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Die
Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zum automatischen
Erstellen, Installieren und Konfigurieren von in Dateien, insbesondere
in Installations-, Verifikations- und/oder Konfigurationsdateien,
abgelegten Funktionalitäten
für die
in einem verteilten Netzwerk, insbesondere in einen verteilten Automatisierungssystem,
angeordneten Systemkomponenten.
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Ein
verteiltes Netzwerk umfasst in seiner Struktur eine Vielzahl von
Systemkomponenten, welche über
eine Netzwerkstruktur verbunden sind, wobei die Systemkomponenten
beispielsweise Bedienarbeitsplätze
(Operator Stationen), Wartungsarbeitsplätze (Engineering Stationen),
Archivierungsarbeitsplätze,
Controller (Steuergeräte)
mit Verarbeitungsstationen, Ein- und Ausgabeeinheiten und Kommunikationsschnittstellen
sind.
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In
den Systemkomponenten des verteilten Systems sind beispielsweise
ein Betriebssystem, Anwendungsprogramme und Steuerungsprogramme abgelegt,
welche als Softwarepakete in den Systemkomponenten installiert und
konfiguriert werden.
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Für die Erstellung,
Installation und Konfiguration der in Softwarepaketen abgelegten
Installations-, Verifikations- und/oder Konfigurationsdateien für die Systemkompo nenten
des verteilten Systems werden die für die Funktionsfähigkeit
des Netzwerkes erforderlichen Softwarepakete mit ihren Funktionalitäten separat
für jeder
einzelne Systemkomponente erstellt, geprüft und nacheinander entsprechend
einem vorgegebenen Plan in jeder Systemkomponente installiert und
unter Beachtung der Abhängigkeiten
der einzelnen Systemkomponenten untereinander für jede Systemkomponente separat konfiguriert
und geprüft.
Eine automatisch ablaufende Installation, Konfiguration und Verifikation
der Abhängigkeiten
der einzelnen Systemkomponenten untereinander ist nicht durchführbar.
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Für die Installation
der Softwarepakete auf den verschiedenen Systemkomponenten und die Konfiguration
der Beziehungen und Abhängigkeiten zwischen
den Systemkomponenten ist ein umfangreiches Expertenwissen erforderlich,
da die Vorgehensweise bei der Installation und Konfiguration der Softwarepakete
in den dazu vorgegebenen Richtlinien und Anweisungen oft nur unzureichend
beschrieben und schwer nachvollziehbar ist.
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Auch
die Pläne
der Systemstruktur und die Identifikation der Systemkomponenten
für eine
vollständige
und richtige Installation der Beziehungen und Abhängigkeiten
der Systemkomponenten untereinander werden manuell erstellt und
für jede
Systemkomponente separat geprüft,
wodurch der administrative Aufwand für die Erstellung, Verifikation,
Installation und Konfiguration der Softwarepakete mit einem hohen
Zeitaufwand verbunden ist und sich um so mehr erhöht, je umfangreicher
die Anlagentopologie ausgeführt
ist.
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Der
Erfindung liegt demgemäss
die Aufgabe zugrunde, ein System zum automatischen Installieren,
Verifizieren und Konfigurieren von in Dateien, insbesondere in Installations-,
Verifikations- und/oder Konfigurationsdateien, abgelegten Funktionalitäten für in einem
verteilten Netzwerk, insbesondere in einen verteilten Automatisierungssystem,
angeordnete Systemkomponenten anzugeben, wodurch vorgenannte Nachteile
vermieden werden.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein
System mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Ein
entsprechendes Verfahren zur Ausführung bei dem erfindungsgemäßen System
ist im Anspruch 6 angegeben.
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Erfindungsgemäß umfasst
das System zum automatischen Erstellen, Installieren und Konfigurieren
von in Installations-, Verifikations- und/oder Konfigurationsdateien
abgelegten Funktionalitäten
für in einem
verteilten Netzwerk angeordnete Systemkomponenten ein wissensbasiertes
Systemplanungswerkzeug mit einer Benutzerschnittestelle, einer Planungslogikeinheit,
einer Datenverwaltungseinheit, einer Planungsdatenbank und einem
Installationswerkzeug.
