Einsatz von net in der automatisierungstechnik
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Einsatz von .NET in der Automatisierungstechnik . Die IndraWorks Engineeringsuite von Bosch Rexroth Wolfgang Hefner System Architect Microsoft Certified Solution Developer. 14.04.2005 Wuppertal. Engineering. Wartung. Versions- Verwaltung. Diagnose. Visualisierung. Projektierung.

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Presentation Transcript
Einsatz von net in der automatisierungstechnik l.jpg

Einsatz von .NET in der Automatisierungstechnik

Die IndraWorks Engineeringsuite von Bosch Rexroth

Wolfgang Hefner

System Architect

Microsoft Certified Solution Developer

14.04.2005 Wuppertal


Indraworks typisches anwendungsszenario l.jpg

Engineering

Wartung

Versions-

Verwaltung

Diagnose

Visualisierung

Projektierung

Prozess

IndraWorksTypisches Anwendungsszenario

Bedienung


Indraworks anforderungen an die vertikale integration l.jpg

Betriebs-

umgebung

(IT

people)

Kommunikation

Datenintegration

Workflow Management

Maschinen-.

umgebungt

(plant

people)

IndraWorksAnforderungen an die vertikale Integration

Werksebene

Fabrikebene

Maschinenebene

Feldebene


Agenda l.jpg
Agenda

  • Das Unternehmen Bosch Rexroth undIndraWorks als Inbetriebnahme- und Diagnoseworkbench von Automatisierungslösungen

  • Frameworkbasierte Produktentwicklung

  • „.NET in Practice“

  • Entwicklungsprozess und Infrastruktur

  • ...und jetzt ?

Achtung – ab hier wird’s technisch

Zum Abschluß ein Blick in die Glaskugel


Vorgehensmodell l.jpg

Frameworkbasierte

Produktentwicklung

Hochautomatisierte

Entwicklungsumgebung

Inkrementale, iterative

Entwicklung

Vorgehensmodell

IndraWorks

Vorgehensmodell


Frameworkbasierte produktentwicklung bisherige ans tze l.jpg
Frameworkbasierte ProduktentwicklungBisherige Ansätze

  • Ausgangsituation: Sammlung eigenständiger Werkzeuge (Anfang 1990er Jahre)

    • Kein durchgängiges UI-Konzept

    • Mehrfachentwicklung gleicher und ähnlicher Lösungen

    • Kaum Benutzerführung im Engineering-Prozess

  • Erster Product Line Approach 1996 (Mannesmann Rexroth)

    • Win32-basierte 4GL / ActiveX

    • Gemeinsamer UI-Rahmen und Kommunikationsplattform

  • Zweiter Product Line Approach ab 2002

    • Zusammenführung der Produktlinien von Bosch Automation und Mannesmann Rexroth

    • Neues .NET-basiertes Framework

    • Erweitertes Produktportfolio

    • Neue strategische Ziele


Agenda7 l.jpg
Agenda

  • Das Unternehmen Bosch Rexroth undIndraWorks als Inbetriebnahme- und Diagnoseworkbench von Automatisierungslösungen

  • Frameworkbasierte Produktentwicklung

  • „.NET in Practice“

  • Entwicklungsprozess und Infrastruktur

  • ...und jetzt ?

Achtung – ab hier wird’s technisch

Zum Abschluß ein Blick in die Glaskugel


Agenda8 l.jpg
Agenda

  • Das Unternehmen Bosch Rexroth undIndraWorks als Inbetriebnahme- und Diagnoseworkbench von Automatisierungslösungen

  • Frameworkbasierte Produktentwicklung

  • „.NET in Practice“

  • Entwicklungsprozess und Infrastruktur

  • ...und jetzt ?

