Multi Agent System for Machine Learning Under Uncertainty in Cyber Physical Manufacturing System

Recent advancement in predictive machine learning has led to its application in various use cases in manufacturing. Most research focused on maximising predictive accuracy without addressing the uncertainty associated with it. While accuracy is important, focusing primarily on it poses an overfitting danger, exposing manufacturers to risk, ultimately hindering the adoption of these techniques. In this paper, we determine the sources of uncertainty in machine learning and establish the success criteria of a machine learning system to function well under uncertainty in a cyber-physical manufacturing system (CPMS) scenario. Then, we propose a multi-agent system architecture which leverages probabilistic machine learning as a means of achieving such criteria. We propose possible scenarios for which our architecture is useful and discuss future work. Experimentally, we implement Bayesian Neural Networks for multi-tasks classification on a public dataset for the real-time condition monitoring of a hydraulic system and demonstrate the usefulness of the system by evaluating the probability of a prediction being accurate given its uncertainty. We deploy these models using our proposed agent-based framework and integrate web visualisation to demonstrate its real-time feasibility

Process of change in organisations through eHealth: 2nd International eHealth Symposium 2010, Stuttgart, Germany, June 7 - 8, 2010 ; Proceedings edited by Stefan Kirn

Foreword: On behalf of the Organizing Committee, it is my pleasure to welcome you to Hohenheim, Stuttgart for the 2nd International eHealth Symposium which is themed 'Process of change in organisations through eHealth'. Starting with the inaugural event in 2009, which took place in Turku, Finland, we want to implement a tradition of international eHealth symposia. The presentations and associated papers in this proceedings give a current and representative outline of technical options, application potentials, usability, acceptance and potential for optimization in health care by ICT. We are pleased to present a high-quality program. This year we convey a unique opportunity for academic researchers and industry practitioners to report their state-of-the-art research findings in the domain of eHealth. The symposium aims to foster the international community by gathering experts from various countries such as Australia, Great Britain, Finland and Germany. A first step is done by this symposium which considers this interaction and delivers an insight into current advances made and open research questions. The organizers would like to take the opportunity to thank all the people which made the Symposium possible. We are pleased if both attendance to the 2nd International eHealth Symposium 2010 and reading of this proceedings give you answers to urging questions, a basis for critical discussions, references on interesting tasks and stimulations for new approaches. Table of Contents: Martin Sedlmayr, Andreas Becker, Hans-Ulrich Prokosch, Christian Flügel, Fritz Meier: OPAL Health - A Smart Object Network for Hospital Logistics // Rajeev K. Bali, M. Chris Gribbons, Vikraman Baskaran, Raouf NG Naguib: Perspectives on E-Health: the human touch // Falk Zwicker, Torsten Eymann: Why RFID projects in hospitals (necessarily) fail. Lesson from comparative studies // Nilmin Wickramasinghe, F. Moghimi, J. Schaffer: Designing an intelligent risk detection framework using knowledge discovery techniques to improve efficiency and accuracy of healthcare care decision making // Volker Viktor, Heiko Schellhorn: In search of an appropriate service model for telehealth in Germany // Simone Schillings, Julia Fernandes: Towards a reference model for telemedicine // Reima Suomi: Towards rewards awareness in health care information systems // Manuel Zwicker, Jürgen Seitz, Nilmini Wickramasingh: Adaptions for e-kiosk systems to develop barrier-free terminals for handicapped persons --

Engineering coordination : eine Methodologie für die Koordination von Planungssystemen

