AP3: Anwendung von ziel-orientierter Softwareentwicklung auf Regelunsgaufgaben
Verantlicher Partner:
* Fraunhofer-Institut für Angewandte Informationstechnik (FIT), Sankt Augustin
Weitere Partner:
* Lehrstuhl Informatik 11, RWTH Aachen
* VEMAC GmbH Co. KG, Aachen
Zusammenfassung
Das Arbeitspaket 3 befasst sich mit der Anwendung der ziel- und agenten-orientierten Softwareentwicklung auf Regelungsaufgaben. Wie aus der allgemeinen Theorie zur Softwareentwicklung bekannt, kommt dabei der Erfassung der Anforderungen (Requirements Engineering) eine wesentliche Bedeutung zu, weil Fehler auf dieser Ebene später nur unter großem Aufwand und Kosten behoben werden können. In diesem Projekt wird dies noch zusätzlich dadurch verstärkt, dass hier auch bisher nicht betrachtete, nicht-funktionale Anforderungen bezüglich des Reglerentwurfs behandelt werden sollen.
Mit TROPOS existiert bereits eine Softwareentwicklungs-Methodologie, die ausgehend von Modellierungsmethoden des Requirements Engineering den gesamten Softwareentwicklungsprozess unterstützt und dabei insbesondere auch die nicht-funktionalen Anforderungen berücksichtigt. Zentrale Konzepte dabei sind Akteure (Agenten) und deren Ziele und Abhängigkeiten. Die Idee dahinter ist, dem zukünftigen Anwender Modellierungskonzepte und -elemente anzubieten, die leicht verständlich sind und insbesondere auch seiner Wahrnehmung der Gegebenheiten entsprechen. Dann wird in einer ersten Phase die bestehende Situation (vor Einführung des Systems) beschrieben, d.h. die Umgebung, in der das System später interagieren muss. Erst in einer zweiten Phase wird das System selbst als eigner Akteur eingebracht und die resultierenden Abhängigkeiten und werden spezifiziert bzw. modifiziert. Schließlich kann das System weiter in spezifischere Einzelkomponenten ausdetailliert werden, bis schließlich eine Softwarearchitektur abgeleitet werden kann, anhand derer letzten Endes die Implementierung erfolgen kann.
Die Herausforderung im Kontext dieses Projekts besteht nun also darin, diese für die reine Softwareentwicklung entwickelte Methodologie um die Anwendbarkeit auf den regelungstechnischen Entwurf zu erweitern. Hierbei handelt es sich um eine grundlegend andere Domäne, so dass alle Elemente der Methodologie in Frage gestellt werden müssen. Es ist zu klären, ob die derzeit vorhandenen Modellierungselemente ebenso für den Reglerentwurf geeignet sind oder ob vielleicht ein oder mehrere neue Elemente hinzugefügt werden müssen. Die Absicht auch nicht-funktionale Anforderungen des Reglerentwurfs berücksichtigen zu können, stellt dabei kein zusätzliches Problem dar sondern wird vielmehr höchstwahrscheinlich bereits durch das Konzept des „Softgoals“ in TROPOS abgedeckt. Eine weitere Herausforderung besteht jedoch darin, die software-technischen und die regelungs-technischen Anforderungen geeignet miteinander zu verknüpfen, um ihre gemeinsamen Eigenschaften und Auswirkungen konstruktiv nutzbar zu machen.
Letztendliches Ziel dieses Arbeitspaketes ist somit eine Methodologie für die kombinierte Regler- und Softwareentwicklung, die insbesondere Möglichkeiten zur Erfassung der gemeinsamen (nicht-funktionalen) Anforderungen bietet, zudem aber auch die Übernahme dieser Anforderungen in die nächste Phase des Software- und Reglerentwurfs unterstützt (gemeinsam mit dem i11). Wesentliche Eigenschaft einer derartigen Modellierungssprache ist die Möglichkeit zur schrittweisen Verfeinerung bei Erhalt der Nachvollziehbarkeit. Der evolutionäre Architektur- und Reglerentwurf muss immer auf die Anforderungen rückbezogen werden können, um bei Designentscheidungen die richtige Auswahl treffen zu können. Dies bedingt die analoge Weiterentwicklung und Anpassung existierenden Softwaretools auf die Regler-Entwicklung, um auch hier die Spezifika dieses Projekts berücksichtigen zu können. Die Anwendbarkeit der entwickelten Methodologie wird in Zusammenarbeit mit dem Anwendungspartner VEMAC geprüft und evaluiert.