On Interdisciplinary Development of Safety-Critical Automotive Assistance and Automation Systems

Assistenz- und Automationssysteme im Automobil zeichnen sich verstärkt durch eine große Komplexität und einen hohen Vernetzungsgrad aus. Weiterhin existiert eine Vielzahl von Anforderungen anderer Fachdisziplinen an die Funktionsentwicklung, beispielsweise im Bereich der funktionalen Sicherheit. Somit ergibt sich für Entwickler nicht nur eine gestiegene Komplexität der Systeme, sondern auch der einzuhaltenden Entwicklungsprozesse. Die vorliegende Arbeit liefert eine neue Methode, die Entwickler bei der Bewältigung dieser Komplexität unterstützt. Dabei wird ihnen problemorientiert und zielgerichtet relevantes Wissen anderer Fachdisziplinen aufbereitet und zur Verfügung gestellt. Somit können Entwurfsalternativen früher als bisher im Kontext der Gesamtentwicklung bewertet werden, was sich positiv auf Produktqualität und Entwicklungszeit auswirkt. Die Basis dieser Methode ist die offen und flexibel gestaltete Formalisierung des Entwicklungsprozesses unter Verwendung der Web Ontology Language (OWL). Darauf aufbauend werden interdisziplinäre Entwicklungsaktivitäten verknüpft und die Analysierbarkeit des formalisierten Wissens wird für automatische Schlussfolgerungen genutzt. So werden insbesondere Einflussanalysen möglich, um über die eigene Domäne hinaus Änderungen bezüglich des Gesamtentwicklungsprozesses zu bewerten. Im Rahmen dieser Arbeit wurde eine prototypische Werkzeugkette implementiert, die die beschriebene Methode umsetzt und deren technische Realisierbarkeit demonstriert. Als Anwendungsbeispiel dient die angedeutete Weiterentwicklung eines radarbasierten Abstandsregeltempomaten zu einem Notbremssystem. Dabei wird insbesondere der Einfluss der funktionalen Sicherheit auf die Funktionsentwicklung beleuchtet, indem aus einem formalisierten Wissensmodell des Standards ISO 26262 notwendige Anforderungen und Methoden für den Gesamtentwicklungsprozess abgeleitet werden.Automotive assistance and automation systems increasingly present high levels of complexity and connectivity. In addition, more and more specific requirements in disciplines like functional safety have to be considered during functional development. Thus, developers have to cope with increasing levels of product complexity, but also complexity of the development process. This thesis presents a new method which supports developers in handling these dimensions of complexity. Therefore relevant knowledge of other disciplines is presented to them in a solution-oriented way. Thus, design alternatives can be assessed much earlier in the overall development process which has a positive impact on product quality and development cycles. The method’s base is an open and flexible formalization of the development process using the Web Ontology Language (OWL). OWL is used to link different interdisciplinary development activities whereas the analyzability of formalized knowledge enables automated reasoning. This especially introduces an impact analysis to assess major cross-cutting changes to the product in the context of the overall development process. For this thesis a prototype toolchain has been developed which implements the described method and demonstrates its technical feasibility. The extension of a radar-based adaptive cruise control system towards an emergency braking system is sketched as an example for the prototype toolchain. In this example, the impact of functional safety on the functional development is focused, involving a formalized model of requirements and methods from ISO 26262

Realisierung der Zeitkomponente einer Geodatenbank durch einen ISO19108 konformen Datentyp