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Die
Benutzerschnittestelle übermittelt
von einem Benutzer ausgewählte
Systemoptionen, zu denen beispielsweise die Systemstruktur, auch
Systemtopologie genannt, die verwendeten Systemtypen mit den entsprechenden
Funktionalitäten,
wie beispielsweise das auszuwählende
Betriebssysteme oder die Art der Systemfunktionalität, gehören, an
die Planungslogikeinheit und an die Datenverwaltungseinheit.
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Die
Planungslogikeinheit erzeugt unter Benutzung einer in der Datenverwaltungseinheit
integrierten Daten- und Regelverwaltung aus den Systemoptionen Installations-,
Verifikations- und/oder Konfigurationspläne zur Weiterverarbeitung in
der Datenverwaltungseinheit.
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In
der Planungsdatenbank sind Systeminformationen, wie Systeminstallationsinformationen, Systemabhängigkeiten,
Systemkonfigurationsschritte und Systemgrenzeninformationen für die Auswahl des
Automatisierungssystems, der Bedien- und Engineeringarbeiteplätze, der
Controller- Kommunikation, des Archivierungssystems, der Integration
der Anwendungsserver und der Feldgeräte erfasst, welche der Datenverwaltungseinheit
zugeführt
werden.
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Die
Datenverwaltungseinheit generiert und konfiguriert mittels eines
integrierten Datengenerators aus den Systemoptionen der Benutzerschnittstelle,
aus den Systeminformationen daten- und regelbasiert eine aus Installations-,
Verifikations- und/oder Konfigurationsinformationen, im folgenden auch
Softwarepakete genannt, bestehende Systemstruktur und ermittelt
alle erforderlichen Installationsschritte für die Übermittlung der in den Datenpaketen abgelegten
Funktionalitäten
in die Systemkomponenten.
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Das
vom Datengenerator aus den Systemoptionen, den Systeminformationen,
Systemstrukturplänen
und den Abhängigkeiten
aus der Daten- und Regelverwaltung entwickelte System legt bei der
Generierung fest, welche Dateien zu einem Paket gehören und
untersucht sie auf Abhängigkeiten
und Konflikte, so dass sie vollständig und in der richtigen Reihenfolge
in den Systemkomponenten installierbar und auch von neuen Versionen überschreibbar
sind. Softwarepakete, welche voneinander abhängen, können somit nur gemeinsam, verteilt
auf die verschiedenen Systemkomponenten, installiert werden, wodurch
Konflikte und zeitaufwendige Konfigurationen innerhalb der einzelnen
Systemkomponenten entfallen.
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Die
erstellten Pakete mit den Systemdaten und Einrichtungsdaten für jede Systemkomponente, wie
beispielsweise Systemkomponententyp und -name, Betriebssystem, genutzte
Umgebung des Betriebssystems, Hardwareanforderungen, Netzwerkeinstellungen,
Abhängigkeiten
der Systemkomponenten untereinander und ausgewählte Systemfähigkeiten
sowie festgelegte Konfigurationsdaten für die jeweilige Systemkomponente,
werden dem Installationswerkzeug übergeben.
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Ist
die Generierung der Softwarepakete für die Systemkomponenten ausgeführt, erfolgt
im Installationswerkzeug eine Überprüfung der
Systemvoraussetzungen eine eventuell notwendige Ergänzung fehlender
Daten und eine Übertragung
der Softwarepakete in die jeweiligen Systemkomponenten.
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Nach
erfolgreicher automatischer Installation der Softwarepakete in den
Systemkomponenten ist das Verfahren zur Bereitstellung des verteilten
Systems für
die Systemkomponenten des verteilten Systems beendet und es werden
die Systemkomponenten automatisch konfiguriert.
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In
einer alternativen Ausführungsvariante
ist die Konfiguration der Softwarepakete auch benutzergeführt ausführbar.
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In
einer vorteilhaften Weiterbildung ist das wissensbasierte Systemplanungswerkzeug
mit einer Änderungseinheit
zur Pflege der in der Planungsdatenbank abgelegten Planungsdaten
und/oder der von der Planungslogikeinheit erzeugten Plänen erweitert, wobei
die Änderungseinheit
dafür mit
einer integrierte Export-/Importfunktio nalität beispielsweise zum Austausch
der Planungsdaten und Integration zusätzlicher benutzerdefinierter
Optionen für
die Anpassung der Daten und Pläne
ausgestattet ist.
