ES2258665T3 - Sistema y procedimiento para la verificacion y/o depuracion de sistemas de tiempo de ejecucion para la solucion de tareas de medicion. - Google Patents
Sistema y procedimiento para la verificacion y/o depuracion de sistemas de tiempo de ejecucion para la solucion de tareas de medicion.Info
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Abstract
Sistema para la verificación y/o depuración de sistemas de tiempo de ejecución, para la solución de tareas MES, en el que un usuario combina con un editor elementos gráficos para formar uno o varios diagramas de actividad (D1 ¿ D4), que pueden ser visualizados en un dispositivo de representación (AZ), en el que entre los diagramas de actividad (D1 ¿ D4) se pueden establecer relaciones de comunicación a través de medios adecuados y en el que a través de un diagrama de actividad (D1 ¿ D4) se describe el desarrollo de un estado de la máquina (SM1 ¿ SM4) que coopera de una manera asíncrona, con las siguientes etapas adicionales: - determinación y descripción de los procesos de gestión y de producción relevantes para la solución de la tarea MES, - definición y descripción de los objetos comerciales o componentes relevantes a través del estado de la máquina (SM1 ¿ SM4) que coopera de forma asíncrona, - descomposición de los procesos de gestión y de producción relevantes en procesos parciales disyuntivos, que se desarrollan de forma secuencial, con mensajes de sincronización y mensajes de transmisión de datos entre estos procesos parciales, operando los procesos parciales sobre objetos comerciales y siendo ellos mismos objetos, - ensayo individual de los procesos parciales en interacción a través de la ejecución de los procesos parciales en etapas individuales o en ejecución completa, - se representa al usuario qué elemento está activo en el diagrama de actividad (D1 ¿ D4), - el usuario controla el avance hacia la etapa siguiente, donde las etapas se pueden repetir o se pueden saltar.
Description
Sistema y procedimiento para la verificación y/o
depuración de sistemas de tiempo de ejecución para la solución de
tareas de medición.
La invención se refiere a un sistema para la
verificación y/o depuración de sistemas de tiempo de ejecución,
especialmente de sistemas de tiempo de ejecución para la solución de
tareas MES, en el que un usuario combina con un editor elementos
gráficos para formar un diagrama de actividad que puede ser
visualizado en un dispositivo de representación, en el que entre los
diagramas de actividad se pueden establecer relaciones de
comunicación a través de medios adecuados y en el que a través de un
diagrama de actividad se describe el desarrollo de un estado de la
máquina que coopera de una manera asíncrona.
Por otro lado, la invención se refiere a un
procedimiento a este respecto, a un programa de ordenador, a un
soporte de datos y a una instalación de procesamiento de datos.
Se conoce a partir de "Software für die
Automatisierung-Transparenz über die Abläufe
schaffen", Artículo de Dirk Kozian publicado en Elektronik für
die Automatisierung 11, 17.11.1999, emplear para la automatización
de ciclos de producción o bien de ciclos de fabricación los llamados
Manufacturing Execution Systems (MES). Estos sistemas integran el
plano de automatización (Controles) con los sistemas ERP (ERP:
Enterprise Resource Planning) del plano de dirección de la empresa.
Los Manufacturing Execution Systems son sistemas que acondicionan,
por ejemplo, informaciones para la optimización de ciclos de
producción. Por una parte, los Manufacturing Execution Systems
tienen que completar los datos de planificación globales de los
sistemas ERP con los datos de planificación fina específicos de las
instalaciones y actuales y deben transmitirlos de una manera
correspondiente al plano de automatización subyacente; por otra
parte, tienen el cometido de recibir informaciones relevantes para
la producción a partir del plano de automatización, de
acondicionarlas y de transmitirlas al plano de dirección de la
empresa. Los sistemas MES cumplen de esta manera el cometido de una
integración vertical entre el plano de dirección de la empresa y el
plano de automatización. Los cometidos individuales típicos de los
sistemas MES son Gestión de Activos de la Empresa, Gestión de la
Información, Planificación, Dispatching y Trace & Tract. Estas
tareas son ejecutadas en cada caso por componentes MES o bien por
aplicaciones MES.
Se conoce a partir de "Communicating and
Mobile Systems: the \pi-Calculus", Robin
Milner, Cambridge University Press, 1999 el empleo de estados de
máquinas que cooperan de forma asíncrona para la modelación de
sistemas de comunicación.
En "Rechnerunterstütze Methoden und Werkzeuge
in der industriellen Automatisierung", B. Howein y Dr. B.
Gaissmaier, en it 3/91, se propone emplear para el proyecto de
sistemas de software para la automatización industrial la técnica de
proyecto formal SDL (Lenguaje de Especificación y Descripción) y
verificarlo en el plano de proyecto. Pero el modo de proceder
descrito en este caso se refiere a soluciones de software para el
plano de automatización (Controles) y no es todavía óptimo.
Por lo tanto, la invención tiene el cometido de
crear un sistema y un procedimiento para la verificación y/o
depuración de sistemas de tiempo de ejecución, especialmente de
sistemas de tiempo de ejecución para soluciones MES o ERP
(Planificación de los Recursos de la Empresa), que es adecuado para
el modo de trabajo de estas soluciones.
