Entwurf komplexer Automatisierungssysteme

Als 12. Veranstaltung der EKA-Tagungsreihe fand im Frühjahr 2012 in Magdeburg die Fachtagung zum Entwurf komplexer Automatisierungssysteme EKA 2012 statt. Auf Anregung des Herausgebers und des wissenschaftlichen Beirats der Zeitschrift at entstand der Vorschlag, in Abstimmung mit dem Programmkomitee der EKA eine Auswahl von Tagungsbeiträgen in erweiterter und aufbereiteter Form zur Zeitschriftenpublikation einzureichen. Im Ergebnis des üblichen Begutachtungsprozesses entstand daraus das vorliegende Schwerpunktheft mit dem Titel Entwurf komplexer Automatisierungssysteme. Der Tagungsuntertitel „Beschreibungsmittel, Methoden, Werkzeuge“ unterstreicht die Passfähigkeit des Tagungsthemas zum wissenschaftlichen Publikationsschwerpunkt der Zeitschrift at. Die Tagung zum Entwurf komplexer Automatisierungssysteme hat über ihre nunmehr bereits 20-jährige Geschichte nichts an Aktualität verloren. Die Komplexität als langjähriger Gegenstand der EKA lieferte im Jahr 2012 auch das Motto des deutschen Automationskongresses. Nicht nur technische Systeme, auch die verschiedenen Bereiche unseres Alltags scheinen durch eine ständig wachsende Komplexität gekennzeichnet. Der Automationskongress hat mit dem gewählten Motto „Komplexität beherrschen – Zukunft sichern“ die hiermit verbundenen Herausforderungen aufgegriffen. Ob in der Fertigungsoder Prozessindustrie, der Energiewirtschaft, im Verkehr oder der Medizintechnik – überall kommt der Automation eine Schlüsselfunktion beim Beherrschen komplexer Systeme zu. Im Einklang mit ihrem Anspruch steht bei der EKA-Tagung die Beherrschung des Entwurfs komplexer Automatisierungssysteme durch Beschreibungsmittel, Methoden und Werkzeuge im Vordergrund. Damit fokussiert die EKA insbesondere wissenschaftliche und methodische Aspekte, die bei geeigneter Abstraktion eine Klammer über vielfältige mögliche Anwendungen bilden. Die Zusammenstellung der ausgewählten Beiträge von der EKA 2012 wird mit einem Gemeinschaftsbeitrag eines Autorenkollektivs der automatisierungstechnischen Schulen in München, Hamburg und Magdeburg eröffnet. Die Autoren widmen sich vor dem Hintergrund eines Forschungsprojektes mit dem Titel „Funktionaler Anwendungsentwurf für verteilte Automatisierungssysteme“ der gezielten Unterstützung der Entwickler von verteilten Steuerungsarchitekturen. Dabei verfolgen sie einen Ansatz, der Beschreibungsmittel, Merkmale und Entwurfsmuster über mehrere Ebenen des V-Modells hinweg kombiniert. Die Leistungsfähigkeit aktueller Steuerungen und automatisierungstechnischer Feldgeräte lässt es heute zu, Automatisierungsfunktionen gezielt verteilt auszuführen. Beim Engineering derartiger Automatisierungssysteme sieht sich der Systementwickler jedoch mit mehreren Herausforderungen konfrontiert: Um die funktionalen Anforderungen unter Berücksichtigung nicht-funktionaler Anforderungen zu erfüllen, ist zunächst eine geeignete Verteilung der Automatisierungsfunktionen auf verschiedene Steuerungen und intelligente Feldgeräte erforderlich. Für die projektspezifischen funktionalen Anforderungen muss eine passende, auf mehrere Steuerungen verteilte Funktionsarchitektur gefunden werden und schließlich gilt es, die Komplexität der Zusammenhänge von verteilten Funktionen und ausführender Hardware im Entwurfsprozess zu beherrschen. Zur Unterstützung des Entwurfs schlagen die Autoren eine aussichtsreiche neuartige Kombination von Ansätzen und Methoden vor und evaluieren das Vorgehen an einem verfahrenstechnischen Beispiel. Auch der zweite Beitrag dieses Schwerpunktheftes widmet sich dem Engineering. Jetzt steht aber nicht die Herausforderung der Funktionsverteilung im Vordergrund, sondern die des erforderlichen Zusammenwirkens verschiedener Disziplinen. Da jede Fachdisziplin