Ein komponentenbasiertes Meta-Modell kontextabhängiger Adaptionsgraphen für mobile und ubiquitäre Anwendungen

Gegenwärtige Infrastrukturen für verteilte Dienste und Anwendungen, insbesondere das Internet, entwickeln sich zunehmend zu mobilen verteilten Systemen. Durch die Integration drahtloser Netze, mobiler bzw. dedizierter Endgeräte und nicht zuletzt durch die Mobilität der Benutzer steigt die Heterogenität und Dynamik der Systeme hinsichtlich der eingesetzten Endgeräte, Kommunikationstechnologien sowie Benutzeranforderungen und Anwendungssituationen. Diese Eigenschaften sind mobilen Systemen inhärent und bleiben trotz der fortschreitenden Entwicklung der Technologien bestehen. Daraus resultieren spezifische Anforderungen an Anwendungen und Dienste, denen insbesondere die Softwareentwicklung Rechnung tragen muss. In der vorliegenden Arbeit wird die Adaptivität von Softwaresystemen als wesentlicher Lösungsansatz für mobile verteilte Infrastrukturen thematisiert. Dazu werden wesentliche Mechanismen zur Adaption sowie der Überschneidungsbereich von Adaptionsmechanismen, "Context-Awareness" und Softwareentwicklung untersucht. Ziel ist es, Erkenntnisse über Basismechanismen und Grundprinzipien der Adaption zu gewinnen und diese zur systematischen Entwicklung adaptiver Anwendungen auszunutzen. Aus der Analyse des State-of-the-Art werden als erstes wichtiges Ergebnis der Arbeit wesentliche Basismechanismen zur Adaption identifiziert, umfassend klassifiziert und hinsichtlich eines Einsatzes in mobilen verteilten Infrastrukturen bewertet. Auf dieser Grundlage wird ein Meta-Modell zur systematischen Entwicklung adaptiver Anwendungen erarbeitet. Dieses erlaubt die Beschreibung adaptiver Anwendungen durch die Komposition von Basismechanismen zur Struktur- und Parameteradaption. Die Steuerung der Adaption durch Kontext und Meta-Informationen kann explizit beschrieben werden. Das Meta-Modell kann Entwickler beim Entwurf adaptiver Anwendungen unterstützen, stellt aber auch einen Ausgangspunkt für deren Analyse und Validierung sowie zur Kodegenerierung dar. Durch die explizite Beschreibung der verwendeten Adaptionsmechanismen und deren Abhängigkeiten von Kontext können Anwendungsmodelle außerdem zur Dokumentation verwendet werden. Im Rahmen der Validierung konnte die Integrierbarkeit der Basismechanismen und die flexible Anwendbarkeit des Modells zur systematischen Entwicklung adaptiver Anwendungen nachgewiesen werden

Architektur vernetzter Systeme. Seminar

This technical report comprises student papers within assignments for the seminar ``Architektur vernetzter Systeme\u27\u27. It took place at the Institute of Telematics of the University of Karlsruhe in summer 1999. Main topics for discussion contained CORBA extensions, tools and systems for mobile applications and also optimization concepts for large distributed systems

Netzwerk-Management und Hochgeschwindigkeits- Kommunikation. Teil XIII

Der Interne Bericht enthaelt die Beitraege zum Seminar "Netzwerk-Management und Hochgeschwindigkeits-Kommunikation", das im Wintersemester 1995/96 zum 13. Mal stattgefunden hat. Die Themenauswahl kann grob in folgende fuenf Bloecke gegliedert werden: 1 - Der erste Block befasst sich mit der Problematik, unterschiedliche Dienste und damit auch verschiedene Anforderungen an die zu erbringende Dienstqualitaet in ein Kommunikationssubsystem zu integrieren. 2 - Im zweiten Block wird das Management von FDDI-Netzen naeher untersucht, wobei besonderes Augenmerk auf der Unterstuetzung von isochronem Datenverkehr liegt. 3 - Der dritte Block befasst sich mit aktuellen Problemen aus dem Bereich der Mobilkommunikation, insbesondere der Wegewahl in Mobil-Netzen. 4 - Im Zentrum des vierten Blocks steht das Internet und dessen Migration hin zu ATM. Dabei spielen vor allem Gruppenkommunikation und Dienstelokalisierung eine grosse Rolle. 5 - Der letzte Block schliesslich stellt die Verwaltung von ATM-Netzen in den Mittelpunkt, indem verschiedene Normungsvorschlaege zu diesem Thema ausgefuehrt werden

