Post on 06-Apr-2015
1Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 3/1
Übersicht Produktzyklus
Vorphasen Projektgründe Machbarkeit Kosten/Nutzen-Analyse Lastenheft
• Aufbau• Requirement-Engineering
BeschreibungsmittelEntwurfsmethodenEntwurfswerkzeuge
AngebotserstellungSystemerstellung/Entwicklung
Pflichtenheft Systementwurf Softwareentwurf Implementierung Systemintegration Test und Abnahme
Systempflege
Qu
alitätssiche
rung
Ko
nfigura
tion
sm
an
age
me
nt
Pro
jektm
ana
gem
ent
2Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 3/2
Zweck
Lastenheft• Projektziele bzw. Anforderungen werden aus der Sicht des Kunden oder Anwenders definiert und beschrieben.• Projektziele werden in Form von „Requirements“ vorgegeben.• Darstellung gegenwärtiger Zustand, allgemeine Zielsetzung und Voraussetzungen
Pflichtenheftwird in Abstimmung mit dem Kunden vom Auftragnehmer erstellt.
• Verfeinerung der Anforderungen• Darstellung der Lösungsansätze.
Lastenheft Projektvorphasen
3Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 3/3
Aufbau
Lastenheft-Bestandteile• Ist-Zustand• Zielsetzung• Voraussetzungen
Einzuhaltende Vorschriften und Richtlinien (z.B. VDI/DIN usw.)Wartung, Reparatur, Qualitätssicherung (V-Modell, ISO 9000 usw.)örtliche GegebenheitenAnkopplung an bestehende Geräte (Systemverbund)
• Technische Anforderungen (Requirements) für Normalbetrieb• Technische Anforderungen (Requirements) für Sonderbetrieb (z.B. Systemausfälle)• Sonstige Anforderungen (Dokumentation, Preislimit, Bedienung, Leistungsdaten, Störsicherheit, Umgebungs- und Betriebsbedingungen)
Lastenheft Projektvorphasen
4Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 3/4
Ist-Zustand: Stand der Technik
Lastenheft DGS1 Analyse Ist-Zustand1.1 Actual Recording/Analysis
1.1.1 Actual Recording1.1.1.1 Integration of the system into the organisational
structureA/c are required to park in a prescribed position to ensure
required clearance from other a/c, precise positioning for passenger loading facilities andwith respect to installations for refuelling, electric ground
power, water, ground communication lines, compressed air and to
ground vehicle lanes for safe and efficient operation.Guidance by marshallers in earlier times, today more high sophisticated
electronic systems to automate the process. On airports with no aerobridges: apron docking guidance systems. Other airports need more sophisticated systems: visual docking guidance systems.
A/c stand centreline lighting adequate for initiate the turn-on and take up a position on the centreline, but not for the necessary azimuth accuracy of nose-in stands with aerobridges. Further, stopping guidance is essential. ...
Lastenheft Projektvorphasen
5Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 3/5
Ist-Zustand: Stand der Technik
Lastenheft DGS1 Analyse Ist-Zustand1.1 Actual Recording/Analysis
1.1.1 Actual Recording1.1.1.1 Integration of the system into the organisational
structure... A typical docking guidance system consists of a sensor which detects
the aircraft pose and a display, visible to the pilot, which provides guidance signals to the pilot.
Additionally such systems are integrated into a network of DGSs. Opportunity for central control.DGS can start to operate automatically if the central position is connected to a central airport information system, where gate schedules (gate, expected time, block on time, a/c type, ...) are contained. The DGS returns block on and block off times to the central information system, which can be used to calculate the bills automatically.
1.1.1.2 Available EquipmentInduction Based Measurement ...Moiré Effect and Microwave Radar Based Measurement ...Laser Based 3D Measurement of Spatial GeometrySystems on the market
Lastenheft Projektvorphasen
6Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 3/6
Zielsetzung:Modellierung der Umwelt eines Projektes mittels Geschäftsprozessen und Akteuren
Produkt als „Black Box“1. Akteure identifizieren und beschreiben: Umweltdiagramm
Akteur (actor) ist aktiv und unmittelbar am Geschehen bet.
Docking Guidance SystemGround
personnel
Central personnel
Aircraft Aircraftpilot
CentralMonitoring
andSurveillance
System
Situation GuidanceInformation
A/c typeEmer-gency,Release,Lock,Chocks on
Status......
