Schichten der Use Case Methodik

Use Case Methodik

Inhaltsverzeichnis

  1. Hin­ter­grund und Moti­va­ti­on einer C/sells-Arbeits­grup­pe zum regu­la­to­ri­schen Rahmen
  2. Stan­dar­di­sie­rung beschleu­nigt Inno­va­ti­on und schafft Massenfähigkeit
  3. Glos­sar mit Begriffs­sys­tem zum zel­lu­lä­ren Ener­gie­sys­tem als Grund­la­ge von Betei­li­gung und Autonomie
  4. Zel­lu­lä­re Archi­tek­tur und Digitalisierung
  5. Use Case Methodik
  6. Schutz­me­tho­dik — Schutz­be­dürf­nis­se im Energiesystem
  7. Fle­xi­bi­li­täts­be­griff — Fle­xi­bi­li­täts­kon­zep­te — Flexibilitätsmodell
  8. Zusam­men­fas­sung der Ergeb­nis­se des Pro­jek­tes C/sells zu gemein­sa­men tech­ni­schen Regeln, Nor­men und Standards

Spezifikation von Aufbau und Funktion einer Energiezelle mit der Use Case Methodik

 

Vielfalt braucht Standards

Mit den Erneu­er­ba­ren Ener­gien sind Chan­cen zur viel­fäl­ti­gen Par­ti­zi­pa­ti­on an der Ener­gie­wen­de ver­bun­den. Eige­ne Gestal­tung sowie loka­le und regio­na­le Wert­schöp­fung wer­den mög­lich. Unver­zicht­bar ist auch die inte­grier­te Betrach­tung von Ener­gie­flüs­sen der Sek­to­ren Strom, Wär­me, Gas und Mobi­li­tät. Dadurch wird das Ener­gie­sys­tem kom­plex und viel­fäl­tig. Die Gesell­schaft braucht Mit­tel zur Beherr­schung die­ser Kom­ple­xi­tät. Die Kurz­for­mel dafür ist: Auto­no­mie und Fle­xi­bi­li­tät im zel­lu­lä­ren Sys­tem, Inter­ope­ra­bi­li­tät und gemein­sa­me Regeln, Digi­ta­li­sie­rung sowie Informationssicherheit.

Die ent­ste­hen­de Viel­falt kann nur dann mas­sen­fä­hig und wirt­schaft­lich betrie­ben wer­den, wenn für grund­le­gen­de gemein­sa­me Abläu­fe gewis­se Ver­ab­re­dun­gen getrof­fen wer­den. Infor­ma­tio­nen müs­sen in einer gemein­sa­men Spra­che und nach einem ver­ein­bar­ten Ablauf aus­ge­tauscht wer­den. Schnitt­stel­len zwi­schen belie­bi­gen Zel­len müs­sen sicher sein. C/sells hat für das Zusam­men­spiel zwi­schen Zel­len ein gemein­sa­mes Sys­tem­mo­dell sowie ein Fle­xi­bi­li­täts­mo­dell spe­zi­fi­ziert. Auf die­ser Basis ent­stand eine Spra­che zur Beschrei­bung von Fle­xi­bi­li­tät an Zell­gren­zen. Wich­ti­ge Grund­la­gen sind das C/sells-Glos­sar sowie das soge­nann­te C/sells-Koch­buch. Hier haben Wis­sen­schaft­ler zusam­men mit Pra­xis­part­nern gemein­sam eine Anlei­tung (Fach­be­griff: Use Case Metho­dik) ver­fasst, um Anwen­dungs­fäl­le stan­dar­di­siert zu beschrei­ben. Dies sichert das­sel­be Ver­ständ­nis der Pro­jekt­part­ner im Gesamt­sys­tem trotz Viel­falt der auto­nom gestal­te­ten Zellen.