Anwender aus verschiedensten Fachgebieten stellen weitreichende Anforderungen an die Modellierung der Zeitdimension in den Geoinformationssystemen. Von Interesse ist dabei oft speziell eine Analyse der Dynamik der betrachteten Phänomene. Das Erfordernis, geeignete Methoden zur Erfassung und Verarbeitung von Zeitinformationen bereitzustellen, stand in den letzten Jahrzehnten im Fokus diverser Untersuchungen und Publikationen. Im Kontext dieser Entwicklung ist im Jahr 2002 auch eine ISO-Norm (ISO19108:2002, Zeitliche Schema) zu dieser Thematik erschienen. Die Möglichkeiten, die hinsichtlich dessen von aktuellen Geoinformationssystemen angeboten werden, bleiben im Allgemeinen hinter der genannten Norm zurück. In dieser Arbeit wird untersucht, inwiefern das Konzept des Zeitlichen Schemas der ISO durch einen Abstrakten Datentyp in einer Geodatenbank umgesetzt werden kann. Es erfolgt die Konzeption hierfür notwendiger Objekte und Funktionen. Ziel ist dabei die integrierte Erfassung, Verwaltung und Analyse von Zeitpunkten, -perioden sowie einfacher zeitlicher Komplexe. Weiter wird für den Informationsaustausch zwischen Nutzer und Datenbanksystem, aufbauend auf bestehenden Standards, eine textuelle Repräsentation der Objekte konzipiert. Die Umsetzbarkeit des Konzepts wurde durch eine prototypische Implementierung, in einer PostgreSQL-Datenbank mit PostGIS-Erweiterung, untersucht. Die prinzipielle Machbarkeit konnte nachgewiesen werden, Details werden in der Arbeit behandelt.Users from various fields of expertise place a wide range of demands on the subject of time modelling in geographic information systems. Of particular interest in this area is often the analysis of the dynamics of spatial features. The demand of providing suitable methods for the collection and processing of time data has been the focus of diverse research projects and publications over the last decades. In the context of the previously mentioned development, an ISO standard (ISO19108:2002, Temporal Schema) regarding this issue was published in 2002. In general, the capabilities of today’s geographic information systems are far behind the theoretical potential provided by this ISO standard. This bachelor thesis examines the feasibility of how the Temporal Schema of the ISO standard can be implemented in a Geodatabase with an abstract data type. Therefore necessary objects and functions are conceptualized. The aim is the integrated capture, management and analysis of instants, periods of time and simple temporal complexes. Furthermore, according to existing standards, a textual representation of objects is designed for the exchange of information between users and database systems. The practicability of the concept is examined with an implementation prototype in a PostgreSQL database, using the PostGIS extension. In summary, it can be said that the theoretical feasibility of this approach is proven, the details are discussed in this thesis

Generierung von effizienten Security-/Safety-Monitoren aus modellbasierten Beschreibungen

