Kollaboratives Engineering effizienter machen Christian Doppler Laboratory “Software Engineering Integration für flexible Automatisierungsysteme”

Herausforderungen im Engineering Prozess für industrielle Anlagen 1.“Engineering Polynesien”: Werkzeuginseln passen nicht nahtlos zusammen. 2.“Engineering Babylon”: Maschinen verstehen Projektkonzepte der Ingenieure nicht. 3.“Lose Kopplung”: Engineering Prozesse sind nicht aufeinander abgestimmt. © logi.cals Seite Juni 2016 Frontend Engineering und Design Basic Engineering Detail Engineering Procurement Construction Start-upOperation

Bedarfe für das Unterstützen gelebter Engineering-Prozesse mit Werkzeugen © logi.cals Seite Juni 2016 Biffl S., Mordinyi R., Moser T., „Anforderungsanalyse für das integrierte Engineering – Mechanismen und Bedarfe aus der Praxis“, atp edition 5/2012. Erhobene Bedarfe aus realen Engineering-Umgebungen 1.Überblick zum virtuellen mechatronischen Engineering-Modell  Etwa Änderungskaskaden, Navigation, Auswertungen zu versionierten Daten 2.Überblick zu Projektorganisation und Fortschritt  Etwa Rollen, Zustände, Notifikation/Ticketing, Anbindung an ERP-Systeme 3.Verwendbarkeit/Benutzerfreundlichkeit für den Anwender  Etwa Verwenden gewohnter Werkzeuge, On-Site Unterstützung Abgeleitete Bedarfe an Fähigkeiten einer gut integrierbaren Werkzeuglandschaft 1.Offene Datenintegration auf Projektebene, Abgleich auch mit Externen 2.Automatisieren des Engineering Prozesses auf Projektebene  Etwa Ansteuern von Werkzeugen für Sichten übergreifende Funktionen  Welche Herausforderungen ergeben sich daraus in einer hetereogenen Software-Landschaft?

© logi.cals Seite Juni 2016 ASB Beiträge zu den Anwendungsfällen 1. Projektkonfiguration: Personen, Rollen, Werkzeuge und Prozesse. 2. Kommunikation zwischen Werkzeugen/Arbeitsbereichen 3. Datenspeicherung nach Bedarf 4. Definition/Ausführung komplexer Transformationen verbundener Objekte 5. Engineering Abläufe, Notifikationssystem 6. Index und Abfragemöglichkeiten auf verbundene Engineering Objekte 7. Analysen, Berichte, Feedback

Lösungen für den Engineering Prozess industrieller Anlagen 1.Semantische Suche in Engineering Daten. 2.Qualitätsgesicherte Werkzeugketten mit der „Semantic Dropbox“. 3.Einfaches Definieren und Überwachen kritischer Projektparameter. 4.Engineering Prozessverbesserung und Wissensmanagement. 5.Framework für eine Integration von Simulationen. © logi.cals Seite Juni 2016 Frontend Engineering und Design Basic Engineering Detail Engineering Procurement Construction Start-upOperation

Semantische Suche in Engineering Daten Christian Doppler Laboratory “Software Engineering Integration für flexible Automatisierungsysteme”

Herausforderung: Suche nach wertvollen Projektinformationen  Zielgruppe: Fach- & Werkzeugexperten und Projektmanager in Anlagen Engineering Projekten  Die komplexen Zusammenhänge zwischen Datenmodellen heterogener Software-Werkzeuge erschweren für Projektteilnehmer die Suche nach wertvollen Projektinformationen  Der Aufwand für die Suche und für das Erstellen von Abfragen über mehrere Datenmodelle hinweg soll minimiert werden. © logi.cals Seite Juni 2016 Frontend Engineering und Design Basic Engineering Detail Engineering Procurement Construction Start-upOperation

 Semantische Technologien ermöglichen die Definition von nützlichen Relationen zwischen den Datenmodellen heterogener Software-Werkzeuge.  Eine erweiterte Wissensbasis erlaubt das Formulieren von einfachen Abfragen zur effektiven Suche nach relevanten Projektinformationen.  Vorauswahl und Parametrisierbarkeit von häufig verwendeter Abfragen, etwa im Kontext der IEC , erhöhen die Qualität der Abfragen und der Ergebnismenge. Semantische Technologien für die Suche nach wertvollen Projektinformationen © logi.cals Seite Juni 2016 Frontend Engineering und Design Basic Engineering Detail Engineering Procurement Construction Start-upOperation

