DE10127431A1 - System and method for structuring an information space - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein System und Verfahren zur Strukturierung eines Informationsraums, bei dem sowohl dynamische Daten (4) als auch statische Daten (5) in einem Produktmodell (1) in Form einer hierarchischen Baumstruktur (3) beschrieben werden, wobei das Produktmodell (1) den kompletten Informationsraum eines Produktes repräsentiert und wobei die Knoten (10) der Struktur eine Komponente des Produktes abbilden und wobei an den Knoten (10) alle dazugehörigen Teilkomponenten hängen, wobei jeder Knoten (10) mit zusätzlichen Informationen, genannt Metainformationen, angereichert wird und jeder Knoten (10) im Produktmodell (1) mit einem Pfad eindeutig identifizierbar ist.The invention relates to a system and method for structuring an information space, in which both dynamic data (4) and static data (5) are described in a product model (1) in the form of a hierarchical tree structure (3), the product model (1) represents the complete information space of a product and where the nodes (10) of the structure represent a component of the product and where all the associated sub-components are attached to the node (10), each node (10) being enriched with additional information, called meta information, and each Node (10) in the product model (1) can be clearly identified with a path.
Description
Die Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zur Strukturierung eines Informationsraums.The invention relates to a system and a method for Structuring an information space.
Ein derartiges System und Verfahren kommt beispielsweise im Bereich der Automatisierungstechnik, bei Produktions- und Werkzeugmaschinen, bei Diagnose-/Serviceunterstützungssyste men sowie für komplexe Komponenten, Geräte und Systeme, wie beispielsweise Fahrzeuge und industrielle Maschinen und Anla gen zum Einsatz. Ein besonders vorteilhafte Anwendung besteht im Zusammenhang mit AR (Augmented Reality = erweiterte Reali tät), einer neuen Form der Mensch-Technik-Interaktion, bei der dem Anwender Informationen in sein Sichtfeld eingeblendet werden - beispielweise über eine Datenbrille. Die Einblendung geschieht jedoch kontextabhängig, d. h. passend und abgelei tet vom betrachteten Objekt, z. B. einem Bauteil. So wird das reale Sichtfeld beispielweise eines Monteurs durch eingeblen dete Montagehinweise um für ihn wichtige Informationen erwei tert. In diesem Falle kann Augmented Reality unter anderem das herkömmliche Montagehandbuch ersetzen.Such a system and method comes, for example, in Area of automation technology, in production and Machine tools, with diagnostic / service support systems as well as for complex components, devices and systems such as for example vehicles and industrial machines and plant conditions. A particularly advantageous application exists in connection with AR (Augmented Reality = extended Reali ), a new form of human-technology interaction which shows the user information in his field of vision - for example using smart glasses. The overlay happens contextually, however. H. fitting and worn tet from the object under consideration, e.g. B. a component. That's how it is Real field of vision of a fitter, for example, by fading in Installation instructions for important information for him tert. In this case, augmented reality can, among other things replace the conventional assembly manual.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in elektronischer Form zu einem Produkt vorliegende Informationen unterschied lichster Art in einer einheitlichen, einfachen Art und Weise verfügbar zu machen.The invention has for its object in electronic Form of information available for a product of the finest kind in a uniform, simple manner to make available.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein System zur Strukturierung eines Informationsraums eines Produkts, wobei der Informati onsraum dynamische Daten und statische Daten enthält, mit ei nem Produktmodell in Form einer hierarchischen Baumstruktur zur Beschreibung des Informationsraums, wobei das Produktmo dell Knoten und Verbindungen der Knoten enthält, wobei der Knoten als Abbild einer Komponente des Produkts vorgesehen ist und wobei die Verbindung als Abbild eines Zusammenhangs der durch die Verbindung verbundenen Knoten vorgesehen ist.This task is solved by a structuring system an information space of a product, the Informati onsraum contains dynamic data and static data, with ei product model in the form of a hierarchical tree structure to describe the information space, the product mo dell contains nodes and connections of the nodes, the Node provided as an image of a component of the product is and wherein the connection as an image of a relationship the node connected by the connection is provided.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Strukturie rung eines Informationsraums eines Produkts, der dynamische Daten und statische Daten enthält, bei welchem Verfahren mit einem Produktmodell in Form einer hierarchischen Baumstruktur der Informationsraum beschrieben wird, wobei das Produktmo dell Knoten und Verbindungen der Knoten enthält, wobei der Knoten eine Komponente des Produkts abbildet und wobei die Verbindung einen Zusammenhang der durch die Verbindung ver bundenen Knoten abbildet.This problem is solved by a method for structuring tion of an information space of a product, the dynamic Contains data and static data, with which procedure with a product model in the form of a hierarchical tree structure the information space is described, the product mo dell contains nodes and connections of the nodes, the Depicts a component of the product and where the Connection a connection of the connection ver maps tied knots.