De acuerdo con la invención, se soluciona el
cometido mencionado anteriormente para un procedimiento a través de
las características de la reivindicación 1. En particular, en el
entorno MES, las aplicaciones o bien los componentes parciales
trabajan la mayoría de las veces de una manera autárquica y (por sí)
de forma sincronizada adyacentes, pero se comunican entre sí de
forma asíncrona. Por lo tanto, los autores de la invención parten de
que las aplicaciones MES y las soluciones para sistemas MES se
pueden representar y realizar en cada caso de una manera muy
elegante a través de estados de máquina que cooperan de forma
asíncrona. La verificación y depuración de tales sistemas MES (pero
también de los sistemas ERP) debería realizarse, desde el punto de
vista de los autores de la invención, directamente sobre estos
estados de máquina que cooperan de forma asíncrona, puesto que de
esta manera se puede verificar de una forma muy realista el
comportamiento real del sistema ejecutado. Los Sistemas MES y los
Sistemas ERP, respectivamente, contienen, en general, un llamado
sistema de tiempo de ejecución para el control del tiempo de
ejecución de los componentes implicados (componentes parciales,
módulos, tareas, procesos del sistema operativo, etc.), así como un
llamado sistema de ingeniería para la creación y edición de
programas, que están previstos para la ejecución en el sistema de
tiempo de ejecución.
De esta manera, el usuario tiene la posibilidad
de investigar el comportamiento o bien el comportamiento erróneo de
un ciclo del programa en el plano gráfico.
En la presente invención, un usuario puede
realizar la depuración en el modo de etapa individual (etapa
individual) o en la forma de ejecución completa (ejecución rápida de
las etapas individuales). Una etapa individual se puede ocupar con
métodos y asignaciones de parámetros que pertenecen a ellos a través
de valores de variables, condiciones o referencias a otros objetos.
Esto se puede llevar a cabo a través de máscaras de entrada. En
ambos modos, el usuario puede seguir el "balanceo" a través del
programa visualmente en la pantalla. El elemento gráfico actual se
puede representar, por ejemplo, a través de un cursor o un cambio de
color. También son concebibles otras posibilidades de
visualización.
Una primera configuración ventajosa de la
invención para un procedimiento consiste en que los procesos
parciales están constituidos por etapas individuales, que remiten a
códigos ejecutables. Los métodos de estas etapas individuales pueden
apuntar a diferentes tipos de códigos ejecutables, tal como por
ejemplo Visual Basic Skripts, llamadas de función COM, programas
ejecutables. De esta manera, durante la verificación o la depuración
se ahorra una etapa de compilación explícita.
Otra configuración ventajosa de la invención
para un procedimiento consiste en que el control del sistema de
tiempo de ejecución se lleva a cabo en elementos del diagrama de
actividad. En particular, el sistema de tiempo de ejecución tiene,
entre otras cosas, los métodos de inicio, parada, interrupción,
etapa individual, etapa de salto, etapa de rebobinado para este
control. De esta manera, un sistema de tiempo de ejecución (estado
de la máquina) puede influir en otro sistema de tiempo de ejecución
o en sí mismo.
Otra configuración ventajosa de la invención
para un procedimiento consiste en que las
pre-asignaciones de las variables para las etapas
individuales se llevan a cabo de una manera estática o dinámica. Una
etapa individual se puede ocupar con métodos y asignaciones de
parámetros correspondientes a ellos a través de valores de las
variables, condiciones o referencias a otros objetos. Las
pre-asignaciones de las variables se realizan a
través de máscaras de entrada con asociación de parámetros de
entrada, salida o de entrada/salida o bien con constantes o
letras.
Otra configuración ventajosa de la invención
para un procedimiento consiste en que se cargan y se llaman
soluciones completas o parciales con sus interconexiones. De esta
manera, se posibilita muy fácilmente la verificación automática de
programas (por ejemplo, ensayos automáticos de regresión).
Otra configuración ventajosa de la invención
para un procedimiento consiste en que durante el desarrollo de los
estados de las máquinas que cooperan de forma asíncrona, el elemento
gráfico actual respectivo es identificado en el diagrama de
actividad de una manera óptica sobre un dispositivo de
representación. De esta manera, un usuario puede seguir en el
diagrama de actividad el ciclo del programa y en este caso puede
reconocer de forma visualizada un comportamiento positivo, pero
también un comportamiento negativo del programa.
Otra configuración ventajosa de la invención
para un procedimiento consiste en que los estados de error son
resaltados visualmente. De esta manera, el usuario es advertido
directamente sobre los errores.
De acuerdo con la invención, el cometido
mencionado anteriormente para un sistema se soluciona a través de
las características de la reivindicación 8. Los sistemas MES o bien
los sistemas ERPO contienen, en general, un llamado sistema de
tiempo de ejecución para el control del tiempo de ejecución de los
componentes implicados (componentes parciales, módulos, tareas,
procesos del sistema operativo, etc.), así como, por decirlo así, un
sistema de ingeniería para la creación y edición de programas, que
están previstos para la realización en el sistema de tiempo de
ejecución.
De esta manera, el usuario tiene la posibilidad
de investigar el comportamiento o bien el comportamiento erróneo de
un ciclo del programa en el plano gráfico.
En la presente invención, un usuario puede
llevar a cabo la depuración en el modo de etapa individual (etapa
individual) o en la ejecución completa (ejecución rápida de las
etapas individuales). Una etapa individual se puede ocupar con
métodos y asignaciones de parámetros que pertenecen a ellos, a
través de valores de variables, condiciones o referencias a otros
objetos. Esto se puede llevar a cabo a través de máscaras de
entrada. En ambos modos, el usuario puede seguir el "balanceo"
a través del programa visualmente en la pantalla. El elemento
gráfico actual se puede representar, por ejemplo, a través de un
cursor o un cambio de color. También son concebibles otras
posibilidades de visualización.