Achtung – ab hier wird’s technisch

Zum Abschluß ein Blick in die Glaskugel


Die bosch rexroth ag l.jpg
Die Bosch Rexroth AG

  • Hundertprozentige Tochter der Robert Bosch GmbH

  • Zusammenschluss von Bosch Automationstechnik und Mannesmann Rexroth

  • Alle relevanten Technologien des Antreibens, Steuerns und Bewegens

  • Weltweite Präsenz

  • Für Industrie- und Fabrikautomation und mobile Anwendungen


Die bosch rexroth ag im bosch konzern l.jpg

Kraftfahrzeug-

technik

Gebrauchsgüter- und

Gebäudetechnik

Die Bosch Rexroth AG im Bosch Konzern

Robert Bosch GmbH

Industrietechnik

Bosch Rexroth AG



Der engineering prozess l.jpg

Layout

3rd party

Tools

Rexroth

Connectivity

Services

Maschinenausführung

Presale

Bemessung

Konfiguration

Rexroth

Tools

Stücklisten

Konfiguration

Engineering

Parametrierung

Programmierung

Diagnose / Optimierung

Aftersale

Fernwartung, Service, R&M

Der Engineering-Prozess

Rexroth

IndraWorks


Beispiel zeitungsdruckmaschine l.jpg

Installierte Automatisierungstechnik

Engineering

und Wartung

HMI Maschine

HMI Abwickler

Ethernet

Steuerung

Abwickler

Steuerung

Druckeinheit

Steuerung

Querschneider

Beispiel: Zeitungsdruckmaschine

Maschinenstruktur

Abwickler

Druckeinheit

Querschneider


Indraworks integration von engineering tools l.jpg

Simulation

Navigation

Bedienung

Programmierung

Visualisierung

Integrierte

Engineering-Suite

Parametrierung

Wartung

Werkzeuge

Add-Ons

VirtuelleGeräte

IndraWorksIntegration von Engineering-Tools


Indraworks inbetriebnahme und diagnoseworkbench l.jpg
IndraWorksInbetriebnahme- und Diagnoseworkbench


Frameworkbasierte produktentwicklung quality attributes als architekturtreiber l.jpg
Frameworkbasierte Produktentwicklung Quality Attributes als Architekturtreiber

  • Verfügbarkeit

    • Fehlererkennung

    • Prävention

  • Modifizierbarkeit

    • Isolieren von Änderungen

  • Performance

    • Resourcenverbrauch

    • Resourcenmanagement

  • Sicherheit

    • Angriffe abwehren

    • Angriffe erkennen

  • Testbarkeit

    • Ein- und Ausgangsverhalten

    • Interne Systemzustände und Abläufe

  • Benutzerfreundlichkeit

    • Isoliertes UI (MVC, PAC)

    • User Initiative vs. System Initiative


Frameworkbasierte produktentwicklung bersicht framework l.jpg

Grafisches Framework

Engineering

Tool

Engineering

Tool

OEM

Tool

Projektdaten-

verwaltung

Basiskomponenten / Common Tools

Kommunikationsplattform

Frameworkbasierte ProduktentwicklungÜbersicht Framework


Frameworkbasierte produktentwicklung architekturschichten l.jpg

Endanwender

OEM

OEM

Rexroth Entwickler

Frameworkbasierte ProduktentwicklungArchitekturschichten

System

5

Layer

Application

Domain

4

Layer

Abstraction

IndraWorks

Platform

3

Layer

( Application

Framework )

Service

2

Layer

Technology

1

Infrastructure

Layer


Frameworkbasierte produktentwicklung integration von anwendungen ins framework l.jpg
Frameworkbasierte Produktentwicklung Integration von Anwendungen ins Framework

  • Integration von Engineering-Tools (Anwendungen) in Form von „Packages“

    • Separat compilierbare Einheiten

    • Funktional zusammengehörige Programmteile

    • Inhalt eines Packages

      • Core-Assemblies

      • Satellite-Assemblies

      • Configuration Files

      • Data Files

  • Framework definiert Infrastruktur zur Querkommunikation zwischen Anwendungen

    • Zentraler Servicemanager im Framework

    • Anwendungen registrieren Services

    • Andere Anwendungen nutzen Services

  • Integrationschnittstellen des Frameworks sind Plug-In Schnittstellen

  • -> Plug-in Architektur


Frameworkbasierte produktentwicklung plug in architektur l.jpg

Application

Consumer

Common

Tool

Interface

Basic

Components

Service

Extension

Point

Project Data

Communication

Plug

in

Desktop

Plug

in

Plug

in

Plug

in

Plug

in

Plug

in

Plug

in

Plug

in

Frameworkbasierte Produktentwicklung Plug - in Architektur


Frameworkbasierte produktentwicklung plug in architektur21 l.jpg
Frameworkbasierte Produktentwicklung Plug - in Architektur

  • Potenzial

    • Anwendungen können Framework-Funktionalität erweitern

    • Asynchrone Entwicklungszyklen bei Framework und Anwendungen

  • Jedoch

    • Anwendungen können bestehende Frameworkfunktionalität beeinträchtigen (Performance, Exceptions, Resourcen...)