© logi.cals Seite Juni 2016 Abfragen über zusammenhängende Datenmodelle: IEC und ET9000

© logi.cals Seite Juni 2016 Abfragen über zusammenhängende Datenmodelle: IEC und ET9000

© logi.cals Seite Juni 2016 Abfragen über zusammenhängende Datenmodelle: IEC und ET9000

© logi.cals Seite Juni 2016 Abfragen über zusammenhängende Datenmodelle: IEC und ET9000

Demonstration/Video „Semantische Suche in Engineering Daten” 1. Planungsdatenübersicht ET9000 und IEC / TC6 2. Manueller Abgleich / Konsistenzprüfung der beiden Werkzeuge 3. Vordefinierte Abfragen zu Engineering Modellen 4. Ausführung von Abfragen, z.B. über mehrere Engineering Modelle 6. Visualisierung von Modellen und Beziehungen 5. Effiziente Nachvollziehbarkeit von Projektänderungen

Qualitätsgesicherte Werkzeugketten mit der „Semantic Dropbox“ Christian Doppler Laboratory “Software Engineering Integration für flexible Automatisierungsysteme”

Herausforderung: qualitätsgesicherte Weiterleitung von Änderungen  Zielgruppe: Fach- & Werkzeugexperten in Anlagen Engineering Projekten  Der Aufwand und die Benutzerfreundlichkeit für die qualitätsgesicherte Weiterleitung von Änderungen an Engineering-Plänen über Werkzeugketten in heterogenen Datenmodellen soll verbessert werden. © logi.cals Seite Juni 2016 Frontend Engineering und Design Basic Engineering Detail Engineering Procurement Construction Start-upOperation

 Durchgängige, effiziente und nachvollziehbare Werkzeugketten sollen helfen Änderungskaskaden zu beherrschen, um Fehler und Risiken in der Gesamtplanung zu minimieren.  Benutzer können Änderungen an Engineering-Objekten auch zwischen heterogenen Software-Werkzeugen einfach und effizient verteilen.  Qualitätsmanager können Aktivitäten an Engineering- Objekten automatisch nachvollziehen und auswerten, etwa Änderungen an Code-Blöcken in einer Bibliothek - auch über mehrere Projekte hinweg. Automatische Synchronisation mit der „Semantic Dropbox“ © logi.cals Seite Juni 2016 Frontend Engineering und Design Basic Engineering Detail Engineering Procurement Construction Start-upOperation

© logi.cals Seite Juni 2016 Synchronisierte Werkzeugkette mit der „Semantic Dropbox“ – ET9000, LC3c  Konsistente Planungsdaten in den Engineering Werkzeugen

© logi.cals Seite Juni 2016 Synchronisierte Werkzeugkette mit der „Semantic Dropbox“ – ET9000, LC3c, Jira  Automatische Änderungsverfolgung

© logi.cals Seite Juni 2016 Synchronisierte Werkzeugkette mit der „Semantic Dropbox“ – ET9000, LC3c, Jira  Automatische Änderungsverfolgung Synchronisation ET9000 logi.CAD 3 compact

Demonstration/Video: Qualitätsgesicherte Werkzeugketten mit der „Semantic Dropbox“

Demonstration/Video „Qualitätsgesicherte Werkzeugketten mit der „Semantic Dropbox“ 1. … 2. Project Engineering Object Status 3. Volatility of Engineering Objects 4. Progress of Engineering Obejcts 5. Tool Impact on Engineering Objects 6. Project Drill Down 7. Drill Down to Engineering Object

Einfaches Definieren und Überwachen kritischer Projektparameter Christian Doppler Laboratory “Software Engineering Integration für flexible Automatisierungsysteme”

Herausforderung: Überwachung von kritischen Projektparametern  Zielgruppe: Fach- & Werkzeugexperten in Anlagen Engineering Projekten.  Der Aufwand für das Sammeln, Auswerten und Beobachten von kritischen Projektparametern soll minimiert werden. 1.Verhandlung über benötigte/verfügbare Variablen im Projektkonsortium. 2.Bereitstellung gemeinsamer Konzeptvariablen aus lokalen und heterogenen Datenquellen. 3.Benachrichtigung von relevanten Projektteilnehmern bei Änderungen. © logi.cals Seite Juni 2016 Frontend Engineering und Design Basic Engineering Detail Engineering Procurement Construction Start-upOperation