Los medios auxiliares de entrada típicos son el
ratón, el teclado, el puntero luminoso, etc. Los medios de
representación típicos son la pantalla (monitor, pantalla), donde
una pantalla puede presentar varias zonas de representación. En este
caso es ventajoso un mecanismo de Drag & Drop.
Una primera configuración ventajosa de la
invención para un sistema consiste en que los procesos parciales
están constituidos por etapas individuales, que remiten a códigos
ejecutables. Los métodos de estas etapas individuales pueden
apuntar a diferentes tipos de códigos ejecutables, tales como por
ejemplo Visual Basic Skripts, llamadas de funciones COM, programas
ejecutables. De esta manera, durante la verificación o la depuración
se ahorra una etapa de compilación explícita.
Otra configuración ventajosa de la invención
para un sistema consiste en que el control del sistema de tiempo de
ejecución se lleva a cabo en elementos del diagrama de actividad.
En particular, el sistema de tiempo de ejecución tienen, entre
otras cosas, los métodos de inicio, parada, interrupción, etapa
individual, etapa de salto, etapa de rebobinado para este control.
De esta manera, un sistema de tiempo de ejecución (estado de la
máquina) puede influir en otro sistema de tiempo de ejecución o en
sí mismo.
Otra configuración ventajosa de la invención
para un sistema consiste en que las pre-asignaciones
de las variables para las etapas individuales se llevan a cabo de
una manera estática o dinámica. Una etapa individual se puede ocupar
con métodos y asignaciones de parámetros correspondientes a ellos a
través de valores de las variables, condiciones o referencias a
otros objetos. Las pre-asignaciones de las variables
se realizan a través de máscaras de entrada con asociación de
parámetros de entrada, salida o de entrada/salida o bien con
constantes o letras.
Otra configuración ventajosa de la invención
para un sistema consiste en que se cargan y se llaman soluciones
completas o parciales con sus interconexiones. De esta manera, se
posibilita muy fácilmente la verificación automática de programas
(por ejemplo, ensayos automáticos de regresión).
Otra configuración ventajosa de la invención
para un sistema consiste en que durante el desarrollo de los
estados de las máquinas que cooperan de forma asíncrona, el elemento
gráfico actual respectivo es identificado en el diagrama de
actividad de una manera óptica sobre un dispositivo de
representación. De esta manera, un usuario puede seguir en el
diagrama de actividad el ciclo del programa y en este caso puede
reconocer de forma visualizada un comportamiento positivo, pero
también un comportamiento negativo del programa.
Otra configuración ventajosa de la invención
para un sistema consiste en que los estados de error son resaltados
visualmente. De esta manera, el usuario es advertido directamente
sobre los errores.
Otra configuración ventajosa de la presente
invención consiste en que el procedimiento según la invención está
implementado a través de un programa de ordenador. De esta manera se
pueden llevar a cabo con facilidad las eventuales modificaciones o
bien adaptaciones.
Otra configuración ventajosa de la presente
invención consiste en que el programa de ordenador para el
procedimiento de acuerdo con la invención está memorizado en un
soporte de datos. De esta manera, el procedimiento se puede
manipular fácilmente con respecto a la logística y la
distribución.
Otra configuración ventajosa de la presente
invención consiste en que el programa de ordenador para el
procedimiento de acuerdo con la invención está instalado en una
instalación de procesamiento de datos. De esta manera, se eleva el
rendimiento.
Otras ventajas y detalles de la invención se
deducen con la ayuda de la descripción siguiente de ejemplos de
realización ventajosos y en combinación con las figuras. Cuando se
describen en las diferentes figuras elementos con las mismas
funcionalidades, éstos están identificados con los mismos signos de
referencia. En este caso:
La figura 1 muestra en una representación de
conjunto la "pirámide de la empresa" con tres planos de
control.
La figura 2 muestra un ejemplo de una visión de
conjunto con unidades de software y unidades de hardware para
soluciones MES.
La figura 3 muestra un ejemplo de un estado de
la máquina.
La figura 4 muestra un ejemplo para la
cooperación de estados de la máquina.
La figura 5 muestra la distribución de una
aplicación MES en unidades parciales que funcionan de forma
independiente, y
La figura 6 muestra una superficie de proyección
para diagramas de actividad.
La representación según la figura 1 muestra, en
una representación de conjunto, los tres planos de control, como se
pueden encontrar habitualmente en una empresa de producción o bien
de fabricación. A través de la forma de pirámide se expresa que
tiene lugar una concentración de las informaciones hacia arriba. El
plano más alto es el plano ERP (Planificación de Recursos de la
Empresa). En este plano de mando de la empresa, se realizan
habitualmente las tareas de economía de la empresa y las tareas de
distribución en una empresa (por ejemplo, departamento financiero,
departamento comercial, departamento de personal, creación de
informes). Pero también en este plano se realizan tareas logísticas,
que abarcan varias instalaciones de producción (por ejemplo
administración de pedidos y de material). El sistema SAP R/3 es un
sistema ERP, que es utilizado con frecuencia en el plano de
dirección de la empresa.
El plano más bajo de la pirámide es el plano de
automatización (Controles). En este plano se emplean habitualmente
controles programables con memoria (SPS)= en combinación con
sistemas de visualización y sistemas de control de procesos (PLS).
Los accionamientos, los actuadores y los sensores de las
instalaciones de producción y/o de fabricación están en conexión
directa con los sistemas de este plano.
