Model-based documentation of dynamicity constraints for collaborative cyber-physical system architectures: Findings from an industrial case study

Brings, Jennifer; Daun, Marian; Bandyszak, Torsten; Stricker, Vanessa; Weyer, Thorsten; Mirzaei, Elham; Neumann, Martín; Zernickel, Jan Stefan

doi:10.1016/j.sysarc.2019.02.012

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“…Furthermore, different numbers of systems (i.e., different instances of the same type of CPS) can collaborate during runtime. 11 Thus, a wide variety of potential runtime configurations of the collaborative CPS network must be considered for validation purposes. As manual reviews are customarily based on behavioral specifications on the type-level, the complex behavior originating from the collaboration of systems of identical type is almost impossible keeping track of for human reviewers.…”

Section: Research Objectivesmentioning

confidence: 99%

“…Each individual CPS partaking in such a collaborative CPS network collaborates with other CPS of identical or different system types to provide an overall functionality that cannot be provided by any individual CPS alone. Furthermore, different numbers of systems (i.e., different instances of the same type of CPS) can collaborate during runtime 11 . Thus, a wide variety of potential runtime configurations of the collaborative CPS network must be considered for validation purposes.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

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Model inspections in the engineering of collaborative cyber‐physical systems with instance‐level review diagrams

Daun

Brings

Weyer

2021

J Software Evolu Process

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Model inspections are important to ensure high‐quality software and to satisfy legal obligations in model‐based engineering processes. As model‐based specifications are typically documented on type‐level, errors concerning the interactions between multiple system instances can go unnoticed. For collaborative cyber‐physical systems (CPS), a plethora of possible instance‐level configurations need to be taken into account. Therefore, we propose the definition of instance‐level review diagrams that show representative interactions of instance‐level configurations that help detect defects in the system specification. To evaluate the approach, we conducted a controlled experiment whose results indicate that instance‐level review diagrams have—compared with type‐level diagrams—important positive effects on reviewing processes for behavioral specifications of CPS. Specifically, the experiment provides empirical evidence that instance‐level review diagrams are significantly more expressive and effective than type‐level diagrams.

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Section: Introductionmentioning

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Model inspections in the engineering of collaborative cyber‐physical systems with instance‐level review diagrams

Daun

Brings

Weyer

2021

J Software Evolu Process

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“…Zum Beispiel stellen ter Beek et al [2] ein Featuremodell (Modell der Variabilität) einer Familie von Zugsteuerungssystemen vor. Brings et al [7] berichten über eine explorative Fallstudie zur Variabilitätsmodellierung in der Industrieautomatisierung. Krüger et al [27] schlagen in ihrem Positionspapier eine Klassifizierung der für CPS relevanten Variabilitätsaspekte vor.…”

Section: Stand Der Technikunclassified

Approaches to mastering variability in software-intensive Cyber-Physical Production Systems

Gutierrez

Sonnleithner

Zoitl

et al. 2021

Elektrotech. Inftech.

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ZusammenfassungSoftware-intensive Cyber-Physische Produktionssysteme (SiCPPS) sind hochkomplexe vernetzte Systeme, die autonom miteinander und mit ihrer Umgebung interagieren, um flexibel eine Vielzahl an Produkten zu produzieren. Solche Systeme haben typischerweise eine lange Lebensdauer, über die eine Vielzahl von Varianten entwickelt und gewartet werden muss. Diese Systeme bestehen aus vielen heterogenen Hard- und Softwarekomponenten, welche auf verschiedene Arten konfiguriert und kombiniert werden können. Variabilität betrifft dabei nicht nur diese Komponenten, sondern auch Entwicklungsprozesse, Anwendungsdomänen sowie Methoden und Werkzeuge. In der Industrie hängt der Umgang mit Variabilität jedoch aktuell stark von Expertenwissen als auch von selbst entwickelten Werkzeugen ab. Diese funktionieren oft nur mit ganz bestimmten Artefakten bzw. Hard- und Softwareplattformen. Existierende Forschungsansätze aus dem Gebiet der SiCPPS beschäftigen sich nicht explizit mit der Beherrschung dieser Variabilität. In diesem Beitrag definieren wir eine Forschungsagenda zur Beherrschung der Variabilität in SiCPPS. Wir konzentrieren uns dabei auf die Entwicklung von Techniken (i) zur Erhebung und Modellierung von Variabilität und (ii) zur Automatisierung sowohl der Generierung von Artefakten in SiCPPS als auch der Generierung und Wartung von Modellen auf Basis bestehender Artefakte.

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Generic Negative Scenarios for the Specification of Collaborative Cyber-Physical Systems

Stenkova

Brings

Daun

et al. 2019

Conceptual Modeling

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Model-based documentation of dynamicity constraints for collaborative cyber-physical system architectures: Findings from an industrial case study

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Model inspections in the engineering of collaborative cyber‐physical systems with instance‐level review diagrams

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Approaches to mastering variability in software-intensive Cyber-Physical Production Systems

Generic Negative Scenarios for the Specification of Collaborative Cyber-Physical Systems

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