Computer werden heute zunehmend durch kleine Recheneinheiten mit Sensoren zur Erfassung der Außenwelt ergänzt. Diese Recheneinheiten kommunizieren untereinander und mit externen Einheiten, um Informationen weiterzugeben und sich untereinander abzustimmen. Hierdurch findet auch eine Öffnung von sicherheitskritischen eingebetteten Systemen nach außen statt. Die Systeme können nun entweder direkt oder indirekt über zusätzliche Einheiten angegriffen werden. Des Weiteren ist die auf eingebetteten Systemen eingesetzte Software durch beschränkte Ressourcen auf das Nötigste reduziert und bietet keine komplexen Sicherheitsmechanismen. Maßnahmen wie Testen von Software kann deren Fehlerfreiheit nicht sicherstellen. In realen Systemen ist zudem davon auszugehen, dass nicht bekannte Fehler existieren, die u.a. auch von Angreifern ausgenutzt werden können. Die Laufzeitüberwachung solcher Systeme hat sich als geeignet erwiesen, um auch unbekannte Angriffe und Fehler zu erkennen. Zur Spezifikation solcher Laufzeitmonitore über Beschreibungen (Signaturen) von erlaubtem und verbotenem Verhalten haben sich viele verschiedene Spezifikationssprachen herausgebildet. Diese basieren auf verschiedensten Modellierungskonzepten. Zur Generierung von Monitoren aus diesen Spezifikationen in Software und Hardware müssen für die unterschiedlichen Sprachen verschiedenste Codegeneratoren erstellt werden. Des Weiteren besitzen einige der gewöhnlich verwendeten einfach zu verstehenden Spezifikationssprachen keine formalisierte Syntax und Semantik. In dieser Arbeit wird zusammen mit [Pat14] der Model-based Security/Safety Monitor (MBSecMon)-Entwicklungsprozess vorgestellt. Dieser umfasst parallel zu dem eigentlichen Softwareentwicklungsprozess des zu überwachenden Systems die Spezifikation, die Generierung und die Einbindung von Laufzeitmonitoren. Ziel dieser Arbeit ist die Definition einer formal definierten Zwischensprache zur Repräsentation stark verschränkter nebenläufiger Kommunikationen. Zu ihrer Entwicklung werden Anforderungen basierend auf existierenden Arbeiten aufgestellt. Auf Grundlage dieser Anforderungen wird die Zwischensprache Monitor-Petrinetze (MPN) entworfen und formal definiert. Diese Zwischensprache unterstützt die Repräsentation von Signaturen, die in verschiedensten Spezifikationssprachen modelliert sind, und die Generierung von effizienten Laufzeitmonitoren für unterschiedliche Zielplattformen. Die MPNs sind ein auf Petrinetzen basierender Formalismus, der um Konzepte der Laufzeitüberwachung erweitert wurde. Es wird gezeigt, dass die MPN-Sprache alle ermittelten Anforderungen an eine solche Zwischensprache, bis auf ein Hierarchisierungskonzept für Ereignisse, das in dieser Arbeit nicht behandelt wird, erfüllt. Die MPN-Sprache wird in einem prototypischen Werkzeug zur Monitorgenerierung eingesetzt. Dieses unterstützt die MBSecMon-Spezifikationssprache [Pat14] als Eingabesprache und verwendet die MPN-Sprache als Zwischenrepräsentation zur Monitorgenerierung für verschiedenste Plattformen und Zielsprachen. Die generierten Monitore werden auf ihr Laufzeitverhalten und ihren Speicherverbrauch evaluiert. Es hat sich gezeigt, dass sich die MPN-Sprache trotz ihrer hohen Ausdrucksstärke zur einfachen Generierung effizienter Laufzeitmonitore für verschiedenste Plattformen und Zielsprachen eignet

