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Über dieses Buch

Digitale Systeme und Infrastrukturen werden in der Regel gemeinsam oder wie im öffentlichen Sprachgebrauch üblich, „geteilt“ genutzt. Das gilt sowohl für die Systeme und Infrastrukturen selbst, als auch für Daten, die häufig als das Öl der Digitalisierung bezeichnet werden. In industriellen Nutzungen sind Daten in den meisten Fällen eine geschäftskritische Ressource und können nicht, wie im privaten Nutzungsumfeld, bedingungslos und uneigennützig Dritten überlassen werden. Dennoch ist das Teilen von Daten für industrielle Anwendungen gewünscht und häufig auch zwingend notwendig, aber ebenso häufig unzulässig und gefährlich. Genauso zwingend wie das Teilen von Daten ist in industriellen Anwendungen das nutzungsgerechte und passgerechte Zusammenführen von Daten unterschiedlicher Bedeutung zu Daten-Konglomeraten.Um die digitale Souveränität gemeinsam berechtigter Nutzer von Daten gewährleisten zu können, muss zur Bewältigung dieser beiden Aufgaben ein systematisches Data Engineering bereitgestellt werden.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

Kapitel 1. Informationen und Informationsmodelle

Zusammenfassung
In Kapitel 2 werden die besonderen Anforderungen an die Informationsmodellierung für industrielle Anwendungen diskutiert. Dabei werden die verschiedenen in industriellen Anwendungen relevanten Informationen und der zu ihrer Darstellung nötigen Ausdrucksmittel erläutert. Es wird verdeutlicht, wie Beschreibung und Charakterisierung industrieller Artefakte unterschiedliche wissenschaftliche Bezugssysteme wie die der Mathematik oder die Physik nutzen muss, um Informationsmodelle zu erstellen und um deren intendierte Nutzung sicherzustellen.
Herbert Weber

Kapitel 2. Informationsmodellierung für industrielle Anwendungen

Zusammenfassung
Um die Notwendigkeit der intensiveren Beschäftigung mit der Informationsmodellierung für industrielle Anwendungen zu verdeutlichen, wird im Kapitel 1 eine Auflistung von Argumenten zusammengetragen, mit denen deutlich gemacht wird, dass industrielle Anwendungen Besonderheiten aufweisen, die bisher nicht im Zentrum der Überlegungen zur Informationsmodellierung standen.
Herbert Weber

Kapitel 3. Methoden der Informationsmodellierung

Zusammenfassung
Im Kapitel 3 werden dann anschließend konzeptionelle Grundlagen für die Informationsmodellierung dargestellt, um deutlich zu machen, dass die Begriffe „Wissen“, „Information und Daten“, „Syntax“, „Semantik“ und die Beziehungen zwischen ihnen für die Informationsmodellierung von zentraler Bedeutung sind. Gerade weil die Benutzung dieser Begriffe in unterschiedlichen Diskursen sehr unterschiedlich ist, müssen die Definitionen der Begriffe, der Abhängigkeiten und Beziehungen zwischen den Begriffen in dem jeweiligen Konzept für die Informationsmodellierung festgelegt sein, um die darauf aufbauenden Modellierungstechniken und Praktiken richtig einordnen zu können.
Herbert Weber

Kapitel 4. Kompositionale konstruierte Informationsmodelle

Zusammenfassung
In Kapitel 4 werden kompositionale komponentenorientierte konstruierte Informationsmodelle eingeführt und damit werden die Grundlagen für systematische Kontextualisierungen und die damit möglich werdende uniforme Mikro- und Makromodellierung erläutert. Dazu wird deutlich gemacht, dass Wissen und Kenntnisse die Voraussetzung dafür sind Informationen und Daten realitätsgetreu zu erfassen und zu modellieren und um valide Abgrenzungen für einen Betrachtungsgegenstand zu erreichen. Sie sind damit nötig, um den „Überblick nicht zu verlieren“ und die in einem Modell zu berücksichtigenden Daten und Informationen so zu modellieren, dass die Komplexität der Modelle beherrschbar bleibt.
Herbert Weber

