55 research outputs found

    Hardware-orientierte Untersuchung von drahtlosen Kommunikationsmechanismen im Kontext der Intragebäudekommunikation

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    Durch die rapide voranschreitende Miniaturisierung, die kontinuierlich schrumpfende Verlustleistung und den fortwährenden Preisverfall, halten drahtlos kommunizierende Geräte Einzug in vormals drahtgebundenen Kommunikationsdomänen oder völlig neuen Einsatzgebieten. Diese Entwicklung spiegelt sich auch in der zunehmenden Automatisierung von Gebäuden wider, für welche die drahtlose Kommunikation eine Schlüsseltechnologie darstellt. Der Entwurfsprozess für entsprechende Kommunikationssysteme stellt aufgrund der Vielzahl der verwendeten Hard- und Softwarekomponenten sowie deren Parametrierung, vor dem Hintergrund oftmals gegensätzlicher Entwurfskriterien eine komplexe Herausforderung dar. Um dennoch beispielsweise anwendungsrelevante Güten sicherzustellen oder anwendungsspezifische Anpassungen vorzunehmen, ist es notwendig, das Systemverhalten in einer Vielzahl von Betriebszuständen präzise vorhersagen zu können. Vor dem Hintergrund des Abtauschs zwischen Komplexität und Präzision können hier analytische Verfahren, bedientheoretische Modelle und Simulationstechniken eingesetzt werden. Um ein hohes Maß an Präzision zu erreichen, ist es dabei notwendig, zeitliche Zusammenhänge innerhalb der eingesetzten Hardware sowie der Protokolle abbilden zu können. Diese Anforderungen werden vom Ansatz der diskreten, ereignisbasierten Simulation vollständig erfüllt und erlauben es, ein umfassendes und zugleich realistisches Bild vom Verhalten von Kommunikationssystemen für die Intragebäudekommunikation gewinnen zu können. Die vorliegende Arbeit stellt diese und andere Methoden zur Entwurfsraumexploration vor und bewertet sie hinsichtlich ihrer inhärenten Modellierungskomplexität sowie der resultierenden Abbildungspräzision. Anhand von zwei Anwendungsbeispielen (elektronische, funkvernetzte Schließanlage und optisches Kommunikationssystem) mit gegensätzlichen Entwurfszielen wird dabei der Prozess der diskreten, ereignisbasierten Modellierung veranschaulicht. Neben der exakten Wiedergabe des tatsächlichen Systemverhaltens – insbesondere der Hardware-Aspekte –, erlaubt ein hohes Maß an Modularität die schnelle Anpassung, respektive Erweiterung, der Modelle. Bei der anschließenden Untersuchung des Entwurfsraums basierend auf verschiedenen real existierenden Hardwarekomponenten sowie aktuellen Kommunikationsprotokollen, zeigt sich zum einen, dass Änderungen einzelner Betriebsparameter aufgrund der starken Kopplung der einzelnen Systemelemente oftmals schichtübergreifende, d.h. systemweite Auswirkungen haben. Zum anderen offenbarten Parameterstudien, dass die entstehenden Lösungen häufig nichtlinear im Entwurfsraum verteilt sind, weswegen eine linear approximative Systemauslegung zu suboptimalen Konfigurationen führen kann. Ebenso ist es mit Hilfe des erarbeiteten Ansatzes sowie statistischer Methoden möglich, diejenigen Parameter zu bestimmen, die für ein Entwurfskriterium, z.B. den Datendurchsatz, die größte Bedeutung haben, so dass gezielte Anpassungen möglich sind

    Ein Petri-Netz-Tabellen-Modell zur Anwendung im klassischen und agilen Projektmanagement