Die Knoten des Produktmodells lassen sich besonders einfach und eindeutig durch Pfade identifizieren, wenn sich die Pfade aus den Namen aller Komponenten von der Wurzel der hierarchi schen Baumstruktur bis zum Knoten selbst zusammensetzen. Den Knoten können für die Strukturierung nicht nötige Informatio nen zugeordnet werden, sogenannte Metainformationen, die z. B. eine Beschreibung des Knoteninhaltes, Stichwörter und/oder Ansprechpartner enthalten. Es wird vorgeschlagen, das Produktmodell in einem internet-konformen Format zu be schreiben, z. B. in einem XML-Dialekt, wobei die Metainforma tionen mit dem XML Ressource Description Format (RDF) defi niert werden und die Verbindungen zwischen den Knoten mit den XML-Dialekten XPointer und XLink beschrieben werden können.The knots of the product model are particularly easy and uniquely identify by paths if the paths are from the names of all components from the root of the hierarchy assemble the tree structure itself down to the node. The Nodes can provide information that is not required for structuring assigned, so-called meta information, the z. B. a description of the node content, keywords and / or contact person included. It is suggested, be the product model in an Internet-compliant format write, e.g. B. in an XML dialect, the Metainforma with the XML Resource Description Format (RDF) defi and the connections between the nodes with the XML dialects XPointer and XLink can be described.
Die Inhalte der Knoten bzw. die Knoten des Produktmodells werden vorteilhaft mittels Adaptern mit dynamischen Daten ei ner Automatisierungseinrichtung und/oder mit Daten von Lega cy-Systemen, wie Betriebsdatenerfassungssystemen oder Pro duktdatenmanagementsystemen, verbunden. Mit Hilfe einer Be reitstellungskomponente, genannt Infobroker, werden die dyna mischen und statischen Informationen bereitgestellt, wobei Suchregeln für die Durchführung der Bereitstellung vorgesehen sind, wobei Erfassungsmittel zur Erfassung einer Arbeitssitu ation vorgesehen sind und wobei die Bereitstellung in Abhän gigkeit der erfassten Arbeitssituation und in Abhängigkeit der Metainformationen vorgesehen ist. Die durch den Infobro ker bereitgestellten Informationen werden mit Visualisie rungsmitteln visualisiert, wobei eine Bereitstellung der In formationen in internet-konformen Formaten vorgesehen ist.The contents of the nodes or the nodes of the product model are advantageous by means of adapters with dynamic data ner automation device and / or with data from Lega cy systems, such as shop floor data collection systems or Pro duct data management systems. With the help of a Be The provision component, called the Infobroker, will become the dyna mix and provide static information, where Search rules are provided for performing the deployment are, recording means for recording a work situation ation are provided and the provision being dependent the recorded work situation and depending on it the meta information is provided. The through the infobro The information provided is visualized resources visualized, providing the In formations in Internet-compliant formats is provided.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand des in der Figur dar gestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben und er läutert. Die Figur zeigt ein prinzipielles Blockschaltbild zum Systemaufbau und stellt den Zusammenhang zwischen einem Produktmodell und einem Infobroker dar.The invention is illustrated below with reference to that in the figure described embodiment described in more detail and he purifies. The figure shows a basic block diagram to the system structure and establishes the connection between one Product model and an infobroker.
Die im Folgenden beschriebene Erfindung versteht sich insbe sondere im speziellen Kontext der Anwendungsfelder "Produkti ons- und Werkzeugmaschinen" (NC-gesteuerte, automatisierungs technische Prozesse) sowie "Diagnose-/Serviceunterstüt zungssysteme für komplexe technische Anlagen/Geräte/Systeme" (z. B. Fahrzeuge, aber auch industrielle Maschinen und Anla gen).The invention described below is particularly understood especially in the special context of the application fields "Produkti ons and machine tools "(NC-controlled, automation technical processes) and "diagnosis / service support systems for complex technical systems / devices / systems " (e.g. vehicles, but also industrial machines and systems gene).
