Datenaustausch
Versionierung Konvertierung EMP+AIIT
Versionierung Konvertierung EMP+AIIT
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Was sind Zeichen? (nach DIN 44300) (0)
Zeichen umfassen einfache Elemente wie Buchstaben, Ziffern, Sonderzeichen, „Ein Element
(als Typ) aus einer zur Darstellung von Informationen vereinbarten endlichen Menge von
Objekten (Zeichenvorrat), auch jedes Abbild (Exemplar) eines solchen Elementes“
Was sind Daten (nach DIN 44300) (0)
Daten sind Zeichen oder kontinuierliche Funktionen, die Informationen aufgrund bekannter
oder unterstellter Abmachungen zum Zwecke der Verarbeitung darstellen.
Daten sind zum Beispiel:
- Zahlen: 17, 25.3
- Zeichen: 'a', 'b'
- Zeichenketten: "Schlagbohrer"
- Datumsangaben: 11.3.2001
Informationen (Definition) (0)
Information ist eine Mitteilung, die sich aus einer räumlichen oder zeitlichen Folge
physikalischer Signale zusammensetzt, die mit bestimmten Wahrscheinlichkeiten auftreten,
und die beim Empfänger ein bestimmtes (Denk-)verhalten bewirkt.
Notwendigkeit für Datenauschtausch und Management (0)
Gezieltes Datenmanagement und umfangreiche Datenaustauschprozesse besonders wichtig auf Grund verteilter Produktentwicklung
Mögliche Differenzierungsarten bei der verteilten Produktentwicklung sind:
- Geografisch
- Räumliche Verteilung der kooperierenden Entwicklungsmannschaften
- Unternehmensintern
- Domänenbezogen
- Abteilungsübergreifend
- Verteilte Rechnerarbeitsplätze (keine Arbeitsplatzteilung)
- Unternehmensextern
- Unternehmen vs Partner
- Unternehmen vs Zulieferer
Daten vs Informationsaustausch (0)
- Datenaustausch ist eine technische Problemstellung, mit 95% Erfolg
- Problematisch sind Qualität der Daten, Zugriffszeiten und andere Themen der Service-Level-Agreements (SLA)
- Informationsaustausch bedeutet, dass die versendeten und empfangenen Daten in den informationellen Kontext korrekt eingebunden werden müssen
Informationsaustausch ist die eigentliche Herausforderung
5 Entwicklungstufen des Datenmanagement (steigender Leistungsumfang) (0)
- Manuelle Verwaltung
- File-Server-basierte VW
- Domkumenten-basierte VW
- Produktstruktur-basierte VW
- Produktstruktur und Prozess-basierte VW
Was ist Versionierung (0)
Eine Version erfasst einen definierten Zustand eines Objekts (z.B. eines Produkts, einer
Produktkomponente oder eines Dokuments) während des gesamten Lebenszyklus.
- Die Anzeige einer Veränderung wird als Versionierung bezeichnet
- Andere Begriffe für Version sind Revision und Iteration (teilweise von Systemherstellern
mit unterschiedlichen Bedeutungen belegt) - Kennzeichnend einer Version ist deren Entstehung zu einem definierten Zeitpunkt, d.h.
zu welchem Zeitpunkt eine Version entstanden ist (aktuelle Version) - Mehrere Versionen werden zu einer Entwicklungshistorie verknüpft, dadurch sind
Versionen durch eine Vorgänger- Nachfolger- Beziehung miteinander verknüpft - Einzelne Versionen können verschiedene Zustände durchlaufen (Status)
- Synchronisationspunkte bedingen Versionen zur Identifikation von Arbeitsständen
- Eine Versionierung kann in:
1. zeitlicher Abfolge,
2. auf verschiedenen Ebenen,
3. mit „basiert auf“-Beziehungen (Bezugsversion) erfolgen.
Versionierung (zeitlich, Praxis) (0)
• Aufteilung der Konstruktionsaufgabe in
Einzelschritte
• Versionierung zwischen den Schritten („private“
Versionen zunächst nicht öffentlich)
• Veröffentlichung bei Kooperation oder zu
Synchronisationszeitpunkten
•Mögliche Versionierungszeitpunkte:
- Aufspaltung des Entwicklungspfades
- Zusammenführung von Entwicklungspfaden
- Im Ermessen des Ingenieurs
Version vs. Variante (0)
- Produktkomponenten werden häufig zunächst variantenunabhängig entwickelt. Erst
wenn eine Unterscheidung zwingend notwendig wird, spaltet sich ein Entwicklungspfad inmehrere Pfade auf. - Jede Abfolge von Versionen, die zu einem Entwicklungspfad zusammengefasst ist,
wird einer Varianten zugeordnet. Daher kann man Varianten mit Entwicklungspfaden
identifizieren. Zwischen Versionen und Varianten besteht ein enger Zusammenhang.