... ...
Lastenheft Projektvorphasen
7Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 3/7
Zielsetzung:2. Geschäftsprozesse identifizieren und benennen
• Basis: Akteure und Datenflüsse• Geschäftsprozess (use case): Mehrere zusammenhängende Aufgaben eines Akteurs zur Erreichung eines Ziels bzw. Ergebnisses• Geschäftsprozessdiagramm (use case diagram)
Aircraft Aircraftpilot
Central personnelDGS
Positionanfahren
Statuszuweisen
Lastenheft Projektvorphasen
8Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 3/8
Zielsetzung:Umwelt eines Produkts modellieren durch Schnittstellen und
DatenflüsseUmweltmodell: Quellen und Senken von Datenflüssen
1. Schnittstellen identifizierenSchnittstelle kann Informationsquelle oder –senke seinAngabe der ursprünglichen Quelle oder Senke
2. Datenflüsse identifizieren und benennen
Central personnelAircraftpilot
Central personnelAircraftpilot DGS
Control commands
statioccupancy
guidanceverification
info
Lastenheft Projektvorphasen
9Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 3/9
Zielsetzung:Umwelt eines Produkts modellieren durch Schnittstellen und
Datenflüsse
Beispiel DGS
Lastenheft Projektvorphasen
10Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 3/10
Zielsetzung:Umwelt eines Produkts modellieren durch Schnittstellen und
Datenflüsse
Beispiel DGS
Lastenheft Projektvorphasen
11Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 3/11
Zielsetzung:Umwelt eines Produkts modellieren durch Schnittstellen und
Datenflüsse
Beispiel DGS
Lastenheft Projektvorphasen
12Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 3/12
Zielsetzung:Umwelt eines Produkts modellieren: Werkzeug z.B. Rational Rose
Lastenheft Projektvorphasen
13Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 3/13
Beispiel Handhabungssystem des Automatisierungslabors:Umweltdiagramm
Geschäftsprozesse (use cases)
Umweltmodell
Autolabor Handling System (AHS)User
commands
stati
User
AHSNot-Aus
behandeln
Transportdurchführen
Fehlerbehandeln
Glossar:User commands: Start, Auto/Manu, Emergency stopSystem stati: No item, ......
AutolaborHandling system
User RobotRobot position,
robot stati
actuatorsignals
User commands
Systemstati
Lastenheft Projektvorphasen
14Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 3/14
RequirementsLastenheft DGS: Requirements
Purpose of the SystemThe DGS has to be designed to guide the approaching aircraft in the last phase of taxiing across the apron until stop at the assigned gate. The DGS shall simplify and speed up the docking procedure and minimize the ground time of the aircraft. ...
System description ...Regular procedure ...Deviations from required position ... Malfunction ...Cabling and equipment ...System configurations ...Time schedules ...Documentation ...Training ...Maintenance ...Acceptance tests ...Mismatch/reliabilty probability ...Reference specifications and standards
Lastenheft Projektvorphasen
15Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 3/15
RequirementsAnforderungen (Requirements) im Lastenheft DGS
Zweck und Nutzen des Systems Externe Einbindung und interne Funktionen Funktionalität im Normalfall inkl. Genauigkeit, Geschwindigkeit Einsatz-Umweltbedingungen Fehlfunktionserkennung und –behandlung, Validierung und Diagnose Bedienschnittstellen Kalibrierung Gerätschaften und Verkabelung Systemkonfigurationen Zeitplanung Dokumentation Training Maintenance und System-Update Abnahmetests Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit Referenzspezifikationen und Normen
Lastenheft Projektvorphasen
16Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 3/16
Sonstige AnforderungenWeitere mögliche Vorschriften
VDI/VDE-RichlinienCE-KennzeichnungElektrische Schutzklassen
explosionsgeschütztspritzwassergeschütztTemperaturbedingungen
Betriebliche Zulassungen, z.B. BerufsgenossenschaftenGewährleistungsbestimmungen
Weitere mögliche AnforderungenVertriebliche Randbedingungen
Weitere mögliche VoraussetzungenNachweis der Leistungsfähigkeit durch ReferenzprojekteBankbürgschaftenSchulungsverpflichtungen
Lastenheft Projektvorphasen
17Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 3/17
Requirements: Overhead-Folien
Für jedes Requirement soll gelten:• Es muss ersichtlich sein, was erreicht werden soll (Nutzersicht).• Es muss die Erfordernisse treffen.• Es muss verständlich und klar beschrieben sein.• Es muss eindeutig in der Aussage sein.• Es muss überprüfbar (quantifizierbar) sein.• Es muss eindeutig identifizierbar sein.
