Using an NF² Data Base System for Modeling of CIM Data

Abstract

In the past database management systems have been used predominantly in business applications. A rather new application domain for DBMS are the so called non-standard applications, of which we consider the CAD/CAM applications in the present work. We first describe the basic object classes of a particular CAD/CAM application area, a manufacturing cell. A top down design methodology is presented which supports the hierarchical modeling of a database application. This methodology is applied to conceptually model the manufacturing cell as an Entity-Relationship schema. The ER schema is then transformed into the NF² data model, a nested relational data model that allows attributes of type relation and list. Special emphasis was put on the preservation of the hierarchical structure of the manufacturing cell within the NF² schema, thus achieving a very natural model with a high degree of data clustering. A critical evaluation of the NF² data modeling concepts with respect to engineering applications concludes this work.

Kurzfassung

Während in der Vergangenheit Datenbanksysteme fast ausschließlich in kommerziellen Anwendungen eingesetzt wurden, haben sich in neuerer Zeit die sogenannten Nicht-Standard Anwendungen zu einem eigenen Teilgebiet entwickelt. Als eine dieser Anwendungen betrachten wir in dieser Arbeit den CAD/CAM Bereich. Ziel dieser Betrachtungen ist es, den Ansatz der strukturell objektorientierten Datenmodellierung auf seine Tauglichkeit bezüglich der Darstellung von technischen Objekten zu untersuchen. Die Ausgangsbasis dieser Betrachtungen bilden die Objekte einer Fertigungszelle, die mit Hilfe einer geeigneten top-down Entwurfsmethodik in ein konzeptuelles Modell übertragen wurden. Das hieraus gewonnene E-R-Diagramm wurde in einem nächsten Schritt in ein NF² Datenmodell transformiert. Dieses nicht normalisierte relationale Datenmodell erlaubt eine einfache Modellierung von hierarchischen Beziehungen mittels geschachtelter Relationen. Bei allen ausgeführten Transformationen wurde insbesondere darauf Wert gelegt, die den Objekten innewohnende Struktur zu erhalten. Nur dieser Ansatz erlaubt dem System zusammengehörige Daten physisch benachbart auf dem Hintergrund Speicher abzulegen, um die Zugriffszeiten zu minimieren. Den Schluß der Arbeit bildet eine Zusammenfassung der gewonnenen Erfahrungen.