469 research outputs found

    A Method for Specifying Complex Real-Time Systems With Application to an Experimental Variable Stability Helicopter

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    Engineering systems increasingly contain a significant element of embedded software. The specification of such systems causes problems because of the diversity of the sub-systems which they contain. For example, in modem aerospace systems a combination of mechanical, electrical, hydraulic and digital sub-systems need to function together in a safety-critical manner. The need is for a uniform means of specification which spans the whole diversity of sub-systems and which serves both to verify and to validate the functional aspects of the total system

    Patterns of Learning Object Reuse in the Connexions Repository

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    Doctoral Dissertation abstract: Since the term learning object was first published, there has been either an explicit or implicit expectation of reuse. There has also been a lot of speculation about why learning objects are, or are not, reused. This study quantitatively examined the actual amount and type of learning object use, to include reuse, modification, and translation, within a single open educational resource repositoryâConnexions. The results indicate that about a quarter of used objects are subsequently reused, modified, or translated. While these results are repository specific, they represent an important first step in providing an empirical evaluation of the frequency and some reasons for reuse, as well as establishing metrics and terminology for future studies

    Combined mechanistic modeling and machine-learning approaches in systems biology - A systematic literature review

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    Background and objective: Mechanistic-based Model simulations (MM) are an effective approach commonly employed, for research and learning purposes, to better investigate and understand the inherent behavior of biological systems. Recent advancements in modern technologies and the large availability of omics data allowed the application of Machine Learning (ML) techniques to different research fields, including systems biology. However, the availability of information regarding the analyzed biological context, sufficient experimental data, as well as the degree of computational complexity, represent some of the issues that both MMs and ML techniques could present individually. For this reason, recently, several studies suggest overcoming or significantly reducing these drawbacks by combining the above-mentioned two methods. In the wake of the growing interest in this hybrid analysis approach, with the present review, we want to systematically investigate the studies available in the scientific literature in which both MMs and ML have been combined to explain biological processes at genomics, proteomics, and metabolomics levels, or the behavior of entire cellular populations. Methods: Elsevier Scopus®, Clarivate Web of Science™ and National Library of Medicine PubMed® databases were enquired using the queries reported in Table 1, resulting in 350 scientific articles. Results: Only 14 of the 350 documents returned by the comprehensive search conducted on the three major online databases met our search criteria, i.e. present a hybrid approach consisting of the synergistic combination of MMs and ML to treat a particular aspect of systems biology. Conclusions: Despite the recent interest in this methodology, from a careful analysis of the selected papers, it emerged how examples of integration between MMs and ML are already present in systems biology, highlighting the great potential of this hybrid approach to both at micro and macro biological scales

    Capabilities of Gossamer-1 derived small spacecraft solar sails carrying MASCOT-derived nanolanders for in-situ surveying of NEAs

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    Any effort which intends to physically interact with specific asteroids requires understanding at least of the composition and multi-scale structure of the surface layers, sometimes also of the interior. Therefore, it is necessary first to characterize each target object sufficiently by a precursor mission to design the mission which then interacts with the object. In small solar system body (SSSB) science missions, this trend towards landing and sample-return missions is most apparent. It also has led to much interest in MASCOT-like landing modules and instrument carriers. They integrate at the instrument level to their mothership and by their size are compatible even with small interplanetary missions. The DLR-ESTEC Gossamer Roadmap NEA Science Working Groups‘ studies identified Multiple NEA Rendezvous (MNR) as one of the space science missions only feasible with solar sail propulsion. Parallel studies of Solar Polar Orbiter (SPO) and Displaced L1 (DL1) space weather early warning missions studies outlined very lightweight sailcraft and the use of separable payload modules for operations close to Earth as well as the ability to access any inclination and a wide range of heliocentric distances. These and many other studies outline the unique capability of solar sails to provide access to all SSSB, at least within the orbit of Jupiter. Since the original MNR study, significant progress has been made to explore the performance envelope of near-term solar sails for multiple NEA rendezvous. However, although it is comparatively easy for solar sails to reach and rendezvous with objects in any inclination and in the complete range of semi-major axis and eccentricity relevant to NEOs and PHOs, it remains notoriously difficult for sailcraft to interact physically with a SSSB target object as e.g. the Hayabusa missions do. The German Aerospace Center, DLR, recently brought the Gossamer solar sail deployment technology to qualification status in the Gossamer-1 project. Development of closely related technologies is continued for very large deployable membrane-based photovoltaic arrays in the GoSolAr project. We expand the philosophy of the Gossamer solar sail concept of efficient multiple sub-spacecraft integration to also include landers for one-way in-situ investigations and sample-return missions. These are equally useful for planetary defence scenarios, SSSB science and NEO utilization. We outline the technological concept used to complete such missions and the synergetic integration and operation of sail and lander. We similarly extend the philosophy of MASCOT and use its characteristic features as well as the concept of Constraints-Driven Engineering for a wider range of operations