Methode zur Identifikation geeigneter Standards 

Die Viel­falt der Tech­no­lo­gien und deren Annä­he­rung in neu­en und auf­stre­ben­den Märk­ten sowie einem dezen­tra­le­ren Ener­gie­sys­tem, ins­be­son­de­re sol­che, die eine groß ange­leg­te Infra­struk­tur benö­ti­gen – erfor­dern einen Top-down-Ansatz zur Erlan­gung inter­ope­ra­bler Lösun­gen, begin­nend auf der Sys­tem­ebe­ne oder der Sys­tem­ar­chi­tek­tur­ebe­ne statt auf der Pro­dukt­ebe­ne (DIN IEC/TS 62913–1). Sys­tem­nor­men ent­ste­hen in ver­schie­de­nen Sek­to­ren wie Ener­gie, Umwelt, Sicher­heit und Gesund­heit sowie Smart Cities.

Damit ent­ste­hen in der inter­na­tio­na­len Nor­mung (z.B. IEC) Sys­tem­ko­mi­tees, um Refe­renz­ar­chi­tek­tu­ren, Anwen­dungs­fäl­le (sie­he Begriff Use Case und zuge­hö­ri­ge Begrif­fe im Glos­sar) und geeig­ne­te Nor­men sowie Anlei­tun­gen zu den Schnitt­stel­len, Funk­tio­na­li­tä­ten und Inter­ak­tio­nen eines Sys­tems zu definieren.

Ziel ist die Inter­ope­ra­bi­li­tät in einem ver­netz­ten Sys­tem viel­fäl­ti­ger Kom­po­nen­ten mit in ver­schie­dens­ten Orga­ni­sa­ti­ons­for­men inter­agie­ren­den Akteu­ren. Die gemein­sa­me Use Case Metho­dik bil­det dabei die Grund­la­ge, neue Anfor­de­run­gen an die Nor­mung zu iden­ti­fi­zie­ren, stan­dar­di­sier­te Regeln, Pro­zes­se, Kom­mu­ni­ka­ti­ons­pro­to­kol­le und Daten­mo­del­le vor­an­zu­trei­ben sowie gemein­sa­me tech­ni­sche Regeln zu vereinbaren.

Die Top-Down-Metho­dik zur Beschrei­bung von Anwen­dun­gen im Gesamt­sys­tem bezo­gen auf Kom­po­nen­ten als Bestand­tei­le des Sys­tems basiert auf der For­mu­lie­rung von Anwen­dungs­fäl­len (Use Cases). Anwen­dungs­fäl­le sind Mit­tel, um von der Sys­tem­be­trach­tung schritt­wei­se zum ein­zel­nen Pro­dukt zu füh­ren, dass sich in das Gesamt­sys­tem inter­ope­ra­bel und damit wirt­schaft­lich ein­fü­gen kann.

Beschreibung von Anwendungsfällen eines dezentralen Energiesystems 

Die Spe­zi­fi­ka­ti­on der Anwen­dungs­fäl­le im Smart Ener­gy Sys­te­men erfolgt in zwei Schritten:

Ein Busi­ness Use Case defi­niert dabei Rol­len und Ver­ant­wort­lich­kei­ten zur Aus­füh­rung betriebs­wirt­schaft­li­cher Pro­zes­se als Ket­te von Akti­vi­tä­ten im Rah­men einer Wirt­schafts- und Ordnungspolitik.

Ein Sys­tem Use Case defi­niert Funk­tio­nen und Unter­funk­tio­nen eines Sys­tems, die einen oder meh­re­re betriebs­wirt­schaft­li­che Pro­zes­se und ent­hal­te­ne Akti­vi­tä­ten eines BUC unterstützt.

Mit der Beschrei­bung eines Busi­ness Use Cases wer­den Akteu­re, Par­tei­en, Rol­len und Ver­ant­wort­lich­kei­ten zuge­ord­net, der Rah­men aus Poli­tik, Regu­lie­rung, Anrei­zen und Geschäfts­mo­dell defi­niert, die Geschäfts­diens­te und Pro­zes­se detail­liert sowie der Geschäfts- und Hand­lungs­nut­zen (Busi­ness Case) erfasst.

