WP4-33: Systementwicklung 7.Semester Vorlesung 3 ... · Vorlesung 3: Aktivitätendiagramm Prof. Dr....

Fakultät BauingenieurwesenInstitut für Bauinformatik , Prof. Dr.-Ing. Scherer

TechnischeUniversitätDresden

Institut für Bauinformatik, Prof. Dr.-Ing. Scherer1

WP4-33: Systementwicklung7.Semester

Vorlesung 3: Aktivitätendiagramm

Prof. Dr. Raimar J. Scherer



Allgemeines BIM-basiertes Kooperationsszenario

coordinationpoint j

design session

designer 1,:Architektur

HKL, alternative 1

HKL, alternative 2

designer 2: Statiker

persistentcommondata model j

temporaryinfo

coordination

check-incheck-out

localconsolidateddesign

persistentcommondata model i

coordinationpoint i



Verallgemeinertes Kooperationsdiagramm-Aktivitätendiagramm

ArchitekturGebäudeentwurf

KostenberechnungMengenermittlung

z.B. ARRIBA

z.B. NemetschekAllplan

StatikTragwerksplanung

z.B. Sofistik

TGAHKLS-Planung

z.B. DDS-CAD

1) Welche Aktivitäten sind (für Informationsaustausch) erforderlich?

2) Welche Informationen werden benötigt und wie sind sie miteinander verknüpft?

3) Wie ist der Informationsfluss (Kommunikation)?

4) Wer/Was bearbeitet welche Informationen (Planungsumgebung)?

5) (Sonstige) Randbedingungen aus Planungsumgebung und Fachdomäne

Systemanalyse anhand

Aktivitätendiagramm

?

?

?

1. Schritt der Datenmodellerstellung ist ein Aktivitätendiagram (ISO10303-STEP



Eine allgemeine Methode zur Systembeschreibung ist IDEF0

o Representation des (integrierten) Systems aus Funktions-orientierter Sichto Eine Funktion ist definiert durch:

o Eingabeo Ausgabeo Steuerungo Mittel (Methode, Akteur etc.)

o IDEF0 – Integrated Definition for Function Modelingo IDEF0 = Modellierungssprache assoziierte Regeln und Techniken zur

Entwicklung strukturierter grafischer Representationen eines Systems oder Unternehmens

o IDEF0 wurde im Rahmen des Integrated Computer-Aided Manufacturing (ICAM) Programms der US-Luftwaffe entwickelt und basiert auf der ICAM-Architektur



Geschichte von IDEF0

Während der 1970er suchte das U.S. Air Force Program for Integrated Computer Aided Manufacturing (ICAM) nach Möglichkeiten um die Produktivität der Produktion durch systematische Anwendung der Computertechnologie zu verbessern.

Als Resultat entwickelte das ICAM Programm eine Serie von Techniken, die als IDEF (ICAM Definition) Techniken bekannt sind, und die folgendes beinhalten:: IDEF0, zur Entwicklung eines “Funktionsmodells”. Ein Funktionsmodell ist eine

strukturierte Repräsentation von Funktionen, Aktivitäten oder Prozessen des modellierten Systems oder Fachgebiets.

IDEF1, zur Entwicklung eines “Informationsmodells”. Ein Informationsmodell repräsentiert die Struktur und die Semantik von Information des modellierten Systems oder Fachgebiets.

IDEF2, zur Entwicklung eines “Dynamischen Modells”. Ein dynamisches Modell repräsentiert die zeitabhängigen Verhaltens-Charakteristika des modellierten Systems oder Fachgebiets.

1983, erweiterte das U.S. Air Force Integrated Information Support System Programm die IDEF1 Informationsmodellierungstechnik weiter zur IDEF1X (IDEF1 Extended), einer semantischen Datenmodellierungstechnik.

IDEF0 und IDEF1X werden weitgehend durch Regierung, Industrie und Geschäftssektoren genutzt um die Modellierungsansträngungen in einem breiten Bereich von Geschäfts- und Anwendungsfeldern zu unterstützen.

