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<H1>www.aud24.net : E. Schnieder: "Evolution von Entwicklungswerkzeugen der Automatisierungstechnik"</H1>
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Redaktion
> <B><FONT color="#CC3300">Fachbeiträge</FONT></B></TD>
<TD ALIGN=right VALIGN=bottom CLASS=detailDatum>11.12.2000</TD>
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<TD VALIGN=top CLASS=detailFirma ID=topSpace>TU Braunschweig, Inst. für Regelungs- & Automatisierungstechnik:</TD>
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<TD VALIGN=top CLASS=detailTitel>E. Schnieder: "Evolution von Entwicklungswerkzeugen der Automatisierungstechnik"</TD>
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<TD VALIGN=top CLASS=detailSubtitel>Prognose zukünftiger Entwicklungstendenzen in der Automatisierungstechnik mit Hilfe von klassischen Evolutionsmechanismen</TD>
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<TD VALIGN=top CLASS=detailContent>Erschienen in A&D KOMPENDIUM 2000, S. 42-44<BR><BR><BR>1. Vorwort<BR><BR>Rechnergestützte Werkzeuge sind als Produktionsmittel für die Entwicklung komplexer Automatisierungssysteme das Kondensat von Beschreibungsmitteln, Methoden und kontextrelevanten Erfahrungen. Im Rückblick ihrer mehr oder weniger erfolgreichen Anwendung offenbaren sich evolutionäre Entwicklungslinien. Strukturelle und funktionelle Entwicklungen von Werkzeugen werden im Hinblick auf klassische Evolutionsmechanismen (Mutation, Crossover, Kooperation und Selektion) diskutiert sowie daraus zukünftige Entwicklungstendenzen prognostiziert.<BR><BR><BR>2. Einleitung<BR><BR> 2.1) Werkzeuge als Evolutionscharakteristikum<BR><BR>Der Gebrauch von Werkzeugen und insbesondere deren Herstellung wird als Charakteristikum menschlicher Identität angesehen: Der Faustkeil zur Unterstützung und Verfeinerung menschlich schwer zu bearbeitender Materialien hat sich zur numerisch gesteuerten Universalwerkzeugmaschine entwickelt, die Hacke zur Bodenbearbeitung findet sich heute in den hochentwickelten und leistungsfähigen Landmaschinen. Aus den einfachen Hilfsmitteln zur Unterstützung bei mathematischen Aufgaben haben sich erschwingliche (Personal-)Computer zu anscheinend unentbehrlichen Helfern moderner Zivilisation entwickelt.<BR><BR>Erst im Rückblick wird die Entwicklung dieser Werkzeuge nachvollziehbar. Das legt den Gedanken nahe, ihre Ausprägungen unter Aspekten der Evolution zu beleuchten, so wie sie vor allem aus der Biologie bekannt sind. Bild 1 zeigt den im Beitrag diskutierten Zusammenhang mit den verknüpften Zyklen von Werkzeugentwicklung, Werkzeugansatz und Selektion im Werkzeugmarkt.<BR><BR>(Bild 1)<BR><BR> 2.2) Werkzeuge der Automatisierungstechnik<BR><BR>Programmsysteme für alle menschlich veranlaßten Aufgaben während der Entwicklung von Automatisierungssystemen werden als Entwicklungswerkzeuge (Tools) eingesetzt. Beispiele sind Compiler, Simulations- und Testwerkzeuge, Dokumentationswerkzeuge, Expertensysteme, Editoren, Analyse- und Synthesewerkzeuge sowie Codegeneratoren. <BR><BR>Mittlerweile liefern ca. drei Jahrzehnte Toolentwicklung Material für eine evolutionäre Analyse. Dabei hilft natürlich die Analogie zur Biologie und deren Evolutionsbegriffen [1].<BR><BR>3. Hauptteil<BR>3.1 Evolutionsbegriffe und -aspekte<BR><BR>Klassische Begriffe der Evolution sind Mutation, Auswahl, Crossover, Homologie und Analogie [1]. Analogie beleuchtet ähnliche Erscheinungsformen meist umweltbedingter Funktionen, Homologie bezeichnet die genetisch bedingten strukturellen Ähnlichkeiten. Homologie analysiert die Ursachen ähnlicher Eigenschaften, um Aussagen über die Stammesgeschichte herzuleiten.