El elemento de conexión entre el plano ERP y el
plano de automatización se forma a través del plano MES. Las
aplicaciones del plano MES se ocupan, por lo tanto, de una
integración vertical entre el plano ERP y el plano de
automatización. Las aplicaciones MES deben completar, por una parte,
las planificaciones globales de los sistemas ERP con las
planificaciones finas específicas de las instalaciones de producción
y deben transmitirse a los sistemas del plano de automatización; por
otra parte, el cometido de las aplicaciones MES es recibir datos del
plano de automatización que son relevantes para la producción,
acondicionarlas y transmitirlas al plano ERP (plano de mando de la
empresa).
Las aplicaciones MES típicas son, entre otras,
el control de calidad (QM), la gestión de mantenimiento (MM), el
análisis de la actuación (PA), la gestión de procesos, la gestión
del personal, la gestión de activos. A través de tres puntos
respectivos se expresa en la figura 1 que en un plano se pueden
encontrar otros elementos (aplicaciones, sistemas, etc.).
Los sistemas MES o bien los sistemas ERP
contienen, en general, por decirlo así, un sistema de tiempo de
ejecución para el control temporal del ciclo de los componentes
implicados (componentes parciales, módulos, tareas, procesos del
sistema operativo, etc.) así como, por decirlo así, un sistema de
ingeniería para la creación y edición de programas, que están
previstos para la ejecución en el sistema de tiempo de
ejecución.
La representación de acuerdo con la figura 2
muestra un ejemplo de representación de conjunto con unidades de
software y unidades de hardware para soluciones MES. Las
aplicaciones MES individuales A1 a A3 están conectadas a través de
adaptadores AD1 a AD3 con un programa marco (Framework) IF. A través
de una vía de información 11 bidireccional, un puesto de trabajo de
un usuario PIW1 está acoplado con el programa marco IF y de esta
manera puede administrar y supervisar las aplicaciones MES que
dependen o bien que están integradas en el mismo. El puesto de
trabajo del usuario PIW1 está constituido habitualmente por un
dispositivo de representación (monitor, pantalla, etc.) de una
instalación de procesamiento de datos (por ejemplo, PC) con
procesador e instalaciones de memoria así como con unidades de
entrada (teclado, ratón, etc.). Las aplicaciones MES A1 a A3 así
como el programa marco IF se pueden ejecutar sobre unidades de
procesamiento de datos o bien procesadores propios, pero también es
posible que sean ejecutadas sobre la unidad de procesamiento de
datos del PIW1.
A través de los adaptadores AD1 a AD3, las
aplicaciones MESA A1 a A3 respectivas están conectadas con el
programa marco IF. La conexión entre los adaptadores
AD1-AD3 con el programa marco IF se lleva a cabo a
través de formatos de datos adecuados (por ejemplo, XML), protocolos
adecuados (XOP, POC, etc.) y mecanismos de transporte adecuados (por
ejemplo, DCOM o MSMQ). También se puede utilizar en este caso el
HTTP (Hyper Text Transfer Protocol). También el protocolo SOAP
(Protocolo de Acceso de Objeto Individual) que se basa en el XML
(eXtensible Markup Language) se puede utilizar para la integración
de los adaptadores AD1-AD3 al programa marco IF.
De esta manera, los adaptadores son los módulos
de acoplamiento entre el programa marco IF y las aplicaciones. De
esta manera, a través de los adaptadores se pueden conectar también
entre sí a aplicaciones heterogéneas entre sí, y a través de la
integración con el programa marco IF es posible comunicarse entre
las aplicaciones y realizar un intercambio de datos. Los adaptadores
son módulos de software, que establecen conexiones con diferentes
utilizaciones o bien aplicaciones. En los escenarios de integración
típicos, se trata de integraciones con sistemas del mundo MES, ERP,
SCADA o Controles. Un adaptador ofrece funcionalidad, para iniciar,
controlar, etc. un componente a acoplar. Un adaptador permite el
acceso a datos y funciones de la utilización o bien aplicación a
acoplar, pone a disposición determinados datos del tiempo de
ejecución y permite la carga de informaciones de ingeniería desde la
utilización o aplicación a acoplar. Los adaptadores se pueden
diferenciar en cuanto a su estructura y alcance. Así, por ejemplo,
los adaptadores pueden estar programados fijamente o pueden ser
configurados o modelados. También se pueden distinguir con respecto
a las posibilidades del acceso a la aplicación a acoplar, de manera
que, por ejemplo, los adaptadores permiten solamente un acceso a
datos técnicos, pero también es posible que los adaptadores permitan
un acceso a ciclos comerciales de alta calidad. En el caso de
aceleración, se cargan los adaptadores con los modelos integrados y
con las informaciones de estado. En el tiempo de ejecución se
verifica entonces si y cómo se adaptan las diferentes aplicaciones o
utilizaciones integradas. A través de un componente de visualización
o bien de supervisión es posible consultar el estado de un adaptador
y representarlo en el puesto de trabajo del usuario PIW1 (también
gráficamente). A través de los adaptadores el sistema y también el
usuario recibe una visión normalizada y unitaria de las aplicaciones
(según el plano de abstracción que esté presente en los
adaptadores).
Otra posibilidad para integrar los componentes
de software consiste en utilizar envolturas. Una envoltura forma la
API (Interfaz Programable de la Aplicación) de un componente extraño
(por ejemplo, una aplicación MES) en el modelo objeto del programa
marco. Así, por ejemplo, a partir de un método de la API del
componente extraño se obtiene un método del programa marco o bien a
partir de un tipo de datos enteros de la API del componente extraño
se obtiene un tipo de datos enteros del programa marco.
