Entwicklung und Evaluation einer Modellierungssprache für den Architekturentwurf von verteilten Automatisierungsanlagen auf Basis der Systems Modeling Language (SysML):
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Göttingen
Sierke
2014
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INHALTSVERZEICHNIS
1. EINLEITUNG 1
1.1. MOTIVATION 1
1.2. ZIELSETZUNG 2
1.3. STRUKTUR DER ARBEIT 2
2. STAND DER TECHNIK 4
2.1. AUTOMATISIERUNGSTECHNIK 4
2.1.1. BESTANDTEILE EINES AUTOMATISIERUNGSSYSTEMS 6
2.1.2. AUTOMATISIERUNGSARCHITEKTUREN 8
2.2. SOFTWAREENTWURF VON AUTOMATISIERUNGSSYSTEMEN 12
2.2.1. SOFTWAREENTWURF IN DER INDUSTRIELLEN PRAXIS 12
2.2.2. FORSCHUNGSANSATZ FUER DEN ENTWURF VERTEILTER AT-SYSTEME 15
2.2.3. KLASSE UND INSTANZ 17
2.2.4. METHODEN UND INTERFACES 18
2.3. GERAETE UND DEREN FUNKTIONEN IN VERTEILTEN SYSTEMEN 18
2.3.1. BEISPIELANLAGE 19
2.3.2. FUNKTIONEN IN VERTEILTEN AUTOMATISIERUNGSSYS-TEMEN 20
2.3.3. ANSAETZE ZUR KLASSIFIZIERUNG VON GERAETEN 22
2.3.4. KATEGORISIERUNG VON GERAETEN AUF FUNKTIONS-BASIS 23
2.3.5. VERAENDERUNG DER ROLLE EINES GERAETES 25
2.3.6. RAHMENBEDINGUNGEN FUER DIE FUNKTIONSERFTLL-LUNG IN VERTEILTEN
SYSTEMEN 28
2.4. MODELLIERUNGSSPRACHE 31
2.4.1. KOMPLEXITAET 33
2.4.2. RICHTLINIEN ZUR DARSTELLUNG 33
2.4.3. RICHTLINIEN FUER HIERARCHIE 34
2.4.4. ZUORDNUNG VON SEMANTIK UND SYNTAX 35
2.4.5. MENTALE MODELLE 36
2.4.6. ANFORDERUNGEN AN DAS BESCHREIBUNGSMITTEL 37
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2.5. BESCHREIBUNGSMITTEL FUER DEN ENTWURF VON VERTEILTEN
AUTOMATISIERUNGS-SYSTEMEN
38
2.5.1. KRITERIEN ZUR BEWERTUNG 44
2.5.2. BEWERTUNG DER ANSAETZE 47
3. SYSTEMS MODELING LANGUAGE (SYSML) 52
3.1. ERWEITERUNGSMECHANISMUS DER UML 52
3.2. ANFORDERUNGSDIAGRAMM 53
3.3. STRUKTURDIAGRAMME 54
3.3.1. BLOCKDEFINITIONSDIAGRAMM 54
3.3.2. INTERNES BLOCKDIAGRAMM 56
3.3.3. PARAMETERDIAGRAMM 56
3.4. VERHALTENSDIAGRAMME 57
3.4.1. AKTIVITAETSDIAGRAMM 57
4. BESCHREIBUNGSMITTEL FUER DEN ENTWURF VON VERTEILTEN
AUTOMATISIERUNGSSYSTEMEN 60
4.1. MODELLELEMENTE UND METAMODELL DER SYSML FUER DEN ENTWURF EINES
VERTEILTEN
AT-SYSTEMS 60
4.1.1. HARDWAREARCHITEKTUR 60
4.1.2. SOFTWAREARCHITEKTUR 62
4.1.3. PORTS 64
4.1.4. VERBINDUNGEN 65
4.2. UNTERSTUETZUNG IM ENTWURFSPROZESS 68
4.2.1. UNTERSTUETZUNG DES MENTALEN ANLAGENMODELLS DES ENTWICKLERS 68
4.2.2. SICHTEN-UND FILTERKONZEPT 69
4.2.3. ROLLENKONZEPT FUER GERAETE 71
4.2.4. KONZEPT ZUR WIEDERVERWENDUNG 74
4.3. SYSML-VAT ALS PROFIL DER SYSML 77
4.4. PROTOTYPISCHER EDITOR 77
5. ENTWURF UND REALISIERUNG DER PROBANDENEVALUATION 81
5.1. VERSUCHSDESIGN 81
5.1.1. AUFGABENSTELLUNG DER PROBANDENEVALUATION 82
5.1.2. SCHULUNGSKONZEPT FIIRDIE PROBANDENEVA-LUATION 84
5.1.3. DURCHFUEHRUNG DER PROBANDENEVALUATION 86
5.2. BEISPIELPROZESS FUER DIE TESTAUFGABE DER PROBANDENEVALUATION 88
5.2.1. MECHANISCHER AUFBAU 88
5.2.2. AUTOMATISIERUNGSTECHNISCHER AUFBAU 89
5.3. OPERATIONALISIERUNG DER PROBANDEN-EVALUATION 92
5.3.1. UNABHAENGIGE VARIABLEN 92
5.3.2. ABHAENGIGE VARIABLEN 92
5.4. STATISTISCHES VORGEHEN BEI DER AUSWERTUNG DER PROBANDENEVALUATION
94
5.5. PROBANDENGRUPPEN 95
5.5.1. STUDENTEN DER UNIVERSITAET DER BUNDESWEHR HAMBURG 95
5.5.2. STUDENTEN DER TU MUENCHEN 96
5.5.3. BEWERTUNG DER PROBANDENGRUPPEN 97
6. AUSWERTUNG DER EVALUATIONSEXPERIMENTE 99
6.1. EINFLUSS DES BESCHREIBUNGSMITTELS AUF DAS MODELLIERERGEBNIS 99
6.2. EINFLUSS DES BESCHREIBUNGSMITTELS AUF DIE ERFUELLUNG DERNFA 102
6.2.1. RESSOURCEN UND ECHTZEIT 102
6.2.2. MODULARITAET 103
6.2.3. BEISPIELLOESUNGEN VON PROBANDEN 107
6.3. EINFLUSS DES BESCHREIBUNGSMITTELS AUF DIE BEARBEITUNGSZEIT 111
6.4. EINFLUSS DER VORERFAHRUNG AUF DAS MODELLIERERGEBNIS 113
6.5. WERKZEUGUSABILITY 115
6.6. AUSWERTUNG DER FREITEXTANTWORTEN 116
6.7. NACHVERSUCH ZU THESE 2B 117
6.8. ZUSAMMENFASSUNG DER VERSUCHSERGEBNISSE 118
7. ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 120
8. LITERATURVERZEICHNIS 122
9. ABKUERZUNGSVERZEICHNIS 134
10. ABBILDUNGSVERZEICHNIS 135
11.TABELLENVERZEICHNI S 137 |
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