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Relationale Prozeßmodellierung in kooperativer Gebäudeplanung Institut für Bauinformatik Universität Hannover Prof. Dr.-Ing. R. Damrath Dipl.-Ing. M. König.

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Präsentation zum Thema: "Relationale Prozeßmodellierung in kooperativer Gebäudeplanung Institut für Bauinformatik Universität Hannover Prof. Dr.-Ing. R. Damrath Dipl.-Ing. M. König."—  Präsentation transkript:

1 Relationale Prozeßmodellierung in kooperativer Gebäudeplanung Institut für Bauinformatik Universität Hannover Prof. Dr.-Ing. R. Damrath Dipl.-Ing. M. König Dipl.-Ing. A. Klinger VoraussetzungenDFG-SPP 1103 Hannover 2003 Relationale ProzeßmodellierungDFG-SPP 1103 Herrsching 2003 Institut für BauinformatikUniversität Hannover

2 Planungsakteur: Person, Gruppe, Team, Büro, Institut, Unternehmen Planungsaktivität: Aufgabenbezogene Tätigkeit für einen Planungsakteur mit einem gewissen Zeitaufwand Planungszustand: Aktuelle Planungsergebnisse für ein Element der Gebäudestruktur Prozeßmanagement: Software (Agent) für das Management des dynamischen Prozessmodells Institut für BauinformatikUniversität Hannover Prozeßmodell Relationale ProzeßmodellierungDFG-SPP 1103 Herrsching 2003 Organisationsstruktur Planungsakteur Prozeß- manage- ment Verweise Produktmodell Prozeßstruktur Planungsaktivität Gebäudestruktur Planungszustand

3 Planungsablauf Aktivitäten und Transitionen Asynchronisation und Synchronisation bei Aktivitäten Entscheidungen und Begegnungen bei Transitionen Bipartiter Graph: Workflow-Graph Anfangs- und Endtransition Erreichbarkeit Zyklenfreiheit Strukturelle Korrektheit Relationale Prozeßstruktur VoraussetzungenDFG-SPP 1103 Hannover 2003 Relationale ProzeßstrukturDFG-SPP 1103 Herrsching 2003 Institut für BauinformatikUniversität Hannover AktivitätTransitionBeziehung Asynchronisation: AND-Split Synchronisation: AND-Join Entscheidung: OR-Split Begegnung: OR-Join AnfangEnde

4 VoraussetzungenDFG-SPP 1103 Hannover 2003 Relationale ProzeßstrukturDFG-SPP 1103 Herrsching 2003 Institut für BauinformatikUniversität Hannover Instanzgraph Ein Instanzgraph beschreibt einen möglichen Planungsablauf Bei jeder Entscheidung ist genau eine Möglichkeit realisiert Die relationale Prozeßstruktur ist rekursiv in ihre Instanzgraphen zerlegbar Instanzgraphen

5 Strukturelle Korrektheit VoraussetzungenDFG-SPP 1103 Hannover 2003 Relationale ProzeßstrukturDFG-SPP 1103 Herrsching 2003 Institut für BauinformatikUniversität Hannover *) van der Aalst, Hirnschall, Verbeek: An Alternative Way to Analyze Workflow Graphs; Springer-Verlag; Berlin 2002 Strukturelle Korrektheit *) Die relationale Prozeßstruktur ist strukturell korrekt, wenn jeder Instanzgraph korrekt ist Ein Instanzgraph ist korrekt, wenn er enthält Begegnung unvollständige Synchronisation 1.keine Begegnung und 2.keine unvollständige Synchronisation

