Arbeitspaket 9: Testbed, Baustellenkommunikation und Verifikation

Das Arbeitspaket AP9 integriert die Entwicklungen in den Arbeitspaketen 1-8 in einem umfassenden, lauffähigen und direkt verwertbaren Prototyp der MEFISTO-Plattform. Die evaluierten Gesamtergebnisse aus Pilotszenarien werden eine zentrale Rolle in der Fortschreibung der konkreten Verwertungspläne der Partner spielen.

In den folgenden Abschnitten sind die wesentlichen Zwischenergebnisse aus dem Arbeitspaket AP9 im Hinblick auf die folgenden vier Projektphasen zusammengefasst:

Phase 4: Validierung und Demonstration

Die im Arbeitspaket AP9 entwickelten Anwendungs- und Plattformdienste sowie die zusätzlichen Konfigurationswerkzeuge wurden hauptsächlich in den Demonstrationsszenarien zum Bauprojektmanagement getestet. Im Mittelpunkt standen die Anbindung der Anwendungen von AG und AN an die Mefisto-Plattform sowie die VO-Modelle der Projektorganisation, die Vorlagen für Multimodell-Container und die Workflowmodelle sowie die ihnen zugrundeliegenden Annotationsvokabulare.

Bearbeitung einer Multimodell-Vorlage im Platform Collaboration Manager (CoMa), Institut für Bauinformatik, Technische Universität Dresden

Anwendungsdienste
Für den direkten Austausch der Multimodell-Container in den Demonstrationsszenarien wurden die Softwareanwendungen von Auftraggeber und Auftragnehmer über die zentralen Plattformdienste vernetzt. Der in iTWO entwickelt Plattform-Connector ermöglicht das Erzeugen von Multimodell-Containern (MMC) aus iTWO mit Hilfe von Multimodell-Templates (MMT), die zuvor von der Mefisto-Plattform geladen wurden. Die erzeugten Container können anschließend auf der Mefisto-Plattform für andere Anwender veröffentlicht werden. Außerdem ist es möglich, einen veröffentlichten MMC von der Mefisto-Plattform herunter zu laden und automatisch in iTWO zu importieren. Der Plattform-Connector in GRANID bietet darüber hinaus die Möglichkeit, Workflows auf der Grundlage der zentral abgelegten Workflowmodelle zu starten.

Zentrale Plattformdienste
Die zentralen Plattformdienste der Informationslogistik wurden in Abstimmung mit den Anwendungsdiensten angepasst und erweitert. Für die gemeinsame Entwicklung und Testung der Schnittstellen wurde ein Webinterface zur Verfügung gestellt. Für die Konfiguration der Plattform und ihrer Geschäftssystematik wurde ein Platform Collaboration Manager (CoMa) implementiert. Mit diesem können die VO-Modelle Projektorganisaiton, die Vorlagen der Multimodell-Container und die Workflowmodelle der Projektzusammenarbeit sowie die ihnen zugrundeliegenden Annotationsvokabular bearbeitet und auf die Plattform geladen werden.
Für die zentrale Speicherung der ausgetauschten Mutlimodell-Container wurde ein zentraler cloud-basierter Dienst auf der Mefisto-Plattform zur Verfügung gestellt. Für das Sichten, Filtern und Prüften von Multimodell-Containern wurden der Fitlerdienst BIMFit (vgl. AP4) und der Multimodell-Navigator (vgl. AP5) als zentrale Multimodell-Management-Dienste veröffentlicht.

Phase 3: Systementwicklung und Testen

Im Arbeitspaket AP9 wurden in der dritten Projektphase zahlreiche der entwickelten Softwarekomponenten über die Plattformdienste beim AG und AN zugänglich gemacht oder als eigenständige Werbservices veröffentlicht. Parallel hierzu wurden die Webservice-Schnittstellen für die Nutzer- und Service-Verwaltung, für die Einbindung von Filterdiensten und für das Workflow-Management überarbeitet.

Benutzeroberfläche des zentralen Plattformdienstes zur Verwaltung von Multi-Modellen, Institut für Bauinformatik, Technische Universität Dresden


Die obige Abbildung zeigt die Oberfläche des Desktop-Clients zum Suchen von Multi-Modellen und Multi-Modell-Container-Vorlagen auf der Mefisto-Plattform anhand ihrer Inhaltsbeschreibungen.