Datensicherung (1)
Datensicherung ist erforderlich, um
- Auswirkungen technischer und menschlicher Fehler zu begrenzen
- über lange Zeit Zugriff auf verwendete Daten zu haben
- gesetzlichen Anforderungen gerecht zu werden
Backup (kurzfristig)
- Tägliche Sicherung der Gesamtbestände
- Speicherung in Verwendungsform (keine Konvertierung)
- Rückgriff auf Einzeldaten sollte relativ schnell geschehen können (wenige Stunden)
Archivierung (langfristig)
- Standardformate um langfristige Lesbarkeit zu gewährleisten
- Komprimierte Daten zur effizienten Speicherplatznutzung (Zugriffsgeschwindigkeit von untergeordneter Relevanz
Backup (1)
- Sicherungsmechanismen in PLM-Installation beruhen meist auf RAID (Redundant Array of Independent Discs) – Systemen, umgangssprachlich auch Spiegelung genannt
- Bei dieser Datenspeicherung werden Daten zusammen mit Fehlerkorrekturcodes auf zwei oder mehr Festplattenlaufwerken verteilt ablegt
- verbundene Festplatten bilden gegenüber dem Betriebssystem des Netzwerk-Servers ein virtuelles Laufwerk
- RAID-Speicherkapazität ist variabel nutzbar. Selbst bei laufendem Betrieb können im Falle eines aufkommenden Problems Daten von einer Festplatte auf eine andere verlagert werden
- Risiken des Datenverlustes (Worst Case) können reduziert werden, wenn die PLM-Datenbasis (Datenbank und File-Vault) als Backup täglich gesichert wird. Als externe Speichermedien für die duplizierten Informationen eignen sich Magnetbänder oder optische Platten
- Moderne PLM-Systeme registrieren den Ablageort der Sicherheitskopie und können bei Bedarf Daten vom vom Sicherungs- auf das Arbeitsmedium zurückspielen
Archivierung (1)
Definition Archiv:
- Gesamtheit aller Datenbestände auf Datenträgern
Definition Digitales Archiv:
- Gesamtheit der in einem EDV-System auf Datenträgern vorhandenen Programme und Datenbestände
Dokumentationspflicht des Unternehmens (Richtlinie EG 85/374, Artikel 11):
- ”Um den Entlastungsbeweis bei möglichen Produkthaftungsfällen führen zu können, müssen der Konstruktionsstand und die dazugehörenden Änderungsvorgänge mindestens 10 Jahre nach Inverkehrbringen des Erzeugnisses noch zurückverfolgt werden können.”
Übliche Archivierungsdauer:
- Automobilindustrie: 20 Jahre
- Werkzeugmaschinenindustrie: 25 Jahre
- Luftfahrtindustrie: bis zu 50 Jahre und länger (entsprechend der Einsatzdauer der Flugzeuge, z.B.: Douglas DC-9, Entwicklungsbeginn 1961, weiterhin vielfach im Einsatz)
Was ist Cross Enterprise Engineering? (CEE) (0)
ist die Weiterführung des SimultaneousEngineering und beschreibt die globale Zusammenarbeit von
internen und externen Organisationseinheiten im Rahmen desProduktentwicklungsprozesses. Prozesseund IT-Lösungen für die Zusammenarbeit
zwischen Ingenieuren und existierenden IT-Lösungen sowie dieIntegration zwischen Systemen bilden den
Schwerpunkt.
Datensynchronisation (Wege für verteilten Zugriff auf Daten) (0)
♦ Online-Zugriff (Direkte Datenabfrage)
- Virtual Private Network (VPN)
- Internet (HTTP, FTP)
- Remote Graphics
♦ Synchrone Replikation
- Das sendende System wartet, bis das empfangende System den Empfang bestätigt (langsam besonders bei langen Warteschleifen im Datentransfer; aber sicherer gegen Konflikte)
♦Asynchrone Replikation
- Das sendende System sendet Daten und wartet nicht auf Empfangsbestätigung (schnell, aber bei langen Warteschleifen höhere Gefahr von Inkonsistenzen/Konflikten)
Datensynchronisation (Relevante Einflussgrößen) (0)
- Kosten
- Durchsatz der verfügbaren Datenleitung
- Belastung des Netzes durch andere Aktivitäten
- Benötigte Zugriffszeiten
- Größe der zu versendenden Daten
- Verknüpfung von Daten zum
- Datenmanagement notwendig?
