Flexible web-based management of components for industrial automation

Abstract

The development of applications based on elementary components is one of the oldest known engineering approaches. Such a procedure is well practiced, for example, in the hardware electronics industry and has been applied more and more in other domains. In the last years software components have been adopted as a meaningful solution for the construction of larger software applications improving the development productivity and improving the quality of the final products. But the more components that are available the more difficult is the proper management of those components and consequently more difficult is the proper choice of the most suitable one for solving a specific task. This thesis deals with this problem and proposes a systematic way of managing components. How to store components properly is investigated and later on how to find, understand and decide about the reuse of the most appropriate component. This thesis was centered in the industrial automation domain and a study of the most relevant characteristics of that domain was done. There is no common standardized model available for representing software components used in the industrial automation domain mainly because of the great amount of quite different component technologies being used in that domain. In fact, it is not possible to summarize all of them in only one model. The problem faced was to propose a way of constructing a repository able to deal with those technologies together and be able to represent the technical details of each one of them properly. The proposed solution involves a flexible representation for the components that consists of two parts, the first one with the common information for every component technology involved, and the second one where the specificity of each component technology is summarized. Additionally, through the systematic management process proposed, recently developed components are published before being used, and component users are conducted during the search for desired components. A prototypic tool for the management of components was constructed using technologies associated with the Internet. The necessary flexibility of the component management system was obtained through the representation of the specificity of each component technology with the eXtended Markup Language (XML) and associated technologies. In the example presented, different component technologies like JavaBeans and ViPER are successfully managed together.

Die Entwicklung von Komponenten für den Einsatz in unterschiedlichen Anwendungsbereichen, z.B. im Bauingenieurwesen oder in der Hardwareentwicklung ist eine der ältesten Ingenieurtätigkeiten. In den letzten Jahren wurde die Anwendung von Komponenten auch für die Entwicklung großer Softwareapplikationen eingeführt, wodurch die Produktivität erhöht und die Qualität des Endproduktes verbessert werden konnte. Aber je mehr Softwarekomponenten verfügbar sind, desto schwieriger ist die Verwaltung der Komponenten und desto schwieriger ist auch die Auswahl einer passenden Komponente, die es erlaubt, eine spezifische Aufgabe zu lösen. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit dieser Problematik und schlägt eine Möglichkeit zum systematischen Management von Komponenten vor. Es wird untersucht, wie Komponenten gespeichert werden können, wie sie später wiedergefunden, verstanden und ausgewählt werden können, und wie die Entscheidungsfindung für die am besten geeignete Komponente unterstützt werden kann. Die Untersuchungen werden für das Anwendungsgebiet der Automatisierungstechnik durchgeführt. Dazu werden zunächst die wichtigsten Charakteristika dieses Anwendungsgebietes zusammengestellt. Da es wegen der großen Anzahl unterschiedlicher Komponententechnologien kein standardisiertes Modell für die Darstellung von Softwarekomponenten in der Automatisierungstechnik gibt, wird die Strukturierung einer Komponentenbibliothek entwickelt, die verschiedene Komponenten-technologien berücksichtigt und die technischen Details jeder Technologie in geeigneter Art und Weise repräsentiert. Die vorgeschlagene Lösung beinhaltet eine zweiteilige flexible Repräsentation der Komponenten. Der erste Teil enthält die gemeinsamen Informationen für alle berücksichtigten Komponenten, im zweiten Teil sind die für die jeweilige Komponententechnologie spezifischen Informationen gespeichert. Zusätzlich wird eine systematische Vorgehensweise für das Management von Komponenten vorgeschlagen, mit der neu entwickelte Komponenten veröffentlicht und bereits veröffentlichte Komponenten gesucht und ausgewählt werden können. Auf der Basis von Internet-Technologien wurde ein Werkzeug für das Management von Komponenten prototypisch realisiert, dessen Flexibilität bei der Repräsentation der verschiedenen Komponententechnologien durch den Einsatz der eXtended Markup Language (XML) und ihr verwandter Technologien erreicht wird. In einem Beispiel wird gezeigt, wie verschiedene Komponententechnologien mit dem erstellten Werkzeug gemeinsam in der selben Komponentenbibliothek verwaltet werden können.