Además de las aplicaciones MES se pueden
integrar también aplicaciones del plano de mando de la empresa
(plano de planificación de los recursos de la empresa) y se pueden
supervisar o bien administrar aplicaciones del plano de
automatización (plano de control) a través del programa marco IF y a
través del puesto de trabajo PIW1 (el acrónimo PIW representa Puesto
de Trabajo Industrial Personalizado). El programa marco IF forma de
esta manera una plataforma de integración para todo el campo
industrial. Diferentes aplicaciones del plano de mando de la
empresa, del plano MES y del plano de automatización se pueden
integrar a través del programa marco IF de una manera sencilla y
económica con la ayuda de adaptadores y/o envolturas. El programa
marco IF se puede considerar de esta manera como plataforma
Middleware y como herramienta de Integración de la Aplicación de
fabricación. A través del puesto de trabajo PIW1, un usuario (por
ejemplo, el director de las instalaciones) puede ver los estados
respectivos de las aplicaciones a supervisar, y puede acceder
también a datos y a métodos de las aplicaciones y, además, a través
de este acceso pueden poner aplicaciones en conexión entre sí.
El programa marco IF posibilita de esta manera,
por una parte, conseguir una integración vertical de aplicaciones
de diferentes planos de la empresa y, por otra parte, el programa
marco IF posibilita una integración horizontal de aplicaciones del
plano MES. En el programa marco IF se lleva a cabo el intercambio
de información de componentes entre sí a través de formatos de datos
usuales (por ejemplo, XML), protocolos usuales (XOP, OPC, etc.) y
mecanismos de transporte usuales (por ejemplo, DCOM, HTTP o
MSMQ).
El puesto de trabajo PIW1 representa para un
usuario en el lado extremo delantero de aplicaciones MES o de otras
aplicaciones de la empresa "una ventana al mundo". Es decir,
que el puesto de trabajo posibilita, a través de una superficie
unitaria común, un acceso integrado a diferentes aplicaciones,
también heterogéneas, en la empresa. El usuario del puesto de
trabajo PIW1 puede supervisar y administrar, por lo tanto, desde
este puesto de trabajo, todas las aplicaciones MES u otras
aplicaciones integradas. Este puesto de trabajo puede estar
conectado a través de Internet, Intranet, LAN (Red de Área Local) u
otras conexiones concebibles con las aplicaciones. También es
posible configurar este puesto de trabajo como estación móvil, por
ejemplo como terminal móvil (PDA, teléfono móvil). Esta movilidad
aportaría todavía otras ventajas para un usuario. El puesto de
trabajo PIW1 contiene, además, medios auxiliares de entrada y uno o
varios dispositivos de representación AZ (por ejemplo, pantalla o
monitor).
La representación según la figura 4 muestra un
ejemplo de un estado de la máquina. Los estados de la máquina
(SM1-SM4; figura 5) son modelados a través de los
llamados diagramas de actividad (D1-D4; figura 5),
que describen el comportamiento de un estado de la máquina. En un
diagrama de actividad se describe un desarrollo secuencial, que se
inicia con un nodo de inicio SK1 y termina en el nodo final EK1. El
ciclo del programa propiamente dicho se describe en el vertical
desde arriba hacia abajo con la ayuda de símbolos, que están
conectados entre sí a través de flechas. El ciclo del programa
propiamente dicho sigue de símbolo a símbolo a lo largo de las
flechas. En la figura 3, al nodo de inicio SK1 sigue el símbolo de
recepción ES1. Si existe un mensaje para un símbolo de recepción
ES1, entonces se progresa en el ciclo del programa, en otro caso se
espera en el ciclo del programa hasta que entra un mensaje para el
símbolo de recepción ES1. Después del símbolo de recepción ES1
sigue, como símbolo siguiente, el símbolo de actividad AS1. Si el
ciclo del programa choca con un símbolo de actividad, entonces se
llevan a cabo las tareas, que están depositadas detrás del símbolo
de actividad (por ejemplo, una llamada de un
sub-programa, llamadas de métodos, etc.). En la
mayoría de los casos, se llevan a cabo Skripts, por ejemplo, Visual
Basic Skripts. El símbolo siguiente en el ciclo del programa de la
figura 3 es un símbolo de horquilla FS1, representado por medio de
una barra horizontal. Para cada símbolo de horquilla existe un
símbolo de unión asociado, representado de la misma manera por medio
de una barra horizontal. En la figura 3 se representa el símbolo de
unión JS1. A través de un símbolo de horquilla se cubren ramas
paralelas con ciclos paralelos, que esperan entonces en el símbolo
de unión respectivo. En la representación de acuerdo con la figura
3, a través del símbolo de horquilla FS1 se cubren tres ramas
paralelas. La rama izquierda contiene solamente el símbolo de
actividad AS2, la rama derecha contiene solamente el símbolo de
actividad AS5 y la rama central contiene los dos símbolos de
actividad AS3 y AS4. A través de los símbolos de actividad se
representa que se ejecutan actividades. Cuando han terminado ahora
las actividades de todas las tres ramas, entonces se prosigue en el
ciclo del programa con el símbolo que sigue al símbolo de unión 3,
en la figura 3 el símbolo de actividad AS6. Después de la ejecución
de la actividad conectada con el símbolo de actividad AS6. el ciclo
del programa choca con el símbolo de emisión SS1. A través de los
símbolos de emisión se envían mensajes. Después de la emisión del
mensaje, representado a través del símbolo de emisión SS1, el ciclo
del programa pasa al nodo final EK1 y termina. Pero los diagramas de
actividad se pueden modelar también como procesos ejecutados de
forma permanente.
A través de tales diagramas de actividad se
describen procesos, que representan el comportamiento de unidades
parciales para soluciones de software, especialmente soluciones MES.