Konzepte, Architektur und Implementierung adaptiver Prozessmanagementsysteme

Prozessmanagementsysteme (PrMS) besitzen erhebliches Potential: Betriebliche Abläufe werden in Form von Prozessmodellen explizit repräsentiert und durch eine mächtige Laufzeitumgebung ausgeführt. Die aktive Steuerung und Überwachung macht die Abläufe transparent und jederzeit nachvollziehbar. Wissenschaftlich fundierte Konzepte, wie Korrektheitskriterien für Prozesse und deren Anwendung zur Modellier- und Ausführungszeit, vereinfachen die Umsetzung der Abläufe, erhöhen die Robustheit und verringern den Testaufwand im Vergleich zu herkömmlicher Softwareentwicklung. Trotz dieses Potentials werden PrMS im Vergleich zu Datenbankmanagementsystemen (DMBS) bisher jedoch kaum genutzt. Dies liegt nicht zuletzt daran, dass wenig fundierte Systemarchitekturen die Praxistauglichkeit von PrMS stark einschränken. Dennoch ist die Architektur von PrMS im Gegensatz zu DBMS bisher kaum Forschungsgegenstand. Obwohl es für PrMS zu DBMS vergleichbare wissenschaftliche Konzepte gibt, etwa Prozessmetamodelle mit klar definierter Ausführungssemantik, fehlen Untersuchungen der technischen Umsetzung, realitätsnahe Implementierungen der Konzepte sowie Diskussionen zu deren Integration in reale Systemarchitekturen. Die vorliegende Arbeit leistet einen wichtigen Beitrag, diese Lücke zwischen wissenschaftlichen Konzepten und umfassender Implementierung zu schließen. Aufbauend auf funktionalen und nicht-funktionalen Anforderungen werden innovative technische Konzepte für die Implementierung eines PrMS entwickelt, im Detail untersucht und evaluiert. Dabei werden insbesondere auch Abhängigkeiten zwischen verschiedenen Anforderungen und technischen Konzepten berücksichtigt. Eine im Rahmen dieser Arbeit entwickelte Systemarchitektur eines adaptiven PrMS integriert die technischen Konzepte. Eine umfassende Machbarkeitsimplementierung validiert die Architektur und die entwickelten Konzepte im praktischen Einsatz

Funktionsorientierte Qualitätsregelung in Produktionsnetzwerken - Qualitätsmanagement in der Produktion hochpräziser Produkte durch netzwerkweite Datenintegration

Die Produktion hochpräziser Produkte findet an der Grenze des technisch Machbaren statt. Dennoch kann es durch ungünstige Kombinationen einzelner Komponenten zu einer Nichterfüllung der Funktion des Endproduktes kommen, obwohl sich die Komponenten innerhalb der geforderten Toleranzen befinden. Durch die Anwendung funktionsorientierter Qualitätsregelstrategien, wie bspw. der selektiven Montage, innerhalb der eigenen Werksgrenzen, kann die technologische Komplexität reduziert werden. Dies ermöglicht die wirtschaftliche Produktion hochpräziser Produkte. Standort- und unternehmensübergreifend finden derartige Qualitätsregelstrategien jedoch bisher keine Anwendung, da u.a. kein ausreichender Informationsaustausch stattfindet. In der Unternehmenspraxis werden daher oft sehr enge Toleranzen für die zugelieferten Hochpräzisionskomponenten gesetzt, um die Qualität der Endprodukte sicherzustellen. Dies kann einen hohen Ausschuss auf Seiten des Lieferanten zur Folge haben. Langfristig sorgt diese Ineffizienz im Produktionsnetzwerk für Wettbewerbsnachteile aller beteiligten Partner. Eine weitere, besondere Herausforderung bei der verteilten Produktion in Produktionsnetzwerken besteht darin, dass Komponenten nicht als Einzelteile weitergereicht, sondern in Losen produziert und zu Transporteinheiten gebündelt auf Ladungsträgern zwischengelagert werden. Diese Lose sind individuellen Einflüssen ausgesetzt. Somit ergeben sich losspezifische Verteilungen der funktionskritischen Merkmalsausprägungen der Komponenten. Dies erhöht die Komplexität in der Produktion und wird in Qualitätsregelstrategien bisher nicht berücksichtigt. Um diesen Defiziten zu begegnen, wird in der vorliegenden Arbeit ein Ansatz zur funktionsorientierten Qualitätsregelung in Produktionsnetzwerken entwickelt. Dieser ermöglicht die unternehmensübergreifende Anwendung bestehender und neuer Qualitätsregelstrategien, welche die Logistik einbeziehen und die Autonomie externer Partner berücksichtigen. Das entwickelte Qualitätsregelungssystem ist in der Lage, auf die losspezifischen Eigenschaften der verschiedenen Komponenten durch Anpassung der Prozessparameter korrespondierender Komponenten zu reagieren, die Lose gezielt zusammenzubringen und sogar Toleranzen individuell anzupassen. Durch die Entwicklung echtzeitfähiger, interoperabler Funktionsmodelle zur Prognose der Produktfunktion, kann die Funktionsorientierung in allen Phasen des Produktentstehungsprozesses erzielt werden. Mithilfe eines simulativen Entscheidungsunterstützungssystems gelingt es, die unternehmensübergreifenden, funktionsorientierten Qualitätsregelstrategien hinsichtlich der resultierenden Qualitätsverbesserung und ihrer netzwerkweiten Wirtschaftlichkeit zu bewerten. Somit lässt sich der Mehrwert einer netzwerkweiten Datenintegration quantifizieren. Der Ansatz kann sowohl in bestehenden, als auch bei der Planung neuer Produktionsnetzwerke verwendet werden. Der Ansatz wurde in einem Produktionsnetzwerk zur Herstellung hochpräziser Dieselinjektoren validiert. In Simulationsstudien konnte dabei, selbst unter Aufweitung sämtlicher Toleranzen, die Qualität verbessert (in Form des netzwerkweiten First Pass Yield und der Verteilungen in den End-of-Line-Funktionsprüfpunkten) sowie der Gesamtgewinn des Produktionsnetzwerkes signifikant erhöht werden. Dadurch können Ineffizien-zen im Produktionsnetzwerk abgebaut werden. Eine Erprobung in realer Produktionsumgebung konnte die Ergebnisse bestätigen. Es kann somit gezeigt werden, dass eine toleranzfreie Serienproduktion möglich ist