On the development of specifications for process control software

Gegenstand dieser Arbeit ist ein System zur Entwicklung von Prozeßrechner- Software, das den Übergang von einer informalen Aufgabenstellung auf eine formale Spezifikation und die damit verbundene Strukturierung der Programme unterstützen und so einen Beitrag zur Zuverlässigkeit der Software leisten soll. Nach einigen Vorüberlegungen (2) werden die Konzepte entwickelt für das Begriffssystem, das den Kern bildet (3 .1), für die Spezifikationssprache (3.2), für das Werkzeug zur Verarbeitung, Speicherung und Auswertung der Spezifikation (3.3) und für das Verfahren, nach dem das System angewendet werden kann (3.4). Die Präzisierung der Sprache und die Implementierung des Werkzeugs werden beschrieben (4). Für den Übergang von der Spezifikation zum Programm wird ein Ansatz dargelegt (5). Es folgt ein größeres Beispiel (6). Die vollständige Grammatik (7), Literaturverzeichnis (8) und eine Liste der Abkürzungen (9) stehen am Schluß.This is a report on a system far the development of process-control software. The system supports the transition from an informal description of a problem to a formal specification. That includes the structuring process, which has a strong influence on software reliability. Based on some preliminary discussion (2), a basic set of constructs is defined (3.1). The specification language (3.2) and a tool to process, store, and evaluate specifications (3 . 3) are described , and it is shown how to use the system (3.4). The language definition and the implementation of the tool are presented (4). For the transition from specification to actual code, a technique is outlined (5) . Finally, an example is gi ven (6). The complete syntax (7), the references (8) and a list of abbreviations (9) follow

Planung kooperativer Fahrmanöver für kognitive Automobile

Fahrerassistenzsysteme eröffnen die Möglichkeit für automatische Eingriffe in Gefahrensituationen und bieten dadurch ein Potenzial zur Unfallvermeidung und zur Minimierung der Unfallschwere im Straßenverkehr. Die Handlungen mehrerer kognitiver Fahrzeuge können über Funkkommunikation miteinander koordiniert werden. Diese Dissertation untersucht potenziell echtzeitfähige Bewegungsplanungsalgorithmen zur Planung von Fahrmanövern, die von mehreren Fahrzeugen kooperativ ausgeführt werden können

Untersuchungen zur Anomalieerkennung in automotive Steuergeräten durch verteilte Observer mit Fokus auf die Plausibilisierung von Kommunikationssignalen

Die zwei herausragenden automobilen Trends Konnektivität und hochautomatisiertes Fahren bieten viele Chancen, aber vor allem in ihrer Kombination auch Gefahren. Einerseits wird das Fahrzeug immer mehr mit seiner Außenwelt vernetzt, wodurch die Angriffsfläche für unautorisierten Zugriff deutlich steigt. Andererseits erhalten Steuergeräte die Kontrolle über sicherheitsrelevante Funktionen. Um das Risiko und die potentiellen Folgen eines erfolgreichen Angriffs möglichst gering zu halten, sollte eine Absicherung auf mehreren Ebenen erfolgen. Der Fokus dieser Arbeit liegt auf der innersten Absicherungsebene und dabei speziell auf der Überwachung von Fahrezug-interner Kommunikation. Hierfür empfehlen Wissenschaft und Industrie unter anderem den Einsatz von Intrusion Detection/Intrusion Prevention Systemen. Das erarbeitete Konzept greift diesen Vorschlag auf und berücksichtigt bei der Detaillierung die Steuergeräte-spezifischen Randbedingungen, wie beispielsweise die vergleichsweise statische Fahrzeugvernetzung und die limitierten Ressourcen. Dadurch entsteht ein hybrider Ansatz, bestehend aus klassischen Überwachungsregeln und selbstlernenden Algorithmen. Dieser ist nicht nur für die Fahrzeug-interne Kommunikation geeignet, sondern gleichermaßen für den Steuergeräte-internen Informationsaustausch, die Interaktion zwischen Applikations- und Basissoftware sowie die Überwachung von Laufzeit- und Speichereigenschaften. Das übergeordnete Ziel ist eine ganzheitliche Steuergeräte-Überwachung und damit eine verbesserte Absicherung im Sinne der Security. Abweichungen vom Sollverhalten - sogenannte Anomalien - werden jedoch unabhängig von deren Ursache erkannt, sei es ein mutwilliger Angriff oder eine Fehlfunktion. Daher kann dieser Ansatz auch zur Verbesserung der Safety beitragen, speziell wenn Applikationen und Algorithmen abzusichern sind, die sich während des Lebenszyklus eines Fahrzeugs verändern oder weiterentwickeln. Im zweiten Teil der Arbeit steht die Plausibilisierung von einzelnen Kommunikationssignalen im Vordergrund. Da deren möglicher Verlauf nicht formal beschrieben ist, kommen hierfür selbstlernende Verfahren zum Einsatz. Neben der Analyse und der Auswahl von grundsätzlich geeigneten Algorithmen ist die Leistungsbewertung eine zentrale Herausforderung. Die zu erkennenden Anomalien sind vielfältig und in der Regel sind nur Referenzdaten des Normalverhaltens in ausreichender Menge vorhanden. Aus diesem Grund werden unterschiedliche Anomalie-Typen definiert, welche die Anomaliesynthese in Normaldaten strukturieren und somit eine Evaluierung anhand der Erkennungsrate erlauben. Die Evaluierungsergebnisse zeigen, dass eine Signalplausibilisierung mittels künstlichen neuronalen Netzen (Autoencoder) vielversprechend ist. Zum Abschluss betrachtet die vorliegende Arbeit daher die Herausforderungen bei deren Realisierung auf automotive Steuergeräten und liefert entsprechende Kennzahlen für die benötigte Laufzeit und den Speicherverbrauch

