Erschließung domänenübergreifender Informationsräume mit Multimodellen

Transkript

1 Sebastian Fuchs Erschließung domänenübergreifender Informationsräume mit Multimodellen Dresden,

2 Firmenporträt Partner IT-Beratung Standorte Dr.-Ing. Sebastian Fuchs Dr.-Ing. Frank Purtak Dipl.-Ing. Wolfgang Döking Fachlich: Bauinformatik, Multimodelle Methodisch: Software-Factories, MDSD Technologisch: Java, Eclipse RCP Dresden Stuttgart Mitarbeiter

3 Sebastian Fuchs Motivation und Ansatz

4 Domänenübergreifender Informationsbedarf Aufgabenspezifscher & Information interdisziplinärer Ingenieur Informationsbedarf Repräsentation durch separate & heterogene Fachmodelle Fachmodell A Fachmodell B Fachmodell Problem: Erschließung der modell-, format- und domänenübergreifenden Information Beispiel: Berechnung eines Zahlungsplans? Ingenieur

5 Ziel: Singulärer Informationsraum Gesteigertes Informationspotential durch verknüpfte Daten Nutzungsweise Domäne A Domäne B Domäne C Informationspotential Domäne A Domäne B Domäne C Baufachanwendung Fachmodell A a2 Fachmodell B b1 b2 b3 Datenbasis Fachmodell A a2 Fachmodell B b1 b2 b3 Fachmodell Fachmodell

6 Linkmodell 1 Das Multimodell-Konzept Übertragbar, domänenneutral, kompatibel zu bestehenden Anwendungen MD(MM) MD(EM) Unveränderte Daten im Originalformat MD(LM) L1 Elementarmodell A a2 Keine Beschränkung auf bestimmte Domänen L2 L3 L4 Elementarmodell B b1 b3 b2 Explizite, externe Links Optionale Metadaten (MD(x)) Beispiel-Link: MD(L) L5 Elementarmodell LV-Position Vorgang Stütze

7 LM 1n LM 1n Die Multimodell-Methode Metadaten-Kataloge Prozessorientierte Arbeitsweise Metadaten Metadaten EM A EM B EM EM A EM B EM EM A EM B EM Linkerzeugung Multimodell-Views MMQL Informationsverarbeitung MMQL Multimodell-Engine

8 Sebastian Fuchs Grundlagen der Multimodell-Methode

9 Linkmodell 1 Explizite, externe Linkobjekte L1 ID= Links sind ID-basiert Ermöglicht unveränderte Elementarmodelle L2 L3 L4 L5 ID= b1 ID=i$aQq12 Links sind mehrwertig Mehr als 2 verlinkte Elemente möglich Mehr als 2 Elementarmodelle möglich c2 Links sind aufgabenspezifisch Gruppierung von Links mit gleichem Zweck Linkmodell

10 Das Generische Multimodell Datenschema eines universellen Multimodells Domänenneutral: beliebige Elementarmodelle Interne Repräsentation in einer universellen Multimodell-Software Serialisierung: neutrales Datenaustauschformat (MM-Container) 1..n Elementarmodell * Element Multimodell 2..n * Linkmodell 1..n Link Generisches Multimodell

11 Das Ideelle Elementarmodell Homogener Zugriff auf beliebige Originalformate Virtuelle Struktur: Zugriffsschnittstelle auf traditionelle Parser Idealisierte Abbildung gängiger Datenmodelle: Aggregation primitiver Daten zu komplexen Typen Bisher ist kein Baufachmodell bekannt, welches nicht im Multimodell anwendbar ist 1..n Elementar -modell * * 0..1 Property Element id:string type:string <<String>> Value Multimodell 2..n Ideelles Elementarmodell Generisches Multimodell * Linkmodel l 1..n Link

12 Multi-Model Query Language (MMQL) Erzeugung von Links & Multimodell-Views Sprachparadigma: mengenorientiert, deklarativ Syntax und Semantik in Anlehnung an SQL Beliebig tief verschachtelte Kriterien Zeige alle Wände mit der Expositionsklasse XC1, welche vor dem fertiggestellt werden

