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1Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 3/1 Übersicht Produktzyklus Vorphasen  Projektgründe  Machbarkeit  Kosten/Nutzen-Analyse  Lastenheft Aufbau.

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1 1Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 3/1 Übersicht Produktzyklus Vorphasen  Projektgründe  Machbarkeit  Kosten/Nutzen-Analyse  Lastenheft Aufbau Requirement-Engineering Beschreibungsmittel Entwurfsmethoden Entwurfswerkzeuge Angebotserstellung Systemerstellung/Entwicklung  Pflichtenheft  Systementwurf  Softwareentwurf  Implementierung  Systemintegration  Test und Abnahme Systempflege Qualitätssicherung Konfigurations management Projektmanagement 

2 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 Pflichtenheft wird in Abstimmung mit dem Kunden vom Auftragnehmer erstellt. Verfeinerung der Anforderungen Darstellung der Lösungsansätze. Lastenheft Projektvorphasen

3 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 Gegebenheiten Ankopplung 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

4 4Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 3/4 Ist-Zustand: Stand der Technik Lastenheft DGS 1 Analyse Ist-Zustand 1.1 Actual Recording/Analysis Actual Recording Integration of the system into the organisational structure A/c are required to park in a prescribed position to ensure required clearance from other a/c, precise positioning for passenger loading facilities and with 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

5 5Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 3/5 Ist-Zustand: Stand der Technik Lastenheft DGS 1 Analyse Ist-Zustand 1.1 Actual Recording/Analysis Actual Recording 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 Available Equipment Induction Based Measurement... Moiré Effect and Microwave Radar Based Measurement... Laser Based 3D Measurement of Spatial Geometry Systems on the market Lastenheft Projektvorphasen

6 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 System Ground personnel Central personnelAircraft pilot Central Monitoring and Surveillance System Situation Guidance Information A/c type Emer- gency, Release, Lock, Chocks on Status... Lastenheft Projektvorphasen

7 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 pilot Central personnel DGS Position anfahren Status zuweisen Lastenheft Projektvorphasen

8 8Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 3/8 Zielsetzung: Umwelt eines Produkts modellieren durch Schnittstellen und Datenflüsse Umweltmodell: Quellen und Senken von Datenflüssen 1.Schnittstellen identifizieren Schnittstelle kann Informationsquelle oder –senke sein Angabe der ursprünglichen Quelle oder Senke 2. Datenflüsse identifizieren und benennen Central personnel Aircraft pilot Central personnel Aircraft pilot DGS Control commands stati occupancy guidance verification info Lastenheft Projektvorphasen

9 9Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 3/9 Zielsetzung: Umwelt eines Produkts modellieren durch Schnittstellen und Datenflüsse Beispiel DGS Lastenheft Projektvorphasen

10 10Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 3/10 Zielsetzung: Umwelt eines Produkts modellieren durch Schnittstellen und Datenflüsse Beispiel DGS Lastenheft Projektvorphasen

11 11Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 3/11 Zielsetzung: Umwelt eines Produkts modellieren durch Schnittstellen und Datenflüsse Beispiel DGS Lastenheft Projektvorphasen

12 12Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 3/12 Zielsetzung: Umwelt eines Produkts modellieren: Werkzeug z.B. Rational Rose Lastenheft Projektvorphasen

13 13Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 3/13 Beispiel Handhabungssystem des Automatisierungslabors: Umweltdiagramm Geschäftsprozesse (use cases) Umweltmodell Autolabor Handling System (AHS) User commands stati User AHS Not-Aus behandeln Transport durchführen Fehler behandeln Glossar: User commands: Start, Auto/Manu, Emergency stop System stati: No item, Autolabor Handling system User Robot Robot position, robot stati actuator signals User commands System stati Lastenheft Projektvorphasen

14 14Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 3/14 Requirements Lastenheft DGS: Requirements Purpose of the System The 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

15 15Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 3/15 Requirements Anforderungen (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

16 16Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 3/16 Sonstige Anforderungen Weitere mögliche Vorschriften VDI/VDE-Richlinien CE-Kennzeichnung Elektrische Schutzklassen explosionsgeschützt spritzwassergeschützt Temperaturbedingungen Betriebliche Zulassungen, z.B. Berufsgenossenschaften Gewährleistungsbestimmungen Weitere mögliche Anforderungen Vertriebliche Randbedingungen Weitere mögliche Voraussetzungen Nachweis der Leistungsfähigkeit durch Referenzprojekte Bankbürgschaften Schulungsverpflichtungen Lastenheft Projektvorphasen

17 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

18 18Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 3/18 Formaler Aufbau von Requirements  Definierte Grundlage und spätere Bezugspunkte Realisierung z.B.: RQ-Nummersinnvoller Schlüssel RQ-Titelkurz, aussagekräftig Erläuterungpräzise, verständlich, evtl. formal Begründungausreichend, nicht pauschal Querbezügebezogene, betroffene RQ Lastenheft Projektvorphasen

19 19Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 3/19 Werkzeuge, z.B. Lastenheft Projektvorphasen

20 20Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 3/20 Werkzeuge, z.B. JANUS/Process Lastenheft Projektvorphasen

21 21Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 3/21 Werkzeuge, z.B. JANUS/Process V-Modell konform Lastenheft Projektvorphasen

