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unilogo Universität Stuttgart
 

Institut für Rechnergestützte Ingenieursysteme

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Autonomie-Unterstützung für verteilte Produktentwicklungssysteme

D. Roller , E. Stoyanov

In dieser Phase des Projekts wurden drei Schritte durchgeführt - Analysis der Architekturelemente und Beziehungen innerhalb Software für Produktentwicklung, Definition eines Metamodells für die Beschreibung von verteilten Systemen und die Entwicklung eines Prototyps, der das Metamodell benutzt um eine flexible Steuerung von Komponentensystemen mit verfügbaren und bestehenden Management-Werkzeugen zu ermöglichen.

Elemente der Architektur

Die Architekturelemente, die in Produktentwicklungssoftware üblicherweise verwendet werden sind von unterschiedlicher Natur und zumeist als Einzelelemente, in einer isolierten Umgebung entwickelt. Ein komplexes System bindet mehrere solcher Komponenten ein, jede mit unterschiedlichen Konfigurationsanforderungen und Kommunikationsschnittstellen. Das< führt zu Schwierigkeiten, meistens beim Intallieren neuer Komponenten, oder neuen Versionen von alten Komponenten. Eine Middle-Ware, welche die dynamische Überprüfung der Beziehungen und Kommunikationswege über das ganze System unterstützt, bietet die Möglichkeit, kritische Fehler und Ausfälle zu vermeiden, oder rechtzeitig entsprechend zu alarmieren. Abbildung 1 stellt ein Beispiel für ein Produktenwicklungssystem dar, wobei drei Komponententechnologien über unterschiedliche Kommunikationsprotokolle kommunizieren um den RPD-Prozess zu unterstützen.


Beziehungen zwischen Komponenten in einem verteilten System für RPD-Support


Abbildung 1: Beziehungen zwischen Komponenten in einem verteilten System für RPD-Support

 

Metamodell

Das Management von großen Systemen erfordert flexible Modelle für die Beschreibung der Struktur und der Komposition. Das am IRIS entwickelte Metamodell stellt eine Basis dar, auf der verteilte selbst-gesteuerte Systeme beschrieben werden können. Es beinhaltet das Konzept des Kommunikationswege-Management, die dynamische Auswahl von Kommunikationsschnittstellen (Abbildung 2) und eine Adaptierung des sogenannten „Viable System Models“ (VSM). Eine zentrale Rolle spielt dabei die rekursive Natur des Modells. Die unten genannten Elemente des Metamodells sind zuständig für die Beobachtung der Events und für die Kommunikationkonsistenz:

CIM-basierendes Meta-Modell zur Beschreibung der verteilten
                        Komponentenkommunikation

Abbildung 2: CIM-basierendes Meta-Modell zur Beschreibung der verteilten Komponentenkommunikation

AC_System – repräsentiert das ganze System, mit allen internen Komponenten und Systemen
AC_Channel – repräsentiert eine Beziehung oder einen Kommunikationsweg
AC_Manager – repräsentiert die Managementkomponente, die auch als System funktionieren
kann
AC_Operation – repräsentiert die Komponentenschnittstellen, Event-Handler, Nachrichtensender
oder Empfänger
Die Assoziierungsklassen die die Konzepte verbinden, lassen externe und interne Elemente
auf das Managementmodell abbilden.

Architektur des Prototyps

Der am IRIS entwickelte Prototyp einer Middle-Ware zur Steuerung der Komponentenkommunikation benutzt das Metamodell um die interne Kommunikationssemantik zu generieren
und um die benötigten Schnittstellen für Managemententscheidungen zur Verfügung zu stellen. Eine zentrale Rolle spielt das Common Information Model (CIM) als Technologie für die Implementierung des Modells sowie als breit angenommener System-Management-Standard.

Alle Elemente des Prototyps sind im Model-Repository eingetragen. Jeder Komponenten- Container hat integrierte Elemente, die als Sensoren funktionieren, um Mitteilungen, Kommunikationsereignisse, Installation, Upgrade oder eine neue Konfiguration des Systems der Middle-Ware zu berichten. Der Operation Manager ist für die Speicherung relevanter Daten und Information zuständig, die später von den Management Elementen benötigt werden. Alle Kommunikationswege sind mit der Hilfe des CORBA Protokolls realisiert, um die Interoperabilität zwischen mehreren Komponententechnologien sicher zu stellen.

Architektur des Prototyps

Abbildung 3: Architektur des Prototyps