13 Sebastian Fuchs Multimodell-Views

14 Linkmodell 1 Voraussetzung: Linkerzeugung Kombination der Elemente Filtern mittels Property-Kriterien Elementarmodell A a2 b1 L1 Elementarmodell B b1 b3 b2 Elementarmodell b1 b2 b3 a2 b2 b3 a2 b1 a2 b3 L2 Zusammenfassung zu mehrwertigen Links im Nachgang möglich

15 LM 1n Prinzip des Multimodell-Filterns Kombination aus Elementarmodell-Filtern und Linkauswertung EM A EM B EM EM-Filter A EM-Filter B EM-Filter Domäne B Domäne A Domäne C Linkauswertung Übertragung auf tabellarisches ResultSet Projektion (Definition der Spalten) Selektion (Reduktion der Zeilen) Filtern von Elementarmodellen Property-Kriterien Benannte Elementmengen Modellübergreifendes Filtern Linkauswertung Neu Elementkombination Linkinterpretation Elementarmodellübergreifende Property-Kriterien

16 Linkmodell 1 Strukturelle Linksemantik - Elementkombination Elementkombination Zu betrachtende Element-Typen Unverlinkte Elemente im Ergebnis? Elementarmodell A L1 b1 a2 L2 a2 b2 Elementarmodell B b1 b2 b3 Natural (3) Right Outer (4) Full Cross Product (6) L1 b1 L1 b1 Ø b1 L2 a2 b2 b2 L2 a2 b2 b2 Ø b2 Ø null b3 Ø a2 b3

17 Strukturelle Linksemantik Prinzipielle Deutungsmöglichkeit nicht/vorhandener mehrwertiger Links Fachliche Entscheidung auf Nutzerebene Linkinterpretation Strict Standard Transitive Natural strict linkedwith linkedwith trans linkedwith Elementkombination Right Outer strict right linkedwith right linkedwith trans right linkedwith Full Cross Product cross linkedwith Modifikatoren der MMQL-linkedwith-Anweisung In allen Systemen mit mehrwertiger Linkauswertung relevant

18 Sebastian Fuchs Fallstudie

19 M2A2 Universelle Multimodellsoftware Multimodell-Struktur Elementarmodell-Viewer MMQL-Editor MMQL-ResultSet

20 Fallstudie Zahlungsplan - Design 1. Elementarmodelle MMQL create 2. Links erzeugen 1 3 L1 n (3. MM austauschen) MMQL select [ ] ResultSet (Tabelle) 4. MM-View erzeugen 5. Auswertung in Tabellenkalkulation

21 Fallstudie Zahlungsplan - Ergebnisse Ausführungsdauern der Datenzusammenstellung [min] Multimodell-Methode Manuell Programmierung MMQL 60,0 Ausführung Verlinkung (0,430)* 0,88 Ausführung MM-View (0,005)* 0,10 (0,435)* 0,98 * bei geparsten Elementarmodellen 210,0 Quantitatives Ergebnis: Geschwindigkeitsgewinn Faktor: (483)* 215 Qualitatives Ergebnis: MMQL-Query ist wiederverwendbar MM: Reproduzierbare Ergebnisse

22 Sebastian Fuchs Fazit

23 Multimodell-Methode Zusammenfassung Neutraler, domänenübergreifender Datenaustausch Kompatibel zu bestehenden Baufachanwendungen Methoden und Implementierung zur domänenübergreifenden Erschließung Auch auf zukünftige interdisziplinäre Aufgabenstellungen anwendbar Mögliche Weiterentwicklungen Filterergebnisse als neues Multimodell Multimodell-Templates / Metadaten-Management Überführung in Praxis Standardisierung: buildingsmart Projektgruppe Multimodelle, gegründet TU Dresden stellt M2A2 kostenfrei für nicht kommerzielle Anwendung zur Verfügung

24 Sebastian Fuchs Danke Fragen? Erschließung domänenübergreifender Informationsräume mit Multimodellen