Inter-organizational Interoperability through integration of Multiagent, Web Service, and Semantic Web Technologies

This paper presents a software architecture for inter-organizational multiagent systems. The architecture integrates Web service technology into multiagent systems to overcome the technical interoperability problem of current multiagent systems in the fast growing service-oriented environments. We integrate Semantic Web technology to make multiagent systems semantically interoperable. We address the problem of interoperability regarding interfaces, messaging protocols, data exchanged, and security whilst considering a dynamic e-business environment. The proposed architecture enables service virtualization, secure service access across organizational boundaries, service-to-agent communication, and OWL reasoning within agents

Industrial agents in the era of service-oriented architectures and cloudbased industrial infrastructures

The umbrella paradigm underpinning novel collaborative industrial systems is to consider the set of intelligent system units as a conglomerate of distributed, autonomous, intelligent, proactive, fault-tolerant, and reusable units, which operate as a set of cooperating entities (Colombo and Karnouskos, 2009). These entities are forming an evolvable infrastructure, entering and/or going out (plug-in/plugout) in an asynchronous manner. Moreover, these entities, having each of them their own functionalities, data, and associated information are now connected and able to interact. They are capable of working in a proactive manner, initiating collaborative actions and dynamically interacting with each other in order to achieve both local and global objectives.info:eu-repo/semantics/publishedVersio

Skill-based reconfiguration of industrial mobile robots

Caused by a rising mass customisation and the high variety of equipment versions, the exibility of manufacturing systems in car productions has to be increased. In addition to a exible handling of production load changes or hardware breakdowns that are established research areas in literature, this thesis presents a skill-based recon guration mechanism for industrial mobile robots to enhance functional recon gurability. The proposed holonic multi-agent system is able to react to functional process changes while missing functionalities are created by self-organisation. Applied to a mobile commissioning system that is provided by AUDI AG, the suggested mechanism is validated in a real-world environment including the on-line veri cation of the recon gured robot functionality in a Validity Check. The present thesis includes an original contribution in three aspects: First, a recon - guration mechanism is presented that reacts in a self-organised way to functional process changes. The application layer of a hardware system converts a semantic description into functional requirements for a new robot skill. The result of this mechanism is the on-line integration of a new functionality into the running process. Second, the proposed system allows maintaining the productivity of the running process and exibly changing the robot hardware through provision of a hardware-abstraction layer. An encapsulated Recon guration Holon dynamically includes the actual con guration each time a recon guration is started. This allows reacting to changed environment settings. As the resulting agent that contains the new functionality, is identical in shape and behaviour to the existing skills, its integration into the running process is conducted without a considerable loss of productivity. Third, the suggested mechanism is composed of a novel agent design that allows implementing self-organisation during the encapsulated recon guration and dependability for standard process executions. The selective assignment of behaviour-based and cognitive agents is the basis for the exibility and e ectiveness of the proposed recon guration mechanism

A platform-independent domain-specific modeling language for multiagent systems

Associated with the increasing acceptance of agent-based computing as a novel software engineering paradigm, recently a lot of research addresses the development of suitable techniques to support the agent-oriented software development. The state-of-the-art in agent-based software development is to (i) design the agent systems basing on an agent-based methodology and (ii) take the resulting design artifact as a base to manually implement the agent system using existing agent-oriented programming languages or general purpose languages like Java. Apart from failures made when manually transform an abstract specification into a concrete implementation, the gap between design and implementation may also result in the divergence of design and implementation. The framework discussed in this dissertation presents a platform-independent domain-specific modeling language for MASs called Dsml4MAS that allows modeling agent systems in a platform-independent and graphical manner. Apart from the abstract design, Dsml4MAS also allows to automatically (i) check the generated design artifacts against a formal semantic specification to guarantee the well-formedness of the design and (ii) translate the abstract specification into a concrete implementation. Taking both together, Dsml4MAS ensures that for any well-formed design, an associated implementation will be generated closing the gap between design and code.Aufgrund wachsender Akzeptanz von Agentensystemen zur Behandlung komplexer Problemstellungen wird der Schwerpunkt auf dem Gebiet der agentenorientierten Softwareentwicklung vor allem auf die Erforschung von geeignetem Entwicklungswerkzeugen gesetzt. Stand der Forschung ist es dabei das Agentendesign mittels einer Agentenmethodologie zu spezifizieren und die resultierenden Artefakte als Grundlage zur manuellen Programmierung zu verwenden. Fehler, die bei dieser manuellen Überführung entstehen, machen insbesondere das abstrakte Design weniger nützlich in Hinsicht auf die Nachhaltigkeit der entwickelten Softwareapplikation. Das in dieser Dissertation diskutierte Rahmenwerk erörtert eine plattformunabhängige domänenspezifische Modellierungssprache für Multiagentensysteme namens Dsml4MAS. Dsml4MAS erlaubt es Agentensysteme auf eine plattformunabhängige und graphische Art und Weise darzustellen. Die Modellierungssprache umfasst (i) eine abstrakte Syntax, die das Vokabular der Sprache definiert, (ii) eine konkrete Syntax, die die graphische Darstellung spezifiziert sowie (iii) eine formale Semantik, die dem Vokabular eine präzise Bedeutung gibt. Dsml4MAS ist Bestandteil einer (semi-automatischen) Methodologie, die es (i) erlaubt die abstrakte Spezifikation schrittweise bis hin zur konkreten Implementierung zu konkretisieren und (ii) die Interoperabilität zu alternativen Softwareparadigmen wie z.B. Dienstorientierte Architekturen zu gewährleisten

