Berichtskolloquium Herrsching, Mai 2003
TU Dresden, Inst. für Computeranwendung im Bauwesen Weise, Katranuschkov 09. Mai 2003
Ein Kooperationsmodell für die Kontrolle divergierender Planungszustände
Ein Kooperationsmodell Ein Kooperationsmodell für die Kontrolle divergierender für die Kontrolle divergierender
PlanungszuständePlanungszustände
Matthias WeiseMatthias WeiseTU Dresden, Lst. Computeranwendung im BauwesenTU Dresden, Lst. Computeranwendung im Bauwesen
TU Dresden, Inst. für Computeranwendung im Bauwesen Weise, Katranuschkov 09. Mai 2003
Ein Kooperationsmodell für die Kontrolle divergierender Planungszustände
ForschungsschwerpunktForschungsschwerpunkt
Ziel
• Unterstützung der asynchronen parallelen Projektbearbeitung unter Verwendung unterschiedlicher Datenmodelle
Schwerpunkte
• Modellsichten und Modelltransformationen
• Änderungsmanagement und Modellvergleich
• Zusammenführen divergierender Planungsstände
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Ein Kooperationsmodell für die Kontrolle divergierender Planungszustände
Forschungsarbeiten und Entwicklungen
• Verschiedene Projekte zum Themenkomplex des SPPs (Combi, Combine 2, ToCEE, Blis, GLOBEMEN, ...)
• STEP/IFC + Modellverwaltungssysteme (EDM, Eurostep, STEP Tools, Ecco Toolkit, IFC-Server, ...)
• Theorien/Methoden zu objektorientierten Modellen (deep compare, Syntaxbaumvergleich, ...)
Stand der Forschung und EntwicklungStand der Forschung und Entwicklung
Bisher: konzeptionelle Modelle + grundlegende Methoden
Offen: Managementmethoden + Verknüpfung von Produkt und Prozess, Konzepte zur Datenverwaltung
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Ein Kooperationsmodell für die Kontrolle divergierender Planungszustände
Stand der Forschung und EntwicklungStand der Forschung und Entwicklung
Spezielle Probleme
• Datenmodelle der „Wirklichkeit“ sind i.d.R. nicht auf Erfordernisse der Datenverwaltung optimiert
• Durchgehende Datenhaltung bei Zulassung temporär divergierender Datensätze (Merging)
• Skalierbarkeit der Lösungen - Modellierungskonzept- Modellgröße- Datenumfang
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Ein Kooperationsmodell für die Kontrolle divergierender Planungszustände
LösungsansatzLösungsansatz
T2T1
Planungsfortschritt
Koordinationspunkt
T0 T1 TN
Prozessphase
T2
IFC2x2-Modell G 2.2merged
IFC2x2-Modell G 1
Nutzungs-änderung für Raum 5.11
Tragwerksplaner SOFiSTiK SlabDesigner Modell: IFC2x2 (ST-View)
TGA-Planer Olof Granlund RIUSKA Modell: IFC2.0 (HVAC-View)
IFC2x2-Modell G 2.1merged
Partialmodell TW 2
Nachrechnung der neuen Lasten
Partialmodell TGA 2
Lüftungsdimensionierung
Teilmengenbildung/Teilmengenbildung/
ModelltransformationModelltransformation
ModellvergleichModellvergleich
ModellvereinigungModellvereinigung
Partialmodell TGA 1
Partialmodell TW 1
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Ein Kooperationsmodell für die Kontrolle divergierender Planungszustände
T2T1
Arbeitsbereich des TGA-Planers
TGA-Planer Olof Granlund RIUSKA Modell: IFC2.0
(HVAC-View)
Lösungsansatz - Verteilte Modelle Lösungsansatz - Verteilte Modelle
Arbeitsbereich des Tragwerksplaners
Tragwerksplaner SOFiSTiK SlabDesigner Modell: IFC2x2
(Structural-View)
Datenverwaltung Projekt-DatenserverModell: IFC2x2
(Gesamtmodell)
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Ein Kooperationsmodell für die Kontrolle divergierender Planungszustände
...