- Vertraulichkeit der Daten
- Vertrauen zum Datenempfänger (hinsichtlich Kompetenz und Integrität)
Datenaustausch (Ausgang/Reaktion) (0)
Ausgangssituation:
- globale Märkte, internat. Zulieferer/Konkurrenz, hohe Komplexität, kurze PLZ, abnehmerorientierter Markt
Reaktion der Unternehmen
- moderne Managementkonzepte, Digitalisierung PE, Beschränkung auf Kernkompetenzen, Verlagerung von Entwicklungsaufgaben an Zulieferer
Datenaustausch (Herausforderungen → Lösungsansätze) (0)
- Systemheterogenität erfordert die Bereitstellung und das
Vorhalten unterschiedlicher Datenformate für dieselben Informationen - Formale (Qualität CAD-Daten, Konvertierungsprobleme)
und inhaltliche Qualität der Daten (Informationsgehalt & -
güte) - Lange Durchlaufzeiten durch große Datenvolumina
- Extraktion und Integration komplexer Informations-
strukturen (z.B. Produktstrukturen) aus PDM / PLM
Systemen - Fehlerrisiko aufgrund unterschiedlicher Konventionen /
Regelungen zum Informationsaustausch
Lösungsansätze:
- Beheben der Delta-Problematik: explizite Kennzeichnung aktueller und veränderter Daten
- Verbesserung der Prozesse durch EAI für die Harmonisierung der Tool-Schnittstellen und
ERM für die Datensicherheit
⇒ Ziel ist ein sicherer, integrierter Informationsfluss
Was muss getan werden für erfolgreichen Datenaustausch? (0)
- Datenauswahl (Anwendung von Wissen, Selektion)
- Evtl. Konvertieren, Qualitätscheck und in Produktstruktur speichern
- Aus der Produktdatenstruktur ausleiten
- Evtl. in Datenpakete sammeln, evtl. Δ ermitteln
- Verschicken der Daten
- Empfangen der Daten
- Entpacken der Daten
- In die Produktstruktur einpflegen
- Bereitstellung der Daten
- Nutzung
Austausch von Produktmodelldaten (0)
Übertragung einer komplexen Produktbeschreibung:
- deskriptive Speicherung
- prozedurale Speicherung
- Erzeugnislogiken, Variantenprogramme
direkter Modellaustausch oft nicht möglich, weil unterschiedliche:
- rechnerinterne Modelle
- Modellelemente/-definitonen (B-Rep, CSG)
- Darstellungsgenauigkeiten (32bit und 64bit)
- Formate für Zahlen und Zeichen
--> Einsatz von Konvertern (Schnittstellen)
Standardformate (Austausch von Produktmodelldaten)
♦ Übertragung einer komplexen Produktbeschreibung
- Produktmodelle auf der Basis von Datenstrukturen (deskriptive Speicherung: das
Ergebnis eines Bearbeitungsschrittes wird festgehalten) - Produktmodelle auf prozeduraler Basis: Beschreibung der Vorgehensweise zur
Erstellung des Produktes (prozedurale Speicherung) - Produktmodelle auf der Basis von Programmstrukturen: Erzeugnislogiken
(z. B. Parametrik), Variantenprogramme (besonders für Norm- und Zukaufteile)
♦ Ein direkter Modellaustausch ist oft nicht möglich, weil:
- unterschiedliche Konzeptionen der rechnerinternen Modelle (deskriptiv, prozedural)
- unterschiedliche Modellelemente und / oder Modelldefinitionen (B-Rep, CSG)
- unterschiedliche Darstellungsgenauigkeiten (32bit und 64 bit)
unterschiedliche Formate für Zahlen und Zeichen (z. B.: ASCII und EBCDIC)
• ASCII = American Standard Code for Information Interchange
• EBCDIC = Extended Binary Coded Decimal Interchange Code
♦ →Einsatz von Konvertern (häufig als „Schnittstellen“ bezeichnet)
Konvertierung in der Produktentwicklung
♦Konvertierung ist die Überführung von Information einer Repräsentationsform in eine andere.