    • Framework muß zwei Schnittstellen anbieten

      • Client API

      • Plug-In API

    • Framework und Anwendungen müssen die gleiche Technologie nutzen

  • Wichtige Merkmale von.NET („Mehrwert“ gegenüber Win32/COM)

    • Garbage Collection und sauberes Exception Handling

    • Reflection

    • Typsystem

    • Side-by-side execution


Agenda22 l.jpg
Agenda

  • Das Unternehmen Bosch Rexroth undIndraWorks als Inbetriebnahme- und Diagnoseworkbench von Automatisierungslösungen

  • Frameworkbasierte Produktentwicklung

  • „.NET in Practice“

  • Entwicklungsprozess und Infrastruktur

  • ...und jetzt ?

Achtung – ab hier wird’s technisch

Zum Abschluß ein Blick in die Glaskugel


Net in practice net in der automatisierung trend l.jpg

.NET in der

Automatisierung

ActiveX (COM)

in der

Automatisierung

Verwendungsgrad

heute

2 - 4 Jahre

3 - 6 Jahre

„ .NET in Practice“.NET in der Automatisierung - Trend

.NET

ActiveX (COM)


Net in practice die erwartungshaltung beim umstieg auf net l.jpg

Windows

Systemplattform

Komponenten-

Technologie

Entwicklungs-

Umgebung

Internet

Serverstrategie

Tools

MFC

OLE

Visual C++

IIS

Win32 API

COM/COM+

Visual Basic

ASP/ASP+

Microsoft .NET

Framework

Library

Assembly

Technologie

VS.NET

Enterprise

Services

Visual Basic

Forms

C++

MFC/ATL

JScript / VBScript

ASP

  • RAD

  • Composition

  • Inheritance

  • Performance

  • Type safety

  • HTML

  • Procedures

Concepts

„ .NET in Practice“ Die Erwartungshaltung beim Umstieg auf .NET


Net in practice net als n chste evolutionsstufe l.jpg

?

WinFX

.NET

Win32

.NET

Frage:

  • Sollen existierende Win32/COM-Anwendungen auf .NET migriert werden ?

Win32

Win32

MS-DOS

Win16

MS-DOS

„ .NET in Practice“ .NET als „nächste Evolutionsstufe“

Technologie

  • Technologie entwickelt sich schneller als Rexroth Produktzyklen

  • Integration bestehender Komponenten

MS-DOS

1990

1995

2000

2005

2010


Net in practice einsatz von net remoting und webservices l.jpg
„ .NET in Practice“ Einsatz von .NET Remoting und Webservices

.NET Remoting

  • Performance

  • Events

  • State model

Processor

Processor

Remote

Server

Client

Client

Processor

.Net Remoting

Remote

Server

Local

Server

Web Services

Web Services

  • Transactions

  • Loose coupling

  • Security


Net in practice bersetzungsprozess l.jpg

Entwicklung

Redaktionelle

Bearbeitung

Übersetzung-

büro

Andere

Sprachen

Deutsch und

Englisch

Deutsch oder

Englisch

de-de

en-us

en-us

de-de

Satellite Assemblies

„ .NET in Practice“Übersetzungsprozess


Net in practice migration nach net lessons learned l.jpg
„ .NET in Practice“ Migration nach .NET - Lessons learned

  • Existierende COM-Komponenten können 1:1 verwendet werden

  • Schrittweise Migration bestehender Anwendungen

  • .NET erhöht Entwicklungsgeschwindigkeit und Produktivität

    • z.B. Lines of Code

    • z.B. Garbage Collection

    • z.B. einheitliches Programmiermodell (keine „VB-Experten“ und „C++ - Experten“)