Folgendes technische Problem liegt der Erfindung zugrunde:
Die Komplexität und Vielfalt der Anlagen/Geräte/Systeme (im
folgendem "Produkt"), die ein Facharbeiter meistern muss,
wird immer größer. Dieser benötigt in allen Phasen des Le
benszyklus eines Produktes, wie Produktion, Inbetriebsetzung,
Wartung und Entsorgung, eine Unterstützung durch umfangrei
chen Dokumentation wie Handbücher, Montage- und Wartungsan
leitungen und technische Zeichnungen. Diese Dokumentation
liegt heute meistens in Papierform vor. Sie wird jedoch zu
nehmend elektronisch angeboten. Diese Art von Dokumentation
wird statische Daten 5 genannt. Technische Anlagen werden von
Automatisierungseinrichtungen gesteuert. Diese geben den Zu
stand in Form von Prozesswerten, genannt dynamische Daten 4,
wieder. Zu dieser Klasse Daten gehören auch alle unterneh
menskritische Daten, die in separaten Systemen (Legacy-
Systeme) verwaltet werden. All diese Systeme erfordern eine
Schulung des Facharbeiters oder sie werden von seinen Vorge
setzten bedient.The invention is based on the following technical problem:
The complexity and variety of systems / devices / systems (in the following "product") that a skilled worker has to master is getting bigger and bigger. This requires support in all phases of a product's life cycle, such as production, commissioning, maintenance and disposal, through extensive documentation such as manuals, assembly and maintenance instructions and technical drawings. Today, this documentation is mostly in paper form. However, it is increasingly being offered electronically. This type of documentation is called static data 5 . Technical systems are controlled by automation devices. These reflect the state in the form of process values, called dynamic data 4 . This data class also includes all business-critical data that is managed in separate systems (legacy systems). All of these systems require training of the skilled worker or they are operated by their superiors.
Die Hürde, die ein Facharbeiter bei einem Einsatz meistern muss, ist in der Vielfalt der Dokumente die richtigen Infor mationen zu finden. Dabei unterliegt die Wahl der Kombination von statischen Daten 5 und dynamischen Daten 4 dem Erfah rungswissen des Facharbeiter. In der nahen Zukunft wird diese Dokumentation zentral auf einem sogenannten Server verwaltet, so dass der Facharbeiter mit Hilfe der Web-Techniken von sei nem Einsatzort aus transparent darauf zugreifen kann. Der Server ist somit eine elektronische Dokumentenablage erwei tert um eine Webserver-Funktionalität.The hurdle that a skilled worker has to overcome during a job is to find the right information in the variety of documents. The choice of the combination of static data 5 and dynamic data 4 is subject to the experience of the skilled worker. In the near future, this documentation will be managed centrally on a so-called server, so that the skilled worker can use the web technology to access it transparently from his site. The server is thus an electronic document filing expanded by a web server functionality.
Bei bisherigen Lösungen sucht der Facharbeiter im voraus die Dokumentation, die er am Einsatzort nach seinem Erfahrungs wissen vermutlich benötigen wird. Dabei kann es vorkommen, dass Dokumente fehlen bzw. veraltet oder fehlerhaft sind und er deswegen den Einsatz abbrechen und ein zweites Mal wieder kommen muss. Der Zugriff auf die dynamischen Daten 4, wie Prozesswerte, muss mit separaten Einrichtungen geschehen. Dies gilt genauso für die unternehmenskritischen Daten.With previous solutions, the skilled worker searches in advance for the documentation that he will probably need based on his experience based on his experience. It can happen that documents are missing or outdated or faulty and he has to cancel the assignment and have to come back a second time. Access to the dynamic data 4 , such as process values, must be done with separate devices. This also applies to the business-critical data.
Die vorgeschlagene Lösung basiert auf einer Strukturierung
des Informationsraumes:
Sowohl die dynamischen Daten 4 als auch die statischen Daten
5 werden durch ein Produktmodell 1 in Form einer hierarchi
schen Baumstruktur 3 beschrieben. Das Produktmodell 1 reprä
sentiert somit den kompletten Informationsraum eines Produk
tes. Die Knoten 10 der Baumstruktur 3 bilden eine Komponente
des Produktes ab. An diesen Knoten 10 hängen wiederum alle
dazugehörigen Teilkomponenten. Die hierarchische Baumstruktur
3 entspricht dem mechanischen, elektrischen, hydraulischen
oder Software-technischen Aufbau eines Produktes.The proposed solution is based on structuring the information space:
Both the dynamic data 4 and the static data 5 are described by a product model 1 in the form of a hierarchical tree structure 3 . Product model 1 thus represents the complete information space of a product. The nodes 10 of the tree structure 3 represent a component of the product. In turn, all of the associated subcomponents hang on this node 10 . The hierarchical tree structure 3 corresponds to the mechanical, electrical, hydraulic or software engineering structure of a product.
