Kennzahlenbasierte Steuerung, Koordination und Aktionsplanung in Multiagentensystemen

To be of practical use, the implementation of flexible and modular agent-based cyber-physical systems (CPS) for real-world autonomous control applications in Industry 4.0 oftentimes requires the domain-specific software agents to adhere to the organization's overall qualitative and quantitative business goals, usually expressed in terms of numeric key performance indicators (KPI). In this thesis, a general software framework for multi-agent systems (MAS) and CPS is developed that facilitates the integration and configuration of KPI-related objectives into the agents' individual decision processes. It allows the user of an agent system to define new KPIs and associated multi-criteria goals and supports inter-agent coordination as well as detailed KPI-based action planning, all at runtime of the MAS. The domain-independent components of the proposed KPI framework are implemented as a Java programming library and evaluated in a simulated production planning and control scenario

Forum - Ausgabe 2004/2005

Informiert über die Forschungsaktivitäten an der Fachhochschule Konstanz im Jahr 2004/2005

Forum - Ausgabe 2003/2004

Informiert über die Forschungsaktivitäten an der Fachhochschule Konstanz im Jahr 2003/2004

Analytische Maschinen

In dieser Arbeit präsentieren wir einige Resultate über analytische Maschinen hinsichtlich des Berechenbarkeitsbegriffs über Q und R, der Lösungen von Differentialgleichungen und des Stabilitätsproblems dynamischer Systeme. Wir erläutern zuerst das Maschinenmodell, das eine Art von BLUM-SHUB-SMALE Maschine darstellt, erweitert um unendliche, konvergente Berechnungen. Danach vergleichen wir die Mächtigkeit dieses Berechnungsmodells über den Körpern Q und R und zeigen z.B., daß endliche Berechnungen mit reellen Zahlen durch unendliche, konvergente Berechnungen mit rationalen Zahlen simuliert werden können, wobei die Genauigkeit der Approximation während des Prozesses nicht bekannt ist. Analytische Berechnungen über R sind echt mächtiger als über Q. Unsere Aufmerksamkeit wendet sich dann gewöhnlichen Differentialgleichungen (DGl) zu, bei denen wir hinreichende Kriterien für die Berechenbarkeit von Lösungen innerhalb unseres Modells angeben. Schließlich untersuchen wir dynamische Systeme, die durch DGl beschrieben werden, und zeigen die Unentscheidbarkeit einer Klasse von Stabilitätsproblemen für dynamische Systeme.In this thesis we present some results about analytic machines regarding computability over Q and R, solutions of differential equations, and the stability problem of dynamical systems. We first explain the machine model, which is a kind of BLUM-SHUB-SMALE machine enhanced by infinite convergent computations. Next, we compare the computational power of such machines over the fields Q and R showing e.g. that finite computations with real numbers can be simulated by infinite converging computations on rational numbers, but the precision of the approximation is not known during the process. Analytic computations over R are strictly more powerful than over Q. Our attention is then shifted to ordinary differential equations (ODEs) where we establish sufficient criteria for the computability of their solutions within our model. We investigate dynamical systems described by ODEs and show the undecidability of a class of stability problems for dynamical systems

Nutzerfreundliche Modellierung mit hybriden Systemen zur symbolischen Simulation in CLP

Die Dissertation beinhaltet die Sprachen MODEL-HS und VYSMO zur modularen, deklarativen Beschreibung hybrider Systeme, die dem Nachweis zeit- und sicherheitskritischer Eigenschaften für die symbolische Simulation in CLP dienen. Zum Erlangen sprachtheoretischer Erkenntnisse wie Entscheidbarkeit wurden hybride Systeme neu unter formal nachweisbaren Akzeptanzbedingungen definiert, welche durch praktische Beispiele belegt sind. Weitere Ergebnisse sind eine neue Klassifikation hybrider Systeme, ein Werkzeug ROSSY, Anfragebeschreibungen und deren Transformation in temporal-logische Ausdrücke, Anfragemasken und Anwendungen für Studiensysteme und parallele Programme.The dissertation includes the languages MODEL-HS and VYSMO for modular, declarative description of hybrid systems that serve the proof of time- and safety-critical properties for symbolic simulation in CLP. For coming to language-theoretical conclusions like decidability hybrid systems are newly defined under acceptance conditions that can be formally proved and for which practical examples bear witness. A new classification of hybrid systems, a tool ROSSY, query descriptions and their transformation into temporal-logic expressions, query forms and applications for study systems and parallel programs are further results

Proceedings - 29. Workshop Computational Intelligence, Dortmund, 28. - 29. November 2019