© logi.cals Seite Juni 2016 Überwachen von kritischen Projektparametern Das Multi-Model-Dashboard unterstützt 1.einfaches Definieren und Überwachen kritischer Projektparameter. 2.verteilte und heterogene Entwicklungsumgebungen, z.B. Projektkonsortien. 3.unmittelbare Rückmeldung bei Änderungen / Überschreitung von Warngrenzen. Frontend Engineering und Design Basic Engineering Detail Engineering Procurement Construction Start-upOperation

© logi.cals Seite Juni 2016 Beispiel: Verteiltes Zeitmanagement in Projekt-Konsortien 1.Definition von lokalen Variablen (1a) in heterogenen Entwicklungsumgebungen; Festlegung von Bedingungen (1b). 2.Teilnehmer von Projektkonsortien: Verwendung beliebiger lokaler Werkzeuge, Datenmodelle und Dateiformate, z.B. XLS, DOC, PDF, Jira. 3.Zentrale Beobachtung kritischer Parameter (3a); Notifikation bei Änderungen / Bedingungsverletzungen (3b).

© logi.cals Seite Juni 2016 Variablendefinition: Quelldaten in Excel Verfügbare / benötigte Variablen Variablen-Details Quelldatei in Excel

© logi.cals Seite Juni 2016 Definition von Bedingungen Beteiligte Variablen Unterstützung von heterogenen Datenformaten, wie beispielsweise XLS, XML, PDF, PPT

© logi.cals Seite Juni 2016 Überwachung von Änderungen und Bedingungen Überwachung von Variablen und Bedingungen  Gültige Bedingungen  Ungültige Bedingungen Details: Aktuelle Werte ausgewähler Bedingungen

© logi.cals Seite Juni 2016 Aktive Benachrichtigung bei Änderungen und Bedingungsverletzungen Benachrichtigung: Notification History Benachrichtigung: Details

Demonstration/Video „Einfaches Definieren und Überwachen kritischer Projektparameter” 1. Überblick über Projektstatus mit Variablen, Bedingungen 2. Neue Variable definieren (XML) 3. Neue Variable definieren (XLS) 4. Neue Bedingungen definieren 5. Auswertung der definierten Bedingungen 6. Änderung von Quelldateien (XML und XLS) und Auswertung der Bedingungen 7. Benachrichtigung bei Änderungen und Verletzung von Bedingungen

Engineering Prozessverbesserung und Wissensmanagement Christian Doppler Laboratory “Software Engineering Integration für flexible Automatisierungsysteme”

Herausforderung im Anlagen Engineering: Prozessverbesserung  Zielgruppe: Fach- & Werkzeugexperten in Anlagen Engineering Projekten, Manager von Projekten und Organisationen.  Wiederverwendung von Artefakten und Engineering Know-how wird erschwert durch  lokale und unstrukturierte Ablage von Engineering Artefakten.  unzureichend qualitätsgesicherte Artefakte.  fehlende Nachvollziehbarkeit von wiederverwendeten Artefakten. © logi.cals Seite Juni 2016 Frontend Engineering und Design Basic Engineering Detail Engineering Procurement Construction Start-upOperation

© logi.cals Seite Juni 2016 Prozessverbesserung nach VDI 3695: Beispiel aus einem Beratungsprojekt 1.Identifikation kritischer Systemteile (Risiko) 2.Massnahmen der Qualitätssicherung (Reviews, Tests, Testautomatisierung) 3.Requirements Engineering 4.Sicherung und Nutzung von Engineering Wissen 5.Systemmigration, z.B. Tools, Altsysteme 6.Disziplinübergreifendes Projektmanagement

© logi.cals Seite Juni 2016 Sicherung und Nutzung des Engineering-Wissens  Erhöhung der Akzeptanz bestehender Systeme durch Feedbackschleifen zur kontinuierlichen Verbesserung. 1.Wissensverwendung. 2.Erfassung / Bewertung neuer Wissenskomponenten (Nutzerbeiträge). 3.Evaluierung und Bewertung durch Experten (Absicherung). 4.Feedback und Anerkennung von Beiträgen durch Experten. 5.Anerkennung für aktive Nutzer zur Erhöhung der Akzeptanz..