Zertifizierbarer Entwicklungsprozess für komplexe Informationsverarbeitungssysteme in der Wägetechnik

The dissertation is about principles, methods and techniques during the systematic development of embedded systems in the domain of measurement techniques. The considered domain contains fields of application with challenging and specific requirements of the information processing system. E.g. the dynamic weighing systems need solutions with very high resolution and lowest achievable measurement uncertainty in order to perform high-speed-measurements in a mechanically disturbed environment. In particular, the abilities for official calibration and metrologic reliability are considered. The complex and high-performance functions are required to guarantee measurement results. FPGA-based systems are used for the implementation of these functions.The especially designed certifiable development process (ZEfIRA) provides a procedural method for the development of complex embedded systems. The metrologic reliability, the legal requirements like calibratability, the validation and the verification are included as a general criteria in the entire development process. ZEfIRA is based on the 3W-model and is designed in an evolutionary manner. This process starts with the analysis of a predecessor system followed by the model-based development of a prototype, which leads into an optimized and application-specific product solution.The study emphasizes the influence of challenging requirements on the measurement system. It will be presented, how these can be integrated into the modelling level during the design and the implementation on a FPGA-based target platform. The stages of the functional and technical design of the system are analysed, whereas the realization of the partitions “FPGA logic” and “FPGA softcore solutions” are discussed in detail.Based on the preliminary design of the information processing in an electromagnetic force compensation (EMC) scale, the applicability of the process ZEfIRA and its developed methods and principles are proved. On the one hand, the optimal system-specific algorithms of signal processing, control and safety and on the other hand whose technical implementation are essential. This was realized with different performance parameters. In addition, the prototype allows the possible comprehensive analysis for embedding system. In the conclusion, the performance of ZEfIRA based on the prototype development is evaluated.Die Dissertation befasst sich mit Prinzipien, Methoden und Techniken der systematischen Entwicklung von komplexen Eingebetteten Systemen. Die betrachtete Domäne besitzt Anwendungsbereiche mit anspruchsvollen und besonderen Anforderungen an die Informationsverarbeitung. In der dynamischen Wägetechnik sind z.B. Lösungen mit sehr hohen Auflösungen und kleiner Messunsicherheit bei schnellen Messungen in einem mechanisch gestörten Umfeld notwendig. Die Anforderungen an die Eichfähigkeit und die Metrologische Sicherheit sind Besonderheiten. Es werden komplexe und hochleistungsfähige Funktionen zur Erzeugung der Messergebnisse verlangt. In der Arbeit werden dafür vorwiegend FPGA-basierte Eingebettete Systeme verwendet. Der entworfene zertifizierbare Prozess (ZEfIRA) bietet eine Vorgehensweise für die Entwicklung von Eingebetteten Systemen. Die Metrologische Sicherheit, die Eichfähigkeit, die Validier- und der Verifizierbarkeit werden als Kriterien im gesamten Entwurfsprozess berücksichtigt. ZEfIRA basiert auf einem 3W-Modell und ist evolutionär angelegt. Innerhalb des Prozesses werden die Analyse eines eventuellen Vorläufersystems sowie die modellbasierte prototypische Entwicklung bis hin zu einer produzierbaren Lösung (Produkt) durchgeführt. Die Arbeit verdeutlicht den großen Einfluss der spezifischen Anforderungen an das Messsystem. Es wird gezeigt, wie diese bereits zu der Entwurfszeit auf Modellebene und im Weiteren bei der Implementierung in einer FPGA-basierten Zielplattform berücksichtigt werden. Es werden verschiedene Schritte des funktionalen und technischen Systementwurfs untersucht und ausführlich die Realisierungspartitionen „FPGA-Logik“ und „FPGA-Softcore-Lösungen“ betrachtet. Als Beispiel zum Nachweis der Anwendbarkeit des Prozesses ZEfIRA dient die prototypische Entwicklung des Informationsverarbeitungssystems einer elektromagnetischen Kraftkompensationswaage (EMKW). Ausschlaggebend sind die optimal an das Gesamtsystem angepassten Signalverarbeitungs-, Regelungs- und Sicherheitsalgorithmen und deren technische Umsetzung. Dieses wurde mit verschiedenen Leistungsparametern, wie z.B. Latenz, Verarbeitungskomplexität und Genauigkeit realisiert. Ergänzend ermöglicht der Prototyp umfassende Analysemöglichkeiten für das Messsystem. Die abschließende Wertung ist eine Abschätzung der Leistungsfähigkeit von ZEfIRA auf Basis dieser prototypischen Entwicklung

Entwicklung einer Spezifikationssprache zur modellbasierten Generierung von Security-/Safety-Monitoren zur Absicherung von (Eingebetteten) Systemen