Una solución para un sistema MES está constituida habitualmente por
muchos procesos de este tipo, que se describen entonces de forma
individual por sí como diagrama de actividad y que, en cambio, se
comunican entre sí de forma asíncrona a través del intercambio de
mensajes a través de símbolos de emisión y de símbolos de recepción.
De esta manera, se obtiene un acoplamiento flojo de tales procesos.
A través de este acoplamiento flojo se pueden crear los procesos
individuales de una solución MES de una manera separada y más o
menos independiente entre sí. El acoplamiento flojo permite también
una reutilización muy sencilla de procesos, procesos parciales o de
una acumulación de procesos para determinadas tareas parciales en un
sistema MES.
La representación de acuerdo con la figura 4
muestra un ejemplo para la cooperación de estados de máquinas
(SM1-SM4; figura 5). En la figura 4 se representan
los ciclos de dos estados de máquinas. El estado de la máquina en
la parte izquierda de la figura 4 se representa a través del
diagrama de actividad (D1- D4; figura 5) con el nodo de inicio SK2,
el símbolo de actividad AS7, el símbolo de emisión SS2 y el nodo
final EK2. El estado de la máquina en el lado derecho de la figura 4
se representa a través del diagrama de actividad con el nodo de
inicio SK3, el símbolo de actividad AS8, el símbolo de recepción
ES2, el símbolo de actividad AS9 y el nodo final EK3. A través de
la flecha de trazos desde el símbolo de emisión SS1 del diagrama de
actividad izquierdo hasta el símbolo de recepción ES2 del diagrama
de actividad derecho se representa que los dos estados de la máquina
están acoplados flojos entre sí. En el diagrama de actividad derecho
solamente se puede continuar con el ciclo del programa en el símbolo
de recepción ES2 cuando ha sido emitido un mensaje al símbolo de
recepción ES2 desde el diagrama de actividad izquierdo a través del
símbolo de emisión SS2. En el símbolo de recepción ES2 se espera con
la prosecución del ciclo del programa hasta que entra este
mensaje.
La representación de acuerdo con la figura 5
muestra la distribución de un sistema MES en cuatro unidades
parciales que se desarrollan de una manera independiente entre sí
(por ejemplo, procesos comerciales sencillos o complejos), que
corresponden en cada caso a los estados de la máquina SM1 a SM4. El
comportamiento de los estados de la máquina SM1-SM4
se describe en cada caso a través de los diagramas de actividad D1 a
D4. En la representación de acuerdo con la figura 5, estos estados
de la máquina SM1 a SM4 se representan en una anotación similar a un
diagrama de flujo de datos en al borde inferior de la imagen. Cada
uno de estos estados de la máquina SM1 a SM4 corresponde a una
aplicación MES o componente MES o componente parcial MES. El
comportamiento de cada uno de estos componentes parciales se
describe a través de los diagramas de actividad
D1-D4, que se representan por encima de los
diagramas de flujos de datos. En las casillas rectangulares por
encima de la anotación del diagrama de flujo de datos se representan
en cada caso los diagramas de actividad, que describen el ciclo del
programa, que está asociado a un estado de la máquina SM1 . SM4.
Esta asociación de los diagramas de actividad al estado respectivo
de la máquina se representa por medio de flechas de trazos desde la
casilla respectiva hasta la burbuja respectiva (círculo, nodo), que
corresponde a un estado de la máquina.
En el diagrama de actividad izquierdo D1 se
introduce como símbolo nuevo el símbolo de estado ZS. De esta
manera, se pueden definir, por ejemplo, estados de espera. En el
siguiente diagrama de actividad D2, que está asociado al estado de
la máquina SM2, se introduce como otro símbolo nuevo un símbolo de
consulta. Este símbolo de consulta se representa a través de un
rombo pequeño y sigue en el ciclo del programa del estado de la
máquina SM2 al símbolo de actividad AS10. En función del resultado
de una consulta o bien se ejecuta la rama izquierda o la rama
derecha. En el sistema o bien en el procedimiento según la
invención, una consulta está acoplada con un intérprete, que puede
establecer una regla por cada derivación y se ejecuta la rama, cuya
regla entre en primer lugar. En la representación según la figura 5,
las burbujas del diagrama de flujo (círculos, nodos), que
corresponden en cada caso a los estados de las máquinas SM1 a SM4,
están conectadas entre sí por medio de flechas. De esta manera, se
representa que en el plano de los diagramas de flujo de datos
(representados en una anotación similar a un diagrama de flujo de
datos) se pueden interconectar conexiones de comunicaciones entre
los diagramas de actividad correspondientes. Un usuario puede
abstraerse de la realización de estas interconexiones. En función de
los medios de comunicación (por ejemplo, MSMQ, http o DCOM) que
están presentes, se ejecuta una conexión correspondiente de acuerdo
con la interconexión.
Cuando un usuario modela diagramas de actividad
D1-D4 y establece la comunicación asíncrona entre
los diagramas de actividad a través de interconexiones, se crea en
paralelo a ello un sistema de tiempo de ejecución correspondiente.
En este sistema de tiempo de ejecuciones pueden ejecutar y verificar
entonces inmediatamente los procesos y las interconexiones. Los
diagramas se pueden verificar, por ejemplo, en la etapa individual o
también a través de etapas individuales recursivas. Por lo tanto,
está presente un sistema integrado de editor y de tiempo de
ejecución. Un usuario, que lleva a cabo una acción técnica, crea de
esta manera al mismo tiempo un sistema de tiempo de ejecución
correspondiente.
