Details

Autor(en) / Beteiligte

• Brenner, Christian
• Schäfer, Wilhelm[Akademischer Betreuer]
• Greenyer, Joel[Akademischer Betreuer]

Titel

Szenariobasierte Synthese verteilter mechatronischer Systeme

Ort / Verlag

Paderborn

Erscheinungsjahr

[2016]

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• Hochschulschriften Visual Library - Scan2Web Hochschulschriften UB Paderborn (s2w-hsspadubpb)

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Beschreibungen/Notizen

• Tag der Verteidigung: 04.12.2015
• Open Access
• ger: Sicherheitskritische mechatronische Systeme dürfen keine Fehler enthalten, da diese zu schweren Unfällen führen können. Gleichzeitig sind solche Systeme oft verteilt in Form mehrerer Subsysteme realisiert, die komplexe Anforderungen durch Kooperation erfüllen müssen. Eine manuelle Implementierung der hierzu erforderlichen Kommunikationssoftware ist aufgrund der hohen Komplexität fehleranfällig. Diese Dissertation beschreibt ein Verfahren zur verteilten Synthese, das aus formalen Anforderungen an das Kommunikationsverhalten eines verteilten Systems automatisch ein Implementierungsmodell ableitet, welches diese Anforderungen erfüllt. Zur Anwendung des Ansatzes müssen Entwickler die Anforderungen szenariobasiert beschreiben, also bezogen auf konkrete Situationen, und sie mittels Modal Sequence Diagrams formalisieren. Der Hauptvorteil gegenüber vergleichbaren Ansätzen ist, dass automatisch zusätzlich benötigte Nachrichten identifiziert und ergänzt werden, während das Hinzufügen unnötiger Nachrichten vermieden wird. Weiterhin untersucht diese Arbeit die Anwendung der verteilten Synthese speziell für die Domäne der mechatronischen Systeme. Sie beschreibt daher eine Erweiterung des Verfahrens um die Berücksichtigung von Echtzeit-Anforderungen und stellt Konzepte zur Integration des Ansatzes in die Entwurfsmethode MechatronicUML vor. Letztere ermöglicht eine Weiterentwicklung der synthetisierten Modelle zur fertigen Software.
• eng: Safety-critical mechatronic systems must not contain any errors, because errors in these systems can cause serious accidents. Mechatronic systems are often realized by several distributed subsystems that must cooperate in order to fulfill the system's complex requirements. Due to the complexity of the required communication software, a manual implementation is prone to errors. This thesis describes an approach for a distributed synthesis. This approach automatically derives a distributed implementation model based on formal requirements for the communication behavior of a distributed system. The resulting model is constructed such that it fulfills all given requirements. To use the approach, engineers must describe these requirements in a scenario-based way, i.e., in relation to particular situations. The requirements must be formalized using Modal Sequence Diagrams. The main advantage of the approach compared to related work is that it identifies any additionally needed messages and adds them to the system, while avoiding to add unnecessary messages. Furthermore, the thesis discusses the application of the distributed synthesis approach to the domain of mechatronic systems. To this end, it describes an extension of the approach to support real-time requirements. For further development of the software based on the synthesized model, the thesis presents concepts for integrating the approach into the MechatronicUML design method.