IfcStructuralPlanarAction
Lösungsansatz - Konsistenz Lösungsansatz - Konsistenz
Konsistenzsicherung:• Syntaktische + semantische Konsistenz auf der Basis der
Modell-Definition durch Datenverwaltung
• Semantik + Inhalt durch Werkzeuge zur Modellverifikation (Solibri Model Checker, CORENET project, ...)
• Änderungszustimmung durch anderer Fachplaner
W4.2
S4.12
S4.13
S4.14
Tragwerksplaner Architekt TGA
WD(L)
R5.11
W5.2
S5.14
S5.13
S5.12
D4.3
AD5.11
L5.8
W4.2
S4.12
S4.13
S4.14
Tragwerksplaner Architekt TGA
WD(L)
R5.11
W5.2
S5.14
S5.13
S5.12
D4.3
AD5.11
L5.8
Abhängigkeiten auf Ingenieurontologie
Abhängigkeiten auf Ingenieurontologie
IfcStructuralFaceMember
IfcRelAssignsToStructuralMembers
IfcRelConnectsStructuralActivity
IfcSlab D 4.3
IfcSpace R 5.11 IfcHeatTransferDevice L 5.8
Verknüpfung der Datenstruktur
Verknüpfung der Datenstruktur
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Ein Kooperationsmodell für die Kontrolle divergierender Planungszustände
Lösungsansatz - Produktmodell Lösungsansatz - Produktmodell
Datenmodell - IFC-Modell als Anwendungsziel • Harmonisiertes Projektmodell für das Bauwesen
- "wesentliche" Daten unterschiedlicher Fachbereiche sind abbildbar Verwendung als "Kernmodell", das zu unterschiedlichen Fachmodellen
transformiert werden kann • Für Datenverwaltung nicht optimal geeignet
- Beschreibungsvielfalt- nicht jedes Objekt besitzt eine Objekt-ID
Modellbeschreibungssprache - EXPRESS
• Standardisierte Modellbeschreibungssprache, die zur Abbildung unterschiedlicher Datenmodelle genutzt wird
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Lösungsansatz - kooperative Bearbeitung Lösungsansatz - kooperative Bearbeitung
Kooperationsstrategie
• Optimistische Kooperationsstrategie auf der Basis einer Versionsverwaltung (keine Einbringsperren)
• Eingebrachte Änderungen (Vorschläge) werden durch die Zustimmung von "Verantwortlichen" (rechts-)wirksam asynchroner Vorschlag-Zustimmungs-Zyklus
• Steuerung der Vorgänge erfolgt über Prozesskoordinierunga) Projektsteuererb) Ableitung der Verantwortlichkeit aus der Entstehungsgeschichte
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Ein Kooperationsmodell für die Kontrolle divergierender Planungszustände
Zwischenergebnisse - ModellvergleichZwischenergebnisse - Modellvergleich
Konzeptionelle Trennung in:• Generischer Modellvergleich auf Basis der
Datenstruktur
• Inhaltlicher Vergleich der strukturellen Differenzen
• Aufbereitung der Ergebnisse für das Zusammenführen Konfiguration der Teillösungen zu einem modellabhängigen Vergleichsprozess
PMV1
PMV2 Preprozessor Deltavergleich
GenerischerVergleich
Merging
Objekt-ID=?...
Plugin Pre-proz. IFC2x
Anwendung Delta-IFC
KonfigurierenVerwendung von
Objekt- und Differenzmengen
Verwendung von Objekt- und
Differenzmengen
?
Teilmengen
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Ein Kooperationsmodell für die Kontrolle divergierender Planungszustände
TeilmengenbildungTeilmengenbildung
Teilmengenspezifikation
• Regeln für die Teilmengenbildung
• Information für das Zusammenführen
DefinesFeatureSubset S[1:?]
PartialModelQuery
SelectedObjectSets S [1:?]
QuerySetSelect ViewDefinitionSelect
. . . . . .