<BR><BR>Die biologische Evolution basiert auf der Lebewesen eigenen endogenen Fortpflanzung und Vererbung. Bei Artefakten verursacht der Mensch eine exogene Weiterentwicklung. Sie gestaltet weniger die homologe Aufbaustruktur als Evolutionsmerkmal, wie in der Biologie in Form von Erbanlagen, sondern ist eher durch die funktionalen Ähnlichkeiten bedingt. Hier dominiert noch die Generationsfolge analoger Funktionen - unabhängig von den materiellen Trägern. Deren Wechsel ermöglicht sogar Überlebensvorteile. Hinsichtlich aufbaustruktureller Merkmale spielt die „Vererbung“ jedoch schon infolge objektorientierter Realisierung eine gewisse Rolle.<BR>Über den engeren individuellen Evolutionsbegriff materiell zusammenhängender Objekte (Zellen, Organe, Individuen) hinaus muß noch die weitergehende soziale Evolution berücksichtigt werden [2]. Sozialer Auswahlvorteil ist die Arbeitsteilung. Sie bedarf einer geeigneten Kommunikationsstruktur. Arbeitsteilung setzt den Informationsaustausch zwischen verschiedenen Objekten voraus, d. h. horizontale Kommunikation in einer Generation. Auch bei der Vererbung ist der Informationsaustausch das stabile Element zur Erhaltung der Eigenschaften einer Population. Aktuelle und generationsübergreifende Kooperation kann nach den gleichen Gesetzmäßigkeiten erfolgen.<BR><BR>Bei Artefakten entscheidet offensichtlich deren Funktion über Auswahl und Akzeptanz der Umwelt und damit über den Fortbestand der Population. Daher sind die Evolutionsmechanismen speziell für die Funktionserbringung von Bedeutung.<BR><BR>3.2) Plattformspezifische Klassifizierung<BR><BR>Um die Evolution von Werkzeugen stimmig zu analysieren, ist die Identifikation geeigneter Klassifizierungsmerkmale Voraussetzung. Die biologische Systematik sieht hierfür die materiell-strukturelle Aufbaustruktur als Basis vor. Sie ist in der mikroskopischen der Gene bzw. Chromosomen ausgeprägt und bestimmt die makroskopische Homologie der Organe und Gliedmaßen, jedoch nicht zwangsläufig umgekehrt. Dieser Ansatz entspricht der technischen Plattform von Entwicklungswerkzeugen. Er ist bei Werkzeugen derzeit noch schwerer zu identifizieren, da bei der Implementierung zu viele isolierte Ansätze existieren, deren gemeinsame Basis allenfalls auf Programmiersprachen(elementen), Betriebssystemen und Kommunikationsstandards beruht. Hier läßt die fehlende bzw. geringe Standardisierung bei Werkzeugen vorerst eine geringe Stammbaumtiefe zu, wenngleich sich bei der Nutzungsoberfläche Windowsorientierte und Browserorientierte Standards mit darauf aufbauenden Funktionen und Gestaltbildungen bemerkbar machen. Bei der Kommunikation sind Internetankopplungen, und aktuelle Kommunikationsmöglichkeiten über OLE und CORBA merkmalsbildend.<BR>3.3) Objektspezifische Klassifizierung<BR><BR>Von gewisser Originalität bei Entwicklungswerkzeugen gegenüber klassischen Werkzeugen bzw. -maschinen ist, daß die Entwicklungswerkzeuge häufig auch ihre Entwicklungsobjekte in den jeweiligen Entwurfsstadien mit einschließen. Diese Entwicklungsstadien entsprechen der Ontogenese in der Biologie, z. B. die Embryonalentwicklung. In der Natur verkörpern die Entwicklungsobjekte selbst die Funktionen zur Weiterentwicklung, in der Technik ist es umgekehrt: hier sind die im Laufe der Entwicklung kreierten Modelle, wie Anforderungs-, Architektur- oder Implementierungs- und Zuverlässigkeitsmodelle als Gegenstand der Werkzeuganwendung gleichzeitig selbst Bestandteil der Werkzeuge, z. B. in Form von Informationsmodellen, oder Werkzeuge enthalten zumindest Grundstrukturen über die Ausprägung, wie