Intelligente Technologien der Gebäude- und Raumautomation (RA) werden als essentiell eingeschätzt, um im Gebäudesektor Energie zu sparen und Treibhausemissionen wie CO2 zu verringern. Komplexe Planungsprozesse und ein unübersichtliches Angebot Tausender RA-Produkte hemmen jedoch die Verbreitung von RA-Systemen. Als potentielle Vereinfachung wurden auf Basis funktionaler Modelle von RA-Produkten automatische Entwurfsansätze – wie der an der TU Dresden entwickelte automatische Systementwurf „AUTERAS“ – erforscht, deren praktischer Nutzen bisher allerdings nicht hinreichend demonstriert werden konnte. Die Hauptursache dafür liegt daran, dass sich die existierenden Modellierungsansätze für funktionale Komponentenmodelle in der Praxis nicht bewährt haben. Um eine Verbreitung von automatischen Entwurfsansätzen für RA in der Praxis zu ermöglichen, entwickelt diese Arbeit mit dem Modellierungsansatz „BA-GSem“ ein praxistaugliches, funktionales Komponentenmodell, welches einerseits detaillierte Modellstrukturen und andererseits fortgeschrittene Konzepte zur Vereinfachung des Modellierungsprozesses bereitstellt. Die von BA-GSem definierten Modellstrukturen umfassen mit Teilmodellen für Komponentenstrukturen, Funktionalität und Schnittstellensemantik verschiedene Aspekte von RA-Produkten, wodurch die wesentlichen Teilschritte des Entwurfsprozesses von RA-Systemen in hoher Qualität automatisiert werden können. Dabei wird die Funktionalität von Produkten durch Funktionalitäts- und Informationsflussgraphen formal auf Ebene des Informationstransports und der Informationsverarbeitung modelliert. Zusätzlich führt BA-GSem ein modulares Klassifikationsframework für Semantik ein, das auf Basis eines Vokabulars von semantischen Annotationen (sog. „Tags“) komplexe Semantikausdrücke formen und dadurch Informationstypen feingranular repräsentieren kann. Ergänzend zu den Modellstrukturen von BA-GSem wird das Forschungsgebiet „Modellierungsunterstützung für funktionale Komponentenmodelle“ untersucht, um Konzepte zur Senkung des Modellierungsaufwands zu ermitteln. Exemplarisch realisierte Vorschlagsfunktionen für Modellelemente erweisen sich als geeignet, um die Komplexitätstreiber des Modellierungsprozesses beherrschen zu können. Durch die Ergebnisse dieser Arbeit wird einerseits die Qualität der mit automatischen Entwurfsansätzen erhaltenen Ergebnisse deutlich verbessert. Andererseits kann eine signifikante Reduktion des Modellierungsaufwands von RA-Produkten erreicht werden. Damit verringert BA-GSem eine wesentliche Hürde für die zukünftige Etablierung von automatischen Entwurfsansätzen in der Branche der Raumautomation und trägt somit mittelbar zu Energieeinsparungen im Gebäudesektor bei.:Einleitung Grundlagen Stand der Technik Lösungskonzept BA-GSem: Komponentenmodell Einsatzmöglichkeiten des BA-GSem Komponentenmodells Erstellung von Komponentenmodellen Bewertung der Lösung Zusammenfassung und Ausblick / Intelligent technologies in the field of building and room automation (RA) are considered essential for reducing the energy consumption and greenhouse gas emissions in the building sector. However, engineering RA systems is a complex task, which is even further exacerbated by the myriad of thousands of RA products available to planners and system integrators. Approaches for an automated engineering of RA systems – such as the “AUTERAS” approach developed at the TU Dresden – have been proposed as potential facilitators for a more efficient engineering. These approaches make use of formal models for product functionality to solve the complex task of product selection. But, since the existing approaches for functionality modelling have not proven their effectiveness in practice, the usefulness of the automated engineering approaches has not yet been demonstrated. In order to aid the practical proliferation of automated engineering for RA systems, this thesis contributes an approach for functional modelling called “BA-GSem”, which consists of detailed model structures and advanced concepts to reduce the effort of the modelling process. The model structures defined by BA-GSem address the aspects of component structures, functionality, and interface semantics. With these model structures in place, the main tasks of engineering RA systems can be automated, yielding high quality results. To achieve this, functionality is modeled as a graph of functionalities and information flows to express the transport and transformation of information in an RA product. In addition, BA-GSem proposes a modular framework for classification of semantics. This framework uses a vocabulary of semantic annotations (“tags”) to build complex semantic expressions, which are able to represent fine-grained classes of information types. BA-GSem also investigates the research area of “modelling support for functional component models” for reducing the effort of the modelling process, thereby complementing the detailed model structures proposed. Suggestion functionalities as proof-of-concept realizations of modelling support seem capable of coping with complexity-critical modelling tasks. As a result, the contributions of this thesis improve the quality of the results of automated engineering approaches. Furthermore, it enables a significant reduction of the modelling effort for RA products. Both effects reduce a major barrier for establishing automated engineering approaches in the room automation domain and for unlocking the potential contributions of the building sector towards achieving the world’s climate goals.:Einleitung Grundlagen Stand der Technik Lösungskonzept BA-GSem: Komponentenmodell Einsatzmöglichkeiten des BA-GSem Komponentenmodells Erstellung von Komponentenmodellen Bewertung der Lösung Zusammenfassung und Ausblick