Konzepte für den Einsatz versionierter Objektmodelle im Bauwesen

Richter, Torsten

Bauwerke sind in der Regel Unikate, für die meist eine komplette und aufwändige Neuplanung durchzuführen ist. Der Umfang und die Verschiedenartigkeit der einzelnen Planungsaufgaben bedingen ein paralleles Arbeiten der beteiligten Fachplaner. Darüber hinaus ist die Bauplanung ein kreativer und iterativer Prozess, der durch häufige Änderungen des Planungsmaterials und Abstimmungen zwischen den Fachplanern gekennzeichnet ist. Mithilfe von speziellen Fachanwendungen erstellen die Planungsbeteiligten verschiedene Datenmodelle, zwischen denen fachliche Abhängigkeiten bestehen. Ziel der Arbeit ist es, die Konsistenz der einzelnen Fachmodelle eines Bauwerks sicherzustellen, indem Abhängigkeiten auf Basis von Objektversionen definiert werden. Voraussetzung dafür ist, dass die Fachanwendungen nach dem etablierten Paradigma der objektorientierten Programmierung entwickelt wurden. Das sequentielle und parallele Arbeiten mehrerer Fachplaner wird auf Basis eines optimistischen Zugriffsmodells unterstützt, das ohne Schreibsperren auskommt. Weiterhin wird die Historie des Planungsmaterials gespeichert und die Definition von rechtsverbindlichen Freigabeständen ermöglicht. Als Vorbild für die Systemarchitektur diente das Softwarekonfigurationsmanagement, dessen Versionierungsansatz meist auf einem Client-Server-Modell beruht. Die formale Beschreibung des verwendeten Ansatzes wird über die Mengenlehre und Relationenalgebra vorgenommen, so dass er allgemeingültig und technologieunabhängig ist. Auf Grundlage dieses Ansatzes werden Konzepte für den Einsatz versionierter Objektmodelle im Bauwesen erarbeitet und mit einer Pilotimplementierung basierend auf einer Open-Source-Ingenieurplattform an einem praxisnahen Szenario verifiziert. Beim Entwurf der Konzepte wird besonderer Wert auf die Handhabbarkeit der Umsetzung gelegt. Das betrifft im Besonderen die hierarchische Strukturierung des Projektmaterials, die ergonomische Gestaltung der Benutzerschnittstellen und der Erzielung von geringen Anwortzeiten. Diese Aspekte sind eine wichtige Voraussetzung für die Effizienz und Akzeptanz von Software im praktischen Einsatz. Bestehende Fachanwendungen können durch geringen Entwicklungsaufwand einfach in die verteilte Umgebung integriert werden, ohne sie von Grund auf programmieren zu müssen.

Structures are normally unique which often require a new, complete and complex design. The extensiveness and diverseness of the several planning tasks cause a parallel work of the involved planners. Furthermore, the building planning is a creative and iterative process that is characterised by frequent changes of the planning material and coordinations between the professional designers. The planners create different data models with dependencies between each other. The aim of this thesis is to ensure the consistency of the particular expert models by defining dependencies on the basis of object versions. A prerequisite is the development of all specialised applications with the established object-oriented programming paradigm. The sequential and parallel work of many planners is supported by an optimistic access model that does not require write locks. The history of the planning material will be stored additionally and the definition of release states is provided. The software configuration management served as a model for the system architecture whose versioning approach often relies on the client-server concept. The formal description of the used approach is done by the usage of the set theory and relational algebra to ensure its generality and independency from technologies. On the basis of this approach concepts for the application of versioned object models in civil engineering are formulated and verified at a practical scenario with a pilot implementation based on an open source engineering platform. A great importance was attached on the usability of the implementation. This affects especially the structuring of the project material, the ergonomic design of the user interface as well as the achievement of short response times. These aspects are a precondition for the efficiency and acceptance of the software by the practical users. Existing expert applications can be easily integrated in the distributed environment without programming them from scratch.

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Richter, Torsten: Konzepte für den Einsatz versionierter Objektmodelle im Bauwesen. 2010.

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