Planning problems, like real-world planning and scheduling problems, are complex tasks. As an efficient strategy for handing such problems is the ‘divide and conquer’ strategy has been identified. Each sub problem is then solved independently. Typically the sub problems are solved in a linear way. This approach enables the generation of sub-optimal plans for a number of real world problems. Today, this approach is widely accepted and has been established e.g. in the organizational structure of companies. But existing interdependencies between the sub problems are not sufficiently regarded, as each problem are solved sequentially and no feedback information is given. The field of coordination has been covered by a number of academic fields, like the distributed artificial intelligence, economics or game theory. An important result is, that there exist no method that leads to optimal results in any given coordination problem. Consequently, a suitable coordination mechanism has to be identified for each single coordination problem. Up to now, there exists no process for the selection of a coordination mechanism, neither in the engineering of distributed systems nor in agent oriented software engineering. Within the scope of this work the ECo process is presented, that address exactly this selection problem. The Eco process contains the following five steps. • Modeling of the coordination problem • Defining the coordination requirements • Selection / Design of the coordination mechanism • Implementation • Evaluation Each of these steps is detailed in the thesis. The modeling has to be done to enable a systemic analysis of the coordination problem. Coordination mechanisms have to respect the given situation and the context in which the coordination has to be done. The requirements imposed by the context of the coordination problem are formalized in the coordination requirements. The selection process is driven by these coordination requirements. Using the requirements as a distinction for the selection of a coordination mechanism is a central aspect of this thesis. Additionally these requirements can be used for documentation of design decisions. Therefore, it is reasonable to annotate the coordination mechanisms with the coordination requirements they fulfill and fail to ease the selection process, for a given situation. For that reason we present a new classification scheme for coordination methods within this thesis that classifies existing coordination methods according to a set of criteria that has been identified as important for the distinction between different coordination methods. The implementation phase of the ECo process is supported by the CoPS process and CoPS framework that has been developed within this thesis, as well. The CoPS process structures the design making that has to be done during the implementation phase. The CoPS framework provides a set of basic features software agents need for realizing the selected coordination method. Within the CoPS process techniques are presented for the design and implementation of conversations between agents that can be applied not only within the context of the coordination of planning systems, but for multiagent systems in general. The ECo-CoPS approach has been successfully validated in two case studies from the logistic domain.Reale Planungsprobleme, wie etwa die Produktionsplanung in einer Supply Chain, sind komplex Planungsprobleme. Eine übliche Strategie derart komplexen Problemen zu lösen, ist es diese Probleme in einfachere Teilprobleme zu zerlegen und diese dann separat, meist sequentiell, zu lösen (divide-and-conquer Strategie). Dieser Ansatz erlaubt die Erstellung von (suboptimalen) Plänen für eine Reihe von realen Anwendungen, und ist heute in den Organisationsstrukturen von größeren Unternehmen institutionalisiert worden. Allerdings werden Abhängigkeiten zwischen den Teilproblemen nicht ausreichend berücksichtigt, da die Partialprobleme sequentiell ohne Feedback gelöst werden. Die erstellten Teillösungen müssen deswegen oft nachträglich koordiniert werden. Das Gebiet der Koordination wird in verschiedenen Forschungsgebieten, wie etwa der verteilten Künstlichen Intelligenz, den Wirtschaftswissenschaften oder der Spieltheorie untersucht. Ein zentrales Ergebnis dieser Forschung ist, dass es keinen für alle Situationen geeigneten Koordinationsmechanismus gibt. Es stellt sich also die Aufgabe aus den zahlreichen vorgeschlagenen Koordinationsmechanismen eine Auswahl zu treffen, die für die aktuelle Situation den geeigneten Mechanismus identifiziert. Für die Auswahl eines solchen Mechanismus existiert bisher jedoch kein strukturiertes Verfahren für die Entwicklung von verteilten Systems und insbesondere im Bereich der Agenten orientierter Softwareentwicklung. Im Rahmen dieser Arbeit wird genau hierfür ein Verfahren vorgestellt, der ECo-Prozess. Mit Hilfe dieses Prozesses wird der Auswahlprozess in die folgenden Schritte eingeteilt: • Modellierung der Problemstellung und des relevante Kontextes • Formulierung von Anforderungen an einen Koordinationsmechanismus (coordination requirements) • Auswahl/Entwurf eines Koordinationsmechanismuses • Implementierung des Koordinationsverfahrens • Evaluation des Koordinationsverfahrens Diese Schritte werden im Rahmen der vorliegenden Arbeit detailliert beschrieben. Die Modellierung der Problemstellung stellt dabei den ersten Schritt dar, um die Problemstellung analytisch zugänglich zu machen. Koordinationsverfahren müssen die Gegebenheiten, den Kontext und die Domäne, in der sie angewendet werden sollen hinreichend berücksichtigen um anwendbar zu sein. Dieses kann über Anforderungen an den Koordinationsprozess formalisiert werden. Der von den Anforderungen getrieben Auswahlprozess ist ein Kernstück der hier vorgestellten Arbeit. Durch die Formulierung der Anforderungen und der Annotation eines Koordinationsmechanismus bezüglich der erfüllten und nicht erfüllten Anforderungen werden die Motive für Designentscheidungen dieses Verfahren expliziert. Wenn Koordinationsverfahren anhand dieser Anforderungen klassifiziert werden können, ist es weiterhin möglich den Auswahlprozess (unabhängig vom ECo-Ansatz) zu vereinfachen und zu beschleunigen. Im Rahmen dieser Arbeit wird eine Klassifikation von Koordinationsansätzen anhand von allgemeinen Kriterien vorgestellt, die die Identifikation von geeigneten Kandidaten erleichtern. Diese Kandidaten können dann detaillierter untersucht werden. Dies wurde in den vorgestellten Fallstudien erfolgreich demonstriert. Für die Unterstützung der Implementierung eines Koordinationsansatzes wird in dieser Arbeit zusätzlich der CoPS Prozess vorgeschlagen. Der CoPS Prozess erlaubt einen ganzheitlichen systematischen Ansatz für den Entwurf und die Implementierung eines Koordinationsverfahrens. Unterstürzt wird der CoPS Prozess durch das CoPS Framework, das die Implementierung erleichtert, indem es als eine Plattform mit Basisfunktionalität eines Agenten bereitstellt, der für die Koordination von Planungssystemen verantwortlich ist. Im Rahmen des CoPS Verfahrens werden Techniken für den Entwurf und die Implementierung von Konversation im Kontext des agenten-orientiertem Software Engineerings ausführlich behandelt. Der Entwurf von Konversationen geht dabei weit über Fragestellung der Formatierung von Nachrichten hinaus, wie dies etwa in den FIPA Standards geregelt ist, und ist für die Implementierung von agentenbasierten Systemen im Allgemeinen von Bedeutung. Die Funktionsweise des ECo-CoPS Ansatzes wird anhand von zweierfolgreich durchgeführten Fallstudien aus dem betriebswirtschaftlichen Kontext vorgestellt