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    Projektmanagement (PM) und Petri Netze (PN) haben als Gemeinsamkeit, dass Aktivitäten in Abhängigkeit von Ereignissen ausgeführt werden, welche dann selbst wieder Ereignisse erzeugen können. Wenn die Anwendungsdomäne PM und das Modellierungsmittel PN zusammentreffen, besteht die Möglichkeit Synergieeffekte entstehen zu lassen. Um ein Modell des agilen und klassischen PM in ein PN-Modell zu überführen, sind dazu beide Welten zur Modellierung und Simulation zu vereinen. Es existieren durchaus eine Reihe von Ansätzen auf diesem Gebiet, allerdings ohne Berücksichtigung wichtiger Teilaspekte, wie z. B. die der praktischen Anwendbarkeit. Die vorliegende Arbeit legt deshalb einen zyklischen Ablauf zugrunde, der mit strukturierten Tabellen beginnt. Diese kommen dem Vorgehen im praktischen PM entgegen, erreichen aber durch die Systematisierung die Überführbarkeit in das PN-Modell. Das PN-Modell legt eine Variante zugrunde, die aus der Sicht der Anwendungen verschiedene PN-Erweiterungen wie hierarchische, zeitbewertete oder gefärbte Netze unter Verwendung strukturierter Marken aufnimmt. Teilaufgaben werden in hierarchische PN-Konstrukte gekapselt, die anpassbar durch das innere PN, das Verhalten von Objekten des PM beschreiben. Typische Objekte wie Aktivitäten und Ressourcen sind durch Eigenschaften wie Atomarität, Wiederverwendbarkeit und Zeitverbrauch gekennzeichnet. Wechselwirkungen zwischen Konstrukten werden über PN-Elemente beschrieben. Der gesamte Projektplan wird dadurch aus Konstrukten und deren Beziehungen aufgestellt. Das PN bildet dabei die zentrale Ablauflogik. Die Umsetzung beruht darauf, die Dateneingabe von der Planung und den aktuellen Zwischenständen in der Tabellenstruktur vorzunehmen, und im Hintergrund automatisch das PN zu generieren bzw. zustandsabhängig zu verändern. Dafür wird in der Arbeit ein experimentelles Tool beschrieben. Dabei sollen anschließend die Ergebnisse durchgeführter Simulationen mit einem Standard-PN-Tool erneut in die bestehende Tabelle zurückgeführt werden. Diese grundlegenden Vorteile des PN-Konzeptes können so vollumfänglich ausgenutzt und für den Projektmanager auch ohne PN-Kenntnisse Verwendung finden. Dadurch wird die Methode dynamisch und ist für verschiedenste Projekte universell einsetzbar.Project Management (PM) and Petri Nets (PN) have in common that activities are carried out depending on events, which can generate events by themselves. The combination of the application domain PM (agile and traditional) and the modelling tool PN may result in advantageous synergy effects. In order to transform a model of PM into a powerful PN model, these two concepts must be merged for mapping and simulation. There are a number of approaches in this area, with no consideration of important aspects such as practical applicability. The present thesis is therefore based on a cyclic process, starting with structured tables. These are in line with the procedure of practical PM but achieve through systematization the transferability into the PN model. The PN model is based on a powerful model with suitable extensions and necessary interpretations from the field of hierarchical, time-valued or coloured high-level PNs using structured token. Subtasks are encapsulated in hierarchical PN constructs that describe the behavior of PM objects in an adaptable way through the inner PN. Typical objects such as activities and resources are characterized by properties such as atomicity, reusability and time consumption. Interactions between constructs are described by PN elements. The objects of modelling for the entire project plan are based on constructs with their relationships to each other, with the PN forming the single point of processing logic. The implementation is based on entering the data from the planning and the current, intermediate statuses into a fixed, defined table structure and to automatically generate the PN in the background or to change it depending on conditions. The paper describes an experimental tool for this purpose. Afterwards, simulations are to be carried out on the basis of the models, and their results are to be incorporated back into the table. The advantages of the PN concept can thus be fully exploited and can be used by the project manager without requiring special PN knowledge. The method is based on a dynamic consideration and can be used universally for a wide range of projects

    A conceptual framework for integrating the home into patient-centered healthcare processes: Analysis, solution strategies and realization using health enabling technologies

