-Forschungsprojekt Nr. 12360N

Informationsmanagement für Herstellung, Bau und Betrieb von Anlagen der elektrischen Energieverteilung

Wissenschaftliche Problemstellung

Die Dokumentation von Schaltanlagen wird zukünftig durch verschiedene Aspekte aus verwandten technischen Bereichen beeinflußt, die eine Neuorientierung notwendig machen.

Heute werden für die Dokumentation von Schaltanlagen unterschiedliche CAD-Systeme eingesetzt. Da die Daten innerhalb jedes CAD-Systems auf eine ganz spezifische Art und Weise organisiert sind, jedes CAD-System sein eigenes Datenmodell besitzt, ist der Austausch von Daten zwischen solchen Systemen schwierig. Hieraus erwächst die Forderung nach einem gemeinsamen Datenmodell als Basis für alle CAD-Systeme. Einen geeigneten Ansatz für ein solches gemeinsames Datenmodell bietet der ISO-Standard STEP (Standard for the Exchange of Product model data – ISO 10303). Er stellt sehr generische Datenstrukturen zur Produktdatenbeschreibung zur Verfügung.

Parallel hierzu wird die Technologie der Schaltanlagen der Energieverteilung zukünftig in verstärktem Maße durch digital-technische Komponenten und Systeme in der Sekundärtechnik geprägt. So werden Verdrahtungen von Einzelgeräten durch Bussysteme ersetzt und neben der durch die reine Geräte-Hardware vorgegebenen Struktur müssen auch deren durch Software realisierte Funktionen dokumentiert werden.

Die bisher überwiegend papierbasierte Dokumentation wird in Zukunft durch ein Informationsmanagement abgelöst werden. Dieses wird die Anlagen nicht nur, wie heute üblich, während der ersten Phasen des Lebenszyklus, vom Entwurf bis zur Inbetriebnahme begleiten, sondern darüber hinaus auch während des Betriebes für Instandhaltungsmaßnahmen, Ersatzteilbestellung oder kaufmännische und juristische Aufgaben zur Verfügung stehen. Die bisher geschlossene Dokumentation wird daher langfristig durch ein vernetztes Informationssystem ersetzt.

Dieses Projekt geht auf eine Initiative der IG EVU http://www.igevu.de zurück.

Forschungsziel und Lösungsweg

Forschungsziel ist die grundsätzliche Konzeption eines dynamischen Informationsmanagement-Tools für Anlagen der elektrischen Energieverteilung. Die ermittelten Ergebnisse können dann in einem weiteren Schritt als Anforderungsprofil für zukünftige CAD-Systeme umgesetzt werden.
 

Allgemeines

Zur Vorgehensweise innerhalb dieses Projektes sind folgende Schritte vorgesehen:


Bestandsaufnahme vorhandener Strukturen
Der erste Schritt beinhaltet eine Bestandsaufnahme der Datenmodelle aktuell eingesetzter CAD-Systeme sowie der Anforderungen während der einzelnen Phasen des Lebenszyklus. Die einzelnen Teilprozesse sind zu analysieren.

Erstellung eines Anforderungsprofils
Die Ergebnisse der Bestandsaufnahme stellen eine Grundvoraussetzung für die Erstellung eines Anforderungsprofils dar. Nach Analyse der Datenmodelle lassen sich die darin enthaltenen Datenstrukturen in drei Kategorien unterteilen und weiterverwenden:

Das Ergebnis dieses Arbeitsabschnitts führt zu einem Katalog an Notwendigkeiten und Randbedingungen die für ein zukunftsweisendes Informationsmanagementsystem erfüllt sein müssen.

Entwicklung eines Datenmodells
Auf Basis des erstellten Anforderungsprofiles werden der objektorientierten Vorgehensweise entsprechend Objektklassen mit zugehörigen Datenelementen und Methoden definiert. Diese werden über Hierarchie- ("is-a" Beziehung) und Bestandteilsrelationen ("has-a" Beziehung) zu einem Gesamtmodell zusammengesetzt. Hierbei sind insbesondere folgende Aspekte zu berücksichtigen:

Überprüfung der Abbildbarkeit auf STEP-AP212
Das zuvor entwickelte Datenmodell wird hinsichtlich seiner direkten Abbildbarkeit auf STEP-AP212 überprüft. Insbesondere ist die Abbildbarkeit für die folgenden Bereiche nachzuweisen:

Demonstration der Funktion an einem Teilprozeß
Mit Hilfe des Datenmodells, das nun konform zu STEP-AP212 ist, wird anhand eines Teilprozesses demonstriert, wie ein Informationsmanagement über die verschiedenen Phasen des Lebenszyklus umgesetzt werden kann. Als Beispiel soll hierbei eine Trennschaltersteuerung mit Verriegelung dienen.
 

Projektleiter

Dr.-Ing. Th. Weber   Telefon 06 21/80 47-130