Einheitliches Konzept einer Kommunikationsschnittstelle zur systematischen Integration von Maschinendaten in den Prozessbereich von Product Lifecycle Management

Die Prozesse aus der Betriebsphase von Maschinen beruhen vermehrt auf Daten, die durch fortschrittliche Technologien zur Datenerfassung, -verarbeitung und -kommunikation bereitgestellt werden. Die damit einhergehende, stetig anwachsende Menge maschinenrelevanter Daten bietet aus Sicht von Maschinenherstellern ein großes Optimierungspotenzial für sowohl aktuelle als auch zukünftige Maschinengenerationen und deren betriebsbegleitende Services. Vor diesem Hintergrund und entgegen vorrangig organisatorischer Informationsbarrieren auf Maschinenhersteller- und -betreiberseite ist es notwendig, die speziell für die Produktentstehung und bspw. die Instandhaltung relevanten Maschinendaten in den Prozessbereich von PLM systematisch zu integrieren. Zu diesem Zweck wird in dieser Dissertation das Feldkonzept als grundlegende Beschreibung einer Kommunikationsschnittstelle zur einheitlichen Integration von Maschinendaten vorgestellt. Die Datenintegration erfolgt virtuell und prozessunterstützt-reproduzierbar auf der Applikationsebene einer Feldmanagementplattform als Middleware sowie anhand einer Feldstruktur als Mapping-Grundlage. Die Feldstruktur dient der konsistenten Verknüpfung ausgewählter Produktstrukturinformationen mit Strukturinformationen von Maschinen aus deren Betriebsphase. Das als Feldmodell bezeichnete Integrationsergebnis dient als Vehikel zum Austausch ausgewählter und logisch in einem Datensatz gemeinsam strukturierter Produkt- und/oder Maschinendaten zu bspw. Analysezwecken. Mithilfe des Feldmodells lassen sich Maschinendaten dokumentbasiert im Produktdatenmanagement zu speichern.:1 Einleitung 2 Grundlagen 3 Arbeitsbereich 4 Das Feldkonzept 5 Grundprinzipien des Feldmanagementsystems 6 Validierung des Feldkonzepts 7 Zusammenfassung und Ausblic

Konzeption eines Software-Lifecycle-Managementsystems (SLM) zur Unterstützung und Beschleunigung von Softwareentwicklungsprozessen

In dieser Arbeit wird ein Konzept entwickelt und beispielhaft implementiert, welches den Lebenszyklus von Softwareprodukten abbildet. Dieses wird Software-Lifecycle-Management-System genannt (SLM-System). Es wird ein flexibel einsetzbares Werkzeug zur Verfügung gestellt, welches ein beliebiges, gewähltes Vorgehen bei der Softwareentwicklung unterstützt. Hierbei liegt ein besonderes Augenmerk auf dem gesamten Entwicklungsprozess, vom Auftragseingang bis hin zur Wartung der Software, bei der generell die meisten Kosten entstehen. Weiterhin wird die Softwareentwicklung in bisher nicht unterstützen Bereichen verbessert, durch die Möglichkeit der Einbindung geeigneter Entwicklungswerkzeuge. Die Unterstützung einer parallelen Softwareentwicklung in einem Entwicklungsteam ist durch das integrierte Workflow-Management und das flexible Lebenszyklusmodell gegeben. Durch die Verwendung der .NET-Architektur wird das SLM-System plattformunabhängig und der Einsatz von Webservices gestattet die Verwendung des SLM-Systems in heterogenen Netzwerken. Anhand des Einsatzes des SLM-Systems beim Redesign der Software ProfiPlus wird das Konzept des SLM-Systems in der Praxis erprobt und Tauglichkeit zur Unterstützung des Entwicklungsprozesses gezeigt. Insbesondere wird daran die Eignung des SLM-Systems zur Unterstützung des Softwareentwicklungsprozesses in Bereichen gezeigt, in denen es bis jetzt kaum oder gar keine Unterstützung gibt, und die Möglichkeit, als flexible Basis zur Integration von beliebigen Softwareentwicklungsumgebungen zu dienen

Situationsgesteuerter mobiler Zugriff auf Digitale Bibliotheken

Using state of the art mobile computing technology it is today possible to access any information at almost any place and any time. But considering the rapidly growing amounts of digital content, the following question gains importance: How do I find the right information at the right place and the right time. Specifically in mobile environments it is useful to exploit context information, i.e. information about the situation of the user and its surroundings, to enrich human computer interaction by proactively providing situation relevant information. In the scope of this master's thesis, a system architecture for situation aware mobile access to Digital Libraries has been developed and prototypically implemented. For demonstration, the domain of conferences and exhibitions has been chosen

Computer Supported Cooperative Work Applications for the Design of Buildings based on an integrated Building Model Management

