Objektorientierte Informationssysteme II

Der zunehmende internationale Wettbewerbsdruck in der industriellen Produktentwicklung zwingt die Unternehmen dazu, qualitativ hochwertige Produkte, die sehr genau auf Kundenbedürfnisse, Aktivitäten des Wettbewerbs und neue technologische Entwicklungen abgestimmt sind, zu geringstmöglichen Kosten anzubieten. Durch die Wettbewerbsstrukturen und als Folge des geforderten hohen Innovationstempos ergeben sich sinkende Produktlebenszeiten. Zudem sehen sich die Groß- und Mittelbetriebe der Technikbranche aufgrund der erhöhten Komplexität der Produkte, der wachsenden Variantenvielfalt und zunehmender Qualitätsansprüche mit drastisch steigenden Entwicklungsaufwänden konfrontiert.

“Objektorientierung” ist gegenwärtig sicher eines der größten Schlagworte in der Informatik schlechthin. Und richtig verstanden, präsentiert und angewendet weisen die dahinter stehenden Konzepte wie Abstraktion und Autonomie, Taxonomie und Vererbung sowie Klassifikation ein ganz beachtliches Leistungspotential für den praktischen Einsatz auf.

Wurde Objektorientierung anfänglich vorwiegend im Kontext von Programmiersprachen betrachtet, so zeigte sich doch schnell, daß bei der Strukturierung, Verwaltung und Benutzung großer, komplex organisierter Datenbestände in Datenbanksystemen ebenfalls Gewinn aus diesem Ansatz gezogen werden könnte, zumal sich viele ehrgeizige Anwendungen in Bereichen wie CAD/CAM/CIM, Büroautomatisierung, Landinformationssysteme, Wissensrepräsentation, Software Engineering usw. von herkömmlichen Datenbanksystemen nicht gut versorgt sehen.

Objektorientierte Datenbanksysteme als Symbiose von objektorientierten Eigenschaften und traditionellen Datenbankkonzepten (dauerhafte Verwaltung großer, integrierter Datenbestande, Mehrfachbenutzbarkeit, Konsistenz und Verlustsicherung, Datenunabhängigkeit, Verteilung, ad hoc-Anfragemöglichkeiten, ...) sind daher heute sowohl Gegenstand intensiver Forschung als auch bereits neue Mitbewerber auf dem Markt, wo sie auf die Konkurrenz aus der relationalen Welt treffen.

Dieser Aufsatz erläutert die wichtigsten Eigenschaften objektorientierter Datenbanksysteme und gibt eine Einschätzung ihrer aktuellen und künftigen Bedeutung.

Objektorientierte Datenbanktechnologie beginnt sich zunehmend auch in industriellen Anwendungen durchzusetzen. Herrschte Ende der Achtziger Jahre noch etwas Unsicherheit gegenüber der neuen Technologie und den wenigen sehr jungen kommerziellen Produkten, setzen inzwischen bereits viele große Firmen objektorientierte Datenbanken vorwiegend im technischen Bereich ein. Viele, Mitte der Achtziger begonnene Forschungsprojekte zur Entwicklung objektorientierter Datenbanken haben inzwischen marktreife Produkte hervorgebracht; jedes Jahr werden weitere Produkte freigegeben. Zusätzlich tut sich einiges im Bereich der zugehörigen Werkzeuge: CASE-Tools und Fourth-Generation-Languages werden entwickelt und zum Teil auch schon als Produkte angeboten. Dieser Artikel vergleicht einige heute verfügbare objektorientierte Datenbanksysteme und gibt eine kurze Übersicht über ihre wichtigsten Eigenschaften und Unterschiede.

Mit den immer komplexer werdenden Anforderungen an das Produktionsmanagement ist heutzutage der Einsatz moderner Informationssysteme nicht mehr wegzudenken. Ziel muß es daher sein, die Zusammenhänge im technischen Bereich möglichst einfach, effizient und wirklichkeitsgetreu abzubilden. Dabei kommen derzeit hauptsächlich relationale Ansätze bei der Datenmodellierung zum Einsatz. In relationalen Datenbanksystemen (RDBS) werden Beziehungen in ihrer Struktur zerlegt und auf verschiedene Relationen verteilt. Leider ist die Differenz bzw. die semantische Lücke zwischen realer Welt und Datenmodell für sehr umfangreiche und komplexe Daten relativ groß, so daß ein nicht unerheblicher Teil an Performance im RDBS verloren geht.

