Search

In der Dissertation Hybride Inbetriebnahme von Produktionsanlagen wird ein neuer Ansatz zur Inbetriebnahme von Produktionsanlagen diskutiert. Ziel dieses Ansatzes ist es, die Inbetriebnahme von Produktionsanlagen sicherer, systematischer und aufwandsärmer durch zu führen. Der Fokus liegt dabei in der Reduzierung des Inbetriebnahmeaufwands durch die Vermeidung von Anlagenbeschädigungen und einer Verminderung des Produktionsausschusses. Dies wird schrittweise durch eine abnehmend virtuelle Inbetriebnahme und eine Inbetriebnahme ohne Prozessgut erreicht. Bei der Hybriden Inbetriebnahme wird zusätzlich zur realen Anlage eine partielle Simulation dieser Anlage parallel geschaltet. Im Laufe des Inbetriebnahmeprozesses wird die simulierte Anlage schrittweise durch die reale Anlage ersetzt. Die Hybride Inbetriebnahme beschreibt somit ein schrittweises Vorgehen von der virtuellen zur realen Inbetriebnahme., In the dissertation Hybrid Commissioning of production plants, a new approach for commissioning of production plants is discussed. The goal of this approach is to execute the commissioning of production plants safer, more systematically and less time-consuming. The focus thereby is to reduce the commissioning efforts by avoiding damaging of the plant and to reduce the waste of production. This goal is achieved stepwise by a decreasing virtual commissioning and a commissioning without process-good. For the Hybrid Commissioning, in addition to the real plant, a partial simulation of this plant is connected in parallel. In the course of the commissioning process, the simulated plant is replaced successively by the real plant. Thus, the Hybrid Commissioning describes a stepwise procedure from a virtual to a real commissioning.

In dieser Arbeit wird ein Modell zur standardisierten Beschreibung der Hilfs-funktionalität einheitlicher Bedienobjekte von automatisierungstechnischen An-lagen auf Geräte- und Systemebene entwickelt. Der Gerätehersteller findet durch das Verfahren Unterstützung bei der Realisierung konformer Geräte. Dem Anla-genbauer wird eine Methode an die Hand gegeben, die es ihm ermöglicht, aus den Gerätebeschreibungen die gewünschte Funktionalität des Systems assisten-tengestützt zu erzeugen und modellbasiert zu beschreiben. Aus den Geräte- und Systembeschreibungen können Software-Komponenten abgeleitet werden, die auf Basis einer etablierten Proxy-Technologie die gewünschte Funktionalität dem Bediener zur Verfügung stellen. Aus Sicht des Anlagenpersonals ist durch die Lösung eine Handhabung von Anlagenteilen äquivalent zu den einzelnen Feldgeräten durch standardisierte Funktionalität und einheitliches Look and Feel gegeben. Zu berücksichtigende Abhängigkeiten der Geräte, beispielsweise bei einer Umprojektierung, notwendige Parametersätze etc. werden vom Systembe-dienobjekt gekapselt., In this thesis a standardized reference model to describe the help-functionality of unified operating-objects is developed. The model is valid both on device and system layer. It comprehends the description of uniform functionality, interfaces and the namespace. Vendors of field devices are supported during the realization of compliant devices. Plant engineers and constructors are given a method to generate comfortable unified asset management functionality on system layer. The automatism is based on a model and uses the information stored in standardized descriptions of the underlying devices of a system. The method includes the generation of software components which contain the desired func-tionality. Unified asset management functionality for systems can be imple-mented by making use of any proxy technology. Operators of a plant have the advantage of unified tools with similar look and feel and a consistent operating philosophy. Dependent relationships between the devices of a system, e. g. changing the project planning, essential parameters etc., are included by the op-erating-object of the system.

Eine zuverlässige Überwachung von Entwicklungsprojekten trägt zur Verwirklichung von geplanten Zielen bei. Doch weist das derzeitige Engineeringcontrolling Defizite auf. Ursache dafür ist eine mangelnde Verlässlichkeit bisher üblicher Informationsressourcen. Die Arbeit greift diese Problemstellung auf und entwickelt ein Transformationskonzept, um die Informationen von bereits im Einsatz befindlichen Produktdatenmanagement-Systemen als Überwachungsressource nutzen zu können. Auf Grundlage des Überwachungskonzeptes wurde eine Software erstellt, die seit Mitte 2003 im Entwicklungsbereich eines Luft- und Raumfahrtunternehmens eingesetzt wird., A successful Controlling of R&D-projects is important to meet project targets. However, the current R&D-Controlling encompasses deficits. They are caused by the missing reliability of traditional information resources. In this light this PhD-dissertation establishes a transformation concept to utilize PDM-information for R&D-Controlling. On the basis of this approach a software tool was established that has been used in the R&D-area of an aerospace and defence company since 2003.