die sog. Designpattern. Kurz: In der Biologie aktivieren Objekte Funktionen, bei Software-Tools generieren Funktionen Objekte. <BR><BR>Werkzeugobjekte können aber auch außerhalb der Werkzeuge und unabhängig von ihnen existieren; in jedem Fall muß jedoch zwischen Werkzeug und -objekt eine Passung bestehen. Das wirft die Frage nach der Konzeption und Beschreibung der Informationsobjekte auf. Das verwendete Beschreibungsmittel für das mit Hilfe des Werkzeugs modellierten Objekts ist daher durchaus als Evolutionsmerkmal zweckmäßig. Aus aktueller Sicht sind Einteilungen für Werkzeuge aus Sicht der Modellierung des Entwicklungszielobjekts:<BR><BR>- kontinuierliche und diskrete Systemmodelle oder<BR>- Art der Implementierung in HW oder SW allgemein und <BR>- speziell bei der Software der Implementierungsträger (SPS, Programmiergerät, Prozeßleitsystem, Mikrocontroller und Mikrorechner) und schließlich<BR>- Ort der Implementierung bzw. Aufbaustruktur, z. B. Anlage, Gerät, Leitungsführung, Verdrahtung, Konstruktion, Zuverlässigkeitsstruktur.<BR><BR>In diesen Zusammenhang gehört auch die Nutzung von langfristig entwickelten und langlebigen branchen- oder firmenspezifischen Klassifizierungssystemen, denen als solche schon evolutionär gereifter Charakter zugebilligt werden kann.<BR><BR>3.4) Funktionsspezifische Klassifizierung<BR><BR>Neben der Klassifizierung nach dem Objektbezug kann ein komplementärer Ansatz zur evolutionären Analyse von Werkzeugen aus ihrem Einsatz gefunden werden. Er drückt sich in der methodischen Nutzung der Werkzeugfunktion aus.<BR><BR>In gewisser Weise ist das Werkzeug selbst die technische Verkörperung und methodische Verdichtung einer ursprünglich manuell oder geistig ausgeführten Vorgehensweise der Entwicklung von Automatisierungsobjekten. Biologisch gesprochen ist das die Phylogenese, d. h. Stammesentwicklung. In dieser Hinsicht wird das Werkzeug Voraussetzung einer automatisierten Systementwicklung. Der Automatisierungsgrad ist bei verschiedenen Funktionen unterschiedlich und besonders bei denen der realisierungsbezogenen Phasen hoch, z. B. bei der Compilierung, und bei den spezifikationsbezogenen niedrig, z. B. beim Requirementsengineering. Dennoch ist hier eine steigende Tendenz zur Automatisierung erkennbar; der Werkzeugeinsatz steigert die Produktivität der Entwicklung und ermöglicht dadurch Evolutionsvorteile. Der automatisierte Werkzeugeinsatz führt damit zu einer eigenständigen, endogenen Entwicklung ohne externe Anteilnahme.<BR><BR>Kommunikation ist eine spezielle Werkzeugfunktion. Sie ist nahezu phasenübergreifend zwischen dem menschlichen Entwickler und den Werkzeugfunktionen einerseits erforderlich sowie andererseits zwischen den Werkzeugfunktionen selbst. Die Kommunikation muß dabei den unmittelbaren menschlichen Zugang zur Handhabung (Aktivierung) der Werkzeugfunktion und mittelbar zur Anwendung auf die Entwicklungsobjekte ermöglichen. <BR><BR>3.5) Mechanismen der Werkzeugevolution<BR><BR>Neben den klassischen Evolutionsmechanismen Mutation, Crossover sowie Vererbung, Fortpflanzung und Auswahl muß auch die Kooperation durch Kommunikation als eigenständiger, höherer Evolutionsfaktor mit berücksichtigt werden. Im Gegensatz zur zufallsbedingten Variation von natürlichen Evolutionsobjekten mit großer Population und niedriger Erfolgsrate kann man - eingeschränkt - bei Computerwerkzeugen von einer zielgerichteten Evolution sprechen. Weil externe Ziele existieren, werden alle Mechanismen bewußt bei der Entwicklung neuer Werkzeuggenerationen eingesetzt. Die bei Werkzeugen insgesamt geringere Populationsgröße wird damit kompensiert, indem der Neuerungsanteil viel größer ausfällt. <BR><BR>3.6) Mutation<BR>Mutation in Werkzeugen hat plattformtechnische, paradigmatisch-methodisch-funktionelle und beschreibungskonzeptionelle sowie implementierungsbezogene Aspekte, die immer in Bezug zu Auswahl und Akzeptanz gesetzt werden müssen.