Prozedurbescheibung

 

In der Automatisierungstechnik treten zu steuernde Prozesse in den verschiedensten Anwendungsfeldern und Ebenen auf. Die geplanten Steuerungsabläufe bezeichnet man als Prozeduren. Beispiele für derartige Prozeduren sind einfache Motorsteuerungen, das An-/Abfahren einer Anlage, die Ausführung eines Batch-Rezepts, die Durchführung einer Instandhaltungsmaßnahme oder die monatliche Planung der Produktion.

Diese ganz allgemeine Idee kann auf Industrieanlagen, allgemeine technische Systeme, soziale Systeme, organisatorische Systeme, Softwaresysteme usw. angewendet werden. Aus Sicht der Prozedur gehören zum System alle vorhandenen Funktionalitäten und insbesondere die, auf die sie zugreifen kann, also auch z.B. unterlagerte Steuerungsfunktionen, Dienste, menschliche Akteure, Organisationseinheiten usw. Aus dem Modell wird ebenso deutlich, dass zur Formulierung einer Prozedur nicht nur der Prozess selbst, sondern auch das System mit den zur Verfügung stehenden Schnittstellen und Systemfunktionalitäten bekannt sein muss. Prozedurbeschreibungen bilden das Bindeglied zwischen Prozessverständnis, Ablaufbeschreibung, Struktur und Funktionalität der verfügbaren Ressourcen und dem operativen Ausführungskontext. Im folgenden Bild sind diese Zusammenhänge noch einmal am Beispiel einer Prozedurbeschreibung für einen industriellen Produktionsprozesses erläutert.

  Grafik Urheberrecht: PLT Aachen  

Prozedurbeschreibung

Die operative Ausführung einer Prozedur ist also strikt getrennt von ihrer Beschreibung. In den verschiedenen Anwendungsfeldern haben sich verschiedene Lösungen zur Prozedurbeschreibung etabliert. Diese Vielfalt der Beschreibungsformen war in der Vergangenheit kein Problem, da die Anwendungsfelder getrennt voneinander behandelt wurden. In Zukunft wird sich dies jedoch unter anderem im Rahmen von Industrie 4.0 ändern. Es gibt technische Ursachen für die unterschiedlichen Arten der Prozedurbeschreibungen wie z.B. die Verschiedenheit der Arten der Aktionen, die Verschiedenheit der Anforderungen zur Einbindung des Menschen in die Aktionsausführung und Prozedursteuerung oder die Verschiedenheit der Ankopplung an die PLS-Programmiersprachen. Zusätzlich gibt es getrennte historische Entwicklungen in den Anwendungsfeldern, die insgesamt zur Entstehung der verschiedenen Prozedurbeschreibungssprachen geführt haben.

Komponenten einer allgemeinen Prozedurbeschreibung

Ein allgemeines Prozedurbeschreibungsmodell muss verschiedene Konzepte berücksichtigen und dazu Aussagen treffen.

Aufbau: Das Aufbaumodell beschreibt die Grundelemente, die zu einer Prozedurbeschreibung gehören und setzt diese in einen begrifflichen Zusammenhang. Wesentliche Elemente sind z.B. Schritte, Transitionen, Aktionen.

Abstraktion und Zuordnung: Dieses Modell bietet eine Grundlage zur Beschreibung der Handhabung und Verwaltung von Prozeduren vom ersten Entwurf über das Engineering bis zum operativen Betrieb. Bei Prozeduren gibt es vielfältige Varianten, wie diese aus generischen und abstrakten Beschreibungen systematisch spezialisiert und schließlich operativ realisiert werden können. Das Abstraktions- und Zuordnungsmodell beschreibt die erforderlichen Konkretisierungsschritte und Konkretisierungsstufen. Teilweise werden Festlegungen erst zur Laufzeit getroffen. Zur Laufzeit dürfen nur strukturell konsistente Transformationen zugelassen sein.

Aktionen und Aktivitäten: Das Aktions- und Aktivitätenmodell beschreibt die Einbindung des Prozedursystems in die Umgebung. Prozeduren wirken aktiv auf das Zielsystem ein. Im Zentrum steht das Verständnis des Begriffs Aktionsaufruf als ein spezieller Dienst. Aktionen sind technologisch zeitlose Vorgänge, während Aktivitäten eine gewisse Dauer haben.

Hierarchie- und Vernetzung: Das einfachste Grundmuster einer Ablaufstruktur ist eine terminierende lineare Kette. In vielen Fällen sind die Ablaufstrukturen jedoch komplizierter. Es gibt Verzweigungen, Makroschritte, hierarchische Unterketten usw. Im Hierarchie- und Vernetzungsmodell werden Muster und Regeln zur Gestaltung solcher vernetzter Ablaufstrukturen beschrieben.

Ausführungssteuerung: Zu einer Prozedur gehört nicht nur der vollautomatisierte Ablauf im Regelfall. Auf der einen Seite kann ein Prozedurablauf teilautomatisch oder manuell gesteuert werden und auf der anderen Seite muss die Prozedursteuerung auf Störungen und Unterbrechungen nach einem standardisierten Muster reagieren. Die Beschreibung dieser Konzepte ist Aufgabe des Ausführungssteuerungsmodells.

Implementierung: Ziel des Implementierungsmodells ist die Festlegung einer Landschaft an Beschreibungssprachen, die eine durchgängige Transformation und Verfeinerung vom generischen Urmodell über die domänenspezifischen Engineeringmodelle bis zu den Programmiersprachen der Realisierungssysteme ermöglicht. Die Flexibilität benötigt zudem eine Sprache zur Beschreibung von Rekonfigurationsprozessen zur Laufzeit.

Weitere Informationen

Für weitere Informationen kontaktieren Sie bitte Andreas Schüller . Der Text dieser Seite ist aus dem folgenden Artikel übernommen:

Andreas Schüller, Ulrich Epple: Ein Referenzmodell zur Prozedurbeschreibung: Eine Basis für Industrie 4.0, Berlin / De Gruyter, at - Automatisierungstechnik, Band: 63, Ausgabe: 2, Seite(n): 87-98, (2015) . Weiterleitung

Weitere Publikationen zu diesem Thema sind.
Andreas Schüller, Ulrich Epple: Ein einheitliches Prozedurbeschreibungsmodell als Basis der domänenübergreifenden Verständigung, Entwurf komplexer Automatisierungssysteme - EKA 2014 : Beschreibungsmittel, Methoden, Werkzeuge und Anwendungen ; 13. Fachtagung mit Tutorium, 14. bis 15. Mai 2014 in Magdeburg / Ulrich Jumar; Christian Diedrich (Hrsg.)
Weiterleitung


Andreas Schüller, Ulrich Epple, Jürgen Elger, Andreas Müller-Martin, Ulrich Löwen: Geschäftsprozesse und technische Prozesse - Ein Ebenenmodell zur Integration, Berlin / De Gruyter, at - Automatisierungstechnik, Band: 62, Ausgabe: 9, Seite(n):
665-675 , (2014) Weiterleitung