Die Funktionserbringung eingebetteter Systeme in der Mechatronik erfolgt zunehmend durch ein Zusammenwirken mehrerer Komponenten, die gemeinsam eine übergeordnete Funktion realisieren. Die Kompatibilität der Komponenten ist die wesentliche Voraussetzung für eine erfolgreiche Integration zu einem funktionierenden Gesamtsystem und somit ein entscheidendes Qualitätsmerkmal. Diese Arbeit stellt die notwendigen Konzepte vor, die eine entwicklungsbegleitende Kompatibilitätsabsicherung eingebetteter Systeme in der Mechatronik ermöglichen. Eine virtuelle Integration formaler Schnittstellenbeschreibungen sichert die Kompatibilität in der Entwicklungsphase ab. Diese wird ergänzt durch einen Kompatibilitätstest, dessen Testfälle sich aufwandsarm aus den Schnittstellenbeschreibungen generieren lassen. Eine Fallstudie aus der Automobilbranche zeigt die Realisierbarkeit der vorgestellten Ansätze., The functionality of embedded systems in mechatronics depends more and more on the cooperation of multiple systems which perform an overall function. The compatibility of these components is an essential precondition for a succesfull integration and a crucial quality characteristic. This thesis presents the necessary concepts, which allow the assurance of compatibility during the whole development process. Formal interface description are virtually integrated during their development. This step is completed by compatibility tests, which are generated out of the interface description. The feasibility of the concepts is shown by means of a case study from the automotive domain.

Informations- und Kommunikationsprozesse bilden die Basis der Abläufe im Engineering, folglich stellen die unterstützenden Informationssysteme einen Schlüsselfaktor in der Produktentwicklung dar. Andererseits erweisen sich Informationssysteme im Engineering als äußerst komplexe, soziotechnische Systeme und sind durch eine erhebliche Vielfalt und Spezifität gekennzeichnet. Neben hohen Innovationspotenzialen beinhaltet ihr Einsatz nach wie vor auch erhebliche Defizite und birgt wegen der hohen Dynamik auch in Zukunft viele Unwägbarkeiten und Risiken. Ein effektiver und effizienter Einsatz rechnergestützter Informationssysteme im Engineering wird daher selten erzielt. Die vorliegende Arbeit stellt deshalb ein Modell für eine kontinuierliche, institutionalisierte und im soziotechnischen Sinne ganzheitliche Systematik für die fortwährende Einführung, Gestaltung und Optimierung der Informationssysteme in der Produktentwicklung vor., As information and communication processes form the basis of anengineering process, effective information systems are a key success factor in product development. However, engineering information systems are also very complex socio-technical systems that are characterized by considerable diversity and specificity. Despite its promising potential to drive innovation, an engineering information system still faces a myriad of weaknesses that can lead to unforeseen consequences and risks. An effective and efficient application of a computer-aided information systems is, therefore, still rare. The following thesis describes a continuous, institutionalized and, from a socio-technical perspective, integrated systematic for continuous improvement of information systems in product development.

Während der Konzeptphase von neuen Raumfahrtsystemen wird heutzutage multidisziplinär und modellbasiert gearbeitet. Die integrierte Arbeitsweise wird bereits durch das Concurrent Engineering erfolgreich umgesetzt. Für die modellbasierten Konzeptstudien werden fachdisziplinübergreifende Systemmodelle benötigt. Im Rahmen dieser Arbeit werden die derzeitigen Ansätze für diese Systemmodelle bei der ESA und NASA sowie alternative Systemmodellierungsmöglichkeiten wie UML und SysML gezeigt. Aufbauend auf den derzeitigen Ansätzen und den Erfahrungen des Autors stellt die Arbeit eine neue Modellierungsmethode bestehend aus einer objektorientierten Systemmodellierung, einer Softwarearchitektur und einem Datenmodell vor. Die neue Methode wurde in einer Software implementiert, die es dem Autor an dem Beispiel eines Raumfahrtsystems ermöglicht die vielfältigen Möglichkeiten bei der Systemmodellierung und Analyse durch die neue Modellierungsumgebung aufzuzeigen., During the concept phase of new space systems integrated and model based engineering is state of the art. The integrated way of working is already successfully implemented by using the Concurrent Engineering approach. For the model based concept studies technical discipline independent system models are needed. In the context of this work the present implementation of these system models from ESA and NASA as well as alternative system modeling possibilities such as UML and SysML are shown. Based on the present approaches and the experiences of the author the work presents a new modeling concept consisting out of an object-oriented way of system modeling, software architecture, and a data model. The new concept was implemented in a software tool, so that the author is able to point out the various possibilities during space system modeling and analysis by the new modeling environment.