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Nach
einer Aktualisierung der Systeminformationen mittels der Änderungseinheit
ist der Datengenerator in vorteilhafter Weise in der Lage die neu erstellten
Informationen für
aktualisierte Pakete aus der Datenverwaltungseinheit abzuholen und
aktualisierte Installations-, Verifikations- und/oder Konfigurationsdateien
zu ermitteln.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
beschreibt eine Anzahl von Schritten, mit welchen im wissensbasiertem
Systemplanungswerkzeug generierte Softwarepakete für jede einzelne
Systemkomponente automatisch erstellt und geprüft werden und in den Systemkomponenten
des verteilten Systems installiert und konfiguriert werden, um das
verteilte System in einen betriebsbereiten Zustand zu überführen.
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Dabei
werden mittels einer Benutzerschnittstelle ausgewählte Systemoptionen
für eine
Planungslogikeinheit und eine Datenverwaltungseinheit bereitgestellt
und mittels einer Planungsdatenbank Systeminformationen für die Datenverwaltungseinheit
gespeichert.
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Mittels
der Planungslogikeinheit werden aus den Systemoptionen der Benutzerschnittstelle
und Planungsdaten aus der Datenverwaltungseinheit Pläne für die Systemstruktur
erzeugt und der Datenverwaitungseinheit zugeführt sowie mittels der Datenverwaltungseinheit
aus den Systemoptionen der Benutzerschnittstelle, aus den Systeminformationen der
Planungsdatenbank und aus den in der Planungslogikeinheit erzeugten
Plänen
für die
Systemstruktur, Softwarepaketen generiert, konfiguriert und dem
Installationswerkzeug übergeben.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsvariante werden
mittels einer Änderungseinheit
die in der Planungsdatenbank abgelegten Planungsdaten und/oder die
von der Planungslogikeinheit erzeugten Plänen aktualisiert und mittels
des Datengenerators aktuelle Systemkomponenten generiert.
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Die
Vorteile der Erfindung sind weiterhin darin zu sehen, dass bei der
automatischen Erstellung, Verifikation, Installation und Konfiguration
der Softwarepakete für
die ein zelnen Systemkomponenten Regeln, Vorgaben und Abhängigkeiten
der Systemkomponenten untereinander berücksichtigt und geprüft werden.
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Für die Installation
und Konfiguration ist kein Expertenwissen erforderlich, da die Art
und die Installations- und Konfigurationsreihenfolge durch den Datengenerator
der Datenverwaltungseinheit festgelegt ist.
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Anhand
von in den 1–5 dargestellten Ausführungsbeispieles
sollen die Erfindung sowie vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der
Erfindung näher
erläutert
und beschrieben werden.
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Es
zeigen:
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1 ein
beispielhaftes wissensbasiertes Systemplanungswerkzeug zum automatischen
Erstellen, Installieren, Prüfen
und Konfigurieren von Installations-, Verifikations- und/oder Konfigurationsdateien
für in
einem verteilten Netzwerk angeordnete Systemkomponenten,
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2 einen
beispielhaften Verfahrensablauf zum automatischen Erstellen, Installieren
und Konfigurieren von Installations-, Verifikations- und/oder Konfigurationsdateien
für in
einem verteilten Netzwerk angeordnete Systemkomponenten,
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3 beispielhafte
Abhängigkeiten
zwischen den verschiedenen Verfahrensschritten der Systemplanung
im Systemplanungswerkzeug zur Ausführung des erfindungsgemäßen Systems,
und
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4 eine
beispielhafte Übersicht
der Generierung der Installations-, Verifikations- und/oder Konfigurationsdateien
für jede
Systemkomponente.
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In 1 ist
ein beispielhaftes wissensbasiertes Systemplanungswerkzeug (1)
zum automatischen Erstellen, Installieren, Prüfen und Konfigurieren von Installations-,
Verifikations- und/oder Konfigurationsdateien, im folgenden auch
Softwarepakete genannt, für
in einem verteilten Netzwerk angeordnete Systemkomponenten gezeigt, wobei
das wissensbasierte Systemplanungswerkzeug 1, eine Benutzerschnittestelle 10,
eine Planungslogikeinheit 20, eine Datenverwaltungseinheit 30,
eine Planungsdatenbank 40 und ein Installationswerkzeug 60 umfasst.