Getrieben durch technische Innovationen gewinnt die Kommunikation zwischen eingebetteten Systemen immer mehr an Bedeutung. So kommunizieren heutzutage nicht nur PCs über lokale Netzwerke oder das Internet, sondern auch mobile Geräte wie Smartphones und Tablets erobern den Markt. Diese bieten aufgrund ihrer geringeren Rechenleistung neue Angriffsflächen, da Sicherungsmaßnahmen der PC-Domäne nicht ohne Anpassung anwendbar sind. Durch die Vernetzung dieser mobilen Geräte mit Fahrzeugen und die Anbindung der Fahrzeuge an externe Dienstleistungen sind selbst eingebettete Systeme im Fahrzeug, die sicherheitskritische Aufgaben erfüllen, nicht mehr vollständig von der Außenwelt abgeschirmt. Bei ihrer Entwicklung wurde jedoch wenig Aufmerksamkeit auf Sicherheitsmechanismen, wie Verschlüsselung und sicheres Komponentendesign, zur Abwehr von Angriffen aus der Außenwelt gelegt. Solche Fahrzeuge sind hierdurch von außen für aktive und passive Angriffe anfällig. Selbst wenn bei einer Neuentwicklung eines eingebetteten Systems großer Wert auf die Absicherung gelegt wird, ist es meist nicht möglich, alle Sicherheitslücken zu eliminieren und jeden möglichen Angriff vorherzusehen. Betrachtet man komplexe heterogene Systeme oder Komponenten und will diese nachträglich absichern, ist dies meistens ökonomisch oder technisch nicht zu realisieren. Resultierend daraus kann bei keinem System davon ausgegangen werden, dass es sicher ist -- sei es durch unbekannte Schwachstellen oder der Verwendung von Legacy-Komponenten. Um Systeme dennoch gegen Angriffe, die vorher unbekannte Fehler und Sicherheitslücken ausnutzen, absichern zu können, hat sich die Überwachung eines Systems während der Laufzeit als geeignet herausgestellt. Eine solche Absicherung wird durch den in dieser Dissertationsschrift und in [Pat14] vorgestellten verständlichen Model Based Security/Safety Monitor-Entwicklungsprozess (MBSecMon-Entwicklungsprozess) erreicht, der sich in bestehende modellbasierte Systementwicklungsprozesse nahtlos eingliedert. Dieser MBSecMon-Entwicklungsprozess generiert aus einer in der Anforderungsphase entstandenen Spezifikation automatisch effiziente Sicherheitsmonitore für hoch nebenläufige Kommunikationen. Diese Arbeit betrachtet zwei Schritte dieses Entwicklungsprozesses. Der erste Teil der Arbeit stellt eine neue auf dem szenariobasierten Design aufbauende graphische, modellbasierte Signaturbeschreibungssprache vor - die MBSecMon-Spezifikationssprache. Diese Sprache vereinigt die Vorteile bestehender Formalismen, indem sie (1) alle wichtigen Konzepte zur Modellierung von verhaltensbeschreibenden Signaturen für hoch nebenläufige Kommunikationsabläufe unterstützt und diese kompakt repräsentieren kann. Sie bezieht (2) bestehende Entwicklungsartefakte des Systementwicklungsprozesses in die Modellierung ein, (3) befindet sich auf einer höheren Abstraktionsebene als üblicherweise zur Spezifikation eingesetzte Sprachen und unterscheidet explizit zwischen Normalverhalten und bekannten Angriffsmustern und -klassen. Durch diese Unterscheidung und durch Nähe der Sprache zur UML wird (4) eine hohe Verständlichkeit der Spezifikation sowohl für den Softwaretechniker als auch für Nicht-Experten erreicht. Den zweiten Teil dieser Arbeit bildet die Abbildung der sehr kompakten in der MBSecMon-Spezifikationssprache verfassten Spezifikationen in die formale Zwischensprache Monitor-Petrinetze [Pat14]. Hierdurch wird zum einen die Semantik der MBSecMon-Spezifikationssprache formalisiert und zum anderen der im MBSecMon-Entwicklungsprozess eingesetzte automatische Übergang in eine für die Generierung effizienter Monitore besser geeignete Repräsentation realisiert

Vom Rechtstext zum regelkonformen Geschäftsprozess: Konstruktion und Anwendung von Prozessmodellen, die auf gesetzlichen und vertraglichen Regelungen basieren

Im täglichen Betrieb von Organisationen ist Compliance gleichermaßen herausfordernd wie unerlässlich. Nicht zuletzt steht das Compliance-Management vor der schwierigen Aufgabe, alle Tätigkeiten und Abläufe innerhalb der Organisation – die Geschäftsprozesse – regelkonform zu gestalten und im Hinblick auf Regelkonformität zu überwachen. Häufig könnte Geschäftsprozessmanagement bei der Implementierung von Compliance helfen, da es bereits etablierte Techniken zum Gestalten und Überwachen von Geschäftsprozessen mitbringt. Hohe Komplexität im Recht, juristische Fachsprache und unterschiedliche Ideologien lassen aber auch die Zusammenarbeit von Experten im Compliance- und Geschäftsprozessmanagement zu einer besonderen Herausforderung werden. Vor allem bildet die interdisziplinäre Kommunikation zwischen den Juristen im Compliance-Management und den juristischen Laien im Geschäftsprozessmanagement eine Barriere. Als zentrales Brückenelement zwischen Compliance- und Geschäftsprozessmanagement wird in dieser Arbeit das Konzept der regelbasierten Prozessmodelle eingeführt. Dahinter verbirgt sich die Idee, die regulatorischen Anforderungen in Form von Prozessmodellen zu visualisieren – also in einem für das Geschäftsprozessmanagement üblichen Dokumentationsformat. Mit diesen speziellen Prozessmodellen kann die Kommunikation zwischen Rechtsexperten und juristischen Laien unterstützt werden, indem der Einsatz von Rechtstexten und juristischer Fachsprache reduziert und eine gemeinsame Kommunikationsbasis geschaffen wird