Webservice-Schnittstellen
Die Spezifikationen für die Webservice-Schnittstellen wurden in verschiedenen Anwendungsbereichen nochmals diskutiert und angepasst. Änderungsbedarfe bestanden insbesondere beim Austausch von unternehmensinternen Nutzerdaten sowie bei der Anbindung von externen Filterdiensten, welche nun ebenfalls über Multi-Modell-Container angebunden werden. Darüber hinaus erforderte die Kopplung des Workflowmanagements und der Serviceverwaltung mit der Microsoft Cloud Plattform „Azure“ eine nochmalige Überarbeitung der entsprechenden Schnittstellen notwendig.

Entwicklung Testbed
Für den Austausch und die Übernahem von Multi-Modellen wurden Import- und Export-Schnittstellen für die unterschiedlichen Softwareanwendungen auf der Mefisto-Plattform umgesetzt und entsprechend der Ergänzungen zum Multi-Modell-Container angepasst.
Zahlreiche der von den Projektpartnern erstellten Softwarekomponenten wurden über die Mefisto-Server für den AG und den AN sowie die prototypischen Webservices des Projektpartners CIB auf der Plattform zugänglich gemacht. Beim Partner RIB wurden die die aktuellen Mefisto-Entwicklungen in die Anwendung iTWO integriert und diese Softwarelösungen allen Projektpartnern zeitnah auf dem Mefisto-Server zum Testen bereit. Vom Projektpartner CIB wurde die zentrale Multi-Modellverwaltung als Webservice prototypisch umgesetzt. Die Modellverwaltung kann von den Anwendungen der Partner über die Webservice-Schnittstelle oder über eine spezielle Client-Test-Anwendung genutzt werden.

Phase 2: Ausarbeitung und Spezifikation

Auf der Grundlage der in erstellten Demonstrationsszenarien wurden die Kommunikation der Softwarekomponenten im Testbed untersucht und Spezifikationen für die erforderlichen Web-Service Schnittstellen erarbeitet. Darüber hinaus wurden von den Projektpartnern GIB, RIB und CIB erste Softwaredienste aufgesetzt.

Aufgaben- und Ressourcenbeschreibung aktualisieren, Insitut für Bauinformatik, Technische Universtität Dresden


Die obige Abbildung zeigt beispielhaft ein BPMN-Diagramm der Kommunikationsprozesse unter den Webservice-Diensten zur Aktualisierung einer Aufgabe oder einer Ressourcenbeschreibung.

Dienstschnittstellen
Auf der Grundlage der Szenariomatrix und der Beispielprojekte Mefisto-Hochhaus und Mefisto-Flughafen wurden die Anwendungsszenarien weiter ausgearbeitet, um die einzelnen Softwarekomponenten des Testbeds und ihre Kommunikation aufzuzeigen. Aus den detaillierten Anwendungsszenarien wurden allgemeine Anwendungsfälle abgeleitet, für welche Kommunikationsprotokolle entworfen wurden. Auf der Basis der Kommunikationsprotokolle wurden erste Webservice-Schnittstellen für die Verwaltung der Softwaredienste, der Nutzer sowie der Multi-Modell-Container auf der Plattform vorgeschlagen. Parallel wurden von den Projektpartnern Untersuchungen angestellt, die Mefisto-Plattform im Rahmen der Microsoft Cloud Plattform „Azure“ umzusetzen.

Softwaredienste
Auf der Grundlage der Spezifikationen wurden vom Partner CIB zentrale Softwaredienste zur Dienst-, Nutzer- und Ressourcenverwaltung entworfen. Darüber hinaus wurde mit der Implementierung einer VOCon-Komponente im Rahmen einer Stand-alone-Anwendung begonnen, über welche Mefisto-Container auf der Plattform publiziert werden können. Von Partner GIB wurden im GRANID-Framework erste Kommunikationskomponenten auf Basis der WCF-Technologie implementiert. Vom Projektpartner RIB wurde der Mefisto-Server als Terminalserver eingerichtet und ein eigener Server Domänencontroller eingerichtet. Die Benutzer wurden hier feingliedrig in einzelnen globalen Gruppen für die Rechtevergabe in einer ADS-Struktur auf diesem Domänencontroller abgebildet. Das Basissoftwaresystem iTWO von RIB wurde in der Rolle als Projektserver Bauunternehmen installiert und als Remote-Anwendung zur Verfügung gestellt.

Phase 1: Anforderungen und Konzeption

Im Arbeitspaket AP9 wurden die Demonstrationsszenarien für die Validierung der Mefisto Plattform auf der Grundlage der allgemeinen Szenarioanalysen und vorbereiteten Beispielprojekten Mefisto-Hochhaus und Mefisto-Flughafen entworfen. Darüber hinaus wurde in Zusammenarbeit mit dem Arbeitspaket AP1 die Web-Service Plattform konzipiert über welche bestehende Bausoftwareanwendungen über zentrale Plattformdienste vernetzt werden können.