Unterstützender Text



Anwendung von IDEF0

o Für neue Systeme kann IDEF0 zur Verbesserung der Entwurfsarbeit

verwendet werden, erstens für die Definition von Anforderungen und

Spezifikation der Funktionen und dann zum Entwurf einer

Implementierung, die die Anforderungen erfüllt und die Funktionen

ausführt.

o Für bestehende Systeme kann IDEF0 zur Analyse der System-

funktionen, des Systemverhaltens und der Mechanismen, die zu ihrer

Ausführung führen, verwendet werden.



Funktion

o Eine Aktivität, Prozess oder Transformation wird in IDEF0 als Rechteck modelliert

o Beschrieben durch ein Verb, das den Inhalt der Aktivität beschreibt

Funktions-Name



Input

o Reale Objekte oder Daten die zur Ausführung der Funktion notwendig sindo Bezeichnet durch ein Substantiv

Funktions-NameInput



o Objekte oder Daten, die das Resultat der Funktion nach Transformation des Inputs sind

o Bezeichnet durch ein Substantiv

Output

Funktions-Name Output



Steuerung

o Bedingungen, die zur Produktion eines korrekten Outputs erforderlich sind

o Bezeichnet durch Substantiv

Funktions-Name

Steuerung



Mechanismus

o Mechanismus (Person, Gerät oder Daten), der die Funktion ausführt

o Bezeichnet durch ein Substantiv

Funktions-Name

Mechanismus



Erweiterte Systembeschreibung (IDEF0)

Die zwei grundlegenden Modell-Komponenten sind Funktionen und Daten/Objekte, die mit diesen Funktionen in Wechselwirkung stehen

Funktions-Name

Input Ouput

Steuerung

Mechanismus

Rechtecke repräsentieren Funktionen die angeben was erreicht werden soll. Der Funktionsname ist ein Verb

Pfeile repräsentieren Daten oder Objekte, die von der Funktionen benötigt oder durch sie produziert werden. Jeder Pfeil wird durch ein Substantiv benannt.



Dekomposition in Sub-Systeme

A0

A0

A-0

Eltern Diagram

Kind Diagramm

Allgemein

Detailliert

0

Dieses Rechteck ist Elter dieses Kinddiagramms

12

34

A4

Top-Level Kontext

Diagramm

Subsysteme können geschachtelt oder sequenziell sein

Elterndiagramme repräsentieren einen

höheren Abstraktionsgrad als

Kinddiagramme



Top-Level Kontext Diagramm

o Jedes Modell soll ein Top-Level Kontext-Diagramm haben, auf dem der Sinn des Modells durch eine einzige Funktion und seine Begrenzenden Inputs, Outputs, Steuerungen und Mechanismen repräsentiert wird. Dieses Kontext-Diagramm erhält die Nummer A-0. Die Pfeile auf diesem Diagramm führen zu nicht mit abgebildeten Funktionen ausserhalb des Modellierungsgebiets. Sie definieren den Modellfokus. Da das ganze Modell hier durch ein einziges Rechteck repräsentiert wird, ist der beschreibende Name in diesem Rechteck sehr allgemein. Das selbe gilt für die Schnittstellenpfeile, da diese ebenfalls die gesamte Menge an externen Schnittstellen zum modellierten Gegenstand repräsentieren. Das A-0 Diagramm definiert außerdem den Anwendungsbereich bzw. die Anwendungsgrenzen und die Ausrichtung.

o Das A-0 Kontext-Diagramm soll auch kurze Erläuterungen bezüglich der Sichtweise und des Zwecks des Modells geben, die helfen sollen die Erstellung und die Begrenzung des Modells zu unterstützen.

o Die wichtigsten Aspekte werden in der ersten Hierarchieebene modelliert und werden in Subfunktionen aufgeteilt bis alle relevanten Details adäquat ausgedrückt sind.

o Jede Subfunktion wird individuell durch ein Rechteck repräsentiert, wobei ein Elternrechteck durch Kinddiagramme auf dem nächst niedrigeren Ebene detailliert wird. Alle Kinddiagramme müssen im Geltungsbereich des Kontext-Diagramms der übergeordneten Ebene liegen.