Für die Gesamtheit aller Requirements (Requirement-Katalog) muss gelten:
• Vollständigkeit• Widerspruchsfreiheit• Redundanzfreiheit• Realisierbarkeit• Eventuell Priorisierung oder Versiongeplantheit
Lastenheft Projektvorphasen
18Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 3/18
Formaler Aufbau von Requirements Definierte Grundlage und spätere Bezugspunkte
Realisierung z.B.:
RQ-Nummer sinnvoller Schlüssel
RQ-Titel kurz, aussagekräftig
Erläuterung präzise, verständlich, evtl. formal
Begründung ausreichend, nicht pauschal
Querbezüge bezogene, betroffene RQ
Lastenheft Projektvorphasen
19Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 3/19
Werkzeuge, z.B.
Lastenheft Projektvorphasen
20Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 3/20
Werkzeuge, z.B. JANUS/Process
Lastenheft Projektvorphasen
21Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 3/21
Werkzeuge, z.B. JANUS/Process
V-Modellkonform
Lastenheft Projektvorphasen
22Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 3/22
Vorphasen Projektgründe Machbarkeit Kosten/Nutzen-Analyse Lastenheft
• Aufbau• Requirement-Engineering
BeschreibungsmittelEntwurfsmethodenEntwurfswerkzeuge
AngebotserstellungSystemerstellung/Entwicklung
Pflichtenheft Systementwurf Softwareentwurf Implementierung Systemintegration Test und Abnahme
Systempflege
Qu
alitätssiche
rung
Ko
nfigura
tion
sm
an
age
me
nt
Pro
jektm
ana
gem
ent
Übersicht Produktzyklus
23Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 3/23
Requirement-Engineering
Aufstellen von Requirements: Requirement-Engineering
Komponenten des Requirement-Engineering
Entwurfsmethoden Vorgehensweise und Gliederungsschemabeim RQ-Engineering, z.B. OOA
Beschreibungsmittel Darstellungsweise der Ergebnisse des RQ-Engineering, z.B. UML
Entwurfswerkzeuge Rechnerunterstützung als Hilfsmittel fürDokumentation, Wiederverwendbarkeit,
Kommunikation, Aufwandsreduzierung und Fehlerüberprüfung, z.B. Rational RoseMeist voneinander abhängig, kein wirklich durchgehender Analyse- und Entwurfsprozess.
24Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 3/24
Anforderungen (Requirements): qualitative und quantitative Eigenschaften eines Produkts aus AuftraggebersichtSystemanalyse (Requirement-Engineering): Systematische Vorgehensweise zur Ermittlung der Anforderungen in einem iterativen Prozess
=> Definieren des Produkts• Anforderungen ermitteln• Anforderungen als fachliche Lösung modellieren• Anforderungen analysieren• Anforderungen u.U. animieren, simulieren, ausführen• Anforderungen verabschieden
Ziel: Produktmodell eindeutig vollständig konsistent
Requirement-Engineering
25Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 3/25
Funktionen• Funktionsbaum• Geschäfts- prozesse• Datenfluss- diagramm
Daten• Entity Relationship• Multidimensionale Datenmodellierung• Data Dictionary
Dynamik• Petri-Netz• Zustandsautomat• Kontrollstrukturen• Sequenzdiagramm
Benutzungs-oberfläche• Graphik-Editor• Kontrollstrukturen• Regeln
System
MaskengeneratorAss
oziat
ionsm
atrix
SA
RT-Erweiterung von SA
OO
A
Zu beschreibende Sichten und ihre Modellierung
Modellierung
26Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 3/26
Basiskonzepte der SW-Entwicklung: Übersicht
Funk-tions-baum
Ge-schäfts-prozess
Daten-fluss-dia-gramm
DataDictio-nary
EntityRelation-ship
Klassen-dia-gramm
Pseudo-code
Regeln Zu-stands-automat
Petri-Netz
Se-quenz-dia-gramm
Pro-gramm-Ablauf-plan
Strukto-gramm
Ent-schei-dungs-tabelle