Architektur der Mefisto-Plattform, Insitut für Bauinformatik, Technische Universtität Dresden


Die obige Abbildung zeigt die Softwarearchitektur der Mefisto-Plattform. Oberhalb des Service Bus sind die Softwareanwendungen der Projektpartner dargestellt, welche um Plug-Ins für die Bearbeitung von Multi-Modellen sowie um eine Komponente zur Anbindung an die Plattform erweitert sind. Unterhalb des Service Bus sind die zentralen Dienste und Bibliotheken angeordnet, mit denen der effektive Einsatz von Multi-Modellen durch Referenzmodelle, durch Filter- und Mapping-Funktionen (Multi-Modell-Management) sowie durch Verwaltungs- und Workflow-Funktionen (Informationslogistik) unterstützt werden.

Demonstrationsszenarien
Auf der Grundlage der Szenarioanalysen und der Beispielprojekte Mefisto-Hochhaus und Mefisto-Flughafen wurden in Zusammenarbeit mit den Arbeitspaketen AP5, AP6, AP7, AP8 die Demonstrationsszenarien für die Validierung der Plattform zusammengestellt. In Zusammenarbeit mit den Arbeitspaketen AP1 und AP2 wurde hierfür ein Verfahren zur Szenariomodellierung auf der Grundlage der Prozessmatrix und der Information Delivery Manuals entwickelt (vgl. AP2). Für die systematische Erfassung der Prozesse sowie der Anforderungen an die Modelle und Softwareanwendungen werden die informatorischen Prozesse dabei auf Projekt-, der Unternehmens- und er Anwendungseben untersucht. Ausgangspunkt für die weiteren Untersuchungen im Arbeitspaketes AP9 war dabei die Anwendungsebene welche die Interaktionsprozesse zwischen den Softwarediensten auf der Mefisto Plattform abbildet.

Teilaufgaben des AP9

Ausarbeitung Praxisszenario

Auf Basis des oben ausgeführten Basis-Szenarios werden die verschiedenen Teilschritte in Zusammenarbeit mit den Industriepartnern analysiert und in einem Ablaufdiagramm festgehalten.

Testbed einrichten

Auf Basis der Ergebnisse von Arbeitspaket 1 werden die Projektserver um die notwendigen Datenstrukturen und Service-Adapter erweitert und dem Konsortium als Plattform zur Verfügung gestellt. Hierzu wird entsprechende Hardware zentral mit den erforderlichen Betriebssystemen (Microsoft Windows), Datenbanken (Microsoft SQL) und externen Applikations- Zugängen (SOA / Webservices) aufgebaut.

Umsetzung von Systemschnittstellen

Über die Applikations-Zugänge werden die Systemschnittstellen für die beteiligten Software-Komponenten eingerichtet. Hierzu gehören sowohl die Anbindung externer Modellierungs- und Simulationswerkzeuge als auch die Verbindung der beiden Projektserver von Bauherr und Bauunternehmen.

Einbindung und Systemtest der Prototyp-Services

TEDie konzipierten Services für Modellverdichtung, Visualisierung, Simulation etc. werden prototyphaft im Rahmen des beabsichtigten Praxisszenarios eingebunden. Hierzu werden die entsprechenden Service-Adapter weiterentwickelt und die notwendige Datenhaltung abgeglichen.

Graphisch-interaktive Kommunikation mit dem Baustellenpersonal und dem Bauherren

Die Einbeziehung der Endnutzer in die Informationskette ist ein wichtiger Aspekt. Endnutzer sind einerseits das Baustellenpersonal und andererseits der Auftraggeber bzw. Bauherr. Die Präsentation von Mefisto-Ergebnissen und -Modellen unterliegt unterschiedlichen Anforderungen, da das Baustellenpersonal hohes Fachwissen aufweist und der Auftraggeber in der Regel ein Baulaie ist.

Verifikation und Demonstration anhand von Praxisszenarien

Für das Praxisszenario werden von den Industriepartnern Musterdaten erstellt und auf der entwickelten Softwareplattform mit den verwendeten Werkzeugen eingespielt. Anhand der Musterdaten und der einzelnen Prozessschritte werden Praxistauglichkeit und Usability der in MEFISTO implementierten Komponenten von erfahrenen Baufachleuten getestet und verifiziert.

AP-Leiter:

Logo RIB Information Technologies AG
RIB Information Technologies AG
Ein Unternehmen der RIB Gruppe
Kontakt:
Hans-Dieter Muntzinger
Vaihinger Str. 151
D-70567 Stuttgart

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