Process of change in organisations through eHealth

Foreword: On behalf of the Organizing Committee, it is my pleasure to welcome you to Hohenheim, Stuttgart for the 2nd International eHealth Symposium which is themed ?Process of change in organisations through eHealth?. Starting with the inaugural event in 2009, which took place in Turku, Finland, we want to implement a tradition of international eHealth symposia. The presentations and associated papers in this proceedings give a current and representative outline of technical options, application potentials, usability, acceptance and potential for optimization in health care by ICT. We are pleased to present a high-quality program. This year we convey a unique opportunity for academic researchers and industry practitioners to report their state-of-the-art research findings in the domain of eHealth. The symposium aims to foster the international community by gathering experts from various countries such as Australia, Great Britain, Finland and Germany. A first step is done by this symposium which considers this interaction and delivers an insight into current advances made and open research questions. The organizers would like to take the opportunity to thank all the people which made the Symposium possible. We are pleased if both attendance to the 2nd International eHealth Symposium 2010 and reading of this proceedings give you answers to urging questions, a basis for critical discussions, references on interesting tasks and stimulations for new approaches

Tagungsband zum Doctoral Consortium der WI 2007

Bereits seit Anfang der 1990er Jahre wird jungen Wissenschaftlern im Vorfeld der Tagung Wirtschaftsinformatik ein Doctoral Consortium als unterstützendes Forum angeboten. Diese Einrichtung wurde auch zur größten internationalen Konferenz der Wirtschaftsinformatik, der WI 2007 in Karlsruhe fortgeführt. Dieser Band fasst die zum Vortrag ausgewählten Beiträge zusammen. - Inhaltsverzeichnis: René Fiege, Entwicklung einer Methode zur Verbesserung der Entwurfsqualität von Serviceorientierten Architekturen auf Basis von Axiomatic Design …11; Daniel Gille, Modellierung und Messung des Einflusses von RFID-Technologie auf die Produktivität … 29; Christoph Niemann, Softwareagenten in der Krankenhauslogistik – Ein Ansatz zur effizienten Ressourcenallokation … 49; Claudia Reuter, Kontextbasierte Adaption klinischer Pfade … 63; Werner Streitberger, Simulation von Grid-Versicherungen - Eine Analyse der Risikoallokation in Grid-Netzwerken … 83; Matthias Burghardt, Incentive Engineering and Transaction Pricing in the Securities Trading Value Chain … 99; Kim Wüllenweber, Outsourcing Risk Mitigation - A Study of Business Process Outsourcing arrangements in the German banking industry … 115; Maciej Piechocki, Conception of XBRL Use in the Financial Reporting Chain … 133; Thomas Wilde, Potenzial experimenteller Forschung in der Wirtschaftsinformatik … 151; Christian Schlereth, Optimale Preisgestaltung von internetbasierten Diensten … 169; Thomas Krabichler, Gestaltung kooperativer e-Financial Supply Chains … 187; Stefan Luckner, A Field Experiment on Monetary Incentives in Prediction Markets … 207; Titus Faupel, Zum Einsatz selbstorganisierender Koordinationsmechanismen unter Nutzung von UC-Technologien … 219; Christian Brandt, Geschäftliche Verträge als Quelle für Services in unternehmensübergreifenden Informationssystemen … 233; Dwi Anoraganingrum, Indikatoren für Einsatz und Evaluation von Multiagentensystem-Technologien zur effizienten Steuerung von Organisationsabläufen in Krankenhäusern - am Beispiel eines Prozess in einem Krankenhaus in Deutschland und Indonesien … 247; Christian Slamka, Event analysis in Virtual Stock Markets for business research … 263; Thomas Nowey, Kosten-Nutzen-Quantifizierung von Investitionen in IT-Sicherheit als Grundlage eines ökonomisch fundierten Sicherheitsmangements … 281; Claudia Müller, Analyse der Selbstorganisation in Wikis … 299; Gottfried Gruber, Cannibalization Effects in Online & Offline Retailing … 317; Falk Zwicker, Ubiquitous Computing im Krankenhaus - eine fallstudienbasierte Untersuchung betriebswirtschaftlicher Potenziale und kritischer Erfolgsfaktoren … 335 -- Since the early 1990s, young researchers participate in the doctoral consortium series, co-located with the Wirtschaftsinformatik conference. This volume contains the selected papers of 20 PhD candidates of the 2007 doctoral consortium in Karlsruhe.Wirtschaftsinformatik,Wirtschaftsinformatikstudium