Business Rules: Die Wissensverarbeitung erreicht die Betriebswirtschaft ; Einsatzmöglichkeiten und Marktübersicht

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Konzeption zur Evaluierung, Ausschreibung, Investitionsentscheidung und Einführung komplexer Softwaresysteme am Beispiel eines Klinikinformationssystems

nicht vorhande

Wissensbasierte Überprüfung mikrotechnologischer Fertigungsabläufe

Die vorliegende Arbeit beschreibt ein wissensbasiertes System zur Konsistenzprüfung von mikrotechnischen Fertigungsabläufen. Die Inhalte führen von einer allgemeinen Betrachtung des Entwurfs in der Mikrotechnik und der noch benötigten Unterstützung im fertigungsgerechten Entwurf hin zur Vorstellung und Implementierung eines geeigneten Lösungskonzepts. Des Weiteren sind die Einbindung in eine bestehende Konstruktionsumgebung sowie die Verdeutlichung des Entwurfsvorgehens durch Beispiele Gegenstand der Ausarbeitung. Der Entwurfsprozess in der Mikrotechnik verlangt im Gegensatz zu den verwandten Domänen der Mikroelektronik und Mechatronik eine wesentlich stärkere Betonung der Fertigungsgerechtheit. Dies ist bedingt durch die Vielfalt einsetzbarer Fertigungsmethoden, die in der Regel nur sehr eingeschränkt zueinander kompatibel sind und zudem meist nur begrenzte Möglichkeiten zur Materialbearbeitung bieten. Aufgrund mangelnder Entwurfsunterstützung ist der Entwickler auf fundierte technologische Erfahrung angewiesen. Eine zeit- und kostenaufwändige iterative Optimierung des Bauteildesigns in Entwurf und Fertigung ist daher häufig die Regel. Entwurfswerkzeuge müssen diesen besonderen Anforderungen der Mikrotechnik gerecht werden. Bei den bisherigen Bemühungen, diesen Aspekt des Entwurfs mikrotechnischer Bauteile stärker zu berücksichtigen, lag der Schwerpunkt auf der Untersuchung der Herstellbarkeit konkreter Mikrostrukturen mit einzelnen Fertigungstechnologien. Hinsichtlich der technologischen Wechselwirkungen innerhalb der Fertigung wird in Analogie zur Mikroelektronik versucht, diese Probleme durch die Standardisierung von Fertigungsprozessen, kompatiblen Prozessfolgen und Komponenten zu umgehen. Die hierbei notwendige Festlegung auf bestimmte Technologien und deren Einstellungen führt jedoch zu einer Einschränkung der Lösungsmöglichkeiten. Der Entwurf domänenübergreifender Anwendungen, die z.B. elektromechanische, fluidische, optische oder andere Funktionselemente beinhalten, ist auf diese Weise bislang nicht möglich. Nur wenige Werkzeuge versuchen dagegen, eine Untersuchung der Wechselwirkungen von Technologien direkt in den Entwurf einzubeziehen, indem Inkonsistenzen in Fertigungsabläufen automatisiert erkannt werden. Die derzeit bestehende Unterstützung auf diesem Gebiet ist allerdings noch sehr elementar. Das in dieser Arbeit entwickelte Werkzeug RUMTOPF nutzt den aus dem Bereich der künstlichen Intelligenz stammenden Ansatz der regelbasierten Systeme, um diese Problemstellung des mikrotechnischen Entwurfs zu adressieren. Die Philosophie des Gesamtsystems liegt darin, seitens des Anwenders möglichst wenig technologisches Expertenwissen vorauszusetzen. Das