Eine Objektorientierte Architektur Für Leitstände Zur Feinplanung

ISBN-13: 9783540582731 / Niemiecki / Miękka / 1994 / 158 str.

Thomas Otterbein

Opis

Die vorliegende Arbeit entstand wahrend meiner Tatigkeit als wissen schaftlicher Mitarbeiter am Institut fur Arbeitswissenschaft und Techno logiemanagement (rAT) an der Universitat Stuttgart und am Fraunhofer Institut fur Arbeitswirtschaft und Organisation (rAO). Stuttgart. Sie wurde vom Bundesministerium fur Forschung und Technologie (BMFT) durch den Projekttrager Arbeit und Technik (AuT) im Rahmen des Projektes PLANLEIT gefordert. Herrn Prof. Dr.-Ing. habil. H.-J. Bullinger. geschaftsfuhrender Direktor des Instituts fur Arbeitswissenschaft und Technologiemanagement (rAT) an der Universitat Stuttgart sowie Leiter des Fraunhofer-Instituts fur Arbeitswirtschaft und Organisation (rAOl. gilt mein besonderer Dank fur seine wohlwollende Unterstutzung und Forderung dieser Arbeit. Herrn Prof. Dr.-Ing. A. Storr. stellvertretender Direktor des Instituts fur Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen (ISW) an der Universitat Stuttgart. danke ich sehr fur die Ubernahme des Mitberichts. seine eingehende Durchsicht der Arbeit und die sich daraus ergebenden Verbesserungsvorschlage. Stellvertretend fur alle Kolleginnen und Kollegen des rAT und IAO. die mir durch kritische Diskussionen und Anregungen bei der Erarbeitung der Dissertation geholfen haben. danke ich A. Huthmann und M. Krone berg. Herrn Dr.-Ing. K-P. Fahnrich sowie Hans-Peter Laubseher gilt mein besonderer Dank fur ihre genaue Durchsicht der Arbeit und ihre kon struktive Kritik. Nicht zu vergessen das FIKS-Programmierteam. beste hend aus J. Engel. S. Goesele. A. Herm. S. Holl. U. Rey sowie A. Schlack. das in unzahligen Stunden geholfen hat. die Ideen und Entwurfe dieser Arbeit in eine funktionierende Implementierung umzusetzen."