Dieser Tagungsband enthält die Beiträge des 29. Workshops Computational Intelligence. Die Schwerpunkte sind Methoden, Anwendungen und Tools für Fuzzy-Systeme, Künstliche Neuronale Netze, Evolutionäre Algorithmen und Data-Mining-Verfahren sowie der Methodenvergleich anhand von industriellen und Benchmark-Problemen

Modellierung von Transportprozessen neutraler und ionisierter Spezies in mikro- und nanostrukturierenden Ätzprozessen

The presented work focuses on the distribution of neutral and electrically charged particles in plasma etch reactors under process conditions.A detailed knowledge of the particle transport within the microstructures is required. Up to now, only simulation models can shed light into these structures. Therefore the purpose of this work is the development of simulation models for an efficient and exact calculation of particle transport within microstructures.The first part of this work presents the physical properties, the creation of plasma species und their transport at very low pressure within etch reactors.Reactions of particles with surfaces that leads to etching of substrates or deposition of films, is analysed thereafter and practical application in etch reactors as well as typical processes are presented.For the virtual investigation of processes in the reactor, transport simulation methods for substances and energy as well as the current state of research in plasma and topography simulations are sketched. Advantages and drawbacks of different simulation techniques are analysed und special requirements of integrated plasma-topography simulations identified.The main part of this work is a completely new approach to model particle transport by analogy with the distribution of radiance in virtual scenes. A general transport model is developed which describes the distribution of species in microstructures.By specialisation of the general transport model, more detailed models for charged and neutral species are deduced thereafter. For efficient calculation of neutral species transport, the radiosity method is adopted from the field of computer graphics and a completely new iterative calculation scheme is developed for the calculation of ion fluxes.The third part discusses the implementation of models, their integration into a joined plasma-topography simulation software, and compares results of simulations with performed experiments. Verification and calibration of simulated models is argued by etch and deposition experiments done in different etch reactors.The work closes with a conclusion about the results and refers to future prospects and challenges of integrated plasma etch sDie vorliegende Arbeit befasst sich mit der Ausbreitung von elektrisch neutralen und geladenen Teilchenspezies in Plasmaätzreaktoren unter Prozessbedingungen.\\Bis heute sind nur Simulationen in der Lage, detaillierte Erkenntnisse über den Speziestransport in Mikrostrukturen zu erlangen. Deshalb ist das Ziel dieser Arbeit die Entwicklung von Simulationsmodellen, mit denen die Ausbreitung der Spezies im Innern von Mikrostrukturen effizient und genau berechnet werden kann.Im ersten Teil der Arbeit werden die physikalischen Eigenschaften, die Erzeugung des Plasmas und der Transport von Spezies bei sehr niedrigem Druck im Reaktor betrachtet.Zur virtuellen Untersuchung der Vorgänge im Reaktor werden Möglichkeiten der Simulation von Stoff- und Energieflüssen sowie der Stand der Technik auf dem Gebiet der Plasma- und Topografiesimulation umrissen. Die Vor- und Nachteile verschiedener Simulationstechniken werden analysiert und die besonderen Anforderungen an eine integrierte Plasma-Topografiesimulation diskutiert.Der Hauptteil der Arbeit ist ein vollkommen neuer Ansatz zur Modellierung der Ausbreitung von Spezies, der seine Analogie in der Ausbreitung von Strahlung in virtuellen Szenen hat. Darin wird ein allgemeines Transportmodell entwickelt, welches die Ausbreitung von Reaktanden in Mikrostrukturen und die zeitliche Evolution von Profilen beschreibt.Durch Spezialisierungen des Transportmodells werden im Anschluss detaillierte Modelle für geladene und ungeladene Reaktanten hergeleitet. Das aus der Computergrafik bekannte Radiosity-Verfahren wird für die effiziente Berechnung des Transports von neutralen Reaktanden adaptiert und eine gänzlich neue Iterationsmethode zur Berechnung von Ionenflüssen entwickelt.Der abschließende Teil befasst sich mit der Implementierung der Modelle in einer integrierten Plasma-Topografie-Simulation und vergleicht die Simulationsergebnisse mit den durchgeführten Experimenten. Die Verifikation und Kalibrierung von Simulationsmodellen wird mithilfe von Ätz- und Depositionsexperimenten an verschiedenen Reaktoren im Anschluss erläutert.Die Arbeit schließt mit einem Überblick der gewonnenen Erkenntnisse und verweist auf zukünftige Perspektiven und Herausforderungen für eine integrierte Plasmaätzsimulation