ISBN: 3-540-65319-8
TITLE: Prozessautomatisierung 2
AUTHOR: Lauber, Rudolf; Ghner, Peter
TOC:

1 Automatisierungsprojekte 1
1.1 Was ist ein Automatisierungsprojekt? 1
1.1.1 Kennzeichen eines Automatisierungsprojekts 1
1.1.2 Arten von Automatisierungsprojekten 3
1.1.3 Zeitliche Durchfhrung eines Projekts 4
1.1.4 Projekt-Organisationsformen 7
1.1.5 Beispiele 9
1.2 Ingenieurttigkeiten bei Automatisierungsprojekten 13
1.2.1 bersicht ber die Ttigkeitsbereiche 13
1.2.2 Ttigkeiten zur technischen Realisierung durch Projektierung bzw. durch Entwicklung 14
1.2.3 Ttigkeiten zur Qualittssicherung 15
1.2.4 Ttigkeiten fr das Konfigurationsmanagement 16
1.2.5 Ttigkeiten fr das Projektmanagement 17
1.2.6 Ttigkeiten und Vertragsdokumente im Zusammenhang mit Auftraggeber-Auftragnehmer-Beziehungen 18
1.3 Anwendung von Modellen bei Automatisierungsprojekten 21
1.3.1 Modellbegriff 21
1.3.2 Anwendung deskriptiver Modelle zur Analyse technischer Prozesse 22
1.3.3 Anwendung prskriptiver Modelle zur Synthese eines Automatisierungssystems 23
1.3.4 Vorgehensmodelle zur Beschreibung des Ttigkeitsablaufes bei einem Automatisierungsprojekt 25
1.4 Vorgehensmodelle fr die Ttigkeitsbereiche bei einem Automatisierungsprojekt 27
1.4.1 Projekt-Vorgehensmodelle 27
1.4.2 Ansatz eines Vorgehensmodells fr den Ttigkeitsbereich "Entwicklung" 31
1.4.3 Ein Vorgehensmodell fr den Ttigkeitsbereich "Qualittssicherung" 34
1.4.4 Ein Vorgehensmodell fr den Ttigkeitsbereich "Konfigurationsmanagement" 36
1.4.5 Ein Vorgehensmodell fr den Ttigkeitsbereich "Projektmanagement" 37
1.4.6 Graphische Darstellungen des Projektablaufs 43
1.5 Vorgehensmodelle fr den Entwicklungsprozess 47
1.5.1 Unterschiedliche Anstze fr Vorgehensmodelle des Entwicklungsprozesses 47
1.5.2 Phasenmodelle (Life-Cycle-Modelle) 48
1.5.3 Vorgehensmodelle mit Rckfhrpfaden 50
1.5.4 Einbeziehung von Entwurfsentscheidungen in das Vorgehensmodell 54
1.5.5 Vorgehensmodelle mit Ttigkeitsebenen (Entwurfsebenenmodell) 57
1.5.6 Vorgehensmodelle bei Verwendung von Prototypen 60
1.5.7 Das Spiralenmodell 62
1.5.8 Vorgehensmodell fr einen objektorientierten Entwicklungsprozess 63
1.6 Dokumentation als Projektttigkeit 68
1.6.1 Anforderungen an die Dokumentation und Probleme 68
1.6.2 Arten von Beschreibungsmitteln und Dokumenten 69
1.6.3 Rechneruntersttzte Erstellung der Dokumentation 71
1.7 Wirtschaftliche Durchfhrung von Automatisierungsprojekten 74
1.7.1 Wirtschaftlichkeit und Produktivitt 74
1.7.2 Einflussfaktoren bezglich der Produktivitt 78
Selbsttestaufgaben zu Kapitel 1 79
2 Modellierungskonzepte 85
2.1 Was ist ein Modellierungskonzept? 85
2.1.1 Modellbildung durch Abstraktion auf der Grundlage eines Modellierungskonzepts 85
2.1.2 Arten von Modellierungskonzepten 87
2.1.3 Zur Terminologie 89
2.2 Prozessorientierte Modellierungskonzepte 90
2.2.1 bersicht 90
2.2.2 Konzepte fr Eingangs-/Ausgangs-Modelle 90