Kapitel 5. Extensionale Konstruktionen

Zusammenfassung
In Kapitel 5 werden dann zunächst komponentenorientierte „extensionale Konstruktionen“ als Konstruktionsmechanismen für Entities und Relationships als Bausteinhierarchien, und darauffolgend in Kapitel 6 komponentenorientierte „intensionale Konstruktionen“ für die kompositionale Modellierung von Entity-Klassen und Relationship-Klassen eingeführt. Von besonderem Interesse sind die in diesen Kapiteln wiederum diskutierten dynamischen Eigenschaften von Informationsmodellen. Mit „Propagationspfaden“ werden die aus den Wirkungszusammenhängen resultierenden dynamischen Eigenschaft hierarchisch konstruierter Informationsmodelle spezifiziert, um die Änderungsdynamik, die zwischen Informations- und Datenbausteinen nachverfolgen zu können, und um festzulegen, welche Folgewirkungen eine Änderung an der Extension bzw. der Intension eines Informationsmodells an einer Stelle im Informationsmodell für den Rest des Modells hat.
Herbert Weber

Kapitel 6. Intensionale Konstruktionen

Zusammenfassung
In Kapitel 5 werden zunächst komponentenorientierte „extensionale Konstruktionen“ als Konstruktionsmechanismen für Entities und Relationships als Bausteinhierarchien, und darauffolgend in Kapitel 6 komponentenorientierte „intensionale Konstruktionen“ für die kompositionale Modellierung von Entity-Klassen und Relationship-Klassen eingeführt. Von besonderem Interesse sind die in diesen Kapiteln wiederum diskutierten dynamischen Eigenschaften von Informationsmodellen. Mit „Propagationspfaden“ werden die aus den Wirkungszusammenhängen resultierenden dynamischen Eigenschaft hierarchisch konstruierter Informationsmodelle spezifiziert, um die Änderungsdynamik, die zwischen Informations- und Datenbausteinen nachverfolgen zu können, und um festzulegen, welche Folgewirkungen eine Änderung an der Extension bzw. der Intension eines Informationsmodells an einer Stelle im Informationsmodell für den Rest des Modells hat.
Herbert Weber

Kapitel 7. Das HERMES Komponentenmodell

Zusammenfassung
In Kapitel 7 wird das HERMES Komponenten Konstruktionsmodell für die Informationsmodellierung definiert und in kompakter Form vorgestellt. Dabei wird deutlich gemacht, dass mit den in den vorangegangenen Kapiteln eingeführten Konstruktionen ein uniformes „Objektmodell“ für die Informationsmodellierung entstanden ist. Es gestattet die Konstruktion mengenwertiger und nicht mengenwertiger Informationen, es gestattet die Konstruktion extensionaler und intensionaler Informationen und es gestattet die Konstruktion von Informationen, die die Konstruktion von Abläufen sowie die Dynamik von Abläufen abzubilden. Darüber hinaus wird die Sprache zur Beschreibung kompositionaler konstruierter Objekthierarchien eingeführt. Dazu wird deren Syntax und Semantik formal definiert und gezeigt, wie mit der Nutzung der Sprache die Darstellung von Syntax und Semantik von Informationsmodellen für industrielle Artefakte erfolgen kann.
Herbert Weber

Kapitel 8. Gesamt - Zusammenfassung

Zusammenfassung
Die weiterführende Automatisierung der industriellen Produktion aber auch die Entwicklung von zunehmend autonom agierenden technischen Systemen und Produkten und die dazu stattfindende Entwicklung hochgradig vernetzter informations-und kommunikationstechnischer Systeme und Infrastrukturen erfordern den Herausforderungen entsprechende ingenieur-wissenschaftliche Kompetenzen. Dass dabei der Gewinnung und Nutzung von Informationen und der sie repräsentierenden Daten eine überragende Bedeutung zukommt, ist schon lange nicht mehr in Frage gestellt. Sie müssen, schon allein wegen der Menge von Informationen und Daten und der zu ihrer Nutzung nötigen Verknüpfungen, die die gewünschten Entwicklungen erst möglich machen, selbst Gegenstand neuer Überlegungen zu ingenieur-wissenschaftlichen Konzepten, Theorien und Handlungskonzepten für die Praxis werden. Diese sind nötig um die Funktions-Sicherheit der künftigen industriellen Systeme zu gewährleisten, um von ihnen und von ihren Nutzern auch lebensbedrohende Schäden abzuwenden und für ihre Produzenten die Haftungsrisiken zu minimieren.
Herbert Weber

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