Konzeption und Realisierung eines Multiagentensystems zur Unterstützung von Entscheidungsträgern bei der Bewältigung von Erdbebenkatastrophen

Weltweit stellen Großschadensereignisse aufgrund von Naturkatastrophen Gesellschaften vor schwer zu bewältigende Probleme. Selbst in Industrienation, die landesweit über ausreichende Ressourcen verfügen, ist das Krisenmanagement in einer betroffenen Region oft eine Herausforderung, wie der Hurrikan Katrina 2005 in den USA oder das Oderhochwasser 1997 in Deutschland zeigten. Bei Erdbebenkatastrophen ist ein zeitnahes Krisenmanagement entscheidend für eine Minimierung der Schäden. Die Orte, die potenziell gefährdet sind, lassen sich meist gut eingrenzen. Es gibt allerdings aktuell keine Möglichkeit, Starkbeben mit einem entsprechenden Schadensumfang frühzeitig vorauszusehen. Die Optimierung der Koordination von Einsatzkräften hat das Potenzial, die Bewältigung solcher Großschadensereignisse deutlich zu verbessern. Aufbauend auf den Ergebnissen vorangegangener Forschung zum Management von Erdbebenkatastrophen am Institut für Technologie und Management im Baubetrieb wurde in der vorliegenden Arbeit ein Entscheidungsunterstützungssystem für die Mitarbeiter einer Einsatzleitstelle geschaffen. In einem theoretischen Teil werden mögliche Hilfestellungen untersucht und bewertet, deren praktischer Nutzen durch die Umsetzung in einem Programm, dem Disaster Management Tool (DMT), evaluiert wird. Ein Modell des Entscheidungsprozesses von Personen aus dem Zivilschutz dient als Anhaltspunkt für mögliche Hilfestellungen sowie deren Präsentation in der Benutzungsoberfläche des Systems. Die Entscheidungshilfen basieren auf der Auswertung einer Faktenbasis durch Algorithmen und Regeln, die in einer Wissensbasis abgelegt sind. Die Regeln beruhen auf Literaturrecherchen, aber insbesondere auf dem Expertenwissen von Zivilschutzmitarbeitern, welches in Befragungen erhoben wurde. Die im System genutzte Fakten- und Wissensbasis zeichnet sich vor allem durch ihre Fähigkeit zur Verarbeitung unscharfer Informationen aus. Die Implementierung der theoretischen Modelle zur Entscheidungsunterstützung im DMT basiert auf dem Konzept eines Multiagentensystems. Das System dient, aufgrund seiner auf Standards basierenden Plattform und der Nutzung offener Datenformate, auch als Machbarkeitsstudie für das Design einer flexiblen und interoperablen Systemarchitektur. Die gewonnenen Erkenntnisse beschränken sich dabei nicht auf das Katastrophenmanagement nach Starkbeben, sondern lassen sich auch auf Schadensereignisse aufgrund anderer Ursachen übertragen

Demonstration of WS2JADE

Integrating Agents and Web services has recently attracted considerable attention from people in both the agent and Web services communities. The future of intelligent agents with autonomous capabilities, which manage and access the widespread Web services infrastructure, is promising. Our demonstration shows how WS2JADE, a toolkit developed at the Centre of Intelligent Agent and Multi-Agent Systems, achieves first steps in this direction. The demonstration describes how Web services can be accessed and used by Jade Agents and how other Agents can take this advantage to build value-added services within e-composition