System und Verfahren zur Generierunq eines XML-basierten Fehlermodells
Beschreibung
Die Erfindung bezieht sich auf ein System und ein Verfahren zur Generierung eines XML-basierten Fehlermodells zur Fehlerursachenanalyse.
Fehlermodelle sind geeignet zur Analyse von Fehlerursachen im Fall von Fehlerereignissen in industriellen Produktionsanlagen, insbesondere im Rahmen eines Service-Systems zur Ermittlung der Effektivität (Overall Equipment Effectiveness OEE) von Produktionsanlagen, von Fehlerereignissen und der Ursachen der wesentlich zu Produktivitätsverlusten beitragenden Fehlerereignissen.
Bei den Fehlermodellen handelt es sich um hierarchisch strukturierte Ursache/Wirkungsmodelle, deren Strukturen auch als Fehlerbäume bezeichnet werden. Jeder Knoten eines Baumes kann als Fehlerhypothese des mit ihm verbundenen Knotens der nächst höheren Ebene aufgefaßt werden. Ein Knoten beinhaltet sämtliche Informationen zur Verifikation der Fehlerhypothese. Somit können für ein bestimmtes Fehlereignis, das üblicherweise im obersten Knoten beschrieben ist, sämtliche Ursachen durch schrittweises verifizieren der Hypothesen in den Zwischenebenen ermittelt werden.
Derartige Fehlermodelle werden üblicherweise mittels eines gängigen Textverarbeitungssystems, insbesondere unter Verwendung von Microsoft Word erstellt und als Word-Dokument gespeichert. Die Nutzungsmöglichkeiten zur Fehlerursachenanalyse sind jedoch bei Fehlermodeilen, die in dieser Form vorliegen, eingeschränkt. Wünschenswert wäre daher eine Abbildung solcher Word-Dokumente in eine Web(world- wide web)-Umgebung.
Ein Web-Browser kann Informationen visualisieren, die in einem Web-Server im HTML(HyperText Markup Language)-Format abgelegt sind. In einer HTML-Seite
(Web-Seite), können Texte, Tabellen, Bilder, Videos bis hin zu Programmen, sog. Applets, eingebunden werden. Zudem können HTML-Seiten durch sog. Hyperlinks miteinander verknüpft werden. Somit besitzt diese Technologie das Potential komplexe und umfangreiche Modelle zur Fehlerursachenanalyse bis hin zur Navigation in den Fehlerbäumen umfassend und benutzerfreundlich in einer IT-Umgebung bereitzustellen.
Im Gegensatz zu HTML, das lediglich Datenformate zur Visualisierung durch WebBrowser bereitstellt, können mit XML(Extensible Markup Language) komplexe Datenstrukturen definiert werden. In XML können somit Modelle zur Fehlerursachenanalyse inhaltlich abgebildet werden. Beispielsweise kann in XML eine Verifikationscheckliste für Fehlerhypothesen als Datenstruktur definiert werden. Dies hat den Vorteil, daß eine XML-Implementierung weitaus komplexere Interaktionen zuläßt, beispielsweise ganz unterschiedliche Sichten auf das gleiche Modell. Diese Sichten können unter Benutzung von XSL(Extensible Style Language) in einem WebBrowser visualisiert werden. In HTML ist dies so nicht möglich. In HTML wird immer gerade die Information visualisiert, die konkret implementiert ist. Die Visualisierung in HTML ist sozusagen „fest verdrahtet".
Der Nachteil von HTML, nämlich die fehlende Möglichkeit, Modelle für die Fehlerursachenanalyse inhaltlich zu beschreiben, wird durch XML aufgehoben. Die inhaltliche Beschreibung der XML-Implementierung erlaubt Funktionalitäten, die in HTML nur mit sehr hohem Aufwand realisierbar wären. Allerdings ist die direkte Erstellung eines Modells zur Fehlerursachenanalyse in XML recht aufwendig. Zudem stehen z. Zt. und auch auf absehbare Zeit wenig Ressourcen zur Verfügung, die diese Technologie überhaupt beherrschen.
Von diesen Überlegungen ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren, sowie ein System zur Durchführung des Verfahrens anzugeben, womit durch Eingabe der erforderlichen Daten ein Fehlermodell als Word-Dokument erstellbar ist, das dann automatisiert als XML-Fehlermodell abgebildet wird.