Fehlercharakterisierung zuverlässiger Schaltungen im Selbsttest

Hochintegrierte Schaltungen können immer kleiner, höher getaktet und energieeffizienter hergestellt werden, allerdings können bedingt durch diese technologischen Trends auch vermehrt Schwachstellen im System entstehen. Diese Schwachstellen führen oft während des Produktionstests nicht zu einem Fehlverhalten der Schaltung, während des Betriebs allerdings droht durch die steigende Anfälligkeit gegenüber intrinsischen und äußeren Störeinflüssen sowie Alterungseffekten ein vorzeitiger Ausfall der Schaltung. Solche Frühausfälle werden „Early-Life Fehler“ genannt und können mit einem Standard- Test ohne weitere Anpassungen nicht erkannt werden. Indikatoren für einen Frühausfall können intermittierende Fehler, aber auch kleine Verzögerungsfehler sein. In dieser Arbeit wird ein Selbsttest vorgestellt, der eine Fehlercharakterisierung zur Erkennung von Systemschwachstellen und Vermeidung von Frühausfällen, speziell solche, die sich als intermittierender Fehler oder kleiner Verzögerungsfehler auswirken, mit geringem Hardware- und Zeitaufwand mittels eines Standard-Tests ermöglicht. Hierzu wird im Selbsttest zunächst zwischen permanenten und nicht-permanenten Fehlern unterschieden und eine Klassifikation der nicht- permanenten Fehler mit Hilfe eines voran geschalteten Diagnoseverfahrens und Bayesschen Berechnungen durchgeführt. Hierdurch lässt sich die Produktqualität ohne zusätzliche Ausbeuteverluste erhöhen. Zusätzlich wird ein Test mit erhöhter Betriebsfrequenz vorgestellt, der im Selbsttest kleine Verzögerungsfehler erkennt.As a result of the fact, that todays integrated circuits have smaller features sizes, higher frequencies and are more energy efficient, weak spots can occur in the system. These weak spots can be undetected by the production test, but during system operation they can lead to hard failures, because of increasing susceptibility to intrinsic and external disturbances or aging effects. This early system breakdown is called „early-life failure“ and cannot be detected by a standard test without any adjustments. Indicators of early-life failures could be intermittent faults and also small delay defects. In this thesis a built-in self-test is presented, which characterizes faulty behavior to detect weak spots and avoid early-life failures, especially caused by intermittent faults or small delay defects, with low hardware and time overhead by using a standard test set. In a first step, the test procedure can distinguish between permanent and non-permanent faults. After that, a diagnosis process and Bayesian reasoning implement the classification of the non-permanent faults. With this procedure the product quality can be increased without additional yield loss. Furthermore a Faster-than-at-Speed-Test (FAST) will be introduced, which allows detecting SDDs in a built-in self-test environment without any changes in the ATPG flow.von Dipl.-Wirt.-Ing. Thomas Indlekofer ; Erster Gutachter: Prof. Dr. Sybille Hellebrand, Zweiter Gutachter: Prof. Dr. Ilia PolianTag der Verteidigung: 03.03.2016Fakultät für Elektrotechnik, Informatik und Mathematik der Universität Paderborn, Univ., Dissertation, 201

Die Zentralregierung und ihr Umgang mit der internen Migration in der Volksrepublik China