Aktivi-täts-dia-gramm
Kollabo-rations-dia-gramm
Funktio-naleHierar-chie
Arbeits-ablauf
Infor-mations-fluss
Daten-struk-turen
Entitäts-typen u.Bezie-hungen
Klassen-struk-turen
Kontroll-struk-turen
Wenn-dann-Struk-turen
EndlicherAutomat
Neben-läufigeStruk-turen
Inter-aktions-struk-turen
Funktionale Sicht Datenorientierte Sicht
Objekt-orient.Sicht
Algo-rithm.Sicht
Regel-basierteSicht
ZustandsorientierteSicht
Szenario-basierteSicht
Konzepte und Sichten
Alte
rna
tive
No
tatio
ne
n
Hä
ufig
ve
rwe
nd
et
Se
lten
ve
rwe
nd
et
Modellierung
27Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 3/27
Auswahl Basiskonzepte und Modellierungskonzepte
Funktions-Baum
Zustands-automat
Sequenz-diagramm
Kollaborations-diagramm
Entscheidungs-tabelle
Regeln
Pseudo-code
Geschäfts-prozesse
Datenfluss-diagramm
Petri-Netz
EntityRelationship
Klassen-diagramm
DataDictionary
Strukto-gramm
Programm-ablaufplan
Definitionsphase
Entwurfsphase
Implementierungsphase
Wird eingesetzt in
Modellierung
28Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 3/28
Abbildung Anwendungsbereiche auf Basiskonzepte
Anwendungsbereich Komplexität von BasiskonzepteDaten Data Dictionary
Entity Relationship(Zustandsautomat)Klassendiagramm
Funktionen GeschäftsprozesseDatenflussdiagrammFunktionsbaum
Algorithmen PseudocodeProgrammablaufplanStruktogrammEntscheidungstabelleRegeln
Systemumgebung Datenflussdiagrammzeitabhängiges Petri-NetzVerhalten Zustandsautomat
AktivitätsdiagrammSequenzdiagrammKollaborationsdiagramm
Benutzungsoberfläche Grafische Spezifikation(Petri-Netz)(Zustandsautomat)KontrollstrukturenRegeln
ad
min
stra
tivE
chtz
eit
Te
chn
isch
-w
isse
nsc
ha
ftlic
h
Me
nsc
h-
Ma
sch
ine
-In
tera
ktio
n
Modellierung
29Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 3/29
Kombination der Basiskonzeptein OOA
EntityRelationship
Klassen-diagramm
Pseudo-code
Zustands-automat
Kollaborations-diagramm
Geschäfts-prozesse
Sequenz-diagramm
OOA 1990
EntitätstypenundBeziehungen
Klassen-strukturen
Kontroll-strukturen
EndlicherAutomat
Interaktions-strukturen
Arbeits-ablauf
A B
A B
A ist in B enthalten
A ist implizit in B enthalten
Modellierung
Petri-netz
30Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 3/30
Funktions-Baum
Datenfluss-diagramm
DataDictionary
Entscheidungs-tabelle
Entscheidungs-bäume
Pseudo-code
SA 1979
FunktionaleHierarchie
Informations-fluss
Daten-strukturen
Kontroll-strukturen
Kombination der Basiskonzeptein SA
Modellierung
31Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 3/31
Funktions-Baum
Datenfluss-diagramm
DataDictionary
Entscheidungs-tabelle
Entscheidungs-bäume
Pseudo-code
SA 1979
FunktionaleHierarchie
Informations-fluss
Daten-strukturen
Kontroll-strukturen
Kombination der Basiskonzeptein RT
EntityRelationship
EntitätstypenBeziehungen
Zustands-automat
EndlicherAutomat
RT 1987
Modellierung
32Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 3/32
Auswahl eines Konzeptsanhand der Graphiken
1. Anwendungsbereich des Produkts2. Zutreffen der zugeordneten Komplexitätsarten
Nein: Orientierung an den Komplexitätsarten3. Basiskonzepte wählen, die den Komplexitätsarten zugeordnet
sind4. Prüfen, ob kombinierte Methode mit ermittelten Basiskonzepten
vorhandenJa: Einsatz der MethodeNein: Basiskonzepte einsetzen
Beispiel DGS: Echtzeitanwendung mit komplexen Algorithmen, komplexer Systemumgebung und zeitabhängigem Verhalten.=> Eignung für Methode RT, (Petri-Netze), (OOA), (Sequenzdiagramme)
Modellierung