DICTEE: tunnelsoftware automatisch genereren op basis van een model

 

Uitdagingen in de Infra-wereld

Modellen zijn de laatste jaren niet meer weg te denken uit de Infra-wereld. Zo is het tegenwoordig gebruikelijk om complete constructies al ver voor de realisatie te modelleren in BIM (building information models), worden eisen in boomstructuren vastgelegd met behulp van software zoals Relatics en voor technische installaties wordt gebruik gemaakt van Computational Fluid Dynamics (CFD’s) om systemen zoals ventilatie en overdruk te ontwerpen.

Ook op het gebied van dynamisch gedrag worden modelleertechnieken zoals SysML en tools als Enterprise Architect gebruikt om ontwerpen vast te leggen. Hoewel het kennisniveau bij zowel opdrachtgever als opdrachtnemer gestaag toeneemt, is er nog steeds een aantal uitdagingen binnen het domein:

  • Ontwerpen lopen uit de planning;
  • Gedurende de testfase worden nog veel bevindingen gedaan op eisen en ontwerp;
  • Er kunnen fricties ontstaan tijdens de overgang van detailontwerp (DO) naar uitvoeringsontwerp (UO) als blijkt dat bepaalde ontwerpkeuzes niet in de praktijk gerealiseerd kunnen worden.

Deze uitdagingen hebben een aantal oorzaken:

  • Ontwerpen worden weliswaar in SysML vastgelegd, maar daarna vindt er vaak nog een conversie naar eisen plaats met teksten die multi-interpretabel zijn;
  • Tijdens de UO-fase worden ontwerpen “met de hand” gemaakt, evenals de onderliggende code en testdocumentatie. Wijzigingen die tijdens dit proces optreden hebben vaak het gevolg dat er op allerlei vlakken documenten of modellen aangepast moeten worden. Dit is intensief, gevoelig voor fouten en in het kader van de bewijsvoering erg lastig om traceerbaar en aantoonbaar te houden;
  • Er zit vaak nog een kloof tussen de wens van de klant en de expertise van de opdrachtnemer, waardoor niet-functionele eisen soms verloren kunnen gaan tijdens het ontwerpproces.

De achterliggende gedachte achter SysML is juist om het makkelijker te maken om over het ontwerp te discussiëren, de impact van wijzigingen te bepalen en deze vervolgens consistent door te voeren. Wat dat betreft zijn er nog voldoende kansen om extra meerwaarde te halen uit modellen.

 

Model Driven Engineering en de Landelijke Tunnelstandaard (LTS)

Model Driven Engineering (MDE) is een discipline die stamt uit de jaren tachtig van de vorige eeuw en voortvloeit uit CASE-tools (Computer Aided Software Engineering). Deze vorm van engineering beschouwt het model als bron van alle informatie die nodig is om een oplossing te realiseren en heeft altijd als doel gehad om productiviteit te verbeteren door middel van hergebruik (van gestandaardiseerde modellen), het versimpelen van het ontwerpproces en de communicatie tussen individuen en teams te verbeteren. De gekozen MDE-aanpak wordt als succesvol gezien indien het model logisch is voor mensen binnen het domein en als het bruikbaar is voor verdere realisatie.

Sinds een aantal jaar heeft Rijkswaterstaat de Landelijke Standaard Tunnels (LTS) in gebruik, die van toepassing is op alle nieuwe en te renoveren tunnels die aan de criteria van de standaard voldoen. Het doel van de standaard is om een uniforme en herbruikbare set specificaties te bieden die op alle tunnels kan worden toegepast, een concept dat vanuit het oogpunt van MDE zeker interessant is. 

Strypes heeft het initiatief genomen om de haalbaarheid van een MDE-omgeving voor de LTS te onderzoeken en heeft als resultaat de tool DICTEE ontworpen en gebouwd.

 

Het concept achter DICTEE

dictee1-1.png

DICTEE is een volledig binnen Strypes ontwikkelde toepassing om snel en eenvoudig op basis van het LTS-concept een platformonafhankelijke tunnelbesturing te kunnen realiseren. De ontwikkeling is gestoeld op twee eenvoudige doelstellingen:

  • 1. De omgeving moet bruikbaar zijn voor iedere medewerker die kennis heeft van de LTS;
  • 2. De omgeving moet de software van een complete tunnelbesturing kunnen genereren – zonder enige vorm van menselijke tussenkomst – en die vervolgens op een willekeurige PLC kunnen installeren.

De naam “DICTEE” kan op twee manieren geïnterpreteerd worden. Allereerst staat de afkorting voor “Device Independent Code for Tunnels based on the Eclipse Ecosystem”, en daarnaast is het ook een metafoor voor het traditionele dictee van de lagere school: de leraar dicteert en de leerlingen nemen dit over, zoals ook de LTS letterlijk gedicteerd en overgenomen wordt.  

Het ontwerp van DICTEE bestaat uit een aantal pijlers:

  • Vastleggen van compositie - een model begint altijd met een compositie van elementen. Bij de LTS zijn dit bouwblokken in de vorm van coördinerende functies, basisfuncties, subfuncties en logische functievervullers (LFV’s). Zo’n bouwblok is een combinatie van interfaces, gedrag en configuratie elementen. De tool faciliteert dit door het concept interface en component. 

    dictee1-2.png 

    In aanvulling op de LTS is het mogelijk om een compositie van componenten te maken;  bijvoorbeeld een rij van vluchtdeuren of een verkeersbuis.
  • Vastleggen van gedrag -  De LTS beschrijft voor een deel van de componenten het gedrag.

De manier van definiëren van gedrag is overgenomen in de tool.

  • Mogelijkheden tot project-specifieke configuratie - De LTS beschrijft een standaard tunnel, welke in de praktijk vaak uitgebreid wordt met functionaliteit die voor die bewuste tunnel specifiek is. 
    Er zitten wel dezelfde installaties in, echter de aantallen variëren vaak van verkeersbuis tot verkeersbuis. De tool faciliteert dit door naast de definitie van een standaard tunnel een mogelijkheid te bieden van een project-specifieke configuratie.

    dictee1-3.png 

    De standaard tunnel levert gevalideerde “bouwblokken” waarbij de configuratie de werkelijke aantallen definieert. In het generatie process worden bouwblokken gecombineerd met de configuratie.

  • Projecties - De mens is visueel ingesteld, waardoor regelmatig de behoefte zal blijven bestaan om een model grafisch weer te geven, zodat er bijvoorbeeld makkelijker over gediscussieerd kan worden. Hiervoor biedt de tool real-time projecties van het tekstuele model.

In het tweede deel van deze serie zullen we verder stilstaan bij de realisatie van DICTEE en wat de voordelen zijn om deze tijdens een project in te zetten.

Bent u geïnteresseerd in hoe Strypes DICTEE binnen uw projectorganisatie in kan zetten? Neem dan contact met ons op!

Terug naar blogoverzicht