<BR><BR>Hinsichtlich der gerätetechnischen Werkzeugplattform dominiert mittlerweile die PC-Basis. Ursprünglich umfaßte die Population auch spezielle Entwicklungssysteme z. B. für die Intel-Prozessoren oder Programmiergeräte für individuelle Zielsysteme, z. B. speicherprogrammierbare Steuerungen. Auch bei der Programmsystem-Plattform ist mittlerweile die Microsoft-Betriebssystemwelt in Übergang von MSDOS zu Windows-NT bzw. -CE prägend. Für die nach wie vor heterogene Zielgerätelandschaft konsolidieren sich die Werkzeuge entsprechend der Programmiersprachenvarietät deutlich zugunsten standardisierter Sprachen, wie der Familie IEC 1131 der Steuerungstechnik bzw. zu C/C++ für eingebettete Systeme. Bereits zwischen den Sprachformen der IEC 1131 können ihrerseits wieder Mutationen beobachtet werden, wie auch innerhalb der Sprachformen selber über ihre Vorläufer Mutationsvorgänge nachvollziehbar sind. Beispiele für eine klassische Mutation sind auch die verschiedenen Modelchecker für die Analyse von Logik-Systemen.<BR><BR>3.7) Crossover<BR><BR>Crossover als Mutation auf höherem Niveau kann bei Werkzeugen der Automatisierungstechnik ebenfalls nur im Kontext zu Beschreibungsmitteln, Methoden, Werkzeugplattform und -funktion sowie Plattformen von Zieleinrichtungen angesehen werden.<BR><BR>Speziell bei den Beschreibungsmitteln zur Modellierung von Automatisierungssystemen sind typische Crossovermerkmale in Werkzeugen zu identifizieren. Die ehemals isolierten kontinuierlichen und diskreten Modellwelten finden für „hybride“ - auch ein ursprünglich evolutionsbezogener Begriff - in unterschiedlicher Variation zueinander: Modellkonzepte und zugehörige Werkzeuge werden modifiziert, so die Ergänzung kontinuierlicher Modellkonzepte oder Simulationssysteme um zeit- bzw. ereignisdiskrete Mechanismen, oder umgekehrt die Addition unabhängiger Werkzeug(teile), oder Integration von Modellkonzepten oder Werkzeugen bzw. <BR>-teilfunktionen. Beispiele sind das Werkzeug MATLAB/Simulink mit Blockschaltbildern und Stateflow-Konzept sowie die Modellbildungen hybrider Petrinetze.<BR><BR>Nahezu klassische Crossoveroperationen können bei den methodischen Funktionskombinationen von Entwurfswerkzeugen für diskrete Systeme identifiziert werden. Für die in Werkzeugen implementierten Funktionen Simulation, Analyse, Steuerungssynthese, Verifikation, Codegenerierung, Diagnoseentwicklung u. ä. sind mittlerweile bald zwanzig Varianten bekannt [4, 5].<BR><BR>Ebenfalls unter der Rubrik Crossover kann die Informationsmodellierung, -speicherung und die damit zusammenhängende Datenbankimplementierung verbucht werden. Hier werden beispielsweise die wesentlichen Aspekte Funktion, Systemaufbau/-architektur und Anordnung unterschiedlich behandelt, nämlich isoliert, kombiniert bzw. integriert.<BR><BR>Für das Crossover bei Funktion und Gerätesystem ist auch die Kombination und Integration von speicherprogrammierbaren Steuerungen einerseits und Prozeßleitsystemen andererseits typisch, die in letzter Zeit primär von PC-basierten Einrichtungen überlagert und durch entsprechende Werkzeugfunktionen, insbesondere für die Systemkonfiguration, begleitet wird.<BR><BR>Auch die zunehmende Werkzeugunterstützung für das Automatisierungs-Systemengineering im Funktionsumfang von Leit- bzw. Steuerungssystemen selbst muß als gezielte Mutation auf höherem Niveau hier verzeichnet werden.