Cuando un usuario proyecta, por ejemplo, una
interconexión entre dos estados de la máquina, entonces se crea de
forma implícita a tal fin una comunicación, por ejemplo una Cola de
Mensajes de Microsoft o una comunicación HTTP. También para los
elementos individuales de los diagramas de actividad se generan,
durante su modelación, de forma automática para la implementación
unos elementos de implementación correspondientes, por ejemplo como
procesos y/o áreas de la memoria en el sistema operativo.
La representación según la figura 6 muestra una
superficie de proyección para diagramas de actividad. Sobre un
dispositivo de representación AZ (por ejemplo, monitor o pantalla)
se representan diferentes áreas de la pantalla BB1 a BB4. Además,
en el borde superior de la figura se representa una regleta de menú
ML, sobre la que están colocados botones de función, que pueden ser
seleccionados a través de medios auxiliares de entrada, como por
ejemplo un ratón o teclado. En la regleta de menú ML pueden estar
presentes también los símbolos de los diagramas de actividad, que
pueden ser aplicados entonces con un mecanismo de drag & drop
sobre las zonas correspondientes de la pantalla. En una zona de la
pantalla BB2 a BB4 se pueden representar en cada caso uno o varios
diagramas de actividad. La zona de la pantalla BB1 muestra de una
manera estilizada en anotación similar a un explorador un árbol de
objetos OB, que representa el sistema de software que sirve de base
(por ejemplo, un programa marco, Framework). A través de mecanismos
drag & drop se pueden conectar elementos del árbol de objetos OB
con diagramas de actividad. Es decir, que objetos o elementos del
árbol de objetos OB son depositados con diagramas de actividad, que
representan un ciclo. Las interconexiones entre diagramas de
actividad se pueden llevar a cabo a través de diagramas de flujo de
datos, como se representa en la figura 5. Otra posibilidad de la
interconexión se realiza, por decirlo así, a través de las máscaras
de proyección, que están asociadas a los símbolos de emisión y de
recepción de los diagramas de actividad. A través de estas máscaras
de proyección se seleccionan, a través de un usuario, los símbolos
de recepción o bien de emisión correspondientes en los diagramas
respectivos. Además, a través de las máscaras de proyección se
establece qué mensajes son intercambiados y de qué tipo son (por
ejemplo, entero, real o también de tipos definidos por el usuario
propiamente dicho) estos mensajes. Pero se pueden realizar también
interconexiones sobre el plano de los árboles de los objetos OB.
Esto se puede realizar también a través de mecanismos drag
&
drog.
drog.
Por lo tanto, un usuario tiene un entorno de
proyección potente. Durante la creación de una proyección, es
decir, durante el modelado de programas de actividad se crea a tal
fin de forma automática un sistema de tiempo de ejecución
correspondiente, en el que se ejecutan los diagramas de actividad.
Los diagramas de actividad se pueden representar de una manera
autárquica e independiente entre sí. Son ejecutados entonces de
forma secuencial y sincrónica, pero se comunican de forma
asincrónica. A través de este acoplamiento flojo se pueden modelar y
realizar muy fácilmente especialmente sistemas
MES.
MES.
En un desarrollo siguiente se distribuyen los
diagramas de actividad o bien los estados de la máquina
(SM1-SM4; figura 5) en ordenadores, en los que se
ejecutan también físicamente. Por ejemplo, es posible que un
servidor contenga más que un solo diagrama de actividad. A través de
un desarrollo adecuado se consigue, por ejemplo, una distribución
compensada de la carga.
A través de la invención, un usuario es
soportado en varias fases. En primer lugar, es soportado en la fase
de la localización del proceso comercial, es decir, en la modelación
de su proceso comercial. A través de la creación automática de un
sistema de tiempo de ejecución correspondiente, un usuario es
soportado, además, para introducir un proceso comercial hallado en
una solución IT. Esto se lleva a cabo de forma automática y sin
interrupción del diseño. En una tercera fase, un usuario puede
observar y controlar un proceso comercial definido. Por lo tanto,
este sistema se puede utilizar también para la verificación. A
través de una visualización adecuada, por ejemplo, gráfica y empleo
de color, se puede dotar al sistema también con unas animación.
Los sistemas MES o bien los sistemas AERP
contienen, en general, por decirlo así, un sistema de tiempo de
ejecución para el control temporal del ciclo de los componentes
implicados (componentes parciales, módulos, tareas, procesos del
sistema operativo, etc.) así como, por decirlo así, un sistema de
ingeniería para la creación y edición de programas, que están
previstos para la ejecución en el sistema de tiempo de
ejecución.
Los elementos de los diagramas de actividad se
pueden ejecutar de forma inmediata, puesto que remiten a códigos
ejecutables (por ejemplo, Visual Basic Skripts u objetos COM).
Un usuario puede llevar a cabo la depuración en
el Single-Step-Modus (modo de etapa
individual) o en la ejecución completa (ejecución rápida de las
etapas individuales).
En resumen, la invención se refiere a un sistema
y a un procedimiento para la verificación y/o depuración de
sistemas de tiempo de ejecución, especialmente en sistemas de tiempo
de ejecución para la solución de cometidos MES (Sistemas de
Ejecución de Fabricación), en los que un usuario combina con un
editor elementos gráficos para formar un diagrama de actividad, que
puede ser visualizado en un dispositivo de representación, en el que
se pueden establecer relaciones de comunicaciones entre los
diagramas de actividad a través de medios adecuados y en el que a
través de un diagrama de actividad se describe el ciclo de un estado
de la máquina que coopera de una manera asíncrona.
El sistema o bien el procedimiento de acuerdo
con la invención descritos anteriormente se pueden ejecutar como
programa de ordenador en lenguajes conocidos a tal fin. Un programa
de ordenador ejecutado de esta manera puede ser memorizado y
transportado de una manera igualmente conocida a través de vías de
datos electrónicas, pero también sobre soportes de datos (por
ejemplo, productos de programas de ordenador).