Diese Aufgabe wird durch ein System zur Generierung eines XML-basierten Fehlermodells zur Fehlerursachenanalyse gelöst, das die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist. Außerdem wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Generie-
rung eines XML-basierten Fehlermodells zur Fehlerursachenanalyse gelöst, das die im Anspruch 3 angegebenen Merkmale aufweist. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in weiteren Ansprüchen angegeben.
Die Erfindung bezieht sich demnach auf Vorgehensweisen und Mittel, mit denen zunächst als Word-Dokument erstellte Modelle für die Fehlerursachenanalyse in XML- Implementierungen überführt werden. Die Struktur des jeweiligen Word-Dokuments leitet sich dabei aus einem hier als Template bezeichneten Metamodell für die Fehlerursachenanalyse ab. Dieses Metamodell beschreibt die Vorgehensweise bei der Analyse, sowie Strukturen und Inhalte der notwendigen zur Analyse notwendigen Informationen. Dadurch daß dieses Metamodell die Struktur des Word-Dokuments und gleichzeitig die Datenstrukturen von XML definiert, ist eine sehr einfache und effiziente Abbildungsvorschrift für die Überführung des Word-Dokuments in eine XML-Implementierung gefunden.
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Inhalte der Modelle für die Fehlerursachenanalyse von Fachleuten aus den jeweiligen Anwendungsbereichen, selbst dokumentiert werden können. Ein solcher Experte muß dabei lediglich eine vorgegebene Struktur des Dokumentes einhalten. Die Überführung der Modelle in eine Web-Umgebung erfolgt dann automatisch.
Eine weitere Beschreibung der Erfindung und deren Vorteile erfolgt nachstehend anhand von Ausführungsbeispiefen, die in Zeichnungsfiguren dargestellt sind.
Es : zeigen:
Fig. 1 das Blockschema eines erfindungsgemäßen Systems zur Generierung eines XML-basierten Fehlermodells,
Fig. 2 eine Darstellung der Arbeitsweise des Systems,
Fig. 3 die Struktur eines Fehlermodells,
Fig. 4 Formate zur Erstellung eines Fehlermodells,
Fig. 5 ein Fehlermodell,
Fig. 6 ein XML-basiertes Typensystem für Fehlerereignis, und
Fig. 7 die Instanz eines Fehlermodells in XML.
Fig. 1 zeigt das Blockschema eines Systems 1 zur Generierung XML-basierter Modelle zur Fehlerursachenanalyse. Das System ist gegliedert in Mittel für eine Dateneingabe und Visualisierung 10, eine Datenverarbeitungseinrichtung 20 und Datenspeicher 30. Eine Dateneingabeeinrichtung 11 und ein Word-Prozessor 21, der Zugriff auf einen Template-Speicher 31 hat, sind dafür eingerichtet, wenigstens ein. Fehlermodell als Word-Dokument zu erstellen und in einem ersten Fehlermodell- Speicher 32 abzulegen. Die Dateneingabeeinrichtung 11 und der Word-Prozessor 21 zur Textverarbeitung sind Standardkomponenten. Die Datenverarbeitungseinrichtung 20 enthält einen Word-Fehlermodellübersetzer 22, der sowohl auf ein im Template-Speicher 31 gespeichertes Metamodell oder Template, als auch auf das eine Fehlermodell oder mehrere Fehlermodelle im ersten Fehlermodell-Speicher 32 hat. Der Übersetzer 22 ist mit einem Schema-Speicher 33 verbunden, zur Speicherung von XML-Typen, sowie mit einem zweiten Fehlermodell-Speicher 34 zur Speicherung von XML-Instanzen. Eine XML-Engine 23, eine Standardkomponente, ist vorhanden zur Aufbereitung und syntaktischen Überprüfung von Daten aus den Speichern 33 und 34, und zur Darstellung von XML-basierten Fehlermodellen mittels eines Web- Browsers in einer Anzeigeeinrichtung 12.
Fig. 2 zeigt das Verfahren zur Generierung XML-basierter Modelle zur Fehlerursachenanalyse.
In einem Schritt 100 wird das Fehlermodell mit MS Word erstellt. Die Struktur des Word-Dokumentes wird durch ein Template aus dem Template-Speicher 31 vorgegeben. Die Formate des Templates sind aus der Struktur eines industriespezifischen Fehlermodells abgeleitet. Die Struktur eines solchen Fehlermodells zeigt Fig. 3, und die daraus abgeleiteten Formate Fig. 4. Das mit dem Template erstellte Fehlermodell wird als Word-Dokument im ersten Fehlermodell-Speicher 32 abgelegt. Fig. 5 zeigt einen Ausschnitt aus einem solchen in Word erstellten Fehlermodell.