Die Knoten 10 sind, falls sie in Zusammenhang stehen, über Verbindungen 11 miteinander verbunden. Der einen Sensor als mechanische Komponente abbildende Knoten 10 ist beispielswei se mit dem Knoten 10 verbunden (verlinkt), der den Sensor als elektrische Komponente abbildet.If they are related, the nodes 10 are connected to one another via connections 11 . The node 10 depicting a sensor as a mechanical component is, for example, connected (linked) to the node 10 , which depicts the sensor as an electrical component.
Jeder Knoten 10 wird mit zusätzlichen Informationen, genannt Metainformationen, angereichert. Diese können eine Beschrei bung des Inhaltes, Stichwörter, Ansprechpartner, usw. sein.Each node 10 is enriched with additional information called meta information. These can be a description of the content, keywords, contacts, etc.
Ein Knoten 10 im Produktmodell 1 ist mit einem Pfad eindeutig identifizierbar. Der Pfad setzt sich aus den Namen aller in den jeweiligen Knoten abgebildeten Komponenten, von der Wur zel der hierarchischen Baumstruktur 3 bis zum Knoten 10 selbst, zusammen. Ein solcher Pfad wird Universal Ressource Identifier (URI) genannt.A node 10 in the product model 1 can be clearly identified with a path. The path is composed of the names of all components mapped in the respective nodes, from the root of the hierarchical tree structure 3 to node 10 itself. Such a path is called a Universal Resource Identifier (URI).
Das Produktmodell 1 kann in einem XML-Dialekt beschrieben werden. Die Metainformationen können mit dem XML Ressource Description Format (RDF) definiert werden. Für die Verbindun gen 11 zwischen den Knoten 10 können die XML-Dialekte XPoin ter und XLink zum Einsatz kommen.Product model 1 can be described in an XML dialect. The meta information can be defined using the XML Resource Description Format (RDF). The XML dialects XPoin ter and XLink can be used for the connections 11 between the nodes 10 .
Dynamische Daten 4 können über die Knoten 10 des Produktmo dells 1 angesprochen werden. Der Inhalt eines solchen Knoten 10 verbindet sich über einen Adapter 13 (genannt Bridge) mit der Automatisierungseinrichtung. Damit stehen die statischen Daten 5 mit den dynamischen Daten 4 im Zusammenhang, was eine Suche bzw. Verwendung einer separaten DV-Einrichtung verein facht bzw. überflüssig macht.Dynamic data 4 can be addressed via the nodes 10 of the product model 1 . The content of such a node 10 connects to the automation device via an adapter 13 (called a bridge). The static data 5 are thus related to the dynamic data 4 , which simplifies the search or use of a separate DV device or makes it superfluous.
Das Bridge-Konzept erlaubt das Einbinden von beliebigen Lega cy-Systemen, wie Betriebsdatenerfassungssysteme 6 (BDE) oder Produktdatenmanagementsysteme 7 (PDM), als Datenlieferanten im Informationsraum. Die heterogene EDV-Landschaft eines Un ternehmens wird durch das Produktmodell 1 nahtlos und trans parent eingebunden. Die Produktstruktur 1 fungiert als eine "Mapping"-Struktur zu den heterogenen Systemen. The bridge concept allows the integration of any Lega cy systems, such as operational data acquisition systems 6 (BDE) or product data management systems 7 (PDM), as data providers in the information room. Product model 1 seamlessly and transparently integrates a company's heterogeneous IT landscape. The product structure 1 functions as a "mapping" structure to the heterogeneous systems.
Eine Bereitstellungskomponente 2, genannt Infobroker, stellt die Informationen zusammen, so dass der Facharbeiter alle notwendigen dynamischen Daten 4 und statischen Daten 5 trans parent abrufen kann. Für die Bereitstellung der Daten 4, 5 werden Suchregeln angewendet. Eine solche Regel könnte so formuliert werden: "Wenn zu einer Teilkomponente keine War tungsanleitung hinterlegt wurde, schaue nach dieser Informa tion in eine in der Hierarchie höhere Komponente". Der Info broker 2 stützt sich bei der Suche der Informationen auf der einen Seite auf den Kontext und die Arbeitssituation 15 in denen sich der Facharbeiter (z. B. Wartung der Maschine xyz) befindet und auf der anderen Seite auf die Metainformationen der Knoten in der Produktstruktur. Die Suchergebnisse des In fobrokers 2 können in internet-konformen Formaten generiert werden, so dass der Facharbeiter sich diese Informationen mit einfachen Visualisierungsmitteln 14 betrachten kann.A provision component 2 , called an infobroker, compiles the information so that the skilled worker can call up all the necessary dynamic data 4 and static data 5 in a transparent manner. Search rules are used to provide data 4 , 5 . Such a rule could be formulated as follows: "If no maintenance instructions have been stored for a sub-component, look for a higher component in the hierarchy after this information". When searching for the information, the info broker 2 is based on the one hand on the context and the work situation 15 in which the skilled worker is (e.g. maintenance of the machine xyz) and on the other hand on the meta information of the nodes in the product structure. The search results of the in fobroker 2 can be generated in Internet-conforming formats, so that the skilled worker can view this information with simple visualization means 14 .