    Collaborative and adaptive supply chain planning

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    Dans le contexte industriel d'aujourd'hui, la compétitivité est fortement liée à la performance de la chaîne d'approvisionnement. En d'autres termes, il est essentiel que les unités d'affaires de la chaîne collaborent pour coordonner efficacement leurs activités de production, de façon a produire et livrer les produits à temps, à un coût raisonnable. Pour atteindre cet objectif, nous croyons qu'il est nécessaire que les entreprises adaptent leurs stratégies de planification, que nous appelons comportements, aux différentes situations auxquelles elles font face. En ayant une connaissance de l'impact de leurs comportements de planification sur la performance de la chaîne d'approvisionnement, les entreprises peuvent alors adapter leur comportement plutôt que d'utiliser toujours le même. Cette thèse de doctorat porte sur l'adaptation des comportements de planification des membres d'une même chaîne d'approvisionnement. Chaque membre pouvant choisir un comportement différent et toutes les combinaisons de ces comportements ayant potentiellement un impact sur la performance globale, il est difficile de connaître à l'avance l'ensemble des comportements à adopter pour améliorer cette performance. Il devient alors intéressant de simuler les différentes combinaisons de comportements dans différentes situations et d'évaluer les performances de chacun. Pour permettre l'utilisation de plusieurs comportements dans différentes situations, en utilisant la technologie à base d'agents, nous avons conçu un modèle d'agent à comportements multiples qui a la capacité d'adapter son comportement de planification selon la situation. Les agents planificateurs ont alors la possibilité de se coordonner de façon collaborative pour améliorer leur performance collective. En modélisant les unités d'affaires par des agents, nous avons simulé avec la plateforme de planification à base d'agents de FORAC des agents utilisant différents comportements de planification dits de réaction et de négociation. Cette plateforme, développée par le consortium de recherche FORAC de l'Université Laval, permet de simuler des décisions de planification et de planifier les opérations de la chaîne d'approvisionnement. Ces comportements de planification sont des métaheurisciques organisationnelles qui permettent aux agents de générer des plans de production différents. La simulation est basée sur un cas illustrant la chaîne d'approvisionnement de l'industrie du bois d'œuvre. Les résultats obtenus par l'utilisation de multiples comportements de réaction et de négociation montrent que les systèmes de planification avancée peuvent tirer avantage de disposer de plusieurs comportements de planification, en raIson du contexte dynamique des chaînes d'approvisionnement. La pertinence des résultats de cette thèse dépend de la prémisse que les entreprises qui adapteront leurs comportements de planification aux autres et à leur environnement auront un avantage concurrentiel important sur leurs adversaires

    A Survey on Compiler Autotuning using Machine Learning

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    Since the mid-1990s, researchers have been trying to use machine-learning based approaches to solve a number of different compiler optimization problems. These techniques primarily enhance the quality of the obtained results and, more importantly, make it feasible to tackle two main compiler optimization problems: optimization selection (choosing which optimizations to apply) and phase-ordering (choosing the order of applying optimizations). The compiler optimization space continues to grow due to the advancement of applications, increasing number of compiler optimizations, and new target architectures. Generic optimization passes in compilers cannot fully leverage newly introduced optimizations and, therefore, cannot keep up with the pace of increasing options. This survey summarizes and classifies the recent advances in using machine learning for the compiler optimization field, particularly on the two major problems of (1) selecting the best optimizations and (2) the phase-ordering of optimizations. The survey highlights the approaches taken so far, the obtained results, the fine-grain classification among different approaches and finally, the influential papers of the field.Comment: version 5.0 (updated on September 2018)- Preprint Version For our Accepted Journal @ ACM CSUR 2018 (42 pages) - This survey will be updated quarterly here (Send me your new published papers to be added in the subsequent version) History: Received November 2016; Revised August 2017; Revised February 2018; Accepted March 2018

    Metodología dirigida por modelos para las pruebas de un sistema distribuido multiagente de fabricación

