Konzeption und Einsatz wissensbasierter Systeme als ergänzende Systeme in der Fertigung

Approaches are presented in this work, which contribute to the development of knowledge-based systems, firstly, to assess and improve the quality of production, secondly, to determine the parameters of a control process. These approaches can be classified as a further development of the research in the field of artificial intelligence.The first system controls the evaluation of the quality within a production process using a camera. The colors in the image will be segmented with the help of an image processing tool (black and white or color image). Each segment corresponds to an object or sub-object in the data set (film). The properties of the objects are presented in an object-matrix. These properties characterise quality, which will be evaluated later.The system requires knowledge of the existing objects in order to assign a meaning to these objects in the evaluation process. This knowledge is provided in the form of rules. If knowledge-based systems consist only of rules, they are called "rule-based systems" (Rajendra & Priti, 2010).Since in this work only rules are used, the concepts of knowledge-based system, rule-based system and expert system are synonymous. The strategy of evaluation is based on these rules (rule base) in the following steps:• Filtering of objects• Splitting of connected objects • Cleanup of properties of object• Determination of the number of existing objectsIn this way objects are located and prepared for the evaluation-phase. A reference quality was determined by asking experts. Based on these expert data, the rule-based system evaluates the quality of the objects by comparison with the reference quality and proposes a plan of correction to improve quality.The quality of the production is assessed through the combination of image processing and knowledge-based system. The knowledge-based system is suitable for the use in such existing production systems in which the evaluation of quality is possible. For this purpose, only a new appropriate evaluation strategy (rule interpreter) is required. The performance of the developed system is shown in the first example in the field of quality management. The rule-based system may also be used to determine the parameters of a control process, to improve the quality of productions.First, the parameters of a control process can be measured by several tests. Then, the knowledge of this process is illustrated in rules by machine learning. There are important parameters of a process established to create a predictive system for that. These rule-based system inverse functions for these parameters are implemented.The performance of the developed inverse functions is tested in the second example in this thesis.

Planungswerkzeug zur wissensbasierten Produktionssystemkonzipierung

Kürzere Produktlebenszyklen zwingen Unternehmen dazu notwendige Produktionssysteme in immer kürzeren Abständen neu zu planen oder anzupassen. Grundlegende Entscheidungen über den Aufbau des Produktionssystems werden bereits in der Konzipierungsphase festgelegt. Anhand des vorliegenden Produktkonzepts sind Produktionsprozesse zu spezifizieren und umsetzende Betriebsmittel auszuwählen. Zur Reduzierung der Planungsaufwände und zur Wiederverwendung bewährter Lösungen ist eine gezielte Bereitstellung von Fach- und Lösungswissen erforderlich.Die vorliegende Arbeit beschreibt ein Planungswerkzeug, welches die Planer während der Produktionssystemkonzipierung durch den kontinuierlichen Zugriff auf verfügbares Wissen unterstützt. Mittels semantischer Technologien wird das Wissen repräsentiert und in einer Wissensbasis bereitgestellt. Benötigte Abfragen werden automatisch erzeugt und das Wissen direkt für die graphische Spezifikation des Produktionssystemkonzepts verwendet. Eine einheitliche Spezifikation wird über Modellierungsregeln sichergestellt. Ein Vorgehensmodell beschreibt die einzelnen Planungsschritte, die exemplarisch am Praxisbeispiel einer Knetstraße erläutert werden.Shorter product life cycles force companies to develop or adapt production systems in shorter intervals. Important decisions about the structure of the production system are already defined in the early design phase. Based on the principal solution of the product the necessary production processes have to be specified and appropriate production resources have to be selected. To reduce the planning effort and to support the reuse of proven solutions, knowledge available in the company has to be used in an efficient manner. The present work describes a planning tool that supports the planners during the conceptual design of a new production system. This is achieved by continuous access to available knowledge about known processes and resources. Using semantic technologies the knowledge is represented and provided in a knowledge base. Required queries are generated automatically and the knowledge is directly used for the graphical specification of the production system concept. Modeling rules ensure a uniform specification and a procedure model describes the necessary activities. The use of the planning tool is illustrated and explained by means of an application example.Tag der Verteidigung: 18.12.2014Paderborn, Univ., Diss., 201

Führungsinformationssysteme:historische Entwicklung und Konzeption

Führungsinformationssysteme gelten als Instrumente zur erforderlichen Verkürzung von Managemententscheidungen zur Bewätligung von kürzer werdenden Reaktionszeiten. Sie werden begrifflich eingeordnet und entsprechend im fortschreitenden Entwicklungsprozeß der Informations- und Kommunikationstechnologien positioniert. Zur Konzeption von Führungsinformationssystemen werden mittels eines Vorgehensmodells verschiedene Aspekte herausgearbeitet, die schließlich zur Herleitung einer FIS-Architektur verwendet werden. Beispielhaft werden einige FIS-Generatoren, die der Umsetzung der vorgestellten Konzepte dienen können, skizziert.<br