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    Assistierende Gesundheitstechnologien (AGT) und technische Assistenzsysteme, auch ohne Medizinbezug, können das altersunabhängige Bedürfnis nach komfortablem und sicherem Wohnen in Wohlbefinden gewinnbringend adressieren. Die Einbindung der Wohnung in dieser gesamtheitlichen Perspektive ist nicht beschrieben und die Akteure der entsprechenden Professionen können, aufgrund fehlenden Wissens über sozio-technische Potentiale der Wohnung, im Aufbau von Versorgungsszenarien nicht auf ihre Fähigkeiten zurückgreifen. Ziel der Dissertation ist es, einen Rahmen aus Methoden, Lösungsstrategien und einem exemplarischen Integrationsszenario zur Einbindung der Wohnung in medizinische Versorgungsprozesse zu geben und dabei insbesondere ihre Funktion als neuartigen Gesundheitsstandort zu betrachten. Auf Basis eines sozi-technischen Rollenmetamodells wurden insgesamt elf Rollen herausgearbeitet. Die Wohnung als Messinstrument, Datenspeicher, Informationsquelle, Entscheidungsunterstützungssystem, Diagnostisches Instrument, Therapeut und Aktor, Sozialer Integrator, Präventionsinstrument, Pflegesystem, Gesundheitsmanager und Forschungssystem. Die Rollenhandlungen lassen sich aus den sechs Realisierungsprojekten in die Wirkungsfelder Komfort & Sicherheit, umfassende Pflege und erweiterte medizinische Versorgung mit den Methoden Infrastruktur, Dienstleistung und Netzwerk einteilen, eingefasst von den Prinzipien Öffentlichkeit, Nachhaltigkeit und Wissenschaft. Diese drei Dimensionen bilden das Rahmenkonzept für die "Modellstadtinitiative Braunschweig: Vision Wohnen 2031" als exemplarisches Integrationsszenario und Strategiedokument. Die Instanziierung zeigt, die Wohnung gibt Raum, handelt und verbindet. Sie schafft Beziehungen zwischen ärztlichen, pflegerischen und sozialen Akteuren inter- und multidisziplinärer Versorgungsprozesse mit dem Ziel eines mehrdimensionalen, ganzheitlichen Wohlbefindens. Sie ist transprofessionaler Akteur und Handlungsraum über die medizinische Domäne hinaus zur synergetischen Erfüllung von Zielen anderer Gewerke, wie der Energieoptimierung oder dem Gebäudeschutz.Health-enabling Technologies (HET) and assistive devices, even without medical purpose, can profitably address age-independent well-being in terms of comfortable, safe and healthy living. The integration of homes in this holistic perspective is not described and the actors of the corresponding professions cannot utilize the homes' abilities in the development of care scenarios due to a lack of knowledge about socio-technical potentials of homes. Objective of this dissertation is to provide a framework of methods, strategies and an exemplary integration scenario for integration of the home into healthcare processes and, in particular, to consider its function as a novel healthcare location. Based on a socio-technical role metamodel, a total of eleven roles were identified from six healthcare process models. The home as measuring instrument, data store, information source, decision support system, diagnostic instrument, therapist and actuator, social integrator, prevention system, nursing system, carepath manager and research system. The role actvities can be divided from the six implementation projects into the three application domains comfort & safety, comprehensive care and extended medical care, using the methods infrastructure, service and network, framed by three principles openness, sustainability and science. These three dimensions form the conceptual framework for the "Modellstadtinitiative Braunschweig: Vision Wohnen 2031" as exemplary integration scenario and strategy document. The instantiation shows, that the home gives space, takes action and connects. It creates relationships between medical, nursing and social actors in interdisciplinary and multidisciplinary care processes with the aim of multidimensional, holistic well-being. It is a transprofessional actor and room for action beyond the healthcare domain to synergistically fulfill goals of other domains, such as energy optimization or building protection