Spis treści

1. Einführung.- 2. Problemstellung und Stand der Technik.- 2.1. Stand des Wissens bezüglich Leitständen.- 2.1.1. Der Leitstand als Mittel der Werkstattsteuerung.- 2.1.2. Weitere Anwendungen von Leitständen.- 2.1.3. Leitstände aus Sicht unterschiedlicher CIM-Strategien.- 2.1.4. Einordnung des Leitstandes in eine Umgebung von Informationssystemen — Abgrenzung gegenüber der PPS.- 2.2. Architekturen und Modelle für Werkstattsteuerungssysteme.- 2.2.1. Standardisierung und Normung in der Fertigungssteuerung.- 2.2.2. Die Notwendigkeit einer Architektur für Werkstattsteuerungssysteme.- 2.2.3. Der Begriff Architektur im Kontext des Leitstandes.- 2.2.4. Stand des Wissens bezüglich der Architektur von Leitständen.- 2.3. Anpaßbarkeit von Leitständen auf Basis der Architektur.- 3. Zielsetzung und Vorgehensweise.- 4. Anforderungen an Leitstände.- 4.1. Generelle Anforderungen.- 4.2. Anforderungen bezüglich der Anwendungsumgebung.- 4.2.1. Dezentraler Einsatz.- 4.2.2. Einbindung in hierarchische und nicht hierarchische Organisationsformen.- 4.2.3. Eigenständigkeit.- 4.3. Anforderungen an die Systemtechnik.- 4.3.1. Integrationsfähigkeit, Interoperabilität und Offenheit.- 4.3.2. Flexibilität/Anpaßbarkeit.- 4.4. Funktionale Anforderungen.- 4.4.1. Mehrressourcenplanung.- 4.4.2. Auftragsnetze.- 4.4.3. Alternative Planentwürfe und Simulation.- 4.4.4. Spezifische Planungsstrategien und -algorithmen.- 4.4.5. Splitten und Joinen.- 4.4.6. Arbeitspläne.- 4.5. Softwaretechnologische Anforderungen.- 4.5.1. Klassifizierung von Anforderungen.- 4.5.2. Empirische Untersuchungen über Anforderungen.- 4.5.3. Gewichtung der Anforderungen.- 4.6. Zusammenfassung und Bewertung.- 5. Auswahl einer Methode zur Beschreibung der Architektur von Leitständen..- 5.1. Modelle als Basis der Beschreibung von Informationssystemen.- 5.2. Modellmethoden in der Softwareerstellung.- 5.2.1. Funktionsorientierte Modellmethoden.- 5.2.2. Datenorientierte Modellmethoden.- 5.2.3. Objektorientierte Modellmethoden.- 5.2.3.1. Grundlagen der Objektorientierung.- 5.2.3.2. Eigenschaften objektorientierter Systeme.- 5.2.3.3. Objektorientierung und Phasenmodell.- 5.3. Bewertung der Methoden und Auswahl.- 5.4. Objektorientierung beim Bau einer Architektur für Leitstände.- 6. Abstraktion der Objekte der Fertigungssteuerung.- 6.1. Ausgangsmodell.- 6.2. Arbeitspläne mit AP-Bedarf.- 6.2.1. Makro-Struktur.- 6.2.1.1. Makro-Struktur für Arbeitspläne.- 6.2.1.2. Makro-Struktur für AP-Bedarf.- 6.2.1.3. Abhängigkeit der AP-Bedarfe von AO, APA und APN.- 6.2.2. Attribute von Arbeitsplan und AP-Bedarf.- 6.2.2.1. AP-Dauer für Einheitsmenge.- 6.2.2.2. Die Dauer bei unterschiedlichen Mengen.- 6.2.2.3. Vollständigkeitsflag, Bezeichnung und Beschreibung.- 6.2.2.4. Ort, Zeit, Menge und Bedarfsdauer.- 6.2.2.5. Unterbrechbarkeit.- 6.2.3. ERM für AP und AP-Bedarf.- 6.2.4. Entwurf der Klassen für AP und AP-Bedarf.- 6.2.4.1. Umwandlung von Entities und Relationen in Klassen.- 6.2.4.2. Identifikation der Methoden und gemeinsamer Basisklassen.- 6.2.5. Komplexe Attributklassen: Regelattribute.- 6.2.5.1. Klassen zur Beschreibung von Regeln zur Ermittlung der Dauer einer Arbeit.- 6.2.5.2. Andere Regelklassen.- 6.2.6. Zusammenfassung AP und AP-Bedarf.- 6.3. Der Bedarf.- 6.3.1. Das ERM für den Bedarf.- 6.3.2. Wirkungsweise des Bedarfes.- 6.3.2.1. Abhängigkeiten von FAZ und SEZ verschiedener Bedarfe.- 6.3.2.2. Propagierung über den Bedarfsgraphen.- 6.3.3. Entwurf der Klassen für den Bedarf.- 6.3.3.1. Umwandlung von Entities und Relationen in Klassen.- 6.3.3.2. Identifikation von gemeinsamen Basisklassen.- 6.3.3.3. Identifikation komplexer Attribute.- 6.3.3.4. Identifikation der Methoden.- 6.3.4. Zusammenfassung Bedarf.