<BR><BR>3.8) Kooperation<BR><BR>Die symbiotische Zusammenarbeit mehrerer Individuen erbringt neue Leistungen im Sinne einer Systemfunktion, die über die jeweiligen Individualvermögen hinausgeht. Eine evolutionär ermöglichte kooperative Systemleistung ist primär ungeplant und im Grunde latent in der Systemfähigkeit seiner Individualkomponenten verankert. Für die Bildung eines kooperativen Individuenverbandes sind ebenfalls Evolutionsmechanismen förderlich. Die Systemleistung wird jedoch erst in kooperativen und komplementären Funktionen erschlossen, wobei das evolutionäre Moment in der Zusammensetzung der Partner liegt nach [3].Voraussetzung für die gemeinsame Leistung ist allerdings deren Kommunikation inklusive ihrer Dateninterpretation.<BR><BR>Im Effekt ähnlich, jedoch von einem entgegengesetzten Ansatz geht das Prinzip der Arbeitsteiligkeit aus, das von einer geplanten Zielorientierung her die Systemkomponenten definiert. Beispiel auf essentieller Ebene für die Kooperation von Werkzeugen ist die bereits nominelle Integration MATLAB/Simulink. Kommunikationsbasis für diesen Werkzeugverbund wie auch für andere ist ein gemeinsames Modellkonzept, z. B. Blockschaltbildsymbole bzw. Differentialgleichungssysteme sowie ein gemeinsames internes Repräsentationskonzept. Dies kann als sog. Informationsmodell mit geeigneter Implementierung ebenfalls durch Anwendung von Evolutionsmechanismen entstehen. Beispiele mit dem Ziel möglichst ganzheitlicher Abdeckung aller automatisierungstechnischen Sichten sind das Informationsmodell, das Ressourcenmodell oder das Funktionsbausteinkonzept und ggf. auch der STEP-Ansatz [6].<BR><BR>(Bild 2)<BR><BR>Ebenfalls vom zentralen Modellverständnis her kommt der kooperative Toolverbund (Bild 2), bei dem diverse Werkzeugfunktionen über ein zentrales Informationsmodell der Automatisierungsobjekte kommunizieren. Ein gleichartiger Ansatz wird auch mit dem Petrinetzkern aus Berlin realisiert. Auch das Erfolgswerkzeug SAP arbeitet nach dem Prinzip einer einheitlichen internen Modellrepräsentation. Von dort sind über 20 Schnittstellen zu anderen Werkzeugen realisiert.<BR><BR>Häufig kommt der Kooperationsansatz angebotsorientiert von einem zentralen Modell und einem Daten(bank)werkzeug, das in verschiedenen Werkzeugfunktionen, z. B. der Konfiguration, komplementäre Verbundpartner finden könnte. Das Modellkonzept muß daher für weitere Entwicklungsfunktionen verwendbar sein. Neue Kooperationsaspekte für Automatisierungswerkzeuge liefern Bibliotheken bzw. Automatisierungsobjektkataloge, die auf firmeninternen oder auf allgemein anerkannten Produktmodellen beruhen, beispielsweise der in der DIN 19259 normierten Sensortaxonomie oder einer Produktschablone nach dem STEP-Modell nach ISO 10303. <BR><BR>In jedem Fall ist die Art der Bezugsobjektmodellierung und ihr Implementierung Voraussetzung für die Kommunikations- und damit Kooperationsfähigkeit. Hierfür stehen zahlreiche Strukturierungs-, Klassifizierungs- und Implementierungskonzepte unterschiedlicher Reife zur Verfügung. Insbesondere der Grad ihrer Standardisierung dokumentiert ihre Evolution [6].<BR><BR>Ein allgemeines Modell für einen arbeitsteiligen Werkzeugverbund, der von dem administrativen Ansatz und einem zentralen Informationsmodell ausgeht, ist das CAD-Referenzmodell, welches primär für den CAD-Bereich entwickelt wurde, jedoch ohne weiteres für die Automatisierungstechnik übernommen werden kann [7]. <BR><BR>Im Bereich der rein administrativen Werkzeugfunktionen, d. h. ohne inhaltlichen Bezug, finden sich zentral und dezentral orientierte Kooperationskonzepte, so hinsichtlich der Bedienung und Darstellung mit Browsern, der Daten- und Datenbankorganisation, der Kommunikation mit Import- und Exportschnittstellen oder bei Kommunikationswerkzeugen (OLE und CORBA und über Internet).