  • Wichtig ist:

    • Ein schlüssiges Migrationskonzept

    • Entwicklertraining zur Realisierung / Umsetzung des Mehrwerts

    • .NET-Kompatible Infrastruktur (WindowsXP, Visual Studio .NET)

  • Aber:

    • Endanwender sind nur sehr indirekt betroffen

    • Unmittelbare Vorteile „nur“

      • für Entwickler

      • im Entwicklungsprozeß

    • .NET ist kein „Allheilmittel“


Agenda29 l.jpg
Agenda

  • Das Unternehmen Bosch Rexroth undIndraWorks als Inbetriebnahme- und Diagnoseworkbench von Automatisierungslösungen

  • Frameworkbasierte Produktentwicklung

  • „.NET in Practice“

  • Entwicklungsprozess und Infrastruktur

  • ...und jetzt ?

Achtung – ab hier wird’s technisch

Zum Abschluß ein Blick in die Glaskugel


Entwicklungsprozess indraworks product line schema l.jpg

Product Line Development

System

Requirements

<< uses >>

<< builds >>

Product Line Analysis

Product Line Definition

Product Development

Domain Modelling

Product Configuration

Product Line Design

Software

Schema

<< builds >>

Extensible

Tools

Product Architecture

Infrastructure Architecture

<< uses >>

Variable

Assets

Customized Tools

Product Line Implementation

Asset Provisioning

Asset Packaging

Product Development

Fixed Assets

Product

EntwicklungsprozessIndraWorks Product Line Schema


Entwicklungsprozess evolutionary delivery life cycle l.jpg
EntwicklungsprozessEvolutionary Delivery Life Cycle

Software

Concept

Preliminary

Requirements

Analysis

Deliver

Final Version

Design of

Architecture /

System Core

Develop

a Version

  • Architecture is „ in the middle of things“

  • Architecture is shaped by „architectural drivers“

    • functional requirements

    • quality requirements

    • business requirements

Incorporate

Feedback

Deliver

the Version

Ellicit

Feedback


Entwicklungsprozess zweistufige organisation der entwicklung l.jpg

Applikations-

komponenten

Entwicklung

Produkt A

+

Produkt A

Framework

Framework-

entwicklung

Produkt B

+

Applikations-

Komponenten

Entwicklung

Produkt B

EntwicklungsprozessZweistufige Organisation der Entwicklung


Infrastruktur indraworks entwicklungsstandorte l.jpg

Germany

Lohr

Germany

Dresden

USA

Chicago

Russia

Moscow

Ireland

Dublin

India

Bombay

India

Bangalore

Germany

Stuttgart

Germany

Erbach

Germany

St. Georgen

Brazil

Sao Paulo

Bosch Standorte

Zulieferer

InfrastrukturIndraWorks Entwicklungsstandorte


Infrastruktur indraworks development repositories l.jpg

Deliver

Replicate

Replicate

Rebase

  • Ein Primary Repository

  • Zeitgesteuerte Replikation mit anderen Standorten

  • Keine Standleitung erforderlich

Repository

InfrastrukturIndraWorks Development Repositories


Agenda35 l.jpg
Agenda

  • Das Unternehmen Bosch Rexroth undIndraWorks als Inbetriebnahme- und Diagnoseworkbench von Automatisierungslösungen

  • Frameworkbasierte Produktentwicklung

  • „.NET in Practice“

  • Entwicklungsprozess und Infrastruktur

  • ...und jetzt ?

Achtung – ab hier wird’s technisch

Zum Abschluß ein Blick in die Glaskugel


Slide36 l.jpg

„Would you tell me, please, which way I ought to go from here?“, asked Alice.

„That depends a good deal on where you want to get to“, said the Cat.

„I don't much care where--“ said Alice

„Then it doesn't matter which way you go“, said the Cat.

„--so long as I get SOMEWHERE“, Alice added as an explanation.

„Oh, you're sure to do that“, said the Cat, „if you only walk long enough“.

- Lewis Carroll, Alice's Adventures In Wonderland


Domain frameworks l.jpg
Domain Frameworks here?“, asked Alice.

