[發明專利]用于檢查信息物理系統的系統要求的系統和方法

有效

• 申請號: 202010107159.9
• 申請日: 2020-02-21
• 公開（公告）號: CN111597676B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發明（設計）人: B.伯姆
• 申請（專利權）人: 西門子股份公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 孫云漢;劉春元

用于檢查信息物理系統的系統要求的系統和方法。該方法包括如下步驟：分別針對至少一個信息物理系統來創建數字孿生；針對信息物理系統中的每個信息物理系統來規定系統要求；將信息物理系統的系統要求直接和/或間接地存儲在分別被分配給信息物理系統的那些數字孿生中；使至少兩個或者更多個數字孿生關聯；其中所關聯的數字孿生分別成對地彼此進行通信并且至少部分地相互交換它們的系統要求；其中數字孿生將所存儲的系統要求與所獲得的系統要求進行比較；其中數字孿生基于所執行的與所獲得的系統要求的比較來使數字孿生的系統要求適配并且能夠將系統要求規定為新的系統要求；而且其中數字孿生將它們的新規定的系統要求通知其它數字孿生。

技術領域

本發明涉及一種用于檢查在系統復合體中的信息物理系統的系統要求的方法。

背景技術

對現代自動化設備、諸如在汽車工業中或者在任何任意的其它生產設備中的生產單元的制造都基于信息物理系統(英文cyber-physicalsystems)的設計。信息物理系統表示信息、軟件技術組件與機械和電子元件的復合體，所述機械和電子元件通過數據基礎設施、諸如WLAN、LAN和/或因特網來進行通信，而且該信息物理系統的特點在于復雜程度高。根據嵌入式系統組件通過有線或無線通信網絡的聯網來形成信息物理系統的構造。網絡物理系統涵蓋了其中可使用這些網絡物理系統的可能的廣泛領域。屬于此的是醫療設備和系統、交通控制和交通物流系統、在汽車領域的聯網的安全以及駕駛輔助系統、在制造業中的工業生產單元、能量供應管理系統、電信基礎設施系統，等等。

信息物理系統的設計需要將不同層面的不同的組件集成為總系統。應提到的是物理和電氣層面，接著存在網絡技術要求，還需要事件和數據流集成，還應注意物理程序要求，而且還應將各個組件嵌入到控制分層(英文controlhierarchy)中。

因而，在工業設備的設計和研發(工程設計(Engineering))的情況下，應考慮多個任務領域，諸如電氣、自動化、工藝技術和機械的問題。在此，部分研發工作并行地被執行，另一方面，這些工作也建立在彼此上。通常，存在工程設計的共同基礎，諸如設計、要求、布置圖或管線和儀器圖以及在這些任務領域之間的多個相互關系。在此，最遲一旦在該共同基礎上執行更改或者做出任務特定的對其它領域有影響的決策，對質量以及符合邏輯性和在所有任務領域內的工程設計方案的一致性的保持就困難。常常既不清楚應向誰通知這些決策又不清楚哪些更改實際上對于其它領域重要。因而，常常沒有其它領域的信息或者總體上并沒有注意在一個領域的重要更改，因為這些重要更改包含在多個關于不重要更改的信息中而且這些信息通知常常在沒有結構和關于其含義的指示的情況下被分發。

但是，重要的未被發現的更改可能導致在項目進展中的影響深遠的問題。然而，這種更改常常首先在調試階段由于在將不同的任務領域集成時出現的問題而被發現并且與此相應地經常導致高成本和完成日期的延遲。

通常適用：應爭取得到盡可能早的關于重要更改的信息。在此，不過也應注意：盡可能只是實際上跨領域地轉發重要更改，以便將用于檢測整個項目的更改的花費保持得盡可能低。

此外，在工業設備的設計和研發時非常頻繁地出現更改并且這些更改常常也由于項目的復雜性而不能避免。在工程設計項目之內對設計的確定(DesignFreeze(設計凍結))能夠實現對于建立在其上并且接下來的工作來說穩定的基礎。不過，隨著項目的進行，如在制造工業設備時，在該基礎上也總是重新得到更改，然后這些更改必須相對應地在不同的任務領域實現。

因而，即使在確定總設計(DesignFreeze)之后，通常也需要更改。此外，在設計制訂時也可能出現錯誤，這些錯誤同樣影響工程設計方案的結構和質量。

目前，對于該問題存在如下解決方案：跨任務的系統架構確保了在不同的任務領域之間的基本的邏輯和內容關聯。此外，在各個任務領域之內、但是也跨領域地力求得到對設計的持續的檢查，以便達到所需的質量保證。