6 Hierarchischer Planungsablauf Prinzip: Komposition und Dekomposition Dekomposition von Aktivitäten Dekomposition von Transitionen Gliederung in Ebenen Hierarchischer bipartiter Graph Bipartite Struktur Kompositionsabbildung Strukturelle Konsistenz Strukturelle Korrektheit Hierarchische Prozeßstruktur VoraussetzungenDFG-SPP 1103 Hannover 2003 Hierarchische ProzeßstrukturDFG-SPP 1103 Herrsching 2003 Institut für BauinformatikUniversität Hannover Aktivität Transition Beziehung Kompositionsabbildung Wurzel Ebene 1 Ebene 2

7 Strukturelle Konsistenz Eine hierarchische Prozeßstruktur ist strukturell konsistent, wenn: zugeordnet ist. Jede Entscheidung/Begegnung auf einer höheren Ebene ist mit einer Entscheidung/Begegnung auf der unteren Ebene assoziiert. Die Umkehrung gilt nicht allgemein. VoraussetzungenDFG-SPP 1103 Hannover 2003 Hierarchische ProzeßstrukturDFG-SPP 1103 Herrsching 2003 Institut für BauinformatikUniversität Hannover Strukturelle Konsistenz 1.bei der Dekomposition jeder Beziehung auf einer höheren Ebene mindestens eine Beziehung auf der unteren Ebene und 2.bei der Komposition jeder Beziehung auf einer unteren Ebene genau eine Beziehung auf der oberen Ebene

8 Hierarchische Instanzgraphen VoraussetzungenDFG-SPP 1103 Hannover 2003 Hierarchische ProzeßstrukturDFG-SPP 1103 Herrsching 2003 Institut für BauinformatikUniversität Hannover Hierarchischer Instanzgraph Ein hierarchischer Instanzgraph beschreibt einen möglichen hierarchischen Planungsablauf und ist strukturell konsistent Die hierarchische Prozeßstruktur ist rekursiv in ihre Instanzgraphen zerlegbar Strukturelle Korrektheit Die hierarchische Prozeßstruktur ist strukturell korrekt, wenn jeder hierarchische Instanzgraph korrekt ist Ein hierarchischer Instanzgraph ist korrekt, wenn er keine Begegnung und keine unvollständige Synchronisation enthält

9 Bewertete Prozeßstruktur Bewertung der Aktivitäten mit einer Zeitdauer Bewertung der Transitionen mit einem Zeitversatz Konsistenz der Bewertung: Der kritische Weg auf einer oberen Ebene ist immer eine obere Schranke eines kritischen Weges auf einer unteren Ebene Methoden der Netzplantechnik Bestimmung des kritischen Weges Zeit- und Terminplanung VoraussetzungenDFG-SPP 1103 Hannover 2003 MethodenDFG-SPP 1103 Herrsching 2003 Institut für BauinformatikUniversität Hannover Kritischer Weg obere Ebene L = 28 Kritischer Weg untere Ebene L = 26

10 Markierte Prozeßstruktur Bool'sche Markierung der Aktivitäten und Transitionen Konsistenz der Markierung: Eine verfeinerte Aktivität ist beendet, wenn alle Aktivitäten der Dekomposition beendet sind Methoden der Petri-Netze Bedingungs-/Ereignis Netz Ereignisorientierte Benachrichtigung und Kommunikation VoraussetzungenDFG-SPP 1103 Hannover 2003 MethodenDFG-SPP 1103 Herrsching 2003 Institut für BauinformatikUniversität Hannover Aktivität nicht beendet Transition nicht aktiv Aktivität beendet Transition aktiv

11 VoraussetzungenDFG-SPP 1103 Hannover 2003 ProzeßstrukturDFG-SPP 1103 Herrsching 2003 Institut für BauinformatikUniversität Hannover Hierarchische Prozeßstruktur mit Bewertung und Markierung G = (A, T; R, Q;, W, M) AMenge von Aktivitäten TMenge von Transitionen R A TBeziehungen Aktivität Transition Q T A Beziehungen Transition Aktivität : (A T) (A T)Kompositionsabbildung W: (A T) Bewertung M: (A T) {0, 1}Markierung Methoden Definition der Prozeßstruktur Prüfung der Konsistenz Prüfung der Korrektheit Algorithmen der Netzplantechnik Algorithmen der Petri-Netze

