Ulm, Univ., Diss., 2008.

Techn. University, Diss., 2004--Darmstadt.

Zentrale Zielstellung dieser Arbeit ist die Entwicklung eines Konzepts für ein Prozessdatenmanagementsystem für Klein- und Mittelständische Unternehmen. Dies umfasst sowohl die Problematik der prozessgebundenen Massendatenerfassung mit Hilfe einer Datenbank als auch eine einfache, flexible und interoperable Kommunikation zwischen Datenbank, Prozessdatenquellen und Datenbankanwendungen. Eine besondere Schwierigkeit besteht darin, Datenbanktransaktionen unter prozessbedingten Echtzeitanforderungen im Dauerbetrieb und ausfallsicher abzuwickeln. Das entwickelte Konzept beinhaltet folgende wichtigen Funktionalitäten: Socketbasierte ASCII-Textübertragung, 4GL mit speziellen Ausdrucksmitteln und Anwendungsbeschreibungssprache, Priorisiertes Ereignis- und Transaktionsmanagement, Spezielle Indizes und Zeiger, Replikationsverfahren zur Sicherstellung von hoher Verfügbarkeit und Performance sowie Mechanismen zur Softwarewartung und -änderung bei laufendem Betrieb.

Zielstellung der Dissertation ist der Entwurf eines industriellen Datenbanksystems (DBS). Industriell eingesetzte DBS benötigen im Wesentlichen nur zwei Eigenschaften, welche durch herkömmliche DBS nur unzureichend unterstützt werden. Dazu zählen die Realzeitfähigkeit und die Dauerbetriebsfähigkeit. Zentrales Kernelement der vorliegenden Arbeit sind die Betrachtungen zur Realzeitfähigkeit des DBS. Unter bestimmten Voraussetzungen ist es möglich, ein hart realzeitfähiges DBS (RZ-DBS) zu implementieren. Dafür müssen außer dem Realzeitmanager keine grundsätzlich neuen Algorithmen implementiert werden. Einige Algorithmen des DBMS müssen lediglich an die Realzeitbedingungen angepasst bzw. dafür optimiert werden. Da sich Datenbestände dynamisch entwickeln, ist es notwendig, alle Realzeitanforderungen und -bedingungen im DBS zu speichern. Dazu bietet sich das Data Dictionary an. Das RZ-DBS ist, sofern es vollständig implementiert ist, selbstständig in der Lage, die Einhaltung der Realzeitanforderungen zu gewährleisten. Das DBS wurde teilweise in der Industrie erprobt.

This thesis presents an approach for device information modeling that is meant to ease the challenges of device manufacturers in the automation domain. The basis for this approach are semantic models of the application domain. The author discusses the challenges for integration in the automation domain and especially regarding field devices, device description languages and fieldbuses. A method for the generation of semantic models is presented and an approach is discussed that is meant to help the generation of device descriptions for different device description languages. The approach is then evaluated.

This thesis presents an approach for device information modeling that is meant to ease the challenges of device manufacturers in the automation domain. The basis for this approach are semantic models of the application domain. The author discusses the challenges for integration in the automation domain and especially regarding field devices, device description languages and fieldbuses. A method for the generation of semantic models is presented and an approach is discussed that is meant to help the generation of device descriptions for different device description languages. The approach is then evaluated.