Struktur, Funktion und Verhalten dynamischer Modelle der Systembiologie: formale Wissensrepräsentation als Grundlage für computergestützte Modellierung und Simulation

Das Verstehen komplexer biologischer Phänomene auf der Basis dynamischer Modelle ist ohne Computerunterstützung nicht möglich. Seit mehr als einem Jahrzehnt werden enorme Anstrengungen unternommen, eine Softwareinfrastruktur für die systembiologische Modellierung und Simulation zu entwickeln. Die vorliegende Arbeit bietet den dafür notwendigen Standards, formalen Sprachen, Ontologien und auf diesen operierenden Programmen ein wissenschaftstheoretisches Fundament in Gestalt der sogenannten Wissensfacetten von Bio-Modellen. Die Wissensfacetten von Bio-Modellen stellen ein konzeptuelles Schema zur systematischen Beschreibung von Bio-Modellen, ihrer Verwendung und ihres Verhaltens dar. Dabei muss eine vollständige Beschreibung eines Bio-Modells seine Struktur, seine Funktion und sein Verhalten umfassen und seine intrinsische formale Semantik mit der extrinsischen biologischen Wirklichkeit in Beziehung setzen. Die formale Repräsentation der Wissensfacetten von Bio-Modellen bietet eine Grundlage für eine umfassende Computerunterstützung der Modellierung und Simulation in der Systembiologie. Geleitet durch die Wissensfacetten werden existierende Ansätze für die formale Repräsentation relevanter Wissensfragmente eingeordnet und bewertet sowie Defizite an Beschreibungsmitteln identifiziert. Ein großes Defizit liegt im Fehlen formalsprachlicher Mittel zur qualitativen Beschreibung des Verhaltens von Bio-Modellen. Im Rahmen dieser Arbeit wurde die Ontologie TEDDY entwickelt, auf deren Grundlage sich das Verhalten von Bio-Modellen propositional formalisieren lässt. TEDDY stellt eine formale begriffliche Basis der Theorie dynamischer Systeme dar. Die drei Hauptresultate der vorliegenden Arbeit sind eingebettet in grundsätzliche Betrachtungen zur Modellierung und Simulation in der Systembiologie und basieren auf allgemeinen Begriffen und Verfahren der Wissensrepräsentation sowie speziellen Methoden der qualitativen Beschreibung von Dynamik

Computer Supported Cooperative Work Applications for the Design of Buildings based on an integrated Building Model Management