zur Definition und Prüfung einer Fertigungsprozessfolge benötigte Wissen kann in im Netzwerk verfügbaren Wissensbasen bereitgestellt werden. Da die Strukturierung dieser Basen entscheidenden Einfluss auf die Flexibilität und Erweiterbarkeit des Gesamtsystems hat, wurden angepasste objektorientierte Datenmodelle zur Wissensrepräsentation von Technologien, Fertigungsabläufen und Kompatibilitätsbeziehungen entwickelt und implementiert. Den gleichen Stellenwert haben geeignete Anwenderschnittstellen, die zum einen zum Erwerb zusätzlichen Wissens und zur Information des Anwenders dienen, zum anderen die Nutzung dieses Wissens zur Konsistenzprüfung von Fertigungsabläufen ermöglichen. Dem Anwender wird daher u.a. eine graphische Oberfläche geboten, mit der Prozessfolgen einfach aus dem vorhandenen Technologiewissen konfigurierbar sind. Die schrittweisen Änderungen des zu fertigenden Mikrobauteils werden für jeden Fertigungsschritt in einer schematischen Darstellung visualisiert. Mit technologie-orientierten Regeln kann die definierte Prozessfolge auf mögliche Wechselwirkungen der eingesetzten Prozessierung geprüft werden. Hierzu wird die Diagnosekomponente des Werkzeugs genutzt, welche mit dem Anwender zur Meldung und Erklärung gefundener Mängel kommuniziert. Besonderes Augenmerk wurde auf die Möglichkeiten zur Formulierung von komplexen, möglichst allgemeingültigen Zusammenhängen gelegt, um die Inkompatibilitäten der Fertigung flexibel und kontextbezogen beschreiben zu können. Eine entsprechende Regelbeschreibungssprache wurde entwickelt. Für die Verwendung der erstellten und geprüften Prozessplänen in der Praxis wird die Möglichkeit zum Ausdruck gegeben. Ein generelles Defizit der Entwurfsunterstützung in der Mikrotechnik ist die mangelnde Integration der vorhandenen Werkzeuge. Sie stellen in sich Insellösungen dar, die lediglich einen konkreten Bereich des fertigungsgerechten Entwurfs abdecken können. Zusätzlich zur Prüfung der technologischen Wechselwirkungen ist die Fertigbarkeit der geometrischen Zielvorgaben durch den jeweiligen Fertigungsprozess zu untersuchen. In diesem Bereich ist bereits umfangreiche Entwurfsunterstützung vorhanden, sodass eine Integration der vorgestellten Anwendung mit technologiebezogenen Werkzeugen vollzogen werden kann. Das Vorgehen wurde am Beispiel des am Institut für Mikrotechnik entwickelten Ätzsimulationsprogramms SUZANA aufgezeigt. Abschließende Beispiele zur Herstellung einer planaren Mikrospule und eines 3D-Beschleunigungssensors zeigen die Möglichkeiten und eine generelle Vorgehensweise bei der Nutzung des Werkzeuges. In der Praxis wird ein paralleler Entwurf von Mikrobauteil und Fertigungsablauf angestrebt. Funktionale und somit geometrische Aspekte müssen bezüglich ihrer Herstellbarkeit mit einzelnen Technologien sowie im Rahmen der Gesamtfertigung untersucht werden. Dieses iterative Vorgehen, das bislang häufig erst in der Herstellung stattgefunden hat, kann somit in den eigentlichen Entwurfsprozess eingebunden und somit der fertigungsgerechte Entwurf in der Mikrotechnik umfassend unterstützt werden