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In
der Benutzerschnittstelle 10, welche mit der Planungslogikeinheit 20 und
der Datenverwaltungseinheit 30 zusammenwirkt, sind ausgewählte Systemoptionen,
zu denen beispielsweise die Systemstruktur, die verwendeten Systemtypen
und Betriebssysteme sowie eine Auswahlmöglichkeit für die Art der Datenspeicherung
im Installationswerkzeug 60 gehören, für Weiterverarbeitung in der
Planungslogikeinheit 20 und der Datenverwaltungseinheit 30 abgelegt.
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Die
Planungslogikeinheit 20 erzeugt aus den Systemoptionen
der Benutzerschnittstelle 10 Installations-, Verifikations-
und/oder Konfigurationspläne für die Erstellung
der Systemstruktur und übermittelt die
Pläne der
Datenverwaltungseinheit 30 zur Weiterverarbeitung in der
Datenverwaltungseinheit.
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Mittels
von in der Planungsdatenbank 40 gespeicherten Systeminformationen,
welche beispielsweise Systeminstallationsinformationen, Systemkonfigurationsschritte
und Systemgrenzeninformationen sind, mittels der Systemoptionen
der Benutzerschnittstelle und den von der Planungslogikeinheit 20 erzeugten
Plänen
für die
Systemstruktur, generiert und konfiguriert die Datenverwaltungseinheit 30 unter
Nutzung einer von der Datenverwaltungseinheit 30 verwalteten
Daten- und Regelverwaltung mittels eines integrierten Datengenerators,
Softwarepakete.
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Die
Daten- und Regelverwaltung untersucht die erstellten Softwarepakete
und Hardwarevoraussetzungen auf Abhängigkeiten und Konflikte untereinander.
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Die
Softwarepakete umfassen jetzt die in den jeweiligen Systemkomponenten
zu installierenden Funktionalitäten,
wie beispielsweise Systemkomponentendaten und Einrichtungsdaten
für die
Systemkomponenten.
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Die
erstellten Pakete mit den Systemdaten und Einrichtungsdaten für jede Systemkomponente, wie
beispielsweise Systemkomponententyp und -name, Betriebssystem, genutzte
Umgebung des Betriebssystems, Hardwareanforderungen, Netzwerk einstellungen,
Abhängigkeiten
der Systemkomponenten untereinander und ausgewählte Systemfähigkeiten
sowie festgelegte Konfigurationsdaten für die jeweilige Systemkomponente,
werden dem Installationswerkzeug 60 übergeben.
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Die
Datenverwaltungseinheit 30 wirkt weiterhin mit einer Änderungseinheit 50 zusammen,
um die in der Planungsdatenbank 40 abgelegten Planungsdaten
und/oder die von der Planungslogikeinheit 20 erzeugten
Plänen
zu aktualisieren.
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Die Änderungseinheit 50 benutzt
dafür eine integrierte
Export-/Importfunktionalität,
um insbesondere Vorgaben, Abhängigkeiten
und Beschränkungen
für die
jeweiligen Systemkomponenten zu ändern
sowie einen Austausch der Planungsdaten und eine Integration zusätzlicher
benutzerdefinierter Optionen für
die Anpassung der Daten und Pläne
durchzuführen.
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Nach
einer Aktualisierung der Systeminformationen mittels der Änderungseinheit 50 ist
der Datengenerator in vorteilhafter Weise in der Lage die neu erstellten
Pakete aus der Datenverwaltungseinheit abzuholen und aktualisierte
Installations-, Verifikations- und/oder Konfigurationsdateien neu
zu ermitteln. Dabei werden die neu erstellten Pakete wiederum mittels
der Daten- und Regelverwaltung der Datenverwaltungseinheit 30 auf
Abhängigkeiten
und Konflikte untersucht und dem Installationswerkzeug 60 übergeben.