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    Las presiones del mercado han empujado a las empresas de fabricación a reducir costes a la vez que mejoran sus productos, especializándose en las actividades sobre las que pueden añadir valor y colaborando con especialistas de las otras áreas para el resto. Estos sistemas distribuidos de fabricación conllevan nuevos retos, dado que es difícil integrar los distintos sistemas de información y organizarlos de forma coherente. Esto ha llevado a los investigadores a proponer una variedad de abstracciones, arquitecturas y especificaciones que tratan de atacar esta complejidad. Entre ellas, los sistemas de fabricación holónicos han recibido una atención especial: ven las empresas como redes de holones, entidades que a la vez están formados y forman parte de varios otros holones. Hasta ahora, los holones se han implementado para control de fabricación como agentes inteligentes autoconscientes, pero su curva de aprendizaje y las dificultades a la hora de integrarlos con sistemas tradicionales han dificultado su adopción en la industria. Por otro lado, su comportamiento emergente puede que no sea deseable si se necesita que las tareas cumplan ciertas garantías, como ocurren en las relaciones de negocio a negocio o de negocio a cliente y en las operaciones de alto nivel de gestión de planta. Esta tesis propone una visión más flexible del concepto de holón, permitiendo que se sitúe en un espectro más amplio de niveles de inteligencia, y defiende que sea mejor implementar los holones de negocio como servicios, componentes software que pueden ser reutilizados a través de tecnologías estándar desde cualquier parte de la organización. Estos servicios suelen organizarse como catálogos coherentes, conocidos como Arquitecturas Orientadas a Servicios (‘Service Oriented Architectures’ o SOA). Una iniciativa SOA exitosa puede reportar importantes beneficios, pero no es una tarea trivial. Por este motivo, se han propuesto muchas metodologías SOA en la literatura, pero ninguna de ellas cubre explícitamente la necesidad de probar los servicios. Considerando que la meta de las SOA es incrementar la reutilización del software en la organización, es una carencia importante: tener servicios de alta calidad es crucial para una SOA exitosa. Por este motivo, el objetivo principal de la presente Tesis es definir una metodología extendida que ayude a los usuarios a probar los servicios que implementan a sus holones de negocio. Tras considerar las opciones disponibles, se tomó la metodología dirigida por modelos SODM como punto de partida y se reescribió en su mayor parte con el framework Epsilon de código abierto, permitiendo a los usuarios que modelen su conocimiento parcial sobre el rendimiento esperado de los servicios. Este conocimiento parcial es aprovechado por varios nuevos algoritmos de inferencia de requisitos de rendimiento, que extraen los requisitos específicos de cada servicio. Aunque el algoritmo de inferencia de peticiones por segundo es sencillo, el algoritmo de inferencia de tiempos límite pasó por numerosas revisiones hasta obtener el nivel deseado de funcionalidad y rendimiento. Tras una primera formulación basada en programación lineal, se reemplazó con un algoritmo sencillo ad-hoc que recorría el grafo y después con un algoritmo incremental mucho más rápido y avanzado. El algoritmo incremental produce resultados equivalentes y tarda mucho menos, incluso con modelos grandes. Para sacar más partidos de los modelos, esta Tesis también propone un enfoque general para generar artefactos de prueba para múltiples tecnologías a partir de los modelos anotados por los algoritmos. Para evaluar la viabilidad de este enfoque, se implementó para dos posibles usos: reutilizar pruebas unitarias escritas en Java como pruebas de rendimiento, y generar proyectos completos de prueba de rendimiento usando el framework The Grinder para cualquier Servicio Web que esté descrito usando el estándar Web Services Description Language. La metodología completa es finalmente aplicada con éxito a un caso de estudio basado en un área de fabricación de losas cerámicas rectificadas de un grupo de empresas español. En este caso de estudio se parte de una descripción de alto nivel del negocio y se termina con la implementación de parte de uno de los holones y la generación de pruebas de rendimiento para uno de sus Servicios Web. Con su soporte para tanto diseñar como implementar pruebas de rendimiento de los servicios, se puede concluir que SODM+T ayuda a que los usuarios tengan una mayor confianza en sus implementaciones de los holones de negocio observados en sus empresas

    Proceedings of the third International Workshop of the IFIP WG5.7

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    Contents of the papers presented at the international workshop deal with the wide variety of new and computer-based techniques for production planning and control that has become available to the scientific and industrial world in the past few years: formal modeling techniques, artificial neural networks, autonomous agent theory, genetic algorithms, chaos theory, fuzzy logic, simulated annealing, tabu search, simulation and so on. The approach, while being scientifically rigorous, is focused on the applicability to industrial environment
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