Spezifikation und Anwendung einer Modellierungssprache für die Automatisierungstechnik auf Basis der Unified Modeling Language (UML)

In der vorliegenden Arbeit wird das Profil einer UML für die Softwaremodellierung von Automatisierungssystemen entwickelt und evaluiert. Bisher haben sich objektorientierte Entwurfstechniken in der Automatisierungstechnik für Maschinen und Anlagen nicht durchsetzen können. Herausgefordert von immer komplexeren Anforderungen neuer Projekte existiert heute ein Bedarf an Beschreibungsmitteln, Methoden und Werkzeugen, welche die speziellen Anforderungen der Automatisierungstechnik mit den Lösungen moderner Softwaretechnik verbinden. In der vorliegenden Arbeit werden die besonderen Anforderungen an den Softwareentwurf für automatisierte Systeme herausgestellt. Auf der Basis der Unified Modeling Language als aktuellem Standard zur objektorientierten Modellierung konventioneller Software werden die gebotenen Ansätze den speziellen Anforderungen gegenübergestellt. Neben dem Standard der UML existieren weitere UML Profile, die Lösungen zu einzelnen Modellierungsanforderungen der Automatisierungstechnik anbieten. Sie werden in die Betrachtung existierende Ansätze einbezogen. In einer Adaption der UML für die Prozessautomatisierung (UML-PA) wird die Vielfalt der UML auf die notwendigen Konstrukte reduziert und neu geordnet. Die UML-PA wird um notwendige Modellierungselemente erweitert und präzisiert UML. Die UML-PA wird auf der Basis eines eigenen Metamodells entworfen. Ihr Entwurf definiert Struktur, Syntax und Semantik. Der Umgang mit der UML-PA als Modellierungssprache wird in mehreren Versuchen empirisch untersucht. Dabei wird die Verständlichkeit der UML-PA der Deutlichkeit der UML 2.0 gegenübergestellt. Die Interpretation von UML-PA Modellen gelingt dabei deutlich effizienter als die der UML 2.0.