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In 2 ist
ein beispielhafter Verfahrensablauf zum automatischen Erstellen,
Installieren und Konfigurieren von Softwarepaketen für in einem
verteilten Netzwerk angeordnete Systemkomponenten gezeigt.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
beschreibt eine Anzahl von Schritten, mit welchen im wissensbasiertem
Systemplanungswerkzeug 1 die Softwarepakete für jede einzelne
Systemkomponente automatisch daten- und regelbasiert erstellt und geprüft werden
und in den Systemkomponenten des verteilten Systems installiert
und konfiguriert werden, um das verteilte System in einen betriebsbereiten
Zustand zu überführen.
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In
einem ersten Schritt 1 werden Systemoptionen selektiert
und in einem zweiten Schritt 2 für eine wissens- und regelbasierte
Ermittlung dem Systemplanungswerkzeug 1 zugeführt.
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In
einem dritten Schritt 3 werden aus den Systemoptionen,
den in der Planungslogik 20 erstellten Plänen für die Systemstruktur
und der von der Planungsdatenbank 40 bereitgestellten Systeminformationen
unter Nutzung der von der Datenverwaltungseinheit 30 verwalteten
Daten- und Regelverwaltung mittels des in der Datenverwaltungseinheit 30 integrierten
Datengenerators, Funktionalitäten
erstellt und unter Beachtung von Regeln, Vorgaben und Abhängigkeiten
der Systemkomponenten untereinander automatisch geprüft.
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Aus
den Funktionalitäten
werden in einem vierten Schritt 4 Installations-, Verifikations-
und/oder Konfigurationsdateien, auch Softwarepakete genannt, generiert
und in einem fünften
Schritt 5 werden die jeweils benötigten Softwarepakete in die
Systemkomponenten in vorgegebener Reihenfolge und Art installiert.
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In
einem sechsten Schritt 6 werden die Softwarepakete in die
Systemkomponenten in vorgegebener Reihenfolge konfiguriert, um ein
betriebsbereites verteiltes System zu bilden.
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In 3 sind
beispielhafte Abhängigkeiten zwischen
den verschiedenen Verfahrensschritten der Systemplanung im Systemplanungswerkzeug 1 zur Ausführung des
erfindungsgemäßen Systems
mittels der Systemprüfung 70,
der Systeminstallation 80 in jeder Systemkomponente, der
Betriebssysteminstallation 90 und der Konfiguration des
Gesamtsystems 100 aufgezeigt.
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Die
Abhängigkeiten
für die
Systemprüfung 70 beziehen
sich insbesondere auf die in der Änderungseinheit 50 und
der Datenverwaltungseinheit 30 bereitgestellten Wissens-
und Regelpflege, welche ihrerseits Informationen der Systemtypplanung 21 und
der Systemkonfigurationsplanung 31 bereitstellt.
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Für die Systeminstallation
in den Systemkomponenten 80 werden die Vorgaben und Abhängigkeiten
aus der Systemtypplanung 21 verarbeitet und ausgeführt, wobei
die Systemtypplanung 21 Informationen an die Systemkonfigurationsplanung 31 übermittelt.
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Um
die Betriebssysteminstallation und -einrichtung 90 in den
Systemkomponenten auszuführen,
stellt das Systemplanungswerkzeug 1 die mittels der Datenverwaltungseinheit 30 generierten
Systempläne 21 und
Systemkonfigurationspläne 31 unter Verwendung
der Beziehungen und Abhängigkeiten zwischen
der Systemtypplanung 21 und der Systemkonfigurationsplanung 31,
zur Verfügung.
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Für die Konfiguration
des Gesamtsystems werden ebenfalls die von der Datenverwaltungseinheit 30 generierten
Systemkonfigurationspläne 31 bereitgestellt
und verarbeitet.
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4 zeigt
eine beispielhafte Übersicht
der Generierung G der Installations-, Verifikations- und/oder Konfigurationsdateien
im Systemplanungswerkzeug 1 für jede Systemkomponente und
die Verwendung der Installations-, Verifikations- und/oder Konfigurationsdateien
D für die
Systemprüfung 70, für die Systeminstallation 80 in
jeder Systemkomponente, für
die Betriebssysteminstallation 90 und für die Konfiguration 100 des
Gesamtsystems.