ASAM ODS steckt auch in Ihren Daten
Wenn wir von Messdaten sprechen, meinen wir gewöhnlich Daten, die in Dateien gespeichert sind. Solche Dateien werden von verschiedenen Messsystemen erzeugt, welche die aufgenommenen Informationen in unterschiedlichen Dateiformaten speichern. Die Formate reichen dabei von einfachen CSV-Dateien (Comma-Separated Value) zu spezifischen binären Formaten für besondere Anforderungen (von Messhardware) sowie von strukturierten XML-Dokumenten zu binären Channel Dumps, wobei auch Kombinationen und Abwandlungen der genannten Formate möglich sind. Jedes Dateiformat dient einem bestimmten Zweck, darunter dem leichteren Datenaustausch mit Tabellenkalkulationsprogrammen (CSV) oder dem Hochgeschwindigkeits-Datenstreaming (TDMS). Doch auch aufgrund fehlender Standards werden benutzerdefinierte Dateiformate für bestimmte Anwendungsfälle erzeugt.
Die Fülle von Dateiformaten stellt dann eine Herausforderung dar, wenn Datenanalyse, Berichterstellung, Visualisierung oder ähnliche Arbeitsschritte erfolgen sollen, die es erfordern, die Datendateien in unterschiedliche Formate zu konvertieren, damit sie letztlich von verschiedenen Produkten verwendet werden können. Wenn man von x Dateiformaten und y Werkzeugen ausgeht, wobei x und y für die jeweilige Anzahl stehen, bewegt sich die Komplexität des Problems in der Größenordnung x mal y. Mit anderen Worten: Mehr Dateiformate und/oder mehr Werkzeuge führen zu einer exponentiellen Zunahme im Arbeitsaufwand. Für das Problem der Vielzahl von Formaten, der enormen Geschwindigkeit von Datenerfassung und -speicherung sowie des damit einhergehenden ungeheuren Datenvolumens hat National Instruments den Begriff Big Analog DataTM geprägt.
Abbildung 1: Die Komplexität der Datenanalyse und Berichterstellung steigt durch die Anzahl der Dateiformate (x) und Werkzeuge (y).
Das Problem kann nur gelöst werden, indem die Freiheitsgrade eingeschränkt werden, die Werkzeugkette jedoch erhalten bleibt. Die verschiedenen Dateiformate jedenfalls werden nicht so schnell verschwinden, denn es wird immer den spezifischen Datenproduzenten mit den ganz spezifischen Anforderungen geben, die von einem Standarddateiformat nicht erfüllt werden können. Anstatt also alle Datenproduzenten zum Schreiben eines bestimmten Dateiformats zu drängen, ist die Einführung eines Zwischenformats (oder Datenmodells) wünschenswert, das die Inhalte (Daten) der x verschiedenen Dateiformate aufnehmen kann. In anderen Worten wird ein Format gesucht, worauf alle anderen Formate abgebildet bzw. in das alle anderen Formate umgewandelt werden können.
Unter Verwendung einer Standardschnittstelle zum Lesen des Zwischenformats wird die Komplexität des Systems auf die Größenordnung x+1 verringert, insbesondere wenn viele Datenkonsumenten diese Schnittstelle bereits implementiert haben.
Mithilfe einer Technologie zum Abbilden von Messdaten auf ein Zwischenformat bzw. Zwischenmodell würde eine Lösung für Big Analog DataTM entstehen, welche die Sichtbarkeit erhöht und zugleich Mehrwert schafft.
National Instruments hat eine solche Lösung bereits mit der DataPlugin-Technologie etabliert, die dem Abbilden von Messdateien in einem geeigneten Datenmodell dient: TDM. TDM. Das SystemLink TDM DataFinder Module ermöglicht mithilfe der Indizierung und einer anschließenden parametrischen oder Volltext-Suche das Auffinden der Dateien, während die indizierten Daten über eine Standardschnittstelle zur Verfügung gestellt werden: ASAM ODS.
Abbildung 2: Auf das TDM-Datenmodell kann mithilfe der DataPlugin-Technologie jedes Dateiformat abgebildet werden, sodass ein einzelnes Werkzeug für den Zugriff auf verschiedene Datenquellen bzw. deren Analyse ausreichend ist.
