Projektpraktikum "Prozessmanagement und Dokumentenintegration"

Dozent

Prof. Dr.-Ing. M. Nagl

+49/241/80-21301

nagl@i3.informatik.rwth-aachen.de

Betreuende Assistenten

Dipl.-Inform. Thomas Heer	Dipl.-Inform. Anne-Thérèse Körtgen
+49/241/80-21310	+49/241/80-21312
heer@i3.informatik.rwth-aachen.de	koertgen@i3.informatik.rwth-aachen.de

Inhalt

In diesem Praktikum wird das in der Theorie erworbene Wissen über Softwareentwicklungsprozesse in einem industrienahen Projekt angewandt. In Kooperation mit dem Hersteller einer kommerziellen CAE-Anwendung soll diese um Funktionalität für das Management von Prozessen und die Integration von Dokumenten erweitert werden. Die Erweiterungen werden in Form von .Net-Plugins in C# realisiert. Dabei wird eine objektorientierte Datenbank verwendet.

Ablauf

Während des Semesters werden die Teilnehmer einen Softwareentwicklungsprozess von der Problemanalyse bis zur Fertigstellung durchführen. Das Projekt wird unter Anleitung der Betreuer von den Teilnehmern organisiert. Dies umfasst u.a. die Erstellung eines Projektplans und die Verteilung der Aufgaben. In wöchentlichen Treffen werden die Fortschritte im Projekt kontrolliert und nachfolgende Schritte diskutiert. Am Ende des Semesters wird es eine Demonstration der Ergebnisse geben. Als Vorbereitung auf das Projektpraktikum kann voraussichtlich eine Schulung durch den Hersteller der CAE-Anwendung angeboten werden.

Überblick

Das Praktikum ist inhaltlich den Projekten Konsistenzsicherungswerkzeuge und Dynamisches Prozessmanagement auf Basis bestehender Systeme (siehe auch früheres Forschungsprojekt AHEAD) zugeordnet, in denen exemplarisch untersucht wird, wie die kommerzielle CAE-Anwendung "Comos PT" um Funktionalität für das Management von Entwicklungsprozessen und die Integration von Dokumenten, die während eines Entwicklungsprozesses erstellt werden, erweitert werden kann. Beide Projekte finden in Kooperation mit dem Softwarehersteller innotec GmbH von "Comos PT" statt.

Management von Entwicklungsprozessen

Als Prozess wird eine Menge von Aktivitäten bezeichnet, die in einer partiellen Ordnung stehen und die der Erreichung eines Ziels dienen. Es können verschiedene Arten von Prozessen unterschieden werden. Als Geschäftsprozesse werden Handlungsabläufe in Unternehmen bezeichnet, die durch den Auftrag eines Kunden ausgelöst werden und als Ergebnis den gewünschten Mehrwert für den Kunden liefern. Der Mehrwert kann beispielsweise im Abschluss einer Versicherung oder im Erhalt eines Produktes bestehen. Produktionsprozesse umfassen die Planung, Kontrolle und Koordination von Produktionsstätten. Dies ist beispielsweise erforderlich, wenn Teile eines Produkts an verschiedenen Standorten gefertigt und anschließend zusammengesetzt werden. In einem Entwicklungsprozess entwickeln Mitglieder eines Projektteams gemeinsam ein neuartiges Produkt. Entwicklungsprozesse sind in verschiedenen Bereichen zu finden, wie beispielsweise in der Softwaretechnik, im Maschinenbau und in der Verfahrenstechnik.
Der Begriff des Managements umfasst alle Aktivitäten und Aufgaben, die von einer oder mehreren Personen zum Zweck der Planung und Kontrolle der Aktivitäten von anderen durchgeführt werden. Prozessmanagement umfasst die Planung, Kontrolle und Steuerung von Prozessen. Im Vergleich der verschiedenen Prozesstypen gestaltet sich das Management von Entwicklungsprozessen am schwierigsten, da diese Prozesse hochgradig dynamisch sind und auch während der Ausführung häufigen Änderungen unterliegen. Das Management von Entwicklungsprozessen umfasst das Management von Ressourcen, Aufgaben und Produkten. Ressourcen können Mitarbeiter des Unternehmens oder technische Ressourcen sein. Aufgaben können einfache oder komplexe Aufgaben sein. Letztere bestehen aus mehreren Teilaufgaben. Die im Prozess auszuführenden Aufgaben sind in einer partiellen Ordnung strukturiert und können beispielsweise in einem Netzplan dargestellt werden. Als Produkte werden alle Dokumente bezeichnet, die während des Entwicklungsprozesses erstellt werden, und die dem Management unterliegen.