1
2
‘al l -em b racin g’p rod u ct d ata
m od el
sel ectedd ata ob jects
w i th referen cesto u n n eed edd ata ob jects
red u ced conten t w i th al l n ecessary d ata
1 2S electi on of d ata ob jects u sin g a recu rsiv e u ti l i z ab l e Q uery SetSelect
A d j u st th e d ata con ten t o f th e sel ected ob j ects
1 2
GMSD
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Ein Kooperationsmodell für die Kontrolle divergierender Planungszustände
Struktureller ModellvergleichStruktureller Modellvergleich
• Bei partiell vorhandenen Objekt-IDs: Idee des „Syntax(baum)vergleichs“ + Deep Compare - über Wichtung der Strukturinformationen (1:1, 1:n -> List, Set, Bag)
und der Baumtiefe heuristische Regeln - kombinierter inkrementeller Algorithmus bestehend aus:
a) Objektvergleichb) Auffinden und Herstellen von Versionsbeziehungen
Vorgehensweise
• Bei unverknüpften Objektmengen: Vergleich/Zuordnung auf Basis der Attributbelegung- über „flache“ und „tiefe“ Hashcodes
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Ein Kooperationsmodell für die Kontrolle divergierender Planungszustände
IfcRectangle...
IfcRectangle...IfcRectangle...
IfcRectangle...
IfcWall15
IfcWall15
IfcLocalPlacement
IfcLocalPlacement
IfcLocalPlacement
Struktureller ModellvergleichStruktureller Modellvergleich
Problemstellungen:
IfcWall14 IfcWallStandardCase14
IfcRectangle... IfcPolyline
Objektevolution Objektevolution
Kardinalität von Versionsbeziehungen
Kardinalität von Versionsbeziehungen
BeschreibungsvielfaltBeschreibungsvielfalt
Zuordnung von Objektmengen
Zuordnung von Objektmengen
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Ein Kooperationsmodell für die Kontrolle divergierender Planungszustände
Struktureller ModellvergleichStruktureller Modellvergleich
Tests mit IFC 1.5.1 (ca. 10000 Datenobjekte)(ca. 50% der IFC-Entities besitzen laut Definition eine Objekt-ID
ca. 20% der Instanzen eines konkreten Modells)
vollständige Erkennung der Versionsbeziehungen und Differenzen
Probleme hinsichtlich Erkennung, Stabilität und Skalierbarkeit bei großen Objektmengen
Erfahrungen:
Ausblick: Stabilität und Optimierung der Qualität und Rechenzeit
Konfiguration von Vergleichsprozessen für Anwendungsbeispiele
modellabhängiger Preprozessor und inhaltlicher Vergleich (IFC2x)
Berichtskolloquium Herrsching, Mai 2003
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Ein Kooperationsmodell für die Kontrolle divergierender Planungszustände
EndeEnde
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Ein Kooperationsmodell für die Kontrolle divergierender Planungszustände
AusblickAusblick
Anwendungsmöglichkeiten: Modelltransformation zu einem Referenzmodell (Normalisierung)
Modelltransformation zu Ingenieurontologie um Objektselektion
durchzuführen
Einsatz in einer Peer to Peer - Umgebung
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Ein Kooperationsmodell für die Kontrolle divergierender Planungszustände
PartialmodellerzeugungPartialmodellerzeugung
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Ein Kooperationsmodell für die Kontrolle divergierender Planungszustände
Problematik: Mapping zu semantisch reicheren ModellenProblematik: Mapping zu semantisch reicheren Modellen
T2T1
Planungsfortschritt
Koordinationspunkt
T0 T1 TN
Prozessphase
T2
IFC2x2-Modell G 2merged
Partialmodell TW 2
Partialmodell TW 1.1
IFC2x2-Modell G 1
Partialmodell TW 1.0
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Ein Kooperationsmodell für die Kontrolle divergierender Planungszustände
Struktureller ModellvergleichStruktureller Modellvergleich
• Zulässige Kardinalität einer Versionsbeziehung (object sharing)
Problemstellungen:
IfcPoint1
IfcPoint2
IfcPoint3
• Objektevolution IfcWall14 IfcWallStandardCase14
• Beschreibungsvielfalt
rectangle = = polyline