Wissensbasierte Prozesskonfiguration im Bauwesen

Das Ziel der Prozesskonfiguration besteht darin, typische Bauprozesse wie Planungsprozesse, Ausführungsprozesse, Steuerungs- und Entscheidungsprozesse zu unterstützen. Infolgedessen bilden die Prozesse und der Einsatz von Prozessmodellen für verschiedene Aufgabenbereiche im Bauwesen die Grundlage für die computerunterstützte Bearbeitung von Bauvorhaben. Die Bauprozessmodelle werden meistens in einer semi-formalen Sprache dargestellt. Das erlaubt die weitere Formalisierung zum Zweck der intelligenten Konfiguration der Prozesse. Das bedeutet, dass die Prozesse auf Basis des formal beschriebenen Prozesswissens konfiguriert, zusammengestellt und instanziiert werden können. Solche Prozesse sind besonders aktuell im Bereich des Risikomanagements, das in den letzten Jahren im Bauwesen an Bedeutung gewonnen hat. Die Prozesse sollen bei der Suche nach einem alternativen Ablauf im Fall einer Prozessstörung ad-hoc konfiguriert und zur Verfügung gestellt werden. Dies kann semi-automatisch mit Einsatz wissensbasierter Methoden realisiert werden. Die Prozesse im Bauwesen bergen diverse spezielle Eigenschaften in sich, die die Problematik der typischen Konfigurationsvorgehensweise sichtbar werden lassen. Wesentliche Merkmale der Bauprozesse sind der durchgängige Informationsfluss und der hohe Kommunikationsbedarf zwischen allen Beteiligten im Bauprojekt. Das impliziert Anforderungen an eine effektive Interoperabilität innerhalb des Bauprojekts. In einem signifikant großen Projekt wie beispielsweise dem Flughafenbau, bei dem sich die Baustelle auf tausenden Hektar Fläche erstreckt und mehrere Dutzende Baufirmen involviert sind, die über unterschiedliche Software und Baudatenmodelle und Standards verfügen, ist die Koordination sowie ein effektiver Informationsaustausch und als Folge die Prozesskonfiguration gravierend erschwert. Dementsprechend spielt die Anwendung einer übergeordneten Struktur, die die Heterogenität der verteilten Umgebung einkapselt, eine bedeutende Rolle. Des Weiteren bringt ein ontologiebasierter Ansatz wesentliche Vorteile bei der Betrachtung der existierenden Problematik. Ontologie ist eine explizite, formale Spezifikation einer gemeinsamen Konzeptualisierung (Gruber 1993). Darunter kann eine konzeptuelle Formalisierung von Wissensbereichen und Begriffssystemen verstanden werden. Mittels Ontologie kann Wissen verteilt werden, was eine verbesserte Interoperabilität in komplexen Systemen mit vielen heterogenen Ressourcen, wie beispielsweise Bauwesensystemen, gewährleistet. Anwendungsbereiche der Ontologie sind Kommunikation und Repräsentation sowie Wiederverwendung von Wissen. Die Ontologie wird in der Regel in Form einer Taxonomie dargestellt. Solche Konstrukte ermöglichen es, Struktur in ein heterogenes Umfeld zu bringen. So kann eine allgemeine bereichsübergreifende Ontologie, eine Top-Level Ontology, eine übergeordnete Baustruktur gut abbilden. Potenziell ermöglicht eine Ontologie die Analyse des Domänenwissens auf semantischer Basis, wie Schlussfolgerung, Konsistenzprüfung und gezielte Suche. Die Flexibilität bei der Konfiguration wird durch die regelbasierte Anwendung unterstützt. Darüber hinaus können intelligente Lösungen durch Anwendung verschiedener Baustrategien, die den Prozessablauf optimieren, erzielt werden. Die Prozesse, Ontologien und Regeln können verschiedene Arten von Wissen abbilden und als Kombination eine effiziente, wissensbasierte Prozesskonfiguration ermöglichen. Der Schwerpunkt dieser Arbeit liegt auf dem Schließen der Prozesskonfigurationslücke, in dem eine Kombination aus Prozessen, Prozesskonfiguration, Ontologien und Regeln präsentiert wird. Dabei zählt zu den wichtigsten Beiträgen der Arbeit, Interoperabilität innerhalb des Bauprojekts voran zu bringen, eine unternehmensübergreifende, übergeordnete ontologische Struktur für die effektive Zusammenarbeit in den verteilten Bauumgebungen zu erarbeiten und eine intelligente Prozesskonfiguration und -rekonfiguration zu gewährleisten

Inzidenz und Risikofaktoren für hypotensive Episoden nach Anlage rückenmarksnaher Regionalanästhesien : Analysen mit einem Anästhesie-Informations-Management-System

