Objektorientierte Graphendarstellung von Simulink-Modellen zur einfachen Analyse und Transformation

TL;DR

This paper presents an object-oriented graph representation of Simulink models that simplifies analysis and transformation, enabling direct application of graph algorithms and bidirectional conversion between models and graphs.

Contribution

It introduces a novel object-oriented approach for converting Simulink models into graph structures, facilitating easier editing, analysis, and transformation compared to existing MATLAB APIs.

Findings

Enables easier editing of Simulink models through object-oriented classes.

Allows direct application of graph algorithms for analysis.

Supports bidirectional transformation between Simulink models and graph representations.

Abstract

In software and hardware development MATLAB and Simulink are used to model cyber physical systems for many years, , especially in automation technology and the automotive industry. Compliance with the required product quality and project efficiency is facilitated by analyzing and transforming Simulink models. The existing API, provided by MATLAB is only suitable for programmatic changing of Simulink models. We show using our own tool which is used in industry, how such as a Simulink model can be edited more easily. For this purpose the model, is converted to an object-oriented class structure that provides convenient access and editing APIs and allows applying well-known algorithms and analyses from graph theory directly. It is also designed as a bi-directional tool, so it transforms a Simulink model into a graph representation and vice versa. ----- In der Software- und Hardwareentwicklung wird seit Jahren verst\"arkt MATLAB und Simulink f\"ur die Modellierung von cyberphysikalischen Systemen, insbesondere in der Automatisierungstechnik und der Automobilindustrie eingesetzt. Die Einhaltung der notwendigen Produktqualit\"at und Projekteffizienz wird durch Analysen und Transformationen auf Simulink-Modellen erleichtert. Die bestehende, von MATLAB bereitgestellte, API ist f\"ur die programmatische Ver\"anderung von Simulink-Modellen nur bedingt geeignet. Wir zeigen deshalb anhand eines eigenen, im industriellen Einsatz befindlichen Werkzeugs, wie ein Simulink-Modell leichter bearbeitet werden kann. Dazu wird es in eine objektorientierte Klassenstruktur \"uberf\"uhrt, die einen komfortablen Zugang und Bearbeitungs-APIs bietet und es erlaubt bekannte Algorithmen und Analysen aus der Graphentheorie direkt anzuwenden. Das Werkzeug ist bidirektional entworfen, es transformiert also ein Simulink-Modell in eine Graphenrepresentation und umgekehrt.