Digitalisierung von Engineering-Dokumenten unter Verwendung von Model-Document Coupling
Idee und Ziel
Im Umfeld von technischen Innovationen treten Änderungen an Prozessen, Produkten und Produktion regelmäßig auf. Damit einhergehend ergeben sich Änderungen für Modelle und Dokumenten, die teilweise überlappende Information beinhalten und zu Inkonsistenzen führen können. Insbesondere Änderungen an Dokumenten führen dazu, dass diese Dokumente nicht mehr oder nur teilweise in einem geeigneten rechnergestützten Format vorliegen, sodass herkömmliche Methoden des Inkonsistenzmanagements nicht mehr anwendbar sind. Ein Model-Document Coupling Ansatz zielt hierbei darauf an, (geänderte) Dokumente mit ihren originalen Modellen systematisch zu koppeln und somit das Reverse Engineering im Änderungsfall technologisch zu unterstützen.
Anforderungen
Um Dokumente mit Modellen miteinander koppeln zu können, müssen folgende Anforderungen erfüllt werden: (1) Dokumente und potentielle Änderungen müssen mithilfe einer Modellierungssprache beschrieben werden können, (2) eine bidirektionale Transformation zwischen Dokument und Modellen muss entworfen und (3) eine Abgleich-Methodik zwischen zwei Informationsquellen (Modell und Dokument) muss definiert werden.
Beteiligte
Ein Model-Document Coupling ist stets zwischen zwei beliebigen Akteuren sinnvoll, wenn diese Akteure auf unterschiedlichen Informationsquellen arbeiten (z.B. SysML Anforderungs-Modell in einem Tool und exportiertes Lastenheft in Form eines PDF-Dokuments) und gleichzeitig herkömmliche Methoden des Inkonsistenzmanagements nicht anwendbar sind.
Dauer und Ort
Ein Model-Document Coupling Ansatz kann im gesamten Lebenszyklus eines mechatronischen Systems erfolgen. In frühen Lebensphasen können Dokumente automatisiert generiert werden, wodurch Inkonsistenzen vorgebeugt werden kann. In späten Phasen kann Model-Document Coupling angewandt werden, um aus schwer maschinen-interpretierbaren Dokumenten für Computer „lesbare“ und den jeweiligen Anwendungsfall geeignete Modelle zu rekonstruieren.
Vorgehensweise
Die nachfolgende Abbildung zeigt links die prinzipielle Struktur zum Aufbau eines Model-Document Coupling Frameworks, das im Kern aus zwei Transformationsmaschinen besteht. Die nachfolgende Abbildung zeigt rechts die allgemeine Struktur während des Reverse Engineerings von Dokumente, also um aus Dokumenten Modelle zu „rekonstruieren“.
Anwendungsbeispiel
Die Anwendbarkeit und Nützlichkeit eines Model-Document Coupling Ansatzes zeigt der SFB 768 an folgenden Anwendungsfällen (Link zur Publikation):
- Generierung von Lastenheften aus Anforderungsmodellen in SysML (IEEE ICIT 2017)
- Rekonstruktion von Anforderungsmodellen aus geänderten Lastenheften (IEEE ICPS 2019)
- Generierung von modularer IEC 61131-3 Steuerungssoftware aus SVG-basierten R&I Fließbildern der Verfahrenstechnik (IEEE ISSE 2018)
- Rekonstruktion von ECAD-ähnlichen Modellen aus handschriftlich annotierten Stromlaufplänen, sogenannten redlinings (IECON 2018)