Die Spe­zi­fi­ka­ti­on von Sys­tem Use Cases star­tet bei den Funk­tio­nen eines Sys­tems. Wei­ter­hin wer­den die zu nut­zen­den Kom­po­nen­ten und die Kom­mu­ni­ka­ti­on zwi­schen den Kom­po­nen­ten auf Basis ver­ein­bar­ter Infor­ma­ti­ons­mo­del­le und Nach­rich­ten­ty­pen (Kom­mu­ni­ka­ti­ons­pro­to­kol­le) defi­niert. Zur Ein­ord­nung der Funk­tio­nen und Kom­po­nen­ten in das Smart Ener­gy Sys­tem sowie für die Dar­stel­lung genutz­ter Model­le und Pro­to­kol­le wird das SGAM-Frame­work genutzt. Den mit nach­fol­gen­der Abbil­dung dar­ge­stell­ten fünf SGAM-Ebe­nen wer­den ver­schie­de­ne Aspek­te der Orga­ni­sa­ti­on, Infor­ma­ti­on und Kom­mu­ni­ka­ti­on zur Betrach­tung von Inter­ope­ra­bi­li­tät zugeordnet.

Die Inhal­te der SGAM-Ebe­nen bei der Spe­zi­fi­ka­ti­on von Use Cases bezo­gen auf Inter­ope­ra­bi­li­täts­aspek­te beschreibt nach­fol­gen­de Abbildung..

Schichten der Use Case Methodik
Typi­sche Inhal­te der Beschrei­bung von Use Cases auf den ver­schie­de­nen Interoperabilitätsebenen

Schritte der Spezifikation von Use Cases 

Die Beschrei­bung der Use Cases erfolgt mit einem Tem­p­la­te in den drei fol­gen­den Schritten:

  1. Busi­ness Use Case und Kon­zept Sys­tem Use Case
  2. Pro­zess- und Systembeschreibung
  3. Ablauf­spe­zi­fi­ka­ti­on (Sequenz­dia­gram­me)

Mit der fach­li­chen Spe­zi­fi­ka­ti­on eines High-Level-Use-Case (HLUC) wird zuerst eine all­ge­mei­ne Idee zu einem Sys­tem Use Case zur Anwen­dung von Funk­tio­nen eines Sys­tems beschrie­ben, die zur Aus­füh­rung eine Busi­ness Use Case genutzt wer­den, wobei der Use Case in ver­schie­de­ner Wei­se rea­li­siert und dabei nicht auf eine spe­zi­fi­sche Sys­tem­ar­chi­tek­tur gemappt wird.

Spä­ter defi­niert ein tech­ni­scher Use Case die Imple­men­tie­rung eines Sys­tem Use Cases zur Anwen­dung von Funk­tio­nen eines Sys­tems, die zur Aus­füh­rung eines Busi­ness Use Case genutzt wer­den, wobei der Use Case im Rah­men einer spe­zi­fi­sches Sys­tem­ar­chi­tek­tur abge­bil­det wird.

Quellen

Kieß­ling, A., Bogen­sber­ger, A., Köppl, S. & Fal­ler, F. (03/2020): Grund­la­gen der Mas­sen­fä­hig­keit. Metho­den und Model­le für Ter­mi­no­lo­gie, Use Case- und Sicher­heits­ana­ly­se sowie Fle­xi­bi­li­täts­mo­del­lie­rung. Inter­ope­ra­bi­li­tät durch ver­ein­bar­te Regeln, Stan­dards und Nor­men. Use Case Metho­dik. Von https://www.csells.net/de/ergebnisse-c-sells/arbeitspakete/45-arbeitspaket1‑2.html abgerufen

Kieß­ling, A. et al (05/2020). Grund­la­gen der Mas­sen­fä­hig­keit. Metho­den und Model­le für Ter­mi­no­lo­gie, Use Case- und Sicher­heits­ana­ly­se sowie Fle­xi­bi­li­täts­mo­del­lie­rung. Inter­ope­ra­bi­li­tät durch ver­ein­bar­te Regeln, Stan­dards und Nor­men. Use Case-Mus­ter­be­schrei­bung Lab Noir im Auto­no­mie­Lab Lei­men. Von https://www.csells.net/de/ergebnisse-c-sells/arbeitspakete/45-arbeitspaket1‑2.html abgerufen

Lei­men, den 23. März 2021

Andre­as Kieß­ling, ener­gy design

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