Durchgängiger Austausch von Daten zur Verhaltensbeschreibung von Automatisierungssystemen
Lorenz Hundt
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Lorenz Hundt, Durchgängiger Austausch von Daten zur Verhaltensbeschreibung von Automatisierungssystemen (2012), Logos Verlag, Berlin, ISBN: 9783832596729
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Beschreibung / Abstract
Die bekannte und immer stärker in den Fokus aktueller Betrachtungen rückende Herausforderung, die Qualität der Planung von industriellen Produktionssystemen in immer kürzeren Planungszeiten zu erhöhen, ist Betrachtungsgegenstand dieser Arbeit.
Um einen Beitrag zur Lösung dieser Herausforderungen zu liefern, fokussiert sich diese Arbeit auf zwei Ansatzpunkte, die mechatronischen Betrachtungsweise von Produktionssystemen und den metamodellbasierten Austausch von Daten zur Verhaltensbeschreibungen dieser.
Hierzu wird ein Konzept zur Darstellung von mechatronischen Einheiten als digitale Planungsobjekten entwickelt. Zudem wird unter Nutzung des erarbeiten Modells und bekannter Engineering-Prozesse der Datenfluss im Engineering untersucht um existierende Brüche bei der Weitergabe von Verhaltensbeschreibungen in der Planung aufzudecken.
Aufbauend auf den Ergebnissen erfolgt die Definition eines Metamodell für Verhaltensbeschreibungen und seine Umsetzung in einem Datenaustauschformat. Ihre prototypische Implementierung und Validierung ist Bestandteil dieser Arbeit.
Um einen Beitrag zur Lösung dieser Herausforderungen zu liefern, fokussiert sich diese Arbeit auf zwei Ansatzpunkte, die mechatronischen Betrachtungsweise von Produktionssystemen und den metamodellbasierten Austausch von Daten zur Verhaltensbeschreibungen dieser.
Hierzu wird ein Konzept zur Darstellung von mechatronischen Einheiten als digitale Planungsobjekten entwickelt. Zudem wird unter Nutzung des erarbeiten Modells und bekannter Engineering-Prozesse der Datenfluss im Engineering untersucht um existierende Brüche bei der Weitergabe von Verhaltensbeschreibungen in der Planung aufzudecken.
Aufbauend auf den Ergebnissen erfolgt die Definition eines Metamodell für Verhaltensbeschreibungen und seine Umsetzung in einem Datenaustauschformat. Ihre prototypische Implementierung und Validierung ist Bestandteil dieser Arbeit.
Inhaltsverzeichnis
- BEGINN
- 1 Einführung
- 1.1 Problemstellung
- 1.2 Forschungsfrage und Abgrenzung
- 1.3 Aufbau der Arbeit
- 2 Mechatronik in der Automatisierung
- 2.1 Definitionsansatz
- 2.2 Mechatronisches System
- 2.3 Das mechatronische Planungsobjekt
- 2.4 Schnittstellen mechatronischer Objekte und seiner Planungsobjekte
- 2.5 Zusammenfassung
- 3 Planungsprozesse von Produktionsanlagen
- 3.1 Übersicht Konzepte der Planung
- 3.2 AutomationML Referenz Engineering-Prozess
- 3.3 P2 Engineering-Prozess
- 3.4 Mechatronische Engineering nach VDI 2206
- 3.5 Engineering-Prozess nach VDI 3695
- 3.6 Abstrahierter Engineering-Prozess unter Verwendung mechatronischer Einheiten
- 3.7 Anforderung an das Engineering bei der Verwendung von mechatronischen Einheiten
- 3.8 Zusammenfassung
- 4 Informationsflüsse zur Verhaltensbeschreibung von Produktionsanlagen
- 4.1 Informationsfluss im Referenz Engineering-Prozess
- 4.2 Informationsfluss im P2 Engineering-Prozess
- 4.3 Projektübergreifender Informationsfluss bei der Nutzung mechatronischer Einheiten
- 4.4 Zusammenfassung
- 5 Anwendung der mechatronischen Modelles in der Planung
- 5.1 Problemstellung
- 5.2 Benötigte Werkzeugkonzepte
- 5.3 Anwendungsbeispiele für mechatronische Modelle
- 5.4 Zusammenfassung
- 6 Verhaltensmodelle
- 6.1 Der Begriff Verhaltensmodell
- 6.2 Überblick Verhaltensmodelle im Engineering von Produktionssystemen
- 6.3 Auswahl Verhaltensmodelle
- 6.4 Verhaltensmodelle im Planungsprozess von Produktionssystemen
- 6.5 Zusammenfassung
- 7 Metamodell zur Verhaltensbeschreibung
- 7.1 Metamodelle
- 7.2 Metamodellierung im Kontext der Arbeit
- 7.3 Identifikation des Metamodellkerns
- 7.4 Definition Metamodell
- 7.5 Grenzen des Metamodellansatzes
- 7.6 Zusammenfassung
- 8 Implementierungskonzept
- 8.1 Datenstrukturen zur Abbildung des IML-Metamodells
- 8.2 Softwarekomponenten des Logikframeworks
- 8.3 Abarbeitungsabfolge des Logik-CPF
- 8.4 Realisierte Plugins
- 8.5 Zusammenfassung
- 9 Anwendung
- 9.1 Beispielanlage
- 9.2 Verhaltensbeschreibung der Demonstratoranlage und seiner Komponenten
- 9.3 Werkzeugkette
- 9.4 Anwendungsfälle
- 9.5 Zusammenfassung
- 10 Zusammenfassung und Ausblick
- 10.1 Diskussion der Lösung mit verwandten Arbeiten
- 10.2 Bewertung der Lösung
- 10.3 Ausblick