In einem Schritt 200 werden die Word-Dateien mittels des Übersetzers 22 in XML- Dateien übersetzt: a) Die Formate des Templates werden in XML-Typen überführt und in einem XML- Schema im Schema-Speicher 33 gespeichert. Fig. 6 zeigt ein auf diese Weise
generiertes Typensystem für den Teil des Fehlermodells, der ein Fehlerereignis repräsentiert, wie unten noch weiter erläutert ist. Das XML-Schema definiert somit ein anwendungsspezifisches Typensystem, b) Der Übersetzer 22 übersetzt außerdem die ersten Fehlermodell-Speicher ersten Fehlermodell-Speicher 32 gespeicherten Fehlermodelle in XML-Instanzen, die im zweiten Fehlermodell-Speicher 34 gespeichert werden. Diese Instanzen bauen auf dem im XML-Schema definierten Typensystem auf. Fig. 7 zeigt ein Beispiel für ein so in XML übersetztes Fehlermodell.
Das Verfahren zur Generierung eines XML-basierten Fehlermodells ist an sich durch die abrufbereite Speicherung des XML-Fehlermodells abgeschlossen. In einem zusätzlichen Schritt 300 kann jedoch mittels der XML-Engine 23 durch Zugriff auf das im Schema-Speicher 33 gespeicherte Schema sowie auf den zweiten Fehlermodell- Speicher 34, das jeweilige XML-basierte Fehlermodell mittels einem Web-Browser in der Anzeigeeinrichtung 12 dargestellt werden. Anhand des XML-Schemas überprüft die XML-Engine 23 beim Aufbau der Web-Seiten die syntaktische Korrektheit der XML-Implementierung.
Fig. 3 zeigt die Struktur eines Fehlermodells am Beispiel eines industriespezifischen Fehlermodells. Das Modell hat einen hierarchischen Aufbau, bestehend aus drei Ebenen. Die oberste Ebene repräsentiert das Fehlerereignis. Einem Fehlerereignis können mehrere Fehlermodi unterlagert sein. Die logische Abhängigkeit kann folgendermaßen formuliert werden: Ein oder mehrere Fehlermodi können ein Fehlerereignis verursachen. Die gleiche logische Abhängigkeit gilt für Fehlermode und Fehlerhypothese: Eine oder mehrere Fehlerhypothesen können Fehlerursache für einen Fehlermode sein. Die Konzepte Fehlerereignis, Fehlermode, Fehlerhypothese der drei Ebenen haben eine ähnliche inhaltliche Beschreibung. Die Fehlerhypothese unterscheidet sich durch einen aufwendigeres Diagnosekonzept. Außerdem kann die Fehlerhypothese zur tiefergehenden Analyse auf andere Fehlermodelle verweisen.
Fig. 4 zeigt Formate mit deren Hilfe die Fehlermodelle im Word-Dokument strukturiert aufgebaut werden können. Die Formate ergeben sich aus den Konzepten des Fehlermodells, das in Fig. 3 gezeigt ist.
Fig. 5 zeigt beispielhaft ein Fehlermodell, das auf Grundlage des Templates mit Hilfe der darin definierten Formate entwickelt wurde. Fig. 4 geht näher auf die Formate ein.
Fig. 6 zeigt das XML-basierte Typensystem für das Fehlerereignis. Dieses Typensystem wird mit Hilfe einer Abbildungsvorschrift aus der Formatbeschreibung des Templates erstellt. Die Abbildungsregeln ergeben sich aus der Struktur des Fehlermodells und der Syntax der XML-Sprache.
Fig. 7 zeigt beispielhaft die Instanz eines Fehlermodells in XML. Diese Instanz wird von dem Übersetzer 22 aus dem erstellten Word-Dokument automatisch erzeugt. Die anwendungsspezifischen Typen sind in der Schemadatei, siehe hierzu Fig. 6, beschrieben. Sämtliche Typen beginnen mit dem Prefix rca, gefolgt von att für Attribut oder elt für Element. Danach folgt eine kurze Beschreibung des anwendungsspezie- fischen Kontextes, wie beispielsweise ehlerorf. Die inhaltlichen Bestandteile stehen entsprechend der XML-Syntax in Hochkomma.