2.2.3 Das Prozessorientierte Modellierungskonzept der SADT-Methode 93
2.2.4 Konzepte fr aktionsorientierte Modelle 97
2.2.5 Regelorientierte Modellierungskonzepte 104
2.3 Produktorientierte (datenorientierte) Modellierungskonzepte 109
2.3.1 bersicht 109
2.3.2 Modellierung von Informationsstrukturen nach Jackson 110
2.3.3 Das Informationsflussorientierte Modellierungskonzept der Methode "Strukturierte Analyse" (SA) 113
2.4 Zustands-/ereignisorientierte Modellierungskonzepte 120
2.4.1 Modellierung durch diskrete Zustnde und Zustandsbergnge 120
2.4.2 Modellierung des dynamischen Verhaltens eines zeitkontinuierlichen oder zeitdiskreten Systems im Zustandsraum 127
2.4.3 Kombination von Zustandsmodellen mit dem datenflussorientierten Modellierungskonzept 129
2.4.4 Modellierung mit Petri-Netzen 132
2.5 Objektorientierte Modellierungskonzepte 142
2.5.1 Das Entity-Relationship-Modellierungskonzept 142
2.5.2 Der Objekt- bzw. Klassenorientierte Modellierungsansatz 148
Selbsttestaufgaben zu Kapitel 2 159
3 Automatisierungsverfahren 161
3.1 Grundaufgaben und Grundkonzepte der Automatisierungstechnik 161
3.1.1 Automatisierungsaufgaben 161
3.1.2 Anwendung von Prozessmodellen zur Lsung der Automatisierungsaufgaben 162
3.1.3 Strukturierung der Automatisierungsaufgaben in hierarchische Ebenen 166
3.1.4 Informationsorientierte Betrachtungsweise 168
3.1.5 Mensch-Prozess-Kommunikation 173
3.2 Modelle des technischen Prozesses 177
3.2.1 Anwendung unterschiedlicher Modellierungskonzepte 177
3.2.2 Arten von Prozessmodellen 180
3.2.3 Qualitative Prozessmodelle von Flieprozessen 184
3.2.4 Quantitative Prozessmodelle von Flieprozessen 192
3.2.5 Prozessmodelle fr Folge- und Stckprozesse 194
3.3 Verfahren zur berwachung von technischen Prozessen 203
3.3.1 Aufgaben der Prozessberwachung und Fehlerdiagnose 203
3.3.2 Prozess-Signalerfassung und Aufbereitung 210
3.3.3 Signalorientierte Prozessberwachung 223
3.3.4 Informationsorientierte Prozessberwachung 231
3.4 Verfahren zur Fhrung technischer Prozesse 253
3.4.1 Aufgaben und Ebenen der Prozessfhrung 253
3.4.2 Fhrung einzelner Prozessgren 254
3.4.3 Prozessfhrung auf der Ebene der technischen Anlagen 260
3.4.4 Produktions- bzw. Betriebsfhrung 264
Selbsttestaufgaben zu Kapitel 3 267
4 Rechneruntersttzung fr Automatisierungsprojekte 271
4.1 Der Computer als Werkzeug des Ingenieurs 271
4.1.1 Ziele der Rechneruntersttzung 271
4.1.2 Definition einiger allgemeiner Grundbegriffe 275
4.1.3 CA-Systeme 278
4.1.4 Einzelwerkzeuge und Werkzeugsysteme 285
4.2 Rechneruntersttzung fr das "Engineering" bei Automatisierungsprojekten 292
4.2.1 CAE-Werkzeugsysteme fr die Rechneruntersttzte Projektierung technischer Anlagen 292
4.2.2 Rechneruntersttzte Entwicklung binrer Steuerungssysteme 293
4.2.3 CAE-Werkzeugsysteme fr Aufgabenstellungen der Regelungstechnik und Systemdynamik 295
