstellen f\u00fchrte zu einer Favorisierung der API-Schnittstelle, welche einen bidirektionalen Informationsaustausch erm\u00f6glichte.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.mecpro.de\/wp-content\/uploads\/2015\/09\/3.2-6.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"aligncenter wp-image-720\" src=\"https:\/\/www.mecpro.de\/wp-content\/uploads\/2015\/09\/3.2-6.png\" alt=\"3-2-6\" width=\"900\" height=\"368\" srcset=\"https:\/\/www.mecpro.de\/wp-content\/uploads\/2015\/09\/3.2-6.png 1005w, https:\/\/www.mecpro.de\/wp-content\/uploads\/2015\/09\/3.2-6-300x123.png 300w, https:\/\/www.mecpro.de\/wp-content\/uploads\/2015\/09\/3.2-6-768x314.png 768w\" sizes=\"(max-width: 900px) 100vw, 900px\" \/><\/a><\/p>\n<p style=\"text-align: center;\">Tabelle 2: Zusammenstellung der Vor- und Nachteile der untersuchten Schnittstellen.<\/p>\n<p>Die bei dieser Schnittstellenbetrachtung gewonnen Erkenntnisse haben dazu gef\u00fchrt die Zugriffsfunktion beim oben erw\u00e4hnte Umsetzungsbeispiel auf Basis der API von Cameo Systems Modeler zu realisieren.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Einsatz von Analyse- und Simulationswerkzeugen f\u00fcr das dynamische Verhalten von vernetzten Systemen Zielstellung: Das \u00fcbergeordnete Ziel ist, die Ableitung eines numerischen Simulationsmodells aus dem Systemmodell zu untersuchen und dabei zu zeigen wie ein durchg\u00e4ngiger \u00dcbergang von dem Systemmodell zur Simulation in einer fr\u00fchen Phase der Entwicklung aussehen kann. 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