Model driven systems configuration : improving the efficiency & quality of engineering process assembly based on varibility modeling

Abstract

Large-scale projects in Production Systems Engineering occur in multidisciplinary envi- ronments were engineers of different domains work together in a combined effort. Due to their limited integration and connectivity, specialized engineering tools, deeply-rooted in these domains, determine the Engineering Processes. Tool Integration Platforms, like the Engineering Service Bus, seamlessly integrate processes and tools. Nevertheless, Tool Integration Platforms need to be tailored to implement the customer’s specific processes and tools. Today, application integrators manually perform the customization process, which is tedious and often error-prone. The customization of Engineering Processes and the configuration of their connection to software services is particularly costly and cumbersome. This work aims at answering to what extent the customization process for Engineering Processes can be improved using a more sophisticated approach than the manual one. Therefore, it investigates how variants of Engineering Processes can be mapped to service variants and configured adequately by a (semi) automated method. Beforehand, we need to examine how concepts of Variability Modeling can model Engineering Processes and software systems to map variants of either domain? The research approach, first, investigates related work. Second, variabilities in Engineering Processes of industry partners and the services of the Engineering Service Bus is examined. Afterwards, variability models for Engineering Processes and Engineering Service Bus services are developed. Based on this, we propose an approach for mapping Engineering Process variants to service variants. Finally, the solution approach is evaluated based on a real-world example of an industry partner and a prototype. As results, the thesis proposes an approach to define variability models based on the Business Process & Model Notification language and Feature Modeling. The main result is a method to map process templates to Feature Models. The evaluation shows that the solution is feasible and that the manual approach was reduced in effort and complexity significantly. Moreover, the proposed solution increased the number of quality assurance mechanisms. The solution approach was evaluated on a small sample and showed its superiority compared to the manual approach. The author expects the solution approach to work even better on more extensive examples, which has to be proved in future work.

Große Planungsprojekte im Anlagenbau finden in einer multidisziplinären Umgebung statt, in der Ingenieure aus mehreren Disziplinen an einem gemeinsamen Ziel arbei- ten. Arbeitsprozesse in einer solchen Umgebung werden aufgrund limitierter Datenaus- tauschmöglichkeiten der Softwarewerkzeuge, die tief in der jeweiligen Disziplin verankert sind, durch diese bestimmt. Plattformen für Werkzeugintegration, wie der Engineering Service Bus, integrieren Werkzeuge und Arbeitsprozesse nahtlos. Solche Plattformen müssen aber an die jeweiligen Werkzeuge und Arbeitsprozesse der Kunden angepasst werden. Heutzutage wird diese Anpassung durch Anwendungsintegratoren in manueller Arbeit durchgeführt, die oft mühsam und fehleranfällig ist. Besonders die Anpassung der Arbeitsprozesse in der Anwendung, deren Konfiguration und die Verbindung mit Softwareservices ist aufwendig und beschwerlich. Diese Arbeit beabsichtigt die Frage zu beantworten, inwiefern der Anpassungsprozess durch einen weiterentwickelten Ansatz verbessert werden kann. Dafür, wird untersucht wie Varianten von Arbeitsprozessen auf Varianten von Softwareservices abgebildet und mit einer automatisch unterstützten Methode konfiguriert werden können. Dazu wird erforscht, wie Konzepte der Variabilitätsmodellierung für Arbeitsprozesse und Softwareservices adaptiert werden können, um Varianten beider Gruppen aufeinander abbilden zu können. Im Forschungsteil werden zuerst ähnliche Arbeiten, auf denen aufgebaut werden kann angesehen. Danach, wird Variabilität in den Arbeitsprozessen von Industriepartnern und den Services des Engineering Service Bus erforscht. Basierend darauf, wird ein Ansatz vorgeschlagen, um Varianten von Arbeitsprozessen auf solche von Softwareservices abzubilden. Schließlich, wird der Ansatz anhand eines Beispiels eines Industriepartners mit einem Prototypen evaluiert. Die Resultate der Arbeit sind, ein Ansatz um Variabilität anhand der Business Process Model & Notation Sprache und Feature Modeling darzustellen, sowie der Vorschlag einer Methode um Varianten aufeinander abbilden zu können. Die Evaluierung zeigt, dass der Ansatz machbar ist und den Traditionellen in Komplexität und Aufwand signifikant reduziert. Zusätzlich, werden die Möglichkeiten für qualitätsgesicherte Maßnahmen erhöht. Der Ansatz wurde an einem einfachen Beispiel getestet und zeigte die Überlegenheit gegenüber dem traditionellen Ansatz. Der Autor geht davon aus, dass die Methode noch vorteilhafter für größere Beispiele ist, was in einer zukünftigen Arbeit zu überprüfen ist.