Gegenstand der vorliegenden Arbeit ist die Konzeption und prototypische Umsetzung von Techniken des Computer Supported Cooperative Work (CSCW) im Rahmen einer integrierten objektorientierten und dynamischen Bauwerksmodellverwaltung zur Unterstützung der Bauwerksplanung. Die Planung von Bauwerken ist durch einen hohen Grad an Arbeitsteiligkeit, aber auch durch eine schwache Strukturierung der ablaufenden Prozesse gekennzeichnet. Besonders durch den Unikatcharakter des Planungsgegenstands \'Bauwerk\' ergeben sich signifikante Unterschiede zum Entwurf anderer, durch Serienfertigung produzierter Industriegüter. Zunehmend wird die Planung von Bauwerken in Virtual Enterprises ausgeführt, die sich durch eine dynamische Organisationsstruktur, geographische Verteilung der Partner, schwer normierbare Informationsflüsse und eine häufig stark heterogene informationstechnische Infrastruktur auszeichnen. Zur rechnerinternen Repräsent! ation des Planungsgegenstands haben sich objektorientierte Bauwerksmodelle bewährt. Aufgrund der Veränderlichkeit der Bauwerke und deren rechnerinterner Repräsentation im Laufe des Bauwerkslebenszyklus ist eine dynamische Anpassung der Modelle unumgänglich. Derartige in Form von Taxonomien dargestellte dynamische Bauwerksmodellstrukturen können gemeinsam mit den in Instanzform vorliegenden konkreten Projektinformationen in entsprechenden Modellverwaltungssystemen (MVS) gehandhabt werden. Dabei wird aufgrund der Spezialisierung und Arbeitsteilung im Planungsprozess von einer inhaltlich verknüpften Partialmodellstruktur, die räumlich verteilt sein kann, ausgegangen. Die vorgeschlagenen Methoden zur Koordinierung der Teamarbeit in der Bauwerksplanung beruhen auf der Nutzung von CSCW–Techniken für \'Gemeinsame Informationsräume\' und \'Workgroup Computing\', die im Kontext der als Integrationsbasis fungierenden Modellverwaltungssysteme umgesetzt werden. Dazu werden die zur d! ynamischen Bauwerksmodellierung erforderlichen Metaebenenfunk! tionalitäten sowie Ansätze zur Implementierung von Modellverwaltungskernen systematisiert. Ebenso werden notwendige Basistechniken für die Realisierung von MVS untersucht und eine Architektur zur rollenspezifischen Präsentation dynamischer Modellinhalte vorgestellt. Da klassische Schichtenmodelle nicht auf die Verhältnisse in Virtual Enterprises angewendet werden können, wird eine physische Systemarchitektur mit einem zentralen Projektserver, Domänenservern und Domänenclients vorgestellt. Ebenso werden Techniken zur Sicherung des autorisierten Zugriffs sowie des Dokumentencharakters beschrieben. Zur Unterstützung der asynchronen Phasen der Kooperation wird der gemeinsame Informationsraum durch Mappingtechniken zur Propagation und Notifikation von Änderungsdaten bezüglich relevanter Modellinformationen ergänzt. Zur Unterstützung synchroner Phasen werden Techniken zur Schaffung eines gemeinsamen Kontexts durch relaxierte WYSIWIS–Präsentationen auf Basis der Modellinformationen! verbunden mit Telepresence–Techniken vorgestellt. Weiterhin werden Methoden zur Sicherung der Group–Awareness für alle Kooperationsphasen betrachtet.The thesis covers the conceptual design and the prototypical realisation of Computer Supported Cooperative Work (CSCW)– techniques within the scope of an integrated, object-oriented, dynamic model management system for the support of building planning activities. The planning of buildings is characterised by a high degree of collaboration but by a weak structuring of the processes, too. Significant differences between the design of buildings and industrial goods produced by series production are implied by the uniqueness of a building. Increasingly, the planning of buildings is accomplished by Virtual Enterprises. These are characterised by a dynamic organisation structure, geographic dispersion of the involved planning experts, information flows, which are hard to standardise, and a frequently very heterogeneous information-technology infrastructure. Object oriented building models have proven to be a suitable base for! the binary representation of planning subject information. Due to the changeability of both building structures and their binary representation during the building life cycle, a dynamical adaptation of the models is indispensable. Dynamic building models, which are represented by taxonomic information, can be handled together with actual project information, which is stored in taxonomy instances within an appropriate model management system. Due to the specialisation and the division of labour in the planning process, a semantic linked but spatial distributed partial model structure is applied. The recommended methods for the coordination of teamwork in the planning process are based on the application of CSCW-techniques for \'Shared Information Spaces\' and \'Workgroup Computing\' in the context of model management systems acting as an foundation for planning information integration. The required meta level functionalities for dynamic building modelling and appropriate! implementation approaches for modelling kernels are systemat! ised. The necessary base techniques for the realisation of model management systems are explored. An architecture for the role specific presentation of dynamic model content is introduced, too. Due to the inadequacy of conventional multi-tier models for an application in Virtual Enterprises, an appropriate physical system architecture with a central project server, domain servers and domain clients is introduced. The thesis covers techniques, which ensure the authorised access to information and the authenticity of planning documents, too. For an adequate support of the asynchronous phases of collaboration, the Shared Information Space is supplied with mapping mechanisms for the propagation and user notification of changes in the relevant planning information. Synchronous collaboration can be performed by means of relaxed WYSIWIS-presentations connected with telepresence mechanisms in order to create a shared context for the planners. Furthermore, methods for the provis! ion of group-awareness for all co-operation phases are treated