4.2.4 Simulations-Werkzeugsysteme 303
4.3 Rechneruntersttzung fr die Softwareentwicklung bei Automatisierungsprojekten 305
4.3.1 CASE-Werkzeugsysteme 305
4.3.2 Das EPOS-System als Beispiel eines integrierten CASE-Werkzeugsystems 311
Selbsttestaufgaben zu Kapitel 4 326
5 Vorgehensweise in den Anfangsphasen eines Automatisierungsprojekts 329
5.1 Ttigkeiten in den Projektanfangsphasen 329
5.1.1 Unterschiedliche Vorgehensmodelle und Begriffe 329
5.1.2 Auftraggeber- und Auftragnehmerttigkeiten in den Anfangsphasen 333
5.2 Festlegung der Anforderungen im Lastenheft 337
5.2.1 Funktionale und nichtfunktionale Anforderungen 337
5.2.2 Przisierung und Identifizierung von Anforderungen 340
5.2.3 Gliederung des Lastenhefts 347
5.3 Angebotserstellung 359
5.3.1 Die Problematik der Angebotserstellung 359
5.3.2 Verfahren zur Schtzung des Zeit- und Kostenaufwands 362
5.3.3 Rechneruntersttzung fr die Angebotserstellung 365
5.4 Erstellung des Pflichtenhefts 367
5.4.1 Definition und Gliederung des Pflichtenhefts 367
5.4.2 Konzipierung einer fachtechnischen Lsung 370
5.4.3 Festlegung der Grobstruktur des Automatisierungssystems 373
5.4.4 Objektorientierte Vorgehensweise 373
5.4.5 Analyse der gewhlten Lsungskonzeption und -struktur durch Simulation 378
5.5 Projektplanung 379
5.5.1 bersicht 379
5.5.2 Projektstrukturplanung 380
5.5.3 Projektorganisationsplanung 381
5.5.4 Kostenplanung 383
5.5.5 Einsatzmittelplanung 384
5.5.6 Terminplanung 385
5.5.7 Softwarewerkzeuge zur Rechneruntersttzung fr die Projektplanung 386
Selbsttestaufgaben zu Kapitel 5 387
6 Vorgehensweise in der Entwurfsphase 389
6.1 Der Entwurfsprozess bei der Produkt- bzw. Anlagenautomatisierung 389
6.2 Entwurf der Struktur des Automatisierungssystems 392
6.2.1 Festlegung der Hardware- und Software-Struktur 392
6.2.2 Redundante Strukturen bei hohen Anforderungen an die Zuverlssigkeit, Verfgbarkeit oder Sicherheit 398
6.3 Entwurf des Software-Hardware-Systems 403
6.3.1 Erfahrungsregeln und Entwurfsprinzipien 403
6.3.2 Entwurfsanstze 410
6.3.3 Spezielle Entwurfsgesichtspunkte bei Echtzeitsystemen 415
6.3.4 Simulationsorientierter Entwurfsprozess 417
6.4 Projektfhrung und -berwachung 421
Selbsttestaufgaben zu Kapitel 6 423
7 Vorgehensweise in der Implementierungs- und Inbetriebnahmephase 427
7.1 bergang vom Entwurf zur Realisierung 427
7.2 Testen 431
7.2.1 Begriffsdefinition 431
7.2.2 Grundstzliches Vorgehen beim Testen 433
7.2.3 Teststrategien 435
7.2.4 Testen von Echtzeitprogrammen 437
7.3 Qualittssicherung 439
7.3.1 Definition von Begriffen der Qualittssicherung 439
7.3.2 Qualittssicherung nach ISO 9000 441
7.3.3 Qualittssicherung von Softwaresystemen 444
7.4 Wartung 451
7.4.1 bersicht 451
7.4.2 Instandhaltung 453
7.4.3 Software-Wartung 455
7.4.4 Reverse Engineering 457
Selbsttestaufgaben zu Kapitel 7 458
Lsungen der Selbsttestaufgaben 459
Literatur 479
Index 497
END