CAD-Methodik zur Produktivitätssteigerung in der Prozesskette Konstruktion-Fertigung

Danksagung Für die wissenschaftliche und methodische Unterstützung während meiner gesamten Zeit als wissenschaftliche Mitarbeiter und Doktorand am Lehrstuhl für Rechnereinsatz in der Konstruktion gilt mein Dank meinem Doktorvater Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Math. Peter Köhler sowie allen Lehrstuhlkollegen, vor allem jedoch Dr.‐Ing. Alexander Martha, Thivakar Manoharan M. Sc., Phil Hungenberg M. Sc. und René Andrae M. Sc. Unstrittig ist, dass der Konstrukteur für die anforderungsgerechte Produktauslegung und Produkt-gestaltung verantwortlich ist und damit maßgeblich die Qualität und die Herstellkosten beeinflusst. Die Kompliziertheit und Komplexität der Konstruktionslösungen verhindert häufig eine angemessene Sichtweise auf die Herstellkosten bzw. auf Alternativen zur Herstellung eines Produktes. Die Kosten entstehen zumeist erst, wenn das Produkt durch die Fertigungsabteilung realisiert wird. Um dieser großen Kostenverantwortung der Konstruktion besser gerecht werden zu können, wird im Rahmen der Dissertation die technische Produktivität in der Prozesskette Konstruktion-Fertigung, welche sich über die Begriffe Effektivität und Effizienz ausdrücken lässt, betrachtet. Es werden Antworten auf die Fragen formuliert: Was kann getan werden, um die Produktivitätssteigerung in der heutigen Prozesskette Konstruktion-Fertigung zu erreichen? Bei der Beantwortung dieser Frage werden CAD-Methoden vorgestellt, welche die Einbeziehung des Fertigungswissens in ein möglichst frühes Stadium des Entwicklungs- und Konstruktionsprozesses ermöglichen. Anhand von ausgewählten Problemfeldern für Bohr-, Dreh- und Fräsprozesse werden Lösungen zum zerspanungsorientierten Geometrieaufbau und der Fertigbarkeitsanalyse der 3D-CAD-Modelle aufgezeigt. Durch die Implementierung der Methoden und die Entwicklung einer spe-ziellen, zerspanungsorientierten Umgebung im 3D-CAD-System wird dem Konstrukteur die Möglichkeit gegeben, den Produktmodellierungsprozess an Konstruktionsrichtlinien und projektspezifischen fertigungstechnischen und wirtschaftlichen Randbedingungen zu orientieren. Durch den Einsatz spezieller Methoden der wissensbasierten Konstruktion (KBE) und angepasster Web-Techniken (Webservice) werden die in einem fertigungsorientierten Form-Feature gebündelten, geometrischen Informationen um weitere technologische Parameter, wie Werkzeuge, Werkzeugparameter, Verfahrwege und notwendige Fertigungsvorgänge (wie z. B. Schruppen und Schlichten) ergänzt. Für komplexere Geometrieausprägungen werden flächenbasierte Modellierungsmethoden zur Gestaltung räumlicher und fertigungskonformer Werkzeugbewegungshüllen bereitgestellt. Diese insgesamt höherwertigen, fertigungsorientierten Features stellen die Basis für die konstruktionsbegleitende Kostenabschätzung und die CAD-CAM-Kopplung dar. Dabei werden die fertigungsrelevanten Daten und Informationen in der CAM-Umgebung extrahiert, sodass für jeden Fertigungsschritt die dafür benötigten Fertigungsoperationen auf einfache Weise abgeleitet werden können. Somit ergibt sich letztlich eine durchgängige Prozesskette zwischen der Konstruktion und Fertigung, welche auch die Qualität von CAD-CAM-Kopplungen erhöhen kann.It is indisputable that a design engineer is responsible for the requirement-driven functional and geometrical design of new products and that through this responsibility, has a significant impact on the associated quality and manufacturing costs. The complexity of the design solutions often prohibits an adequate assessment of the production costs and can make it difficult to consider alternative manufacturing methods. The manufacturing costs normally emerge only once the product is phased into production. In order to allow the design engineer to better fulfill this responsibility for product costs, this dissertation considers the technical productivity (expressed with the terms effectivity and efficiency) of the process chain between the design engineering and production departments. There are answers to the questions formulated: What can be done to achieve an improvement in the current process-chain between the design engineering and production departments? In answering this question, CAD methods will be introduced which allow the inclusion of production knowledge into the earliest possible stages of the design and development process. Considering selected problem fields in the drilling, turning and milling processes, solutions for creating geometry through machining methods and for analyzing the producibility of 3D CAD models will be presented. Through the implementation of the methods and the development of a special machining-focused environment in the 3D CAD system, the design engineer will be given the ability to align the product modeling process with design guidelines and project-specific manufacturing and economic constraints. By using special methods of knowledge-based design engineering (KBE) and adapted web technologies (Webservice), the geometric information which is bundled in a production-focused form feature will be supplemented with additional technological parameters, such as tools, tool parameters, tool paths and necessary manufacturing operations (e.g. roughing and finishing). For more complex geometrical features, surface-based modeling methods for the design of three-dimensional and production compliant tool-movement envelopes will be provided. These increased-value, production-oriented features are the basis for the cost-estimation in the design phase and for the coupling of the CAD and CAM environments. As a result, the manufacturing-relevant data and information will be extracted by the CAM environment so that the production operations for each step can be determined in a simple manner. This approach results in a complete chain between the design engineering and production departments and can improve the quality of the CAD-CAM information exchange