Claims (17)
1. Sistema para la verificación y/o depuración
de sistemas de tiempo de ejecución, para la solución de tareas MES,
en el que un usuario combina con un editor elementos gráficos para
formar uno o varios diagramas de actividad (D1-D4),
que pueden ser visualizados en un dispositivo de representación
(AZ), en el que entre los diagramas de actividad
(D1-D4) se pueden establecer relaciones de
comunicación a través de medios adecuados y en el que a través de un
diagrama de actividad (D1-D4) se describe el
desarrollo de un estado de la máquina (SM1–SM4) que coopera de una
manera asíncrona, con las siguientes etapas adicionales:
- -
- determinación y descripción de los procesos de gestión y de producción relevantes para la solución de la tarea MES,
- -
- definición y descripción de los objetos comerciales o componentes relevantes a través del estado de la máquina (SM1-SM4) que coopera de forma asíncrona,
- -
- descomposición de los procesos de gestión y de producción relevantes en procesos parciales disyuntivos, que se desarrollan de forma secuencial, con mensajes de sincronización y mensajes de transmisión de datos entre estos procesos parciales, operando los procesos parciales sobre objetos comerciales y siendo ellos mismos objetos,
- -
- ensayo individual de los procesos parciales en interacción a través de la ejecución de los procesos parciales en etapas individuales o en ejecución completa,
- -
- se representa al usuario qué elemento está activo en el diagrama de actividad (D1-D4),
- -
- el usuario controla el avance hacia la etapa siguiente, donde las etapas se pueden repetir o se pueden saltar.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque los procesos parciales están
constituidos por etapas individuales, que remiten a un código
ejecutable.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque el control del sistema de tiempo de
ejecución se realiza en elementos del diagrama de actividad
(D1-D4).
4. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque las
pre-asignaciones para las variables para las etapas
individuales se llevan a cabo de forma estática o dinámica.
5. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque se cargan y se
llaman soluciones completas o parciales con sus interconexiones.
6. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque durante la
ejecución de los estados de la máquina que cooperan de forma
asíncrona, se identifica en cada caso el elemento gráfico actual en
el diagrama de actividad (SM1-SM4) ópticamente sobre
un dispositivo de represen-
tación.
tación.
7. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque los estados de
error son resaltados visualmente.
8. Sistema para la verificación y/o depuración
de sistemas de tiempo de ejecución, para la solución de tareas MES,
en el que un usuario puede combinar con un editor elementos gráficos
para formar uno o varios diagramas de actividad
(D1-D4), que pueden ser visualizados en un
dispositivo de representación (AZ), en el que entre los diagramas de
actividad (D1-D4) se pueden establecer relaciones de
comunicación a través de medios adecuados y en el que a través de un
diagrama de actividad (D1-D4) se puede describir el
desarrollo de un estado de la máquina (SM1-SM4) que
coopera de una manera asíncrona, con las siguientes
características:
- -
- primeros medios de entrada y/o de representación (AZ) para la determinación y descripción de los procesos de gestión y de producción relevantes para la solución de la tare MES,
- -
- segundos medios de entrada y/o de representación (AZ) para la definición y descripción de los objetos comerciales relevantes o bien de los componentes relevantes a través de estados de las máquinas (SM1-SM4) que cooperan de forma asíncrona,
- -
- terceros medios de entrada y/o de representación (AZ) para la descomposición de los procesos de gestión y de producción relevantes en procesos parciales disyuntivos, que se desarrollan de forma secuencial, con mensajes de sincronización y mensajes de transmisión de datos entre estos procesos parciales, operando los procesos parciales sobre objetos comerciales y siendo ellos mismos objetos,
- -
- medios de prueba para la verificación individual de los procesos parciales en interacción a través de la ejecución de los procesos parciales en etapas individuales o en ejecución completa,
- -
- dispositivo de representación (AZ) para la visualización del elemento que está activo en el diagrama de actividad (D1-D4),
- -
- medios auxiliares de entrada para el control del avance hacia la etapa siguiente, donde las etapas se pueden repetir o se pueden saltar.
9. Sistema según la reivindicación 8,
caracterizado porque los procesos parciales están
constituidos por etapas individuales, que remiten a un código
ejecutable.
10. Sistema según la reivindicación 8 ó 9,
caracterizado porque el control del sistema de tiempo de
ejecución se realiza en elementos del diagrama de actividad
(D1-D4).
11. Sistema según una de las reivindicaciones 8
a 10, caracterizado porque las
pre-asignaciones para las variables para las etapas
individuales se llevan a cabo de forma estática o dinámica.
12. Sistema según una de las reivindicaciones 8
a 11, caracterizado porque se pueden cargar y llamar
soluciones completas o parciales con sus interconexiones.
13. Sistema según una de las reivindicaciones 8
a 12, caracterizado porque durante la ejecución de los
estados de la máquina, que cooperan de forma asíncrona, se puede
identificar en cada caso el elemento gráfico actual en el diagrama
de actividad (D1-D4) ópticamente sobre un
dispositivo de representación (AZ).
14. Sistema según una de las reivindicaciones 8
a 13, caracterizado porque los estados de error se pueden
resaltar visualmente.
15. Programa de ordenador, que ejecuta un
procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7.
16. Soporte de datos, en el que está memorizado
un programa de ordenador según la reivindicación 15.
17. Instalación de procesamiento de datos
(PIW1), en la que está instalado un programa de ordenador según la
reivindicación 15.
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