Modellierung und Deployment von cyber-physischen Systemen basierend auf TOSCA

Abstract

Durch den wachsenden Trend, physische Systeme zu digitalisieren und zu automatisieren ist das Paradigma der cyber-physischen Systeme entstanden. Durch die Digitalisierung und Automatisierung selbst alltäglicher Objekte sowie deren Vernetzung dieser und weiterer digitaler Systeme untereinander und mit Cloud-Anwendungen, wurden weitere Systeme entwickelt. Dadurch entstand ein neues Modell, das Internet of Things. Da sämtliche dieser Systeme aus vielen Komponenten bestehen, ist es sinnvoll, deren Entwicklung und Deployment durch entsprechende Modellierung zu unterstützen. Hierfür existieren einige Modellierungsstandards, jedoch sind diese Ansätze dafür gedacht, entweder das Verhalten, die Softwarekomponenten oder die Hardwarekomponenten eines cyber-physischen oder Cloud-Systems darzustellen. In dieser Arbeit wird eine mögliche Erweiterung des für die Modellierung von Cloud-Anwendungen entwickelten Standards TOSCA vorgestellt, um mit diesem cyber-physische Systeme darstellen und bereitstellen zu können. Hierbei werden die Hardwarekomponenten eines Systems großteils wie dessen Softwarekomponenten behandelt und dargestellt, jedoch werden zusätzliche Einschränkungen und Informationen bei diesen angegeben. Ebenfalls wird darauf basierend das Auffinden von Möglichkeiten für Datenverbindungen sowie für ein Deployment eines auf diese Weise dargestellten Systems behandelt. Dass die vorgestellte Erweiterung des TOSCA-Standards für die Darstellung von cyber-physischen Systemen geeignet ist, wird anhand eines autonomen Fahrzeugs gezeigt. Als Modellierungswerkzeug wurde hierbei OpenTOSCA genutzt. Ebenfalls werden einige Vorschläge zur nötigen Unterstützung von Modellierern durch die grafische Anzeige von generierten Informationen oder das gezielte Ausblenden davon genannt. Teile dieser Vorschläge wurden für diese Arbeit in OpenTOSCA umgesetzt.