Der Beitrag beschreibt die Verwendung der objektorientierten Methoden in Leitsystemen und den dazu gehörenden Engineering-Systemen. Der Objektbegriff wird auf leittechnische Themen abgebildet und die Besonderheiten bezüglich der Automatisierungstechnik werden diskutiert. Anhand eines durchgängigen Beispiels werden Vererbung, Klassifizierung, Message und Polymorphismus anschaulich erklärt.

Über ein globales Objektmodell, erstellt nach objektorientierten Prinzipien, wird das verteilte Automatisierungssystem definiert. Dabei wird ein Weg zur Migration zur bestehenden Automatisierungstechnik aufgezeigt, der momentan bei der AEG Systemtechnik prototypsich realisiert wird.

Abschließend erfolgt im Telegrammstil die Vorstellung der für Leitsysteme wichtigen Funktionseinheiten, wobei die verteilte objektorientierte Realzeitdatenbasis, die systemintegrierende objektorientierte Laufzeitorganisation API (Application Program Interface) und die objektorientierte Projektierungsdatenbank besonders hervorzuheben sind.

Produkte jeglicher Art unterliegen heute mehr denn je der Schnellebigkeit. Der Kunde verlangt immer weniger das kundenanonyme Standardprodukt in großen Stückzahlen, als vielmehr maßgeschneiderte, genau auf seine Anwendung angepaßte Lösungen.

Es scheint manchmal so, als ob die kreativsten und innovativsten Softwareentwicklungen von kleinen Teams, bestehend aus ein bis zwei Personen, zustande gebracht werden. Wenn die Softwareprojekte größer und anspruchsvoller werden, wachsen auch die Entwicklerteams, und zwar unproportional stärker als die Softwarefunktionalität, um die steigende Komplexität zu bewältigen und Entwicklungstermine einhalten zu können. Man kann beobachten, daß diesen gewachsenen Entwicklergruppen die Klarheit der Entwicklungsziele sukzessive verloren geht, und daß sie die Fähigkeit einbüßen das Projekt in einem gesteckten Zeitrahmen zu codieren.

In vielen Branchen wie auch im Hause SIEMENS AG wachsen die Anforderungen an Effizienz und Effektivität in den Engineeringbereichen nach wie vor kontinuierlich weiter. Jeder dieser unterschiedlichen Bereiche hat seine spezifischen Verfahren für Design, Konstruktion, Engineering und Fertigung und steht mit seinen Ergebnissen im Wettbewerb des Marktes. Produkte und kundenspezifische Lösungen müssen unter Ausnutzung verfügbarer Ratio-Reserven mit erweiterten Leistungsmerkmalen hergestellt werden. Dabei sind Time-to-Market, Produktqualität, Kosten und wettbewerbsfähige Technologie miteinander komplementäre Prämissen, die es permanent zu optimieren gilt. Das erfordert den Einsatz dafür angepaßter Methoden und unterstützender Software-Werkzeuge.

Heutige CIM-Konzepte werden im wesentlichen von zwei verschiedenen Ausgangspunkten gestartet: Zum einen aus einer betriebswirtschaftlich administrativen Sicht, zum anderen aus einer technologische Sicht.

Zeit- und Kostenpotentiale zur Effizienz- und Effektivitätssteigerung werden bereits in der Fertigung erfolgreich genutzt. Auch im Engineering sowie in organisatorinis durch, daß für den geordneten Planungsprozeß von Ingenieurtätigkeiten eine Analyse der Auswirkungen organisatorischer Abläufe auf die informations- und Analyse- und Planungsmethoden für den technischen Bereich fordert die intensive aus dem Concurrent/Simultaneous Engineering nach Parallelisierung und engerer Verzahnung von Abläufen und Tätigkeiten darf nicht nur auf technische Entwicklungsprozesse beschränkt bleiben, sondern muß zur Sicherstellung der Wettbewerbsfähigkeit auch auf organisatorische, kommunikative und informationstechnische Fragestellungen übertragen werden.