Die Lösung sei im Folgenden durch die Vorstellung der einzelnen Komponenten näher betrachtet:
TDM-Datenmodell
Beim TDM-Datenmodell handelt es sich um ein einfaches, dennoch passendes und flexibles Datenmodell für Messdaten. Es ist abgeleitet vom ASAM-ODS-Basismodell und weist eine minimale Komplexität auf.
Abbildung 3: Darstellung des kompletten ASAM-ODS-Basismodells und der drei Ebenen, die beim TDM-Modell zur Reduzierung der Komplexität eine zentrale Rolle spielen
Die dreigliedrige Hierarchie des TDM-Modells ermöglicht das Gruppieren von Kanälen sowie das anschließende Organisieren der verschiedenen Gruppen unter einem einzigen Verzeichnis. Auf jeder Ebene der Hierarchie kann eine unbegrenzte Anzahl benutzerdefinierter Eigenschaften gespeichert werden. Erfahren Sie mehr über die Vorteile des TDM-Modells sowie dessen internen Aufbau.
DataPlugins
Ein DataPlugin ist die programmatische Beschreibung davon, wie benutzerdefinierte Dateiformate auf das TDM-Datenmodell abgebildet werden. Die meisten DataPlugins sind in VBScript programmiert, weil spezialisierte APIs zum Zugriff auf Text-, Binär- oder Tabellenkalkulationsdateien angeboten werden; doch es gibt auch APIs für C++ oder LabVIEW. NI DIAdem bietet zudem Assistenten zum Erstellen eigener DataPlugins. Suchen Sie auf ni.com/dataplugins nach bereits vorhandenen, kostenlosen DataPlugins für Ihr spezifisches Dateiformat, bevor Sie mit dem Erstellen eines neuen DataPlugins beginnen.
ASAM-ODS
ASAM steht für „Association for the Standardization of Automation and Measuring Systems“ und ODS für „Open Data Services“.
Bei ASAM ODS handelt es sich um einen internationalen (Automobil-)Standard für das Speichern von Messdaten. Als Mitbegründer von ASAM und aktives Mitglied der ASAM-ODS-Arbeitsgruppe hat National Instruments den ASAM-ODS-Standard sogar außerhalb der Automobilindustrie in die Messtechnikbranche eingebracht. ASAM ODS definiert das Speichern von Daten beispielsweise auf einem Oracle- oder Mischmodus-Server sowie eine CORBA-basierte (Allgemeine Architektur für Vermittler von Objekt-Nachrichten) API für den Datenzugriff. Das besondere Merkmal ist die Spezifikation des sogenannten Basisdatenmodells, das den Daten semantische (Meta-)Informationen hinzufügt.
Das TDM-Datenmodell ist vom ASAM-ODS-Basismodell abgeleitet. Im Rahmen von ASAM ODS bietet das Datenmodell TDM+ außerdem eine benutzerdefinierte Hierarchie beliebiger Tiefe, die auf den vorhandenen (Meta-)Daten basiert, sowie einen erweiterbaren Einheitenkatalog, wobei das TDM-Datenmodell und die Messdateien unverändert bleiben.
Sowohl die CORBA-API als auch das Datenmodell TDM+ sind Bestandteile von NI DataFinder Server Edition.
DataFinder
Beim NI SystemLink™ TDM DataFinder Module handelt es sich um eine zentralisierte Software zur Verwaltung großer Datenmengen, die bei Tests und Simulationen erzeugt werden. Das SystemLink TDM DataFinder Module ist sofort einsatzbereit und kann Testdateien auf dem Server wie auch über ein Netzwerk direkt indizieren, ohne dass IT-Support oder spezielles Datenbank-Fachwissen erforderlich wäre. Der Datenindex wird automatisch erstellt, gewartet und an wechselnde Testdateien angepasst.
DataFinder ermöglicht den Zugriff auf die indizierten Daten entweder über die Ursprungsdateien mithilfe von DIAdem oder des LabVIEW DataFinder Toolkit oder aber über eine ASAM-ODS-CORBA-API.
Abbildung 4: DataFinder bietet sowohl eine dateibasierte Schnittstelle als auch eine ASAM-ODS-Schnittstelle, kann daher leicht in bestehende Prozesse integriert werden und Daten Mehrwert und Sichtbarkeit verleihen.
Zusätzliche Ressourcen