Kind-Diagramm

o Die einzige Funktion des Kontext-Diagramms der übergeordeten Ebene kann durch Erstellung von Kind-Diagrammen in Sub-Funktionen zerlegt werden.

o Jede dieser Sub-Funktionen kann wiederum in Kind-Diagrammen zerlegt werden.o Aus einem gegebenen Diagramm können einige, keine oder alle Funktionen

zerlegt werden. o Jedes Kinddiagramm enthält Kindfunktionen und Pfeile, die zusätzliche Details zur

Verfügung stellen.o Das Kinddiagramm, das aus der Zerlegung einer Funktion stammt umfasst den

selben Modellbereich wie die Elternfunktion. Daher kann das Kinddiagramm als “Inhalt” der Elternfunktion betrachtet werden.




Eltern-Diagramm

o Ein Eltern-Diagramm enthält eine oder mehrere Eltern-Funktionen. o Jedes normale (nicht-kontext) Diagramm ist auch ein Kind-Diagramm, da es per

Definition eine Elternfunktion detailliert.o Damit kann ein Diagramm sowohl ein Eltern-Diagramm als auch ein Kind-

Diagramm sein. o Desgleichen kann eine Funktion sowohl eine Eltern-Funktion als auch eine Kind-

Funktion sein.o Die primäre hierarchische Beziehung besteht zwischen der Eltern-Funktion und

der Kind-Funktion, die die Eltern-Funktion detailliert.




Dekomposition in Sub-Systeme

A4

12

3A43

A43

12

3

Diese Nummerierung zeigt, dass die Funktion

detailliert wurde

Ein Diagramm enthält maximal 6 und mindestens

3 Funktionen



Geklammerte Pfeile

o Die Klammerung eines Pfeils am Rechteck bedeutet, dass die Daten oder Objekte, die durch diese Pfeile ausgedrückt werden nicht notwendig für das Verständnis nachfolgender Dekompositionsebenen sind und daher nicht im Kinddiagramm enthalten sind.

( )

( )

( )

( )I1

M1

C1

O1



Geklammerte Pfeile

o Die Klammerung am ungebundenen Ende bedeutet, dass die Daten oder Objekte am nächst höheren (Eltern) Dekompositionsgrad nicht notwendig sind und daher nicht mit der Eltern-Funktion verbunden sind.

( )

( )

( )

( )



Nummerierung von Funktionen

o Jede Funktion soll in der rechten unteren Ecke innerhalb des Rechtecks nummeriert werden.

o Dieses Nummerierungssystem ist erforderlich, um die eindeutige Identifikation der Funktionen innerhalb des Diagramms sowie Verweise darauf zu ermöglichen.

o Sie werden auch zur Referenzierung auf die Funktionen aus textuellen Beschreibungen der Diagramme benutzt.

o Die Funktionsnummer für die alleinstehende Funktion auf dem A-0 Kontextdiagramm hat die Nummer 0 (null).

o Die Nummern für die Funktionen in allen anderen Diagrammen sollen 1,2,3 bis max. 6 sein.

0



Verweis-Nummern

o Eine Verweisnummer steht an der rechten unteren Ecke außerhalb des Rechtecks. Sie kennzeichnet die Funktion als Eltern-Funktion und ist gleichzeitig die Diagrammnummer des Kind-Diagramms.

o Die Verweisnummer wird angeführt von der Diagrammnummer des Elterndia-gramms gefolgt von der Nummer der Elternfunktion, die detailliert werden soll.z.B.: die Verweisnummer der Funktion 2 im Diagramm A25 ist A252.

0A0



Output

o Output kann Steuerung werden

o Output kann Input werden

A

A



Bündelung und Gabelung

Gabelung des Pfeils A resultiert in Pfeilen B und C

C

B

A

A

BC

Bündelung der Pfeile B und C zu Pfeil A

Die Kombination von Pfeilen (Bündelung) zu einem Pfeil oder die Separation eines Pfeils in mehrere Pfeile (Gabelung) wird durch die Pfeilvereinigungs- bzw. Pfeil-verzweigungssyntax ausgedrückt.



Beispiel: Top-Level-Diagramm Bauwesen (allg.)