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Von Beginn der flexiblen Automatisierung mit numerisch gesteuerten Werkzeugmaschinen und der zugehörigen Programmier-Software bis zum gegenwärtigen Entwicklungsstand (Industrie 4.0) wird die historische Entwicklung von 1960 bis 2020 aus der Position eines aktiven Mitgestalters dargestellt. Interessanterweise vollzogen sich die wesentlichen Entwicklungsetappen für die ersten dreißig Jahre parallel in beiden deutschen Staaten. Aus den Lehren des Zweiten Weltkrieges wurden im Rahmen der UNESCO zum friedlichen Informationsaustausch geeignete wissenschaftliche Organisationen gegründet: • IFIP (Internationale Föderation für Informationsprozesse, speziell Arbeitsgrupp CAM • CIRP (Internationale Akademie der Fertigungstechniker) Mit der Berufung und aktiven Mitarbeit in diesen Organisationen war eine Plattform für die deutsch-deutsche und darüber hinaus internationale Kooperation gegeben. Ein besonderer Schwerpunkt für den geordneten Informationsaustausch im Rahmen der gesamten dynamischen Entwicklung im Gebiet der Produktionsautomatisierung war dabei die im 3-Jahres-Rhythmus durchgeführte Konferenzserie PROLAMAT (Programming Languages for Machine Tools), gestartet 1969 in Rom. Im weiteren Verlauf wurde dieser Begriff viel breiter für das gesamte Gebiet der automatisierten Informationsverarbeitung und Fertigung erweitert. Ein besonderer Höhepunkt war dabei die erfolgreichste PROLAMAT-Konferenz 1988 in Dresden. Parallel dazu erfolgten an der TU Dresden Entwicklungen in Richtung CAD/CAM-Labor und später CIM-TT (CIM-Technologietransferzentrum). Damit war an der TU Dresden 1989/90 ein Entwicklungsstand gegeben, der unmittelbar zu gemeinsamen deutsch-deutschen und internationalen EU-Projekten genutzt werden konnte. Dieses hohe Entwicklungsniveau wurde zur offiziellen Eröffnung des CIM-TT-Zentrums in den Eröffnungsreferaten durch den damaligen Wissenschaftsminister Dr. Riesenhuber und Ministerpräsident Prof. Biedenkopf gewürdigt. Durch die zum gleichen Zeitpunkt verfügte veränderte Nutzung des für das CIM-TT im Aufbau befindliche Gebäude durch die neugegründete Juristische Fakultät wurde der erfolgreich vorbereitete Weg verhindert. Unabhängig davon blieb meine fachliche Orientierung mit den gravierenden Weiterentwicklungen eng verbunden. Dazu trug das Sabbatical-Jahr in Norwegen und den USA 1992 maßgeblich bei. Mit dem Forschungsaufenthalt war die Entscheidungsvorbereitung für die vorgesehene Groß-Investition für das neueste generative Verfahren verbunden. Gleichzeitig mit dem fundierten Nachweis der bestgeeigneten sog. Rapid-Prototyping-Anlage vom deutschen Anbieter EOS München war die TU Dresden auf diesem neuen High-Tech-Gebiet 1992 in einer anerkannten Spitzenposition. Mit meiner Publikation eines der ersten Fachbücher im Gebiet Advanced Prototyping (jetzt Additiv Manufacturing) war darüber hinaus eine gute Basis für weitere innovative Aktivitäten gegeben Dazu gehört die Gründung einer High-Tech-Firma (SFM - Schnelle Fertigung von Modellen) mit bemerkenswerten beispielgebenden Ergebnissen. Hervorgehoben soll die zwanzigjährige aktive Kooperation mit der Universität Stellenbosch (RSA - Republik Südafrika), die unter anderem mit meiner Berufung zum Extraordinary Professor im Jahr 2003 verbunden ist. Mit der Eröffnung eines Technologie-Zentrums nach dem Vorbild des ursprünglichen CIM TT -Zentrums der TU Dresden konnte für Südafrika ein wertvoller Beitrag geleistet werden. Das gesamte Lebenswerk ist gekennzeichnet durch die Entwicklungsschritte von der Mathematisierung über die Algorithmierung bis hin zur Programmierung vielfältiger technologischer Sachverhalte. Die Ergebnisse sind in einer Anzahl von persönlichen Fachbüchern (z.T. übersetzt in das Russische und Ungarische) wie auch Konferenzberichten und mehr als 200 Veröffentlichungen (deutsch und englisch) dokumentiert.