Eine Hypotension zählt zu den häufigsten und wichtigsten Nebenwirkungen bei der Anlage einer rückenmarksnahen Anästhesie wie Spinalanästhesie (SpA) und kombinierter Spinal-Epiduralanästhesie (CSE). Mit Hilfe der im Anästhesie-Informations-Management-System (AIMS) dokumentierten Datensätze wurde ein Algorithmus zur automatischen Detektion dieser Komplikation entwickelt. Dieser wurde als Abfall des mittleren arteriellen Blutdrucks um mehr als 30 % innerhalb von maximal zehn Minuten (min) nach SpA-Punktion und therapeutischer Applikation zusätzlicher Infusionen oder Vasopressoren innerhalb von 20 min nach Beginn des Blutdruckabfalls definiert. Die Analyse von 3.315 Online-Datensätzen singulärer SpA, die von 1997 bis 2000 mit dem AIMS dokumentiert wurden, zeigte eine Inzidenz von 5,4 % für dieses als relevante Hypotension bezeichnete Ereignis. Bei der Anlage einer SpA im Rahmen einer CSE lag diese Inzidenz bei 10,9 %, wie wir in einer zweiten Studie an 1.023 Patienten belegen konnten. In dieser Vergleichsstudie wurden zudem 1.596 singuläre SpA mit einer Inzidenz der relevanten Hypotension von 5 % detektiert. Um unabhängige Prädiktoren für den Auftritt einer relevanten Hypotension zu erkennen, wurden mehr als 20 patientenspezifische, operative und anästhesiologische Variablen in Hinblick auf dieses Ereignis zunächst univariat und folgend multivariat, mit Hilfe der schrittweise vorwärtsgerichteten Regression, getestet. Die Diskrimination der erstellten Modelle wurde mit einer Receiver-Operating-Characteristic Kurve (ROC) überprüft. Die Hosmer-Lemeshow goodness-of- fit-Statistik zeigte in beiden erstellten Modellen jeweils eine gute Kalibration. Als unabhängige Risikoprädiktoren erwiesen sich für die singuläre SpA als patientenspezifische Variablen der chronische Alkoholkonsum (Odds Ratio (OR) = 3,05), eine vorbekannte Hypertonie (OR = 2,21), ein erhöhter Body-Mass- Index (OR = 1,08) und als anästhesiologische Variable die Höhe des sensorischen Blocks >= Th6 (OR = 2,32) und die Dringlichkeit des Eingriffs (OR = 2,84). Die vorbekannte Hypertonie (OR = 1,83) und eine Th6 übersteigende sensorische Blockade konnten auch in der multivariaten Analyse der CSE-Daten als unabhängige Prädiktoren für das Ereignis einer relevanten Hypotension ermittelt werden. Die aufgefundenen Risikoprädiktoren sollten in der klinischen Routine zu einer erhöhten Vigilanz beitragen, um das erhöhte Hypotonierisiko rechtzeitig erkennen und einschätzen zu können und frühzeitig Behandlungsalgorithmen zu entwickeln und auch anwenden zu können.Hypotension is one of the most frequent side effects of spinal anesthesia (SpA) or combined spinal-epidural anesthesia (CSE). By using the data sets collected with an anesthesia information management system (AIMS), an algorithm for automatic detection of this complication after induction has been developed. Relevant hypotension was defined as a decrease of mean arterial blood pressure (MAP) of more than 30 % within a maximum of ten minutes and a therapeutic intervention by the attending anesthesiologist defined as an administration of an additional bolus of crystalloid or colloid fluids or the administration of a vasoconstrictor within 20 minutes after onset of decrease in MAP. Data sets from 3,315 patients receiving singular SpA were analysed and the predefined criteria - relevant hypotension - occured in 166 (5.4 %) cases. Analysing data of 1,023 patients having received CSE, confirmed this incidence at 10.9 %. In this study, relevant hypotension was observed in 5 % of 1,596 singular SpA patients. In order to find independent predictors with regard to relevant hypotension, more than 20 patient-related, operative and anesthesia-related variables, first through univariate and later through multivariate analysis, were tested by using a forward stepwise regression algorithm. The discriminative power of the resulting model was tested with a receiver operating characteristic curve (ROC). The Hosmer-Lemeshow goodness-of-fit test showed a good calibration of the customized models. Independent factors with a significant association to SpA as patient-related variables are chronic alcohol consumption (odds ratio (OR) = 3.05), preoperative history of hypertension (OR = 2.21), an increased Body Mass Index (OR = 1.08) and as anesthesia-related variables a sensory block height >= Th6 (OR = 2.32) and the urgency of surgery (OR = 2.84). A preoperative history of hypertension (OR = 1.83) and higher sensory block levels (>= Th6) have also been detected by the multivariate analysis of the CSE-data as independent factors for relevant hypotension. The knowledge of these risk factors should be useful in clinical routine in increasing vigilance in those patients showing highest risk for hypotension, to prematurely recognize and assess an increased risk of hypotension and in prematurely developing and use therapeutic intervention

RESH. Rechnernetze als Supercomputer und Hochleistungsdatenbanken. Zwischenbericht Oktober 1998

