Tag des Systems Engineering

Modeling and Simulation of Database InteractionsSylvia Melzer1,2, Oliver C. Eichmann1, Hongxu Wang1, Ralf God1

1Hamburg University of Technology, Institute of Aircraft Cabin Systems2Universität Hamburg & Universität zu Lübeck

11.11.2021, online

Tag des Systems EngineeringMain Track 2 –Stories: Best Practices, Success, Change & Transformation

Motivation

11.11.2021 | TdSE 2021 Modeling and Simulation of Database Interactions 2

Digitalisierung von Unternehmensprozessen

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Unternehmen Prozesse DatenbankDokumente

• Können die in den Unternehmen etablierten Prozessschritte beibehalten werden? • Passt die etablierte Prozessreihenfolge zur neuen Organisationsstruktur?

Verhalten Struktur

NEU! Einsatz von Datenbanken als Teil der Organisationsstruktur

Motivation

Digitalisierung von Unternehmensprozessen


Modellierung und Simulation der Struktur und des Verhalten von Unternehmensprozessen

Welches Vorgehen eignet sich dafür?

Für Entwicklung komplexer Systeme eignet sich:

→ Model-based Systems Engineering (MBSE) unter Nutzung der Systems Modeling Language (SysML)

Wie kann eine frühzeitige Validierung, d.h. vor der Implementierung, vorgenommen werden?

Kann aus dem Modell automatisch Quellcode erzeugt werden?

Entwicklung in einem Werkzeug möglich?

Einleitung

Beispiel: Erstellung eines Abnahmeprüfzeugnisses

• Die Produktion von Luftfahrzeugbauteilen und –ausrüstungen: Zertifizierung gemäß EASA Teil 21/G.

• Organisationen, die über eine POA verfügen, sind für die Freigabe von Dokumenten der EASA Form 1 zertifiziert

• Das EASA-Formular stellt sicher, dass ein Produkt, ein Teil oder eine Komponente in Übereinstimmung mit den genehmigten Musterkonstruktions- und Produktionsprozessparametern hergestellt wird.



Einleitung


• Zulieferer haben oft kein Zertifikat → Bauteilqualifizierung notwendig

• Bauteilqualifizierung enthält Informationen über das Produkt und Teileeigenschaften (Qualität), z. B. Teilenummer, Masse und Abmessungen.


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Einleitung



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Einleitung


• Der beispielhafte Unternehmensprozess zur Ausstellung des Abnahmeprüfzeugnisses in einem mittelständischen Luftfahrtzulieferer umfasst die manuelle Zeugniserstellung durch Qualitätsmanager unter Verwendung von Vorlagen in einer Textverarbeitung.

• Die Digitalisierung des Abnahmeprüfzeugnisses könnte die Qualitätsmanager bei der Erstellung der Dokumente unterstützen, z. B. durch automatisches Einfügen von Teile- und Bestellnummern, und so Vorteile in Form von mehr Effizienz und weniger Fehlern bieten.

• Anforderung: Digitalisierte Prozesse müssen in der Lage sein, mit Unternehmensdatenbanken zu interagieren, um relevante Informationen für Abnahmeprüfzeugnisse abrufen zu können.



Datenbankmodelle


• Konzeptionelles Datenbankmodell in SysML

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Technischer Ansatz

• Wie können Datenbank-Interaktionen modelliert und simuliert werden?



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Modellierung mit Cameo Systems Modeler

Relationales Datenbankmodell modellbasiert erstellen

Technischer Ansatz


Eingabe-Parameter opaque actionZur Herstellung einer

Datenbank-Interaktion

SQL-Ausdruck

Modellbasierte Datenbank-Interaktion

Technischer Ansatz


SysML Toolbox


Anwendung



Ergebnisse

Validierung


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Modellierung mit Cameo Systems Modeler

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Ergebnisse

• Anwendung des technischen Ansatzes in dem Projekt KMUDigital erfolgt

• Prozesse in den Projekten wurden validiert• Teil-Automatisierung von Unternehmensprozessen

• Änderungen der Prozessreihenfolge

• Neue Prozesse erstellt

• Organisationsstrukturen wurden validiert• Umstellung von papierbasierten auf digitale Dokumente

• Andere Zusammenstellung von Dokumentendaten

• Weniger Redundanz

• Vereinfachte Dokumentation/Archivierung

• Getesteter BeanShell-Codes kann einfach übernommen werden (z.B. in einem Java-Programm)

• Exception-Behandlung in BeanShell-Code sollte durchgeführt werden

• Debugging in Cameo Systems Modeler von BeanShell-Code erfordert Programmierkenntnisse• Fehlermeldungen für Endanwender müssen anders dargestellt werden, damit diese besser nachvollziehbar sind


PROJEKT

TOOL

Zusammenfassung und Ausblick

• Anwendung in Forschung und Industrie erfolgt

• Do It Yourself: Erstellung einer SysML Toolbox als Datenbankbasis-Funktion von Cameo Systems Modeler

• Für Modellierer: • Modellierung und Simulation von Datenbank-Interaktionen ohne Programmierung

durchführen

• Modellierung, Simulation und Validierung kompakt in nur einem Werkzeug

• Erweiterung als Federated Database System (FDBS)• Automatischer Bestellprozess von Flugzeugbauteilen

• Einsatz in anderen Bereichen


ZUSAMMENFASSUNG

AUSBLICK

Acknowledgment


This research work was supported by the LuFo V-3 project „Industrie 4.0-Fähigkeit der KMU bei der Herstellung, Lieferung und der Zulassung von Flugzeugausrüstung (KMUDigital)”, funded by the Federal Ministry for Economic Affairs and Energy based on the decision by the German Bundestag

Fragen?

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