- 6.4. Die Arbeit (Aufträge und Arbeitsvorgänge).- 6.4.1. Begriffsfestlegung.- 6.4.2. Der Leitstand in seiner Umgebung.- 6.4.2.1. Hierarchische und gleichberechtigte Beziehungen.- 6.4.2.2. Ein allgemeines Kooperationsmodell.- 6.4.3. Die Substrukturierung von Aufträgen.- 6.4.4. ERM für die Arbeit.- 6.4.5. Klassen für die Arbeit.- 6.4.5.1. Übertragung von Entities und Relationen in Klassen.- 6.4.5.2. Ableitung des internen Auftrags.- 6.4.5.3. Ableitung von Anfragemenge und abgesandtem Auftrag.- 6.4.6. Wirkungsweise der Aufträge.- 6.4.6.1. Splitten und Joinen, lokale Losbildung.- 6.4.6.2. Propagierung über Auftragsgrenzen hinweg.- 6.4.7. Regelklassen für Methoden zur Propagierung.- 6.4.8. Zusammenfassung Arbeit.- 6.5. Ressourcen.- 6.5.1. Ressourcentypen.- 6.5.1.1. Einzelkapazität.- 6.5.1.2. Kapazitätsgruppen.- 6.5.1.3. Material.- 6.5.1.4. Programm.- 6.5.2. ERM für Ressourcen.- 6.5.3. Klassen für Ressourcen.- 6.5.4. Zusammenfassung Ressourcen.- 7. Erstellung von Leitständen auf Basis der Architektur.- 7.1. Aufbau eines abstrakten Leitstandes.- 7.1.1. Die Steuerungseinheit als abstrakter Leitstand.- 7.1.2. Der Einplaner.- 7.2. Vorgehensweise zur Ableitung konkreter Leitstände.- 8. Implementierung der Architektur.- 8.1. Systemumgebung.- 8.2. Organisation, Dokumentation und Management des Klassensystems.- 8.3. Anbindung der implementierten Klassen an eine Benutzungsoberfläche.- 8.4. Entwickeltes Klassensystem.- 9. Bewertung der Architektur für anwendungsspezifische Leitstände.- 9.1. Unterstützung unterschiedlicher Benutzergruppen und ihrer Anforderungen durch die Architektur.- 9.2. Anwendung der Architektur auf den Bau eines Leitstandes.- 9.2.1. Analyseergebnisse.- 9.2.1.1. Ausgangssituation und Zielsetzung.- 9.2.1.2. Ist-Situation.- 9.2.1.3. Soll-Konzept.- 9.2.2. Design des Leitstandes.- 9.2.3. Implementierung des Leitstandes.- 9.2.4. Bewertung und Diskussion der erzielten Ergebnisse.- 10. Weitere Entwicklungen.- 10.1. Kritische Anmerkungen zur entworfenen Architektur.- 10.2. Potentielle Weiterentwicklungen.- 10.3. Einfluß auf Standardisierung und Normung.- 11. Zusammenfassung.- 12. Literaturverzeichnis.- A. Anhang: Anforderungen an Software.- A.1. Übersicht über Anforderungen an Software.- A.2. Klassifizierung von Anforderungen nach Wallmüller.- B. Anhang: Organisation und Dokumentation des Klassensystems.- B.1 Namenkonvention.- B.2 Dokumentation und Management.- C. Anhang: Auswahl der Systemumgebung für die Implementierung.- C.1. Programmiersprache.- C.2. Betriebssystem.- C.3. Fenstersystem und Dialog-Management-Tool.- C.4. Datenhaltung/Datenbank.- C.4.1. Sequentielle Dateien.- C.4.2. Konventionelle Datenbank und indexsequentielle Dateien.- C.4.3. Objektorientierte Datenbank.- C.4.4. Bewertung.- C.S. CASE.- C.6. Kommunikation.- C.7. Bibliotheken.- C.7.1. Klassenbibliotheken im Rahmen existierender objektorientierter Sprachen.- C.7.2. Einsatz von existierenden C++-Klassenbibliotheken.- C.8. Hardware-Umgebung.- D. Anhang: Verwendete Implementierungsmechanismen.- D.1. Darstellung externer Beziehungen von Objekten.- D.2. Identifikationsmechanismen.- D.2.1. Festlegung der Eigenschaften von Identifikationen.- D.2.2. Klassen zur Identifikation.- D.3. Mechanismus zur Rückverfolgung vom Objekt zur Datenstruktur.- D.3.1. Definition des Mechanismus.- D.3.2. Klassen für Rückverfolgungsmechanismus.- D.4. Datenstrukturen.- D.4.1. Basisklassen der Datenstrukturklassen.- D.4.2. Datenstrukturklassen.- D.5. Anbindung an eine Oberfläche.- D.5.1. Schwierigkeiten bei der Anbindung einer graphischen Oberfläche.- D.5.2. MVC — Model View Controller.- D.6. Gesamtklassenbaum.- E. Anhang: Erfüllung der Anforderungen an Leitstände durch die verschiedenen Teile des Modelles.