Gegenstand der vorliegenden Arbeit ist die Konzeption und prototypische Umsetzung von Techniken des Computer Supported Cooperative Work (CSCW) im Rahmen einer integrierten objektorientierten und dynamischen Bauwerksmodellverwaltung zur Unterstützung der Bauwerksplanung. Die Planung von Bauwerken ist durch einen hohen Grad an Arbeitsteiligkeit, aber auch durch eine schwache Strukturierung der ablaufenden Prozesse gekennzeichnet. Besonders durch den Unikatcharakter des Planungsgegenstands \'Bauwerk\' ergeben sich signifikante Unterschiede zum Entwurf anderer, durch Serienfertigung produzierter Industriegüter. Zunehmend wird die Planung von Bauwerken in Virtual Enterprises ausgeführt, die sich durch eine dynamische Organisationsstruktur, geographische Verteilung der Partner, schwer normierbare Informationsflüsse und eine häufig stark heterogene informationstechnische Infrastruktur auszeichnen. Zur rechnerinternen Repräsent! ation des Planungsgegenstands haben sich objektorientierte Bauwerksmodelle bewährt. Aufgrund der Veränderlichkeit der Bauwerke und deren rechnerinterner Repräsentation im Laufe des Bauwerkslebenszyklus ist eine dynamische Anpassung der Modelle unumgänglich. Derartige in Form von Taxonomien dargestellte dynamische Bauwerksmodellstrukturen können gemeinsam mit den in Instanzform vorliegenden konkreten Projektinformationen in entsprechenden Modellverwaltungssystemen (MVS) gehandhabt werden. Dabei wird aufgrund der Spezialisierung und Arbeitsteilung im Planungsprozess von einer inhaltlich verknüpften Partialmodellstruktur, die räumlich verteilt sein kann, ausgegangen. Die vorgeschlagenen Methoden zur Koordinierung der Teamarbeit in der Bauwerksplanung beruhen auf der Nutzung von CSCW–Techniken für \'Gemeinsame Informationsräume\' und \'Workgroup Computing\', die im Kontext der als Integrationsbasis fungierenden Modellverwaltungssysteme umgesetzt werden. Dazu werden die zur d! ynamischen Bauwerksmodellierung erforderlichen Metaebenenfunk! tionalitäten sowie Ansätze zur Implementierung von Modellverwaltungskernen systematisiert. Ebenso werden notwendige Basistechniken für die Realisierung von MVS untersucht und eine Architektur zur rollenspezifischen Präsentation dynamischer Modellinhalte vorgestellt. Da klassische Schichtenmodelle nicht auf die Verhältnisse in Virtual Enterprises angewendet werden können, wird eine physische Systemarchitektur mit einem zentralen Projektserver, Domänenservern und Domänenclients vorgestellt. Ebenso werden Techniken zur Sicherung des autorisierten Zugriffs sowie des Dokumentencharakters beschrieben. Zur Unterstützung der asynchronen Phasen der Kooperation wird der gemeinsame Informationsraum durch Mappingtechniken zur Propagation und Notifikation von Änderungsdaten bezüglich relevanter Modellinformationen ergänzt. Zur Unterstützung synchroner Phasen werden Techniken zur Schaffung eines gemeinsamen Kontexts durch relaxierte WYSIWIS–Präsentationen auf Basis der Modellinformationen! verbunden mit Telepresence–Techniken vorgestellt. Weiterhin werden Methoden zur Sicherung der Group–Awareness für alle Kooperationsphasen betrachtet.The thesis covers the conceptual design and the prototypical realisation of Computer Supported Cooperative Work (CSCW)– techniques within the scope of an integrated, object-oriented, dynamic model management system for the support of building planning activities. The planning of buildings is characterised by a high degree of collaboration but by a weak structuring of the processes, too. Significant differences between the design of buildings and industrial goods produced by series production are implied by the uniqueness of a building. Increasingly, the planning of buildings is accomplished by Virtual Enterprises. These are characterised by a dynamic organisation structure, geographic dispersion of the involved planning experts, information flows, which are hard to standardise, and a frequently very heterogeneous information-technology infrastructure. Object oriented building models have proven to be a suitable base for! the binary representation of planning subject information. Due to the changeability of both building structures and their binary representation during the building life cycle, a dynamical adaptation of the models is indispensable. Dynamic building models, which are represented by taxonomic information, can be handled together with actual project information, which is stored in taxonomy instances within an appropriate model management system. Due to the specialisation and the division of labour in the planning process, a semantic linked but spatial distributed partial model structure is applied. The recommended methods for the coordination of teamwork in the planning process are based on the application of CSCW-techniques for \'Shared Information Spaces\' and \'Workgroup Computing\' in the context of model management systems acting as an foundation for planning information integration. The required meta level functionalities for dynamic building modelling and appropriate! implementation approaches for modelling kernels are systemat! ised. The necessary base techniques for the realisation of model management systems are explored. An architecture for the role specific presentation of dynamic model content is introduced, too. Due to the inadequacy of conventional multi-tier models for an application in Virtual Enterprises, an appropriate physical system architecture with a central project server, domain servers and domain clients is introduced. The thesis covers techniques, which ensure the authorised access to information and the authenticity of planning documents, too. For an adequate support of the asynchronous phases of collaboration, the Shared Information Space is supplied with mapping mechanisms for the propagation and user notification of changes in the relevant planning information. Synchronous collaboration can be performed by means of relaxed WYSIWIS-presentations connected with telepresence mechanisms in order to create a shared context for the planners. Furthermore, methods for the provis! ion of group-awareness for all co-operation phases are treated