Dieser Zwischenbericht stellt die Ergebnisse der Forschergruppe RESH im Zusammenhang dar, die in den ersten neun Monaten der Projektlaufzeit erarbeitet wurden. Dargestellt werden die Ergebnisse der einzelnen Teilprojekte sowie Ausblicke auf geplante weitere Arbeitseinheiten. Am 6. Oktober 1998 wurden diese Zwischenergebnisse in Kurzvorträgen vorgestellt, um die Aktivitäten der einzelnen Teilprojekte besser auf einander abzustimmen. Ebenfalls im Bericht enthalten sind die Poster, mit denen die Forschergruppe RESH anläßlich des Tags der Informatik am 6. November 1998 ihre Arbeit der interessierten Öffentlichkeit vorstellte

Smart Data Innovation Challenges: Abschlussbericht zum Projekt SDI- C Förderkennzeichen: 01IS19030A-G

Das Projekt „Smart Data Innovation Challenges“ wurde vom 01.08.2019 bis zum 31.12.2022 vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert (Förderkennkennzeichen 01IS19030A-G). Das Projekt wurde in Kontext des Smart Data Innovation Labs (SDIL, www.sdil.de ) durchgeführt

Support of material and product selection in architecture by plausibility of decision

Architektur wird vorwiegend über die den Raum begrenzenden Oberflächen wahrgenommen. Das Oberflächenmaterial kann daher mit seinen sinnlichen Eigenschaften die Entwurfsintention unterstützen, zugleich muss es aber auch zahlreiche technische, ökonomische und ökologische Anforderungen erfüllen. Materialwahl in der Architektur bedeutet somit das Abwägen einer Vielzahl von Parametern, die sich sowohl inhaltlich als auch hinsichtlich ihrer Relevanz stark unterscheiden. Die Entscheidung für ein Material kann dabei durch verschiedene analoge und digitale Ansätze unterstützt werden. Die vorhandenen Systeme sind jedoch allesamt begrenzt: in den von ihnen berücksichtigten Aspekten, den möglichen Suchwegen oder ihren Inhalten. Keines der in dieser Arbeit untersuchten Systeme berücksichtigt zudem die unterschiedliche Wichtigkeit oder gegenseitige Abhängigkeiten und Unschärfen der in die Materialwahl einfließenden Kriterien. Die vorliegende Arbeit formuliert daher eine Gesamtstrategie zur besseren Unterstützung der Entscheidung für ein Oberflächenmaterial. Im Wesentlichen wird dabei eine Methode vorgestellt, wie die inhaltlich höchst unterschiedlichen Kriterien, welche Einfluss auf die Materialwahl ausüben, mit ihrer jeweiligen Relevanz gegeneinander in Ansatz gebracht werden können, um eine umfassende Bewertung der Materialalternativen zu ermöglichen. In einem zweiten Schritt wird mit Multidimensional Scaling eine Technik der Informationsvisualisierung benutzt, die eine zusätzliche Unterstützung durch weitere Analysemöglichkeiten und andere Suchwege eröffnet. Das vorgeschlagene Verfahren ist in einem Software-Prototyp umgesetzt. Die Arbeit leistet damit einen Beitrag, die Auswahl eines geeigneten Materials in der Architektur zu erleichtern, diese Entscheidung plausibel begründen zu können und den Weg der Entscheidungsfindung nachvollziehbar werden zu lassen.Architecture is mainly perceived via surfaces. The surface material can support the design intention with his sensuous properties but at the same time it has to fulfill numerous technical, economic and environmental requirements. The choice of material in architecture means balancing a variety of parameters, which differ both in substance and in terms of their relevance. The decision for a material can be supported by various analog and digital techniques. But all existing systems are limited in their consideration aspects, in the available ways of search or in its contents. None of these systems respect the different importance or the dependencies and blurs of material influencing criteria. The presented work formulates an overall strategy to improve the decision for a surface material. In essence, a method is presented, how the different criteria which influence the choice can be brought to a comprehensive assessment even with their relevance in order to judge the material alternatives. In a second step, multidimensional scaling as a technique in information visualization is used to require additional support by further analysis options and other ways of search. The proposed procedure is implemented in a software prototype. The work makes a contribution to facilitate the selection of suitable material in the architecture, to give plausible reasons for this decision and to reflect the selection process