Die vorliegende Masterarbeit befasst sich mit der internen Migration in der VR China und dem Umgang der Zentralregierung mit dieser Bewegung. Um die sozioökonomische Dimension dieses Verhältnisses zu erfassen, wurden neben Analysemodellen zur Migration und ihrer Auswirkung auf die wirtschaftlichen Aktivitäten auch Konzepte der endogenen Wachstumsmodelle sowie die Neue Institutionenökonomik herangezogen. Die leitende Annahme hinter der vorliegenden Untersuchung betont die Bedeutung der Migrantenarbeiter für das Wirtschaftswachstum der VR China und somit widmet sich die Analyse dem Verhältnis zwischen der Zentralregierung und den Wanderarbeitern: Konkret gesprochen halten beide Akteursseiten durch Aktion und Reaktion (informelle und formelle Institutionen in der Wirtschaft) einen Interaktionskreislauf aufrecht, der mit Beginn der wirtschaftlichen Reformen von 1978/79 initiiert wurde. Die jüngsten Entwicklungen in diesem Prozess – gemessen an den durchgesetzten, formellen Institutionen seitens des Staats und den informellen Institutionen unter den Wanderarbeitern – machen deutlich, dass die Zentralregierung die Migrantenarbeiter zunehmend als wichtige Komponente für die fortgesetzte wirtschaftliche Entwicklung des Landes erkannt hat und diesen allmählich einen entsprechenden Freiraum wirtschaftlicher Selbstverwirklichung ermöglicht

SimMarket: Simulation des Abverkaufsverhaltens von Artikeln des Einzelhandels mit orobalbilistischen Agenten

Diese Arbeit ist in den Bereichen Business Intelligence, multiagentenbasierte Simulation und probabilistische Netzwerke angesiedelt. Das Ziel der Arbeit ist die Entwicklung eines Entscheidungsunterstützungssystems für das Sortimentsmanagement im Einzelhandel, um Optimierung von Preisen, Promotionen und der Sortimentszusammensetzung zu ermöglichen. Es wird gezeigt, wie man mit probabilistischen Agenten das Abverkaufsverhalten von Artikeln im Einzelhandel ex ante simulieren kann. Dazu wurde ein probabilistisches holonisches Multiagentensystem (PH-MAS) entwickelt, bei dem die Wissensbasen der Agenten mittels Data-Mining-Verfahren aus den Realdaten der Händler extrahiert werden. Die gewonnenen Abverkaufsmuster werden in so genannten Verhaltensnetzen kodiert, die eine Simulation der repräsentierten Artikel verwendet werden. Es wird gezeigt, wie der Kern der Verhaltensnetze durch erweiterte Bayes';sche Netze realisiert werden kann. So werden neuen Evidenzarten Soft- und Extrapolationsevidenz eingeführt und in das Simulationssystem integriert. Für die Modellierung und Simulation von globalen Abhängigkeiten zwischen Artikelagenten wird ein Verschmelzungsalgorithmus vorgestellt, der die probabilistischen Verhaltensnetze der Agenten in holonische Metanetze fusioniert. Des Weiteren wird eine mehrdimensionale Simulationssprache (MSL) für beliebige Verhaltensnetze und andere mehrdimensionale Wissensrepräsentationsformen vorgestellt. Schließlich wird eine selbst optimierende Simulationsroutine präsentiert, die beliebige zu simulierende Szenarien Abfolgen von Netzkonfigurationen konvertiert und damit effiziente Simulationen auf der Basis von Verhaltensnetzen ermöglicht. Die entwickelten Technologien wurden vollständig in Agenten des PH-MAS integriert und mit Hilfe des neu entwickelten verteilten Agentenframeworks MASg auf der Basis der .NET-Technologie realisiert. Es wird beschrieben, wie dieses generische Multiagentensystem sukzessiv zu einem umfangreichen Simulationssystem für die Prognose von Artikelabverkaufsverhalten ausgebaut wurde.This work is part of the areas Business Intelligence, multiagent-based simulation and probabilistic networks. The goal of this work is the development of a decision support system for category management in the retail domain for optimizing pricing, promotions and sales mix. I will show how to simulate ex ante the sales behaviour of products with probabilistic agents. The basis of the system is a new developed probabilistic holonic multi-agent system (PH-MAS), where the knowledge bases of the agents are extracted by data mining retailers'; real data. The patterns of sale will be encoded into so-called behaviour networks, which will be used for simulating the represented items. We will see how the core of the behaviour networks is realised with extended Bayesian networks. New kinds of evidences — soft and extrapolation evidences — are introduced and concretised. For modelling and simulating global dependencies between item agents a merging algorithm is presented for fusing the probabilistic behaviour networks of the agents into holonic meta networks. Additionally, I will present a concept of a multi-dimensional simulation language (MSL) for arbitrary behaviour networks and other multi-dimensional knowledge representation formalisms. Finally, a self-optimising simulation routine is presented, which converts arbitrary simulation scenarios into a sequence of network configurations for efficient simulation based on behaviour networks. All developed technologies of this work are integrated into the agents of the PH-MAS, which is realised by using the new developed distributed agent framework MASg and the .NET technology. I will show how this generic multi-agent system is successively expanded to a massive simulation system to forecast the sales behaviour of products