  • „Klassische“ Frameworks arbeiten horizontal (Layers)

    • GUI Framework

    • Data Management Framework

    • Persistence Framework

  • Anwendungsentwicklung verläuft weitgehend vertikal

    • Koppeln von Frameworks durch Anwendung

    • Business Logik wird getrieben durch Anwendungen

  • Sehr hoher Aufwand bei der Integration (trotz gleicher Frameworks)

  • Potenzial: Domain-Frameworks („vertikale Frameworks“)

    • Platform based Abstraction

    • Domain Specific Languages

    • Business-Prozess getrieben durch Frameworks

    • Aspektorientierung

    • -> Software Factories


Domain frameworks platform based abstraction l.jpg

Framework Features: here?“, asked Alice.

  • Domänen- Metamodel

  • Patterns

  • Extension Points

Anwendung

Anwendung

ruft

ruft

Library

Framework

Domain FrameworksPlatform Based Abstraction

Anforderungen:

  • Unterstützung von Domänenmodellen

  • Gemeinsamkeiten

  • Berücksichtigung von Variabilitäten

Geschäfts-

modell

Prozess

High Level

Konzepte

Tools

Produkt

Framework


Domain frameworks domain specific languages l.jpg

OEM

  • Software Factory Schemas

  • Domain Specific Languages

Domain FrameworksDomain Specific Languages


Domain frameworks frameworksgetriebener prozess beim oem l.jpg

Komponenten here?“, asked Alice.

Maschine A

Entwicklung

Maschine A

+

Maschine A

IndraWorks

Rexroth

Maschine B

+

Komponenten

Maschine B

Entwicklung

Maschine B

Domain Frameworks Frameworksgetriebener Prozess beim OEM


Domain frameworks software factories als produkt l.jpg

Deliverables: here?“, asked Alice.

  • IndraWorks Services und Komponenten

  • DSL für Automatisierungs-lösungen

  • Templates für Entwicklungsprozesse

Domain Frameworks Software Factories als „Produkt“

  • Ähnliche Entwicklungsprozesse bei Rexroth und OEM

  • Software Product Line Approach bei Rexroth und OEM

OEM


Would you tell me please l.jpg
„Would you tell me, please, here?“, asked Alice.

Service

Heute:

  • Proprietäre Kommunikationsprotokolle

  • Notwendigkeit von Konvertern

  • Kontinuierliche Adaption von Komponenten

  • Kontinuierliche Adaption von Technologien

Control

Center

HTTP

DCOM

HMI

HMI

Rexroth Protokolle

Steuerung

Feldbus-Protokolle


Would you tell me please which way i ought to go from here l.jpg
„Would you tell me, please, here?“, asked Alice.which way I ought to go from here?“

Service

Heute:

  • Proprietäre Kommunikationsprotokolle

  • Notwendigkeit von Konvertern

  • Kontinuierliche Adaption von Komponenten

  • Kontinuierliche Adaption von Technologien

Control

Center

UDDI

Server

HTTP

HMI

HMI

„Automatisierung.NET“

  • Einheitliches Kommunikations-protokoll und WebServices

  • Durchgängige vertikale Integration

    • Software Factories

    • DSLs

    • Aspektorientierung

Steuerung

Feldbus-Protokolle


Zusammenfassung l.jpg
Zusammenfassung here?“, asked Alice.

  • Die Automatisierungsindustrie befindet sich im ActiveX-Zeitalter

  • Einfluß „neuer“ Konzepte aus der Unternehmens-IT

  • Der Einsatz von .NET erhöht spürbar die Produktivität

  • In .NET 1.0/1.1 bisher keine revolutionären konzeptionellen Neuerungen

  • Frameworkbasierte Entwicklung, Iterativer Entwicklungsprozess und hochintegrierte Umgebung sind die Grundpfeiler einer erfolgreichen Enterprise-Lösung

  • Software Factories, Domain Specific Languages (und Aspektorientierung) bieten die Möglichkeit eines Quantensprungs in Produktivität und Durchgängigkeit


Slide45 l.jpg

Vielen Dank ! here?“, asked Alice.

Wolfgang Hefner

Phone +49 (0) 93 52/40-44 74

mailto:[email protected]

www.boschrexroth.com


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