<BR><BR>Ein anderer Ansatz beruht auf primär bilateraler Werkzeugkooperation, der zwar kein allgemeines einheitliches Datenmodell erfordert, aber dafür zweiseitige Datenkonversionen zwischen gekoppelten Werkzeugen verwendet, wie es vor vielen Jahren beim Werkzeugverbund PROSYT versucht und seitdem immer wieder aufgegriffen wurde, jedoch bei hoher Teilnehmerzahl nicht mehr beherrschbar ist.<BR><BR>3.9) Selektion<BR><BR>Evolution offenbart sich durch Selektion, d. h. Bewertung und Auswahl. Hierfür muß die Entwicklung und Generationsfolge einer Population nachvollzogen werden. Indikatoren sind die individuellen Marktanteile der einzelnen Versionen bzw. ihrer Produktfamilie und -folge, Installationen bzw. Verkaufszahlen, Referenzen, Lebens- bzw. Nutzungsdauer, Anwendungs- und Einsatzspezifika usw.<BR><BR>Jeder evolutionäre Erfolg ist umweltabhängig. Eine weitgehend dynamische Umwelt erzeugt auch bei Werkzeugen veränderliche Überlebenseinflüsse, so daß sich hieraus Hinweise für die Generationsfolge und Chancen für die Nachfolgeprodukte ergeben. Bei Werkzeugen der Automatisierungstechnik gilt dies doppelt, denn Werkzeuge sind Produktionsfaktoren.<BR>Die Werkzeugeffizienz kann nur indirekt über das damit hergestellte Produkt und dessen Evolutions-, d. h. Markterfolg beurteilt werden. Rückwirkend läßt sich jedoch keine eindeutige Zuordnung ausmachen, weil der Erfolg ja viele Väter hat. Insofern ist es leichter, die umweltbedingten Auswahlfaktoren zu diskutieren, aus denen abschließend Tendenzen für die weitere Evolution im Werkzeugbereich abgeschätzt werden können.<BR><BR>Werkzeuge können kaum objektiv beurteilt werden, da sie immer im personalen Kontext eingebunden sind: Leitungspersonal beurteilt aus Unternehmens(kultur)-bezogener, Kaufleute aus wirtschaftlicher (Plattform-)Perspektive und Entwicklungspersonal aufgrund unterschiedlicher Vorbildung und Erfahrung sowie Handhabbarkeit und Akzeptanz.<BR><BR>Die Werkzeugauswahl hängt damit von der menschlichen und technischen Kommunikationsfähigkeit ab. Oftmals finden leistungsfähige Werkzeuge nicht die Akzeptanz, weil das verwendete Beschreibungsmittel zur Modellierung als „kryptisch“ empfunden wird. Attraktive Oberflächen enttäuschen manchmal wegen schwacher Modellkonzepte und unzureichender Werkzeugfunktionalität. Technisch isolierte Werkzeuge aufgrund fehlender Import- oder Exportmöglichkeiten bzw. Standards bei Schnittstellen oder Darstellungsformaten unterliegen Auswahlkriterien der Kooperation bei Ausweitung der Anforderungen. Sogar Portierung ist Kommunikation im weiteren Sinne und bei der „Fortpflanzung“ förderlich. <BR><BR>Der Auswahlprozeß wird auch durch die im Werkzeug manifestierten Paradigmen der Systementwicklung bestimmt: So konnten in den letzten Jahrzehnten Funktions-, Daten-, System-, Objekt- und jetzt prozeß- bzw. workfloworientierte Methodiken identifiziert werden. Jede hatte eigene Werkzeuggattungen bzw. Metamorphosen von Tools zur Folge. Unabhängig davon haben sich jedoch eine Reihe von elementaren Aufgaben herauskristallisiert und bewährt. Im einzelnen zählen dazu Dokumentation, Qualitätssicherung, Transformation, Betriebsmitteleinsatzplanung, Strukturierung und Navigation.