Adaptive Umweltmodellierung für kognitive Systeme in offener Welt durch dynamische Konzepte und quantitative Modellbewertung

Die Verwendung von technisch kognitiven Systemen, welche den Menschen bei der Ausführung von alltäglichen Aufgaben unterstützen, nimmt über die letzten Jahre stetig zu. Häufig müssen solche Systeme in der Lage sein, eine für ihre Aufgaben relevante Umgebung sensorisch erfassen und verarbeiten zu können. Zu diesem Zweck können sog. Umweltmodelle eingesetzt werden, deren Aufgabe eine konsistente Integration, Verwaltung und Bereitstellung erfasster Umgebungsinformationen ist. Ein Beispiel eines solchen Umweltmodells ist das sog. objektorientierte Umweltmodell, welches nach probabilistischen Prinzipien operiert und schritthaltend den Zustand einer beobachteten Umgebung darstellt. Diese sensorbasierte Beschreibung wird dabei durch ein semantisches Domänenmodell ergänzt, in welchem als Hintergrundwissen relevante Typen von Entitäten der Umgebung modelliert werden. Derartige Domänenmodelle werden im Allgemeinen zur Entwurfszeit eines Systems von Wissensingenieuren manuell erstellt. Sie beschreiben somit immer nur einen abgeschlossenen Teil einer Anwendungsdomäne. In dieser Arbeit wird nun der Fall betrachtet, dass ein solch abgeschlossenes Domänenmodell für die Umweltmodellierung nicht mehr ausreichend ist und dynamisch erweitert werden muss. Dabei wird von einer offenen Welt ausgegangen, d. h. einer Umgebung, in welcher auch nicht im Domänenmodell beschriebene Entitäten beobachtet werden können. Zu diesem Zweck wird in dieser Arbeit der Ansatz einer adaptiven Umweltmodellierung definiert, welcher es einem Umweltmodell ermöglicht, dynamisch auf unvorhergesehene Entitäten reagieren zu können. In diesem Ansatz können Wissensmodelle adaptiv durch das Erlernen neuer Konzepte erweitert werden. Um eine adaptive Umweltmodellierung zu ermöglichen, werden in dieser Arbeit unterschiedliche Aspekte und Methoden der probabilistischen Informationsverarbeitung im objektorientierten Umweltmodell angepasst und erweitert. Als Grundlage zur Repräsentation von neu gelernten Konzepten werden zunächst ein formales Metamodell und eine Kern-Ontologie definiert, welche die strukturierte Erweiterung eines Domänenmodells durch das Erlernen neuer Konzepte ermöglichen. Dabei muss im Besonderen die probabilistische Informationsrepräsentation des Umweltmodells beachtet werden, die eine Erweiterung von logisch orientierten Repräsentationsansätzen notwendig macht. Weiterhin wird ein probabilistischer Klassifikationsansatz vorgeschlagen, welcher beobachteten Entitäten ihre im Domänenmodell modellierten Typen unter Verwendung einer Wahrscheinlichkeitsverteilung zuordnet. Dieser Ansatz kann ebenfalls bei der Erkennung von unvorhergesehenen Entitäten genutzt werden. Als Hauptbeitrag dieser Arbeit wird ein Ansatz zur adaptiven Verwaltung und Erweiterung von Domänenmodellen präsentiert. Eine solche Erweiterung soll dabei nach Prinzipien wie der Bedarfsgerechtigkeit und Relevanz von Modellanpassungen erfolgen. Um den Bedarf einer Modellanpassung in einem Umweltmodell feststellen zu können, werden in dieser Arbeit Bewertungsmaße definiert, welche zur Quantifizierung der Modellgüte in Bezug auf die beobachtete Umgebung dienen. Diesen Bewertungsmaßen liegt ein Ansatz auf Basis des Prinzips der minimalen Beschreibungslänge zu Grunde. Unter Verwendung dieser Bewertungsmaße wird anschließend ein algorithmisches Regelungsschema definiert, welches die bedarfsgetriebene Anpassung eines Domänenmodells an relevante unvorhergesehene Entitäten erlaubt. Dazu werden weitere Bewertungsmaße definiert, welche die Detektion, Relevanzbewertung und Gruppierung solcher Entitäten ermöglichen. Auf Basis einer relevanten Gruppe von Entitäten, die einen spezifischen, bisher nicht modellierten Typ repräsentiert, kann dann eine Modellanpassung erfolgen. Als ein weiterer Beitrag wird daher ein Ansatz zum Lernen und Generalisieren von probabilistischen Konzeptdefinitionen vorgeschlagen. Abschließend erfolgt eine Evaluation der vorgeschlagenen Ansätze und Bewertungsmaße als Nachweis ihrer grundsätzlichen Anwendbarkeit an einem abstrahierten Anwendungsszenario der humanoiden Robotik für eine Haushaltsumgebung. Insgesamt beschreibt diese Arbeit somit einen ersten, aber grundlegenden Schritt in Richtung einer adaptiven Umweltmodellierung