12 Dynamischer Aufbau VoraussetzungenDFG-SPP 1103 Hannover 2003 PlanungsfortschreibungDFG-SPP 1103 Herrsching 2003 Institut für BauinformatikUniversität Hannover AnfangEndePlanungsphasen Verfeinerung Erweiterung Dynamischer Aufbau Planungsphasen: Initialisierung des Planungsprozeßes (z.B. Grobplanung nach HOAI) Verfeinerung: Dekomposition einer Aktivität mit ihren Transitionen Erweiterung: Hinzufügen von neuen Aktivitäten und Transitionen Beachtung der strukturellen Konsistenz und der strukturellen Korrektheit

13 Varianten VoraussetzungenDFG-SPP 1103 Hannover 2003 PlanungsentscheidungDFG-SPP 1103 Herrsching 2003 Institut für BauinformatikUniversität Hannover Varianten Planungsaufgaben der Varianten werden im Rahmen von Aktivitäten bearbeitet Nach der Bearbeitung erfolgt die Bewertung der Varianten und die Entscheidung für eine Variante Alternativen Es wird nur eine Alternative im Rahmen einer Aktivität bearbeitet Die Auswahl einer Alternative erfolgt vor der Bearbeitung Variante B Variante A Alternative A Alternative B Alternativen Bewertung und Entscheidung Entscheidung

14 VoraussetzungenDFG-SPP 1103 Hannover 2003 PlanungsänderungDFG-SPP 1103 Herrsching 2003 Institut für BauinformatikUniversität Hannover Planungsänderungen Fester Bestandteil der kooperativen Gebäudeplanung Änderungen führen zu Versionen und Nachträgen Planungsänderungen haben Auswirkungen auf die Organisations-, Gebäude- und Prozeßstruktur Behebung eines Planungskonflikts Meldung Änderung Nachtrag

15 Drei-Schichten-Architektur VoraussetzungenDFG-SPP 1103 Hannover 2003 Informationstechnische UmsetzungDFG-SPP 1103 Herrsching 2003 Institut für BauinformatikUniversität Hannover Prozeßmodell- Editor CAD-System… FachanwendungsschichtProzeßmodell- daten IFC- Produktdaten Datenschicht IFC-Modell Modellschicht Relationales Prozeßmodell Organisationsstruktur Gebäudestruktur Prozeßstruktur Netzwerk Netzwerkgestützte kooperative Arbeitsumgebung Datenschicht: Speicherung der Produkt- und Prozeßmodelldaten Modellschicht: Zugriff auf die Produkt- und Prozeßmodelldaten. Bereitstellung von Methoden zum Arbeiten mit dem relationalen Prozeßmodell Fachanwendungsschicht: Anwendungen der Fachplaner mit entsprechenden Schnittstellen zur Modellschicht

16 Gebäudestruktur VoraussetzungenDFG-SPP 1103 Hannover 2003 Relationale ProzeßmodellierungDFG-SPP 1103 Herrsching 2003 Institut für BauinformatikUniversität Hannover

17 Prozeßstruktur VoraussetzungenDFG-SPP 1103 Hannover 2003 Relationale ProzeßmodellierungDFG-SPP 1103 Herrsching 2003 Institut für BauinformatikUniversität Hannover

18 VoraussetzungenDFG-SPP 1103 Hannover 2003 Relationale ProzeßmodellierungDFG-SPP 1103 Herrsching 2003 Institut für BauinformatikUniversität Hannover Ausblick Aufgabenorientierte Planung Aufbau der äußeren Verknüpfung zwischen Organisations-, Gebäude- und Prozeßstruktur Planungsfortschreibung, -entscheidung und - änderung Informationstechnische Umsetzung Kooperation mit Industriepartner


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