<BR><BR>Die Werkzeugeffizienz kommt erst in der Gesamtentwicklungsleistung zum Ausdruck und macht sich insbesondere durch Kosten (Investition, Lizenzen, Schulung), Qualität und Produktivität bemerkbar. Mit der Produktivität geht natürlich die Rationalisierung einher: Gerade die Konsistenzsicherung durch die rechnergestützte Verwaltung und Dokumentation ist maßgeblich für die Qualitätssteigerung der Produkte und verringert aufwendige Nacharbeiten insbesondere vor Ort. Auch die neuen Algorithmen zur Verifikation und insbesondere die modellbasierten Funktionen zur - bereits konzeptionsverifizierten - Steuerungssynthese verstärken den Abstand zu den konventionellen Ansätzen; wird darüber hinaus noch als methodisches Nebenprodukt eine aus der formalen Modellbeschreibung hergeleitete Diagnose verwendet, ergeben sich für die Inbetriebnahme und den Betrieb weitere Auswahlvorteile: Das Angebot werkzeugbedingter Qualitätsverbesserung wird nachgefragt und offenbart erhebliche Vorteile für Auswahl, Fortbestand und Verbreitung (des Werkzeugs).<BR><BR>4. Zusammenfassung und Ausblick<BR><BR>Werkzeuge als Verkörperung von Entwicklungsfunktionen und Automatisierungsobjekten unterliegen wie andere Bereiche einer technischen Evolution, die im Unterschied zur natürlichen teilweise zielgerichtet beeinflußt wird. <BR><BR>In genetischer, d. h. strukturell-implementatorischer Hinsicht setzen sich auch bei Werkzeugen der Automatisierungstechnik die Hauptstränge universeller PC-Werkzeuge durch, der gegenwärtig auch die Inter(ver)netzung mit allgemeinen Kommunikationsmechanismen folgt.<BR><BR>Bei den werkzeugimplementierten Beschreibungstechiken konsolidiert sich momentan die IEC 1131. Zukünftig werden zustandsbezogene petrinetz- und automatenorientierte formalbasierte Darstellungen der diskreten Welt mit der kontinuierlichen verschmelzen. Dafür sind zunehmend Standards evolutionsbestimmend, auf deren Basis sich Funktionsbibliotheken etablieren können, die wieder als defakto Standards evolvieren.<BR><BR>Bei den Funktionen werden zunehmend vom Ende des Entwicklungsprozesses ausgehend immer weitere Aufgaben durch Werkzeuge methodisch unterstützt und automatisiert. Auf die modellbasierte Codegenerierung inklusive Echtzeitbetriebssystemmechanismen folgt die automatische konzeptionell verifizierte Steuerungssynthese, aus der Diagnose- und Testfunktion abgeleitet werden (Algorithmen-Evolution). Derzeit offen sind die frühesten Phasen der Entwicklung für die Werkzeugunterstützung, d. h. die Umsetzung natürlichsprachlicher Spezifikation in formale Modelle, womit die Vision einer werkzeugautomatisierten Entwicklung ihren Abschluß fände. <BR><BR>Durch die Produktivität von Werkzeugen werden natürlich erhebliche Rationalisierungspotentiale im gehobenen Ingenieurbereich erschlossen, deren Auswirkungen auf Tätigkeitsmerkmale und Arbeitsmarkt nicht unerwähnt bleiben dürfen. Die Automatisierung des Engineering ist sowohl für die Evolution von intelligenten Werkzeugen als für die Humanressource Ingenieur maßgebend. Insofern stellt sich die Frage: braucht das moderne Systemengineering der Automatisierungstechnik den hochqualifizierten Ingenieur oder Informatiker zur Handhabung von Spezialwerkzeugen, oder sind die Werkzeuge in ihrer Mensch-Werkzeug-Kommunikation effizient genug, daß auch weniger qualifiziertes Personal gleich gute Produkte herstellt?<BR><BR>Der Informations-Werkzeugbau stellt jedenfalls noch große ingenieurwissenschaftliche Herausforderungen bis möglichweise autonome Werkzeuge Automatisierungssysteme herstellen bzw. Automatisierungssysteme sich dank interner Werkzeuge selber fortentwickeln.<BR></TD>
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<P><I>Diese Seite wurde am 22.09.2006, 13:53 Uhr aktualisiert</I></P>
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