♦Konvertierung ist notwendig für:
- Einsatz von Insellösungen (keine durchgängigen Systeme)
- Weiternutzung von Daten bei Versions- oder Systemwechsel von Software
- Bearbeitung von Produktmodelldaten mit externen Werkzeugen
• Simulationen (FEM/CFD, CAM/NC-Fertigung, Ergonomie)
•Rapid Prototyping (STL)
•Virtual Reality
•Kollaborationssoftware - Archivierung von Daten in Standardformaten
- Datenaustausch (unterschiedliche Systeme bei Kooperaitonspartnern)
- Kompression
- Behörden- und andere Freigabeprozesse (2D-Bauzeichnung)
Arten der Konvertierung
♦ verlustfreie Konvertierung
- kein Datenverlust
- Möglich bei der Konvertierung zwischen kompatiblen Formaten (Konvertierung eines Rasterbildes von TIFF nach PNG, Datenkomprimierung zu .zip, .rar, etc. )
♦ verlustbehaftete Konvertierung
- Datenverlust kann aus folgenden Gründen entstehen:
• Verlustbehaftete Datenkompression (Reduzierung der Daten) um nicht notwendige Details, z. B. vom Audioformat WAV nach MP3.
• Zielformat ist nicht in der Lage, alle Informationen des Quellformates darzustellen, z.B.
von HTML zu Textformat (sämtliche Formatierungen gehen verloren)
♦ sinnhafte Konvertierung
- Daten werden unter Beibehalten des wesentlichen betrachteten Inhalts konvertiert
- Mit oder ohne Informationsverlust
- Möglicherweise Anreicherung mit Informationen weiterer Quellen
•Konvertierung einer Tabelle von Microsoft Excel XLS nach CSV oder umgekehrt
•Konvertierung von proprietären CAD-Formaten in Standardformate, z.B. STEP
Vorgehensweise eines Konverters
- Einlesen ("Scannen") der Schema-Ausprägung von A
- Erkennen ("Parsen") von Informationseinheiten der Ausprägung von A
- Wandeln
- Erzeugen der Ausprägung B (physikalische Darstellung von Schema-Definition B)
Probleme bei der Konvertierung
♦ Probleme mit dem Inhalt
- Unterschiedliche Informationsrepräsentationen sind schwer überführbar (Boundary- Representation mit expliziten oder impliziten Kanten)
- Fehlerhafte Geometrien (z.B. nicht geschlossene Oberflächen) führen zu Konvertierungsfehlern
- verschiedene Versionen der Schnittstellenprozessoren/Konvertern
- Unterschiedliche Abbildungsgenauigkeiten (entstehende Genauigkeit nicht absehbar)
- Konvertierungsfehler werden nicht unmittelbar erkannt → Informationsverlust
♦ Probleme mit Struktur / Format
- Abweichungen von festgelegten Formvorgaben (z.B. Layerbelegung)
- Namenskonventionen
- verschiedene Formen der Strukturierung von Modellen und Zeichnungen
♦ Probleme mit Konvertierungs-Werkzeugen
- Unzählige Konvertierungsoptionen
- Manuelle Nacharbeit ist in vielen Fällen erforderlich
- Probleme auf Grund des Datenumfangs (Personal, Zeit, Werkzeuge)
- Fehler in den Schnittstellenprozessoren (Zertifizierung?)
JT - Datenaustauschformat (0)
- Jupiter Tesselation
- Hoher Verbreitungsgrad
- Unterstützt Validierungsoperationen wie Schnitte,
präzise Messungen, Kollisionsuntersuchungen
und Bewegungssimulationen - Inhaltlicher Umfang nach Bedarf
erweiterbar um Produkt- und
Fertigungsunformationen (z.B. CAE-Daten) - Performantes Betrachten von großen Datenmengen
- Das JT Open Toolkit ist eine C++-Bibliothek, die die Erstellung von Schnittstellen
(lesen und schreiben) zu JT anbieten. Dadurch können Daten in diesem alternativen
Format gespeichert, archiviert oder ausgetauscht werden. - Applikationen, die das JT-Datenformat nutzen, können über Konfigurationsdateien
gesteuert werden, die den Datenzugriff und die Datenerstellung regeln - JT ist ein reines Binärformat, das nicht wie STEP oder XML menschenlesbar oder
interpretierbar ist