© logi.cals Seite Juni 2016 Collective Intelligence Mechanismen  Sicherung und Nutzung von Engineering-Wissen  Homogenisierung und Verbesserung der unterschiedlichen Projektteams.  Kontinuierlichen Verbesserung durch Feedbackschleifen.  Verwendung von Collective Intelligence Mechanismen.  Erwarteter Nutzen  Verwendbare aktuelle Wissensbasis für alle Projektmitglieder.  Sicherung, Strukturierung und Weiterentwicklung des State-of-the-Practice.  Wissenstransfer zwischen unterschiedlichen Projektteams.  Effizienzsteigerung durch stetig eine wachsende Wissensbasis  Einschulung neuer Mitarbeiter.

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SCADA & Simulation Integrationsumgebung Christian Doppler Laboratory “Software Engineering Integration für flexible Automatisierungsysteme”

Herausforderungen der Simulation mit SCADA-Systemen und Simulationsmodulen  Zielgruppe: Projektmitarbeiter, die Simulationen erstellen und verwenden.  Simulationen industrieller Prozesse verwenden oft mehrere Module für Simulation und Zugriff auf historische Daten bzw. aus realen Systemen.  Diese Module für Simulation und Datenzugriff arbeiten nicht nahtlos zusammen, die Integration erfordert erheblichen Aufwand. © logi.cals Seite Juni 2016 Frontend Engineering und Design Basic Engineering Detail Engineering Procurement Construction Start-upOperation

 Die SCADA & Simulation Integrationsumgebung ermöglicht mit dem „Automation Service Bus®“ schnell und einfach nachverfolgbare Werkzeugketten für Simulationen zu beschreiben und umzusetzen.  Die Fähigkeiten der Module für Simulation und Datenzugriff werden in der Sprache der Fachexperten beschrieben und unterstützen den Kontrollingenieur beim schnelleren Beschreiben der Werkzeugketten für Simulationen. Effiziente Simulation mit der SCADA & Simulation Integrationsumgebung © logi.cals Seite Juni 2016 Frontend Engineering und Design Basic Engineering Detail Engineering Procurement Construction Start-upOperation

SCADA & Simulation Integrationsumgebung Lösungsansatz © logi.cals Seite Juni 2016 Exemplarische Beschreibung eines Simulationsprozesses:  Deckt alle Phasen des Simulationszyklus (Design, Test, Laufzeit) ab.  Einfache Konfiguration von Varianten der Simulationsszenarien.  Ermöglicht Batch-Aufgaben für Betriebsplanung und Training.  Synchronisierte Aufgaben – Abschätzung von Variablenwerten, Hardware- in-the-Loop Simulation, fortgeschrittene Prozesskontrolle. A)Input-Daten, verbunden mit Datenserver. B)Simulationsmodule C)Parameterdefinitionen D)Anzeige der Simulationsergebnisse in einem GUI Interface

SCADA & Simulation Integrationsumgebung: Benutzerschnittstelle für Simulationsaufgaben © logi.cals Seite Juni 2016

SCADA & Simulation Integrationsumgebung: Datenintegration © logi.cals Seite Juni 2016  Gleichartiger Zugriff auf heterogene Datenquellen (z.B. Datenbanken, Dateien)  Datenmanagement unterschiedlicher Simulationsszenarien.  Unterstützung einer abstrakten Beschreibung in der Sprache der Domänenexperten.  Für Regelungstechniker  Für Endanwender

SCADA & Simulation Integrationsumgebung: Semantische Integration und Simulationsentwurf © logi.cals Seite Juni 2016  Modell-getriebene Konfiguration des Automation Service Bus.

SCADA & Simulation Integrationsumgebung: Simulationsentwurf: Plant Ontology © logi.cals Seite Juni 2016

SCADA & Simulation Integrationsumgebung: Simulationsentwurf: Plant Ontology © logi.cals Seite Juni 2016

SCADA & Simulation Integrationsumgebung: Prototypische Umsetzung © logi.cals Seite Juni 2016  Benutzerschnittstelle für einfache Simulations-Konfiguration.

Demonstration/Video „SCADA & Simulation Integrationsumgebung“

1. Solution Overview 2. Data Integration 3. Simulation Modules 4. Simulation Parameters 5. Results and Journaling