Expertensysteme und industrielle Facharbeit: ein Gutachten über denkbare qualifiktorische Auswirkungen von Expertensystemen in der fertigenden Industrie ; erstellt im Auftrag der Enquete-Kommission "Technikfolgenabschätzung und -bewertung" des Deutschen Bundestages

Zwar liegen bisher keine einigermaßen gesicherten empirischen Befunde über die Folgen des Einsatzes von Expertensystemen auf die - direkt oder indirekt - betroffenen Fachkräfte in der Industrie vor. Doch besteht ein hohes arbeits- und technologiepolitisches Interesse daran, möglichst früh den 'Korridor' denkbarer Effekte abzustecken, um genügend Zeit für eventuell wünschbare steuernde Interventionen zu gewinnen. Zu diesem Zweck postuliert das Gutachten, das im Auftrag des Enquete-Ausschusses des Deutschen Bundestages erstellt wurde, daß (1) der Einsatz von Expertensystemen Bestandteil und Fortführung betrieblicher Rationalisierungspolitiken und -maßnahmen tayloristischer oder auch nicht-tayloristischer Art ist (genauer: sein wird), und daß (2) Innovationseuphorie, Einführungsdruck sowie das Fehlen einer realistischen Konzeption der Qualifikation industrieller Fachkräfte ein verbreitetes Risiko überschätzter Leistungsfähigkeit von Expertensystemen begründen. Auf der Grundlage dieser beiden Annahmen werden vier 'immaginäre Fallbeispiele' konstruiert, mit deren Hilfe dann - verallgemeinernd - vor allem die Gefahr von nicht-intendierten und unerwarteten Folgewirkungen zu demonstrieren ist, die zumeist sowohl die Fachkräfte wie die Betriebe treffen würden

KI-Modelle in den Sozialwissenschaften: logische Struktur und wissensbasierte Systeme von Balancetheorien

Gegenstand der Untersuchung ist die Anwendung nicht-numerischer, wissensbasierter Verfahren der Künstlichen Intelligenz (KI) auf die Modellierung sozialwissenschaftlicher Theorien. Ziel ist es zu zeigen, daß der Einsatz von KI-Programmen eine fruchtbare methodische Erweiterung für die Sozialwissenschaften darstellt. Die wissensbasierte Modellierung erfolgt auf dem Hintergrund logisch rekonstruierter Theorien im Rahmen eines neueren wissenschaftstheoretischen Ansatzes, der strukturalistischen Theorienkonzeption. In einem ersten Teil werden Grundlagen der Computermodellierung, Wissensverarbeitung und Wissenschaftstheorie behandelt. Auf dieser Basis wird in einem zweiten Teil die wissensbasierte Modellierung von Theorien erörtert. Dies geschieht am Beispiel von Heiders Balancetheorie in ihrer von Abelson und Rosenberg verallgemeinerten Form. In der Weiterentwicklung der Balancetheorien stehen vor allem graphentheoretische Überlegungen im Vordergrund. Abschließend fragt der Verfasser nach dem wissenschaftstheoretischen Status der dargestellten Balancetheorien, wobei vor allem intertheoretische Relationen sowie die Evolution der Gleichgewichtstheorien im Vordergrund stehen. (ICE2

Kommunikative Kompetenzen für den Mensch-Maschine-Dialog bei maschinellem Dolmetschen : eine empirische Studie

In zukünftigen Anwendungssituationen von Verbmobil entsteht eine Kommunikationssituation besonderer Art: Wollen sich verschiedensprachige Gesprächsparteien mit Unterstützung von Verbmobil verständigen, muß das Gerät in Betrieb genommen und bedient werden. Um ein erfolgreiches Gespräch führen zu können, muß ein "Mensch-Maschine-Mensch-Dialog" aufrechterhalten werden. Der folgende Bericht untersucht anhand von Befragungsdaten, welche Kompetenzen verschiedene Gruppen potentieller Benutzer Verbmobils für diese triadische Kommunikation und insbesondere für die Interaktion mit Verbmobil mitbringen