Das Management von Entwicklungsprozessen kann auf vielfältige Weise durch Softwarewerkzeuge unterstützt werden. Die Aufgaben werden in einem Aufgabennetz visualisiert. Hier kann der Leiter des Entwicklungsteams den aktuellen Zustand der Aufgaben und den Projektfortschritt überwachen, und er kann Umplanungen vornehmen. Im Aufgabennetz können Aufgaben Ressourcen zugeordnet werden. Die Mitarbeiter werden dann automatisch über ihre neuen Aufgaben informiert. Die komplexen Abhängigkeiten zwischen den Produkten können von einem Werkzeug überwacht werden. Im Falle von Änderungen an einem Dokument werden die Mitarbeiter informiert, welche abhängigen Dokumente sie erneut überprüfen müssen. Schließlich können das Wissen und die Erfahrungen aus abgeschlossenen Entwicklungsprozessen für neue Prozesse verwendet werden.

Integration von Dokumenten

Entwicklungsprozesse in Ingenieursdisziplinen, wie z.B. der Softwareentwicklung, der computergestützten Produktion (CIM) oder der chemischen Verfahrenstechnik, sind sehr komplex. Während eines Entwicklungsprozesses entstehen verschiedenartige, zahlreiche von einander abhängige Dokumente. Bei der Planung von chemischen Anlagen in der Verfahrenstechnik bspw. entstehen u.a. Dokumente, die den chemischen Prozess grob beschreiben (Process Flow Diagram), oder solche, die den Anlagenaufbau festhalten (Piping & Instrumentation Diagram). Da ein Entwicklungsprozess selten schrittweise gemäß einem Wasserfallmodell, sondern häufig inkrementell und interaktiv verläuft, wirken sich Entscheidungen auf viele Dokumente aus. Ein schwieriges Problem besteht darin, Änderungen in den Dokumenten nachzuvollziehen und die Dokumente zueinander konsistent zu erhalten.
Um solche Entwicklungsprozesse zu unterstützen, werden interaktive, inkrementelle Integrationswerkzeuge zur Konsistenzsicherung von Dokumenten am Lehrstuhl entwickelt. Der verfolgte Ansatz beruht auf Triple-Graphgrammatikregeln, mit denen Beziehungen zwischen zwei strukturierten Dokumenten beschrieben werden. Abbildung 1 zeigt beispielhaft eine solche Regel, in der eine Pumpe aus der groben Prozessbeschreibung durch zwei parallele Pumpen in der Anlage realisiert wird. Integrator-Prototypen werden automatisch erzeugt, indem aus diesen Regeln Code generiert und dieser in ein Rahmenwerk eingebunden wird. Die Integration zwischen den Dokumenten erfolgt innerhalb des Prototypen durch Ausführung eines speziellen Integrationsalgorithmus. Abbildung 2 zeigt einen erzeugten Integrator-Prototypen, der eine grafische Sicht auf die Objekte aus zwei Dokumenten links und rechts und die Beziehungen zwischen den Objekten in der Mitte enthält.

Abbildung 1: Regel setzt Objekte in den Dokumenten in Beziehung	Abbildung 2: Generierter Integrator-Prototyp mit grafischer Benutzungsoberfläche

Voraussetzungen

Das Projektpraktikum wird als Veranstaltung im Hauptstudium in der praktischen Informatik im Sommersemester 2007 angeboten. Zulassungsvoraussetzung ist das abgeschlossene Vordiplom. Kenntnisse der Vorlesungen "Einführung in die Softwaretechnik" (Prof. Nagl), "Specification of Software Systems" (Prof. Westfechtel) und "Modellierung von Software-Architekturen" (Prof. Nagl) sind hilfreich.

Vorstellung

Es wird vor der Anmeldung zu den Seminaren/Praktika am 09.01.07 um 14 Uhr die Vorstellung des Praktikums im Seminarraum des Lehrstuhls geben.
Am 06.03.07 findet um 14 Uhr eine Vorbesprechung des Praktikums mit allen Teilnehmern statt.

slides of the presentation

Training

Vom 28.03. bis 30.03. findet ein einführendes Training am Lehrstuhl für Informatik 3 statt. In diesem Training werden die Programmiersprache C#, das .NET-Framework, die Programmierumgebung Visual Studio 2005 und das Versionsverwaltungssystem CVS vorgestellt. Desweiteren wird ein Mitarbeiter der Firma innotec eine Einführung in Comos PT und insbesondere in die API von Comos PT geben.
Das Training wird aus theoretischen Einheiten im Seminarraum und praktischen Einheiten im Labor des Lehrstuhls bestehen. Beginn ist an allen drei Tagen um 9:00 Uhr. Das Training endet an allen drei Tagen um 17:00 Uhr. Die Teilnahme am Training ist für alle Teilnehmer des Praktikums verpflichtend. Nur in begründeten Ausnahmefällen kann man von einer Teilnahme am Training freigestellt werden.

From 28th of March to 30th of March there will be a introductory training. Contents of the training will be the programming language C#, the .NET-Framework, the IDE Visual Studio 2005 and the versioning system CVS. An employee of the company innotec will give an introduction into Comos PT and its API. The training will comprise theoretical and practical units. The training begins on each day at 9am and ends on 5pm. Taking part in the training is obligatory for all participants of the lab course. One can only be relieved from this obligation because of justified reasons.