    Ăśber Klassen verteilter Petrinetze

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    This thesis considers -- on a fundamental, and theoretical level -- the question which behaviours respectively algorithms can be realized in a distributed system. It employs Petri nets and various behavioural equivalences to model such systems. Based upon those, it identifies an M-shaped structure as the smallest undistributable Petri net and proves that this identification is stable across a wide swath of the linear-time branching-time spectrum of behavioural equivalences, collected by Glabbeek. It also gives a constructive proof that all Petri nets not containing such a structure are fully distributable. It employs this construction in a prototypical compiler from Petri nets to distributed (via TCP/IP) Linux binaries which was used to test (and fix) said construction. Finally, multiple ways to evade the undistributability theorem's assumptions are discussed, to enable the distributed implementation of necessary behaviours nonetheless.Die Arbeit untersucht -- auf theoretischer und damit fundamentaler Basis -- die Frage welche Verhaltensweisen beziehungsweise Algorithmen durch ein verteiltes System realisiert werden können. Solche Systeme werden dazu durch Petrinetze und verschiedene Verhaltensäquivalenzen modelliert. Innerhalb dieses Modells wird eine M-förmige Struktur als das kleinste unverteilbare Petrinetz identifiziert und gezeigt, dass diese Eigenschaft über einen großen Bereich des durch Glabbeek beschriebenen Linear-Time Branching-Time Spektrums der Verhaltensäquivalenzen stabil bleibt. Die Arbeit enthält weiter einen konstruktiven Beweis, dass alle Petrinetze ohne diese Struktur vollständig verteilbar sind. Die enthaltene Konstruktion wird dann in einem prototypischen Compiler von Petrinetzen nach verteilten (via TCP/IP) Linux-Binaries verwendet, um die Konstruktion zu testen (und zu korrigieren). Schließlich werden verschiedene Wege diskutiert, wie sich die Vorbedingungen des Unverteilbarkeitstheorems umgehen lassen, um notwendige Verhaltensweisen dennoch verteilt implementieren zu können

    Stuttgarter Symposium fĂĽr Produktentwicklung SSP 2017 : Stuttgart, 29. Juni 2017, Wissenschaftliche Konferenz

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    Veränderte Anforderungen in internationalen Märkten erfordern hohe Anstrengungen, um Prozesse in Innovation und Produktentwicklung zu optimieren. Das Stuttgarter Symposium für Produktentwicklung (SSP) ermöglicht die Diskussion der an Produktgestaltung und -entwicklung beteiligten Disziplinen aus Industrie und Wissenschaft. Das SSP zeigt, wie erfolgreiche Produkte effizient gestaltet und entwickelt werden. Neueste Forschungsergebnisse zu Methoden, Strategien und Werkzeugen werden vorgestellt, um Prozesse zu verbessern und die Digitalisierung zu unterstützen. Mit dem Ziel, nationale und internationale Fachleute unterschiedlicher Disziplinen der Produktentwicklung aus Industrie und Wissenschaft in den Dialog zu bringen, veranstaltet das Fraunhofer IAO gemeinsam mit dem Institut für Konstruktionstechnik und Technisches Design IKTD, dem Institut für Maschinenelemente IMA und dem Institut für Arbeitswissenschaft und Technologiemanagement IAT der Universität Stuttgart das Stuttgarter Symposium für Produktentwicklung SSP. Am 28. und 29. Juni 2017 fand das SSP bereits zum vierten Mal im Zentrum für Virtuelles Engineering des Fraunhofer IAO statt, nachdem die Symposien 2011, 2013 und 2015 mit jeweils über 200 Besuchern aus Wissenschaft und Wirtschaft großen Zuspruch gefunden hatten. Am Forumstag stand wie immer die Industrie im Fokus, am zweiten Tag die wissenschaftliche Konferenz. Die Konferenz bietet Wissenschaftlern eine Plattform zur Präsentation und Diskussion ihrer neuesten Forschungsergebnisse im Bereich der Produktentwicklung und fördert so den interdisziplinären Wissenstransfer. Aufgerufen waren in der SSP 2017 Beiträge aus folgenden Kategorien: • Wissensmanagement in der Produktentwicklung • Nachhaltige Produktentwicklung • Altersgerechte Produktentwicklung • Zuverlässige Produktentwicklung • Industrie 4.0/Cyber-Physical Products • Konstruktionsmethodiken • Leichtbau in der Produktentwicklung • Nutzerzentriertes Design • Innovations- und Technologiemanagement • Digital Engineering • Lean Development. Eingereicht wurden Beiträge zu Methoden, Strategien und Verfahren, die es ermöglichen, Produktentwicklungsprozesse zu vernetzen, digitale Werkzeuge zu integrieren und die Potenziale neuer Technologien und Werkstoffe optimal auszuschöpfen

    Agenda-driven case management

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    Im Gegensatz zu Routinetätigkeiten lassen sich wissensintensive Geschäftsprozesse – also Prozesse mit einem hohen Anteil an wissensintensiven Tätigkeiten, die von sogenannten Wissensarbeitern durchgeführt werden – nur schwer durch IT unterstützen. Das liegt vor allem daran, dass über den konkreten Lösungsweg und die dafür benötigten Daten nichts oder nur wