Durch eine standardisierte elektronische Übergabe von Planungsdaten können deutliche Effizienzsteigerungen im Planungsprozess von technischen Anlagen erreicht werden. Für das Gewerk der Leit- und Sicherungstechnik (LST) wurde mit dem PlanPro-Datenmodell die Grundlage für eine solche durchgängige digitale Arbeitsweise geschaffen. Neben der Vermeidung von wiederholter manueller Datenerfassung trägt die Nutzung der PlanPro-Schnittstelle selbst bereits zu einer grundlegenden Qualitätssicherung bei. Darüber hinaus bietet die automatisierte Testung von Planungsdaten jedoch weiteres Beschleunigungspotenzial, das genutzt werden muss, um das zukünftig anstehende Projektvolumen bei gleichzeitig begrenzten Planungs- und Prüfressourcen bewältigen zu können.
Die vorliegende Arbeit beschreibt einen Ansatz für eine automatisierte Prüfung von LST-Planungsdaten im PlanPro-Format mittels Schematron. Aufbauend auf einer allgemeinen Betrachtung zu den Möglichkeiten der Qualitätssicherung von XML-Daten und der Beschreibung der Schematron-Technologie werden Anforderungen an ein Testwerkzeug für den Einsatz bei der Planung von LST-Anlagen definiert. Thematisiert werden in diesem Kontext die Erstellung und Klassifizierung von Prüfregeln, die nutzergerechte Aufbereitung von Feststellungen sowie die Umsetzung im PlanPro-Werkzeugkoffer. Eine sicherheitsbezogene Bewertung, Erfahrungen aus der praktischen Anwendung und eine Analyse zur Übertragbarkeit des Ansatzes auf andere Datenformate runden die Arbeit ab.:1 Einleitung
1.1 Ausgangssituation
1.2 Zielstellung
1.3 Abgrenzung
1.4 Vorgehen
2 Grundlagen
2.1 Grundsätze des XML-Standards
2.1.1 Struktur des PlanPro-Datenmodells
2.2 Verankerung fachlicher Zusammenhänge im XML-Schema
2.2.1 Einschränkung der Befüllung mit Hilfe von Basistypen
2.2.2 Einschränkung der Befüllung mit Hilfe von Pattern
2.2.3 Pflichteigenschaft und Gruppierung von Attributen
2.2.4 Gegenseitiger Ausschluss von Attributen und Attributgruppen
2.2.5 Sicherstellung der Existenz von Verweiszielen mittels Key/Keyref
2.2.6 Flexibilisierung des Datenmodells für verschiedene Anwendungsfälle
2.3 Semantische Prüfung von XML-Daten
2.3.1 Technische Umsetzungsmöglichkeiten
2.3.2 Allgemeiner Ablauf einer Schematron-Prüfung
2.3.3 Anwendungsgebiete
2.3.4 Inhalt und Aufbau von Schematron-Regeln
2.3.5 Zuordnung von Regeln zu Mustern
2.3.6 Instanziierung von Schematron-Regeln
3 Einsatz von Schematron bei der Digitalen LST-Planung (PlanPro)
3.1 Integration in die funktionale Systemarchitektur PlanPro
3.2 Anforderungsspezifikation PlaZ LST
3.2.1 Allgemeine fachliche Grundsätze
3.2.2 Einbindung von PlaZ LST in den LST-Planungsprozess
3.2.3 PlaZ LST als Bestandteil des PlanPro-Werkzeugkoffers
3.2.4 Ablauf einer Prüfung
3.2.5 Ergebnisdarstellung (Ausgabeformate)
3.2.6 Ausgabe LST-fachlicher Bezeichnungen
3.2.7 Statusvergabe
3.2.8 Sortierung und Filterung der Ergebnisse
3.2.9 Gestaltung der Benutzeroberfläche
3.2.10 Technische Umsetzung
3.3 Konzept zur Erstellung und Verwaltung von Prüfregeln
3.3.1 Arbeitsablauf
3.3.2 Datenhaltung
3.4 Erstellung von Prüfregeln
3.4.1 Mindestanforderungen
3.4.2 Schwierigkeitsgrade
3.4.3 Optimierung von Prüfregeln und Modellierung
3.4.4 Optimierung und Verallgemeinerung von Prüfregeln
3.4.5 Statistische Auswertung erfasster Regeln
3.5 Nutzergerechte Aufbereitung von Fehlerausgaben
3.5.1 Visualisierung der Feststellungen
3.5.2 Optimierung von Fehlertexten
3.5.3 Verknüpfung von PlanPro-Werkzeugkoffer und LST-Planungswerkzeugen
3.6 Umsetzung PlaZ LST im PlanPro-Werkzeugkoffer
3.6.1 Vollständiger Feststellungsberichts als PDF
3.6.2 Feststellungsbericht in dynamischer HTML-Anzeige
3.7 Sicherheitsbezogene Bewertung des Schematron-Einsatzes bei der Prüfung
von LST-Planungsdaten
3.8 Erfahrungen aus praktischer Anwendung (Fallstudien)
3.8.1 Musterbahnhof P-Hausen
3.8.2 Referenzprojekte
3.8.3 Pilotprojekte – Digitaler Knoten Stuttgart
3.8.4 Erkenntnisse und Erfahrungen aus BIM-Projekten
4 Übertragbarkeit des Ansatzes auf andere Datenformate (EULYNX DataPrep)
4.1.1 Semantische Übertragbarkeit der Prüfregeln
4.1.2 Technologische und technische Übertragbarkeit
5 Zusammenfassung und Ausblick
5.1 Zusammenfassung
5.2 Ausblick
Abkürzungsverzeichnis
Abbildungsverzeichnis
Tabellenverzeichnis
Literaturverzeichnis
Erklärung
Danksagung
Anhang A: Spezifikation Plausibilitäts- und Zulässigkeitsprüfung LST (PlaZ LST)
Anhang B: Semiformale Definition LST-fachlicher Bezeichner und Sortierkriterien
Anhang C: Erweiterter Ablauf für die Erstellung und Änderung von PlaZ-Regeln
Anhang D: Regeldokumentation / With a standardized electronic transfer of engineering data, significant increases in efficiency can be achieved in the engineering process of technical facilities. With the PlanPro data model, the basis for such a continuous digital working method has been created for control-command and safety systems (CCS). In addition to avoiding repeated manual data entry, the use of the PlanPro interface itself already contributes to fundamental quality assurance. Beyond that, the automated testing of engineering data offers further acceleration potential, which must be used to be able to cope with the future project volume with simultaneously limited engineering and checking resources.
This paper describes an approach for an automated verification of CCS engineering data in PlanPro format using Schematron. Based on a general overview showing the possibilities of quality assurance for XML data and the description of the Schematron technology, requirements for a test tool to be used in the CCS engineering are defined. In this context, the creation and classification of test rules, the user-friendly presentation of findings, and the implementation in the PlanPro toolbox are handled. A safety evaluation, experiences from practical application and an analysis of the transferability of the approach to other data formats complete the work.:1 Einleitung
1.1 Ausgangssituation
1.2 Zielstellung
1.3 Abgrenzung
1.4 Vorgehen
2 Grundlagen
2.1 Grundsätze des XML-Standards
2.1.1 Struktur des PlanPro-Datenmodells
2.2 Verankerung fachlicher Zusammenhänge im XML-Schema
2.2.1 Einschränkung der Befüllung mit Hilfe von Basistypen
2.2.2 Einschränkung der Befüllung mit Hilfe von Pattern
2.2.3 Pflichteigenschaft und Gruppierung von Attributen
2.2.4 Gegenseitiger Ausschluss von Attributen und Attributgruppen
2.2.5 Sicherstellung der Existenz von Verweiszielen mittels Key/Keyref
2.2.6 Flexibilisierung des Datenmodells für verschiedene Anwendungsfälle
2.3 Semantische Prüfung von XML-Daten
2.3.1 Technische Umsetzungsmöglichkeiten
2.3.2 Allgemeiner Ablauf einer Schematron-Prüfung
2.3.3 Anwendungsgebiete
2.3.4 Inhalt und Aufbau von Schematron-Regeln
2.3.5 Zuordnung von Regeln zu Mustern
2.3.6 Instanziierung von Schematron-Regeln
3 Einsatz von Schematron bei der Digitalen LST-Planung (PlanPro)
3.1 Integration in die funktionale Systemarchitektur PlanPro
3.2 Anforderungsspezifikation PlaZ LST
3.2.1 Allgemeine fachliche Grundsätze
3.2.2 Einbindung von PlaZ LST in den LST-Planungsprozess
3.2.3 PlaZ LST als Bestandteil des PlanPro-Werkzeugkoffers
3.2.4 Ablauf einer Prüfung
3.2.5 Ergebnisdarstellung (Ausgabeformate)
3.2.6 Ausgabe LST-fachlicher Bezeichnungen
3.2.7 Statusvergabe
3.2.8 Sortierung und Filterung der Ergebnisse
3.2.9 Gestaltung der Benutzeroberfläche
3.2.10 Technische Umsetzung
3.3 Konzept zur Erstellung und Verwaltung von Prüfregeln
3.3.1 Arbeitsablauf
3.3.2 Datenhaltung
3.4 Erstellung von Prüfregeln
3.4.1 Mindestanforderungen
3.4.2 Schwierigkeitsgrade
3.4.3 Optimierung von Prüfregeln und Modellierung
3.4.4 Optimierung und Verallgemeinerung von Prüfregeln
3.4.5 Statistische Auswertung erfasster Regeln
3.5 Nutzergerechte Aufbereitung von Fehlerausgaben
3.5.1 Visualisierung der Feststellungen
3.5.2 Optimierung von Fehlertexten
3.5.3 Verknüpfung von PlanPro-Werkzeugkoffer und LST-Planungswerkzeugen
3.6 Umsetzung PlaZ LST im PlanPro-Werkzeugkoffer
3.6.1 Vollständiger Feststellungsberichts als PDF
3.6.2 Feststellungsbericht in dynamischer HTML-Anzeige
3.7 Sicherheitsbezogene Bewertung des Schematron-Einsatzes bei der Prüfung
von LST-Planungsdaten
3.8 Erfahrungen aus praktischer Anwendung (Fallstudien)
3.8.1 Musterbahnhof P-Hausen
3.8.2 Referenzprojekte
3.8.3 Pilotprojekte – Digitaler Knoten Stuttgart
3.8.4 Erkenntnisse und Erfahrungen aus BIM-Projekten
4 Übertragbarkeit des Ansatzes auf andere Datenformate (EULYNX DataPrep)
4.1.1 Semantische Übertragbarkeit der Prüfregeln
4.1.2 Technologische und technische Übertragbarkeit
5 Zusammenfassung und Ausblick
5.1 Zusammenfassung
5.2 Ausblick
Abkürzungsverzeichnis
Abbildungsverzeichnis
Tabellenverzeichnis
Literaturverzeichnis
Erklärung
Danksagung
Anhang A: Spezifikation Plausibilitäts- und Zulässigkeitsprüfung LST (PlaZ LST)
Anhang B: Semiformale Definition LST-fachlicher Bezeichner und Sortierkriterien
Anhang C: Erweiterter Ablauf für die Erstellung und Änderung von PlaZ-Regeln
Anhang D: Regeldokumentation
| Identifer | oai:union.ndltd.org:DRESDEN/oai:qucosa:de:qucosa:90666 |
| Date | 10 April 2024 |
| Creators | Klaus, Christoph |
| Contributors | Trinckauf, Jochen, Polze, Andreas, Maschek, Ulrich, Technische Universität Dresden |
| Source Sets | Hochschulschriftenserver (HSSS) der SLUB Dresden |
| Language | German |
| Detected Language | German |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, doc-type:doctoralThesis, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis, doc-type:Text |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | urn:nbn:de:bsz:14-qucosa-219652, qucosa:30181 |
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