Der Vorteil des vorliegenden Systems und Verfahrens liegt in
der neuartigen Kombination von unabhängigen Systemen zu einem
homogenen Informationsraum:
The advantage of the present system and method lies in the novel combination of independent systems to form a homogeneous information space:
- - Kombination von statischen Dokumenten 5 und dynamischen Daten 4.- Combination of static documents 5 and dynamic data 4 .
- - Erweiterung der Datenquellen um Metainformationen.- Extension of the data sources with meta information.
- - Nutzen der Metainformationen bei der Suche, um den Infor mationsraum auf die notwendigen Daten zu reduzieren.- Use the meta information in the search to find the information mation space to the necessary data.
- - Gezieltes Versorgen des Facharbeiters mit den notwendigen Daten bzw. Dokumenten.- Targeted supply of the skilled worker with the necessary Data or documents.
- - Transparenter Zugriff auf die Legacy-Systeme 6, 7.- Transparent access to legacy systems 6 , 7 .
- - Generieren der Ergebnisse in einem internet-konformen For mat.- Generate the results in an internet-compliant for mat.
- - Regelbasierte Algorithmen für das Zusammenstellen von In formationen.- Rule-based algorithms for compiling In formations.
- - Weitgehender Verzicht auf die Papierform der Dokumentation zu einem Produkt.- Largely waived the paper form of the documentation to a product.
- - Vereinfachter Zugriffs auf unternehmenskritische Daten (PDM, BDE).- Simplified access to mission-critical data (PDM, BDE).
Die Figur stellt u. a. den Zusammenhang zwischen dem Produkt modell 1 und dem Infobroker 2 dar. Die Ergebnisse zu den Ab fragen vom Facharbeiter werden vom Infobroker 2 mit Hilfe von Regeln in HTML-Seiten bereitgestellt.The figure shows, among other things, the relationship between the product model 1 and the infobroker 2. The results of the queries from the skilled worker are provided by the infobroker 2 using rules in HTML pages.
Das Produktmodell 1 beinhaltet alle statischen Dokumente und die Verbindungen zu den Legacy-Systeme über Adapter 9, 12 (sog. Bridge). Ferner werden Applikationen für Teleconferen cing 8 oder für das Lesen der aktuellen oder archivierten (Maschinenhistorie) Prozessdaten angebunden.Product model 1 contains all static documents and the connections to the legacy systems via adapters 9 , 12 (so-called bridges). Applications for teleconferencing 8 or for reading the current or archived (machine history) process data are also connected.
Zusammenfassend betrifft die Erfindung somit ein System und ein Verfahren zur Strukturierung eines Informationsraums, bei dem sowohl dynamische Daten 4 als auch statische Daten 5 in einem Produktmodell 1 in Form einer hierarchischen Baumstruk tur 3 beschrieben werden, wobei das Produktmodell 1 den kom pletten Informationsraum eines Produktes repräsentiert und wobei die Knoten 10 der Struktur eine Komponente des Produk tes abbilden und wobei an den Knoten 10 alle dazugehörigen Teilkomponenten hängen, wobei jeder Knoten 10 mit zusätzli chen Informationen, genannt Metainformationen, angereichert wird und jeder Knoten 10 im Produktmodell 1 mit einem Pfad eindeutig identifizierbar ist.In summary, the invention thus relates to a system and a method for structuring an information space, in which both dynamic data 4 and static data 5 are described in a product model 1 in the form of a hierarchical tree structure 3 , the product model 1 being the complete information space of a product represents and where the nodes 10 of the structure represent a component of the product and where all the associated sub-components depend on the node 10 , each node 10 being enriched with additional information, called meta information, and each node 10 in the product model 1 being unique with a path is identifiable.
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2001
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