22 22Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 3/22 Vorphasen  Projektgründe  Machbarkeit  Kosten/Nutzen-Analyse  Lastenheft Aufbau Requirement-Engineering Beschreibungsmittel Entwurfsmethoden Entwurfswerkzeuge Angebotserstellung Systemerstellung/Entwicklung  Pflichtenheft  Systementwurf  Softwareentwurf  Implementierung  Systemintegration  Test und Abnahme Systempflege Qualitätssicherung Konfigurations management Projektmanagement  Übersicht Produktzyklus

23 23Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 3/23 Requirement-Engineering Aufstellen von Requirements:Requirement-Engineering Komponenten des Requirement-Engineering EntwurfsmethodenVorgehensweise und Gliederungsschema beim RQ-Engineering, z.B. OOA BeschreibungsmittelDarstellungsweise der Ergebnisse des RQ- Engineering, z.B. UML EntwurfswerkzeugeRechnerunterstützung als Hilfsmittel für Dokumentation, Wiederverwendbarkeit, Kommunikation, Aufwandsreduzierung und Fehlerüberprüfung, z.B. Rational Rose Meist voneinander abhängig, kein wirklich durchgehender Analyse- und Entwurfsprozess.

24 24Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 3/24 Anforderungen (Requirements): qualitative und quantitative Eigenschaften eines Produkts aus Auftraggebersicht Systemanalyse (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

25 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 Maskengenerator Assoziationsmatrix SA RT-Erweiterung von SA OOA Zu beschreibende Sichten und ihre Modellierung Modellierung

26 26Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 3/26 Basiskonzepte der SW-Entwicklung: Übersicht Funk- tions- baum Ge- schäfts- prozess Daten- fluss- dia- gramm Data Dictio- nary Entity Relation- ship Klassen- dia- gramm Pseudo- code RegelnZu- 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- nale Hierar- chie Arbeits- ablauf Infor- mations- fluss Daten- struk- turen Entitäts- typen u. Bezie- hungen Klassen- struk- turen Kontroll- struk- turen Wenn- dann- Struk- turen Endlicher Automat Neben- läufige Struk- turen Inter- aktions- struk- turen Funktionale SichtDatenorientierte Sicht Objekt- orient. Sicht Algo- rithm. Sicht Regel- basierte Sicht Zustandsorientierte Sicht Szenario- basierte Sicht Konzepte und Sichten Alternative Notationen Häufig verwendet Selten verwendet Modellierung

27 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 Entity Relationship Klassen- diagramm Data Dictionary Strukto- gramm Programm- ablaufplan Definitionsphase Entwurfsphase Implementierungsphase Wird eingesetzt in Modellierung

28 28Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 3/28 Abbildung Anwendungsbereiche auf Basiskonzepte AnwendungsbereichKomplexität vonBasiskonzepte DatenData Dictionary Entity Relationship (Zustandsautomat) Klassendiagramm FunktionenGeschäftsprozesse Datenflussdiagramm Funktionsbaum AlgorithmenPseudocode Programmablaufplan Struktogramm Entscheidungstabelle Regeln SystemumgebungDatenflussdiagramm zeitabhängigesPetri-Netz VerhaltenZustandsautomat Aktivitätsdiagramm Sequenzdiagramm Kollaborationsdiagramm BenutzungsoberflächeGrafische Spezifikation (Petri-Netz) (Zustandsautomat) Kontrollstrukturen Regeln adminstrativ Echtzeit Technisch- wissenschaftlich Mensch- Maschine- Interaktion Modellierung

29 29Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 3/29 Kombination der Basiskonzepte in OOA Entity Relationship Klassen- diagramm Pseudo- code Zustands- automat Kollaborations- diagramm Geschäfts- prozesse Sequenz- diagramm OOA 1990 Entitätstypen und Beziehungen Klassen- strukturen Kontroll- strukturen Endlicher Automat Interaktions- strukturen Arbeits- ablauf A B A B A ist in B enthalten A ist implizit in B enthalten Modellierung Petri- netz

30 30Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 3/30 Funktions- Baum Datenfluss- diagramm Data Dictionary Entscheidungs- tabelle Entscheidungs- bäume Pseudo- code SA 1979 Funktionale Hierarchie Informations- fluss Daten- strukturen Kontroll- strukturen Kombination der Basiskonzepte in SA Modellierung

31 31Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 3/31 Funktions- Baum Datenfluss- diagramm Data Dictionary Entscheidungs- tabelle Entscheidungs- bäume Pseudo- code SA 1979 Funktionale Hierarchie Informations- fluss Daten- strukturen Kontroll- strukturen Kombination der Basiskonzepte in RT Entity Relationship Entitätstypen Beziehungen Zustands- automat Endlicher Automat RT 1987 Modellierung

32 32Vorlesung Automatisierungsprojekte Seite 3/32 Auswahl eines Konzepts anhand der Graphiken 1.Anwendungsbereich des Produkts 2.Zutreffen der zugeordneten Komplexitätsarten Nein: Orientierung an den Komplexitätsarten 3.Basiskonzepte wählen, die den Komplexitätsarten zugeordnet sind 4.Prüfen, ob kombinierte Methode mit ermittelten Basiskonzepten vorhanden Ja: Einsatz der Methode Nein: Basiskonzepte einsetzen Beispiel DGS: Echtzeitanwendung mit komplexen Algorithmen, komplexer Systemumgebung und zeitabhängigem Verhalten. => Eignung für Methode RT, (Petri-Netze), (OOA), (Sequenzdiagramme) Modellierung


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