Zur Seitenansicht
 

Titelaufnahme

Titel
Szenariobasierter Entwurf Mechatronischer Systeme
AutorGreenyer, Joel In der Gemeinsamen Normdatei der DNB nachschlagen
PrüferSchäfer, Wilhelm In der Gemeinsamen Normdatei der DNB nachschlagen
Erschienen2011
UmfangXII, 299 S. : graph. Darst.
HochschulschriftPaderborn, Univ., Diss., 2011
Anmerkung
Tag der Verteidigung: 12.09.2011
SpracheEnglisch ; Deutsch
DokumenttypDissertation
URNurn:nbn:de:hbz:466:2-7690 Persistent Identifier (URN)
Dateien
Scenario-based design of mechatronic systems [14.74 mb]
Links
Nachweis
Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

Mechatronische Systeme müssen heute immer komplexere Aufgaben in vielseitigen, teils sicherheitskritischen Situationen erfüllen. Um diese Komplexität zu beherrschen, basiert der Entwurf solcher Systeme meist auf Szenarien, in denen Ingenieure beschreiben, welche Folgen von Ereignissen in bestimmten Situationen passieren können, müssen oder nicht passieren dürfen. Durch Szenarien können Menschen komplexe Anforderungen erfassen. Allerdings können Widersprüche zwischen den Szenarien entstehen und die Spezifikation somit inkonsistent werden. Werden Inkonsistenzen nicht früh entdeckt, kann dies teure Iterationen in der Entwicklung erfordern oder zu Fehlern im System führen.In dieser Dissertation wurde eine Methode entwickelt, um Inkonsistenzen in szenariobasierten Spezifikationen mechatronischer Systeme zu finden. Modal Sequence Diagrams (MSDs) wurden erweitert, sodass nun auch Echtzeiteigenschaften und Umweltannahmen beschrieben werden können. Eine Technik wurde entwickelt, welche das Finden von Inkonsistenzen auf die Synthese von Gewinnstrategien in Zweispielerproblemen abbildet, sodass ein existierender, effizienter Algorithmus für die Konsistenzanalyse verwendet werden kann. Zudem wurde eine Technik für die Dekomposition des Syntheseproblems entwickelt.Um Inkonsistenzen in Spezifikationen von dynamischen Systemen zu finden, werden zudem Konzepte für die Verbesserung des play-out-Algorithmus präsentiert. Der existierende Algorithmus ermöglicht die Simulation von MSD Spezifikationen, bei der es jedoch zu vermeidbaren Verletzungen der Spezifikation kommen kann. Durch eine neuartige Kombination des play-out-Algorithmus mit erfolgreich für Teile der Spezifikation synthetisierten Strategien produziert dieser weniger vermeidbare Verletzungen. So hat der Ingenieur mehr Grund eine Inkonsistenz zu vermuten, wenn Verletzungen auftreten.

Zusammenfassung (Englisch)

Mechatronic systems today have to fulfill increasingly complex tasks in diverse and often safety-critical situations. In order to cope with this complexity, the design of the system is typically based on scenarios, in which the engineers describe which sequences of events may, must, or must not happen in certain situations. Scenarios allow humans to conceive complex requirements. However, it may happen that contradictions are introduced among the scenarios, and thus the specification becomes inconsistent. If such inconsistencies are not detected early, this may require costly iterations in the systems development or it may lead to flaws in the system.In the scope of this thesis, a method was developed for finding inconsistencies in scenario-based specifications of mechatronic systems. Modal Sequence Diagrams (MSDs) were extended so that now real-time requirements and environment assumptions can be formulated. A technique was developed that maps the problem of finding inconsistencies in such MSD specifications to the problem of synthesizing winning strategies in two-player games. This way, an existing, efficient algorithm can be employed for consistency analysis. Moreover, this thesis presents a formal technique for decomposing the synthesis problem.Furthermore, in order to find inconsistencies in specifications of dynamic systems, this thesis presents concepts for improving the play-out algorithm. This algorithm allows for the simulation of MSD specifications, but it may run into avoidable violations of the specification. By combining the play-out with strategies that could be successfully synthesized from parts of the specification, the simulation produces less avoidable violations, thus giving the engineers more reasons to suspect inconsistencies if violations occur.