Vorsicht:Ist kein IDF0

Sondern ein Prozessmodell



Kooperationsszenario

GebäudeplanungKooperations-

szenario

A1

Planer,Fachplaner

Bauherr

Planungs-vorleistungen

Planungs-ergebnis

A0 Prozess Gebäudeplanung




A1 Kooperationsszenario

Architektur-planung

A11

A12

Statik-planung

TGA-Planung

A13

Architekt

Bauherr

Statiker

TGA-Planer

Bauherr

A14

Kosten-planung

Kosten-planer

A15

Planungs-koordination

Bauherr

Bauherr

Projekt-leiter

Bauherr

Architektur-entwurf

TragwerksentwurfTGA-Entwurf

Kosten




A1 Kooperationsszenario

Architektur-planung

A11

A12

Statik-planung

TGA-Planung

A13

Architekt

Bauherr

Statiker

TGA-Planer

Bauherr

A14

Kosten-planung

Kosten-planer

A15

Planungs-koordination

Bauherr

Bauherr

Projekt-leiter

Bauherr

Architektur-entwurf

TragwerksentwurfTGA-Entwurf

Kosten

Änderungsanforderungen an Architektur

Änderungsanforderungen an Statik

Änderungsanforderungen an TGA

Änderungsanforderungen an Kosten



Last-ermittlung

Kooperationsszenario - Statik

Ermitteln und Zusammen-

stellen der TW-Elemente

A121

A123

Tragwerks-Entwurf

A122

CAD-Zeichnungen

Text-dokumente/

Skizzen

CAD-System

A12 Statik-Planung

Protokolle

Bauherr

Baugrund

DIN 1055Nutzung

Tab-Kalkulation

Tragwerks-bemessung

A125

DIN/EC

CAD-System

Baugrund

CAD-Zeichnungen

Lage

StatischeBerechnung

Tragwerks-Modellierung u.

-BerechnungA124

Berechnungs-sofware

Text-dokumente/

Skizzen Schnittgrößen/Verformungen

Änderungsanforderungen an Entwurf

Belastung

Tragwerksmodell

Tragwerkselemente

Berechnungsmodell

Last-/Schnittgrößenmodell



Last-ermittlung




A121

A123

Tragwerks-Entwurf

A122

CAD-Zeichnungen

Text-dokumente/

Skizzen

CAD-System

A12 Statik-Planung

Protokolle

Bauherr

Baugrund

DIN 1055Nutzung

Tab-Kalkulation

Tragwerks-bemessung

A125

DIN/EC

CAD-System

Baugrund

CAD-Zeichnungen

Lage

StatischeBerechnung


-BerechnungA124

Berechnungs-sofware

Text-dokumente/



Belastung

Tragwerksentwurf

Tragwerksanalyse

Architekturentwurf

Tragwerksentwurf

Tragwerkselemente

Berechnungsmodell

Tragwerksmodell




Last-ermittlung




A121

A123

Tragwerks-Entwurf

A122

CAD-Zeichnungen

Text-dokumente/

Skizzen

CAD-System

A12 Statik-Planung

Protokolle

Bauherr

Baugrund

DIN 1055Nutzung

Tab-Kalkulation

Tragwerks-bemessung

A125

DIN/EC

CAD-System

Baugrund

CAD-Zeichnungen

Lage

StatischeBerechnung


-BerechnungA124

Berechnungs-sofware

Text-dokumente/



Belastung

Tragwerksmodell

Tragwerkselemente

Berechnungsmodell


Architekturmodell Tragwerks-modell

Berechnungsmodell (z.B. FE-Struktur)

Last-/Schnittgrößen-modell

Bemessungs-modell

Produktdatenmodell – IFC ?



Beispiel: Planungsphasen nach HOAIAufgestellt von Prof Menzel Uni College Cork



Beispiel: Planungsphasen nach HOAI

WP4-33: Systementwicklung 7.Semester Vorlesung 3 ... · Vorlesung 3: Aktivitätendiagramm Prof. Dr....

Documents

Transcript of WP4-33: Systementwicklung 7.Semester Vorlesung 3 ... · Vorlesung 3: Aktivitätendiagramm Prof. Dr....