Eine Methode zur objektorientierten Softwarespezifikation von dezentralen Automatisierungssystemen mit der Unified Modeling Language (UML)

Moderne Automatisierungssysteme in der Produktionstechnik sind durch ein hohes Maß an Dezentralität und Verteiltheit gekennzeichnet. Hardwarekomponenten werden in diesem Umfeld zusammen mit entsprechender herstellerspezifischer Software, d. h. mit vordefinierter Steuerungsfunktionalität ausgeliefert. Daraus folgt, dass die Applikation auf Systemebene durch Zusammenfügen der Steuerungskomponenten, d. h. hardwarenahen Teilfunktionalitäten, erstellt wird. Die Anforderungen einer Produktionsanlage und ihre später hinzuzufügenden Erweiterungen sind aber im Kontext des technischen Prozesses definiert. Zukünftige Methoden der Entwicklung von Steuerungssoftware für Anlagen der Produktionstechnik müssen daher durch konsistente Modellentwürfe der Software in der Lage sein, Anforderungen aus dem Anwendungsbereich zu beschreiben und durch Verfeinerungs- und Dekompositionstechniken in den Programmcode zu überführen. Nur auf diese Weise lassen sich diese Anlagen nachvollziehbar entwerfen, bestehende Produktionseinrichtungen aggregieren und neue Geräte hinzufügen. In diesem Artikel wird eine Methode vorgestellt, die mittels der grafischen Softwarespezifikationssprache Unified Modeling Language (UML) ein durchgängiges Modell der Automatisierungssoftware beschreibt, das über die Hardware- und Prozessgrenzen hinweg die Nachverfolgung von Anforderungen der Anwendungsdomäne bis in die Ebene des implementierenden Codes ermöglicht.

Modern automation systems in the field of manufacturing engineering are characterised by a high degree of decentralization and distribution hardware components are delivered together with respective producer specific software, that means with predefined control functionality. Hence it follows that the application on system level is composed of partial functionalities which depend on the hardware components. However, the requirements of a production unit and of its possibly later extensions are defined in the context of the technical process. In the future, consistent software models will enable methods for developing control software for production units to take up requirements from the application domain and to transfer them into the program code by refining and decomposition techniques. This is the only way to design production units transparently, to aggregate existent unit parts and to add new functionalities in operation. This article presents a method for describing a consistent model of control software by the graphic software specification language UML (Unified Modeling Language). This model enables the pursuing of requirements in the application domain up to the level of the implementing code level.