An Object Model for Representation and Reuse of Chemical Process Models

Abstract:
In der Verfahrenstechnik wird die Entwicklung neuer und die Verbesserung bekannter chemischer Prozesse häufig durch eine mathematische Modellierung derselben unterstützt. Das Erstellen dieser Modelle ist aufgrund der notwendigen Abstraktion selbst ein Entwurfsprozeß, dessen Artefakte zur Beschleunigung und Qualitätsverbesserung nach Möglichkeit wiederverwendet werden sollen. Bei der Wiederverwendung ergeben sich die bekannten Probleme des Suchens nach und der Adaption von Modellteilen. Letzteres wird in der Verfahrenstechnik dadurch verschärft, daß die den Prozessen zugrundeliegenden Anlagen häufig Einzelstücke sind. Vorhandene Ansätze zur Modellierung - sowohl inner- als auch außerhalb der Verfahrenstechnik - können beide Probleme nicht gleichzeitig lösen. Die vorliegende Arbeit betrachtet darum mögliche Objektmodelle und darauf benötigte Operationen, um, ausgehend von der Modellierungssprache VeDa, ein Objektmodell zu entwickeln, das die Speicherung und Wiederverwendung verfahrenstechnischer Prozeßmodelle unterstützt. Es kann dabei gezeigt werden, daß sich die jeweils eines der obigen Probleme vereinfachenden klassenbasierten bzw. prototypbasierten Paradigmen nicht durch Kombination vereinigen lassen. Ihre Eigenschaften werden darum durch eine Emulation prototypbasierten Verhaltens auf Grundlage eines klassenbasierten Modells zusammengeführt. Hierbei wird die Zahl der entstehenden Vereinigungsklassen durch einen Mechanismus zur multiplen Instanziierung, Aspekte genannt, begrenzt. Um Metaklassen kohärent behandeln zu können, wird ein Verfahren vorgestellt, mit dem sich alle benötigten Funktionen der Metaebenen auf ein zwei-ebeneniges Objektmodell abbilden lassen.