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde ein neuartiges Konzept für einen Computer-Integrierten Operationssaal (CIO) vorgestellt, das sich dadurch auszeichnet, dass alle computergestützten Systeme und Geräte in den Operationssaal und seine Prozesse integriert sind. Durch eine herstellerunabhängige Gerätebeschreibung werden Geräte anhand ihrer Funktionalitäten klassifiziert und können so auch bei zukünftigen Entwicklungen die entsprechenden Schnittstellen bereitstellen, um mit anderen Geräten zu interagieren. Für die Verschaltung von unterschiedlichen Geräten wurde ein Multi-Agenten Ansatz verwendet. Für die Verschaltung von bildgebenden Systemen oder Motoreinheiten und deren Eingabegeräten wurde ein neuartiges Konzept vorgestellt. Es zeichnet sich dadurch aus, dass jedes Gerät seine Anforderungen an die Bedienung kennt und diese je nach Operationsphase und Softwarezustand anpassen und einer zentralen Verschaltungseinheit mitteilen kann., In this thesis a new approach for a computer-integrated operationroom (CIO) is presented. This approach is characterized by the integration of all systems and devices in the infrastructure of the operationroom and its processes. Using a non-proprietary description of a device with classified functionalities, new systems can be easily integrated in the operationroom by using defined interfaces. For the connection and interaction of the systems a multi-agent approach is introduced. For the interaction of video systems and their input devices a new concept was implemented. It uses a central management system which gets to know the requirements of the video systems and automatically emulates the relevant input signals by using the connected physical input devices.

Automobile eingebettete Systeme sind komplexe und verteilte Netzwerke, die aus bis zu 80 Steuergeräten aufgebaut werden, auf denen jeweils eine oder mehrere Softwarekomponenten laufen. Der logische Architekturentwurf ist daher ein wesentlicher Bestandteil des Entwicklungsprozesses. In der vorliegenden Arbeit entwickeln wir den Lösungsansatz der eigenschaftsorientierten Beschreibung der logischen Architektur eingebetteter Systeme, der eine präzise deklarative Spezifikation funktionaler Eigenschaften mit wählbarem Grad der Abstraktion für unterschiedliche Entwicklungsphasen und -Ebenen ermöglicht. Ferner wird die Erstellung funktionaler Spezifikationen durch geeignete Darstellungstechniken unterstützt. Die praktische Anwendung der vorgestellten Konzepte wird anhand einer industriellen Fallstudie, einer ACC-Steuerung, demonstriert., Automotive embedded systems are complex and distributed networks consisting of 20-80 ECUs (electronic control units), on each of them single or multiple software components are running. Hence the logical architecture design is an important constituent part of the development process. In the presented work we develop the approach of property-oriented description of logical architecture of embedded systems, which enables a precise declarative specification with selectable levels of abstraction for different development phases and levels. Moreover creation of functional specification is assisted by suitable representation techniques. The practical application of the presented concepts is demonstrated for an industrial case study of an ACC system.

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde ein neuartiges Konzept für einen Computer-Integrierten Operationssaal (CIO) vorgestellt, das sich dadurch auszeichnet, dass alle computergestützten Systeme und Geräte in den Operationssaal und seine Prozesse integriert sind. Durch eine herstellerunabhängige Gerätebeschreibung werden Geräte anhand ihrer Funktionalitäten klassifiziert und können so auch bei zukünftigen Entwicklungen die entsprechenden Schnittstellen bereitstellen, um mit anderen Geräten zu interagieren. Für die Verschaltung von unterschiedlichen Geräten wurde ein Multi-Agenten Ansatz verwendet. Für die Verschaltung von bildgebenden Systemen oder Motoreinheiten und deren Eingabegeräten wurde ein neuartiges Konzept vorgestellt. Es zeichnet sich dadurch aus, dass jedes Gerät seine Anforderungen an die Bedienung kennt und diese je nach Operationsphase und Softwarezustand anpassen und einer zentralen Verschaltungseinheit mitteilen kann., In this thesis a new approach for a computer-integrated operationroom (CIO) is presented. This approach is characterized by the integration of all systems and devices in the infrastructure of the operationroom and its processes. Using a non-proprietary description of a device with classified functionalities, new systems can be easily integrated in the operationroom by using defined interfaces. For the connection and interaction of the systems a multi-agent approach is introduced. For the interaction of video systems and their input devices a new concept was implemented. It uses a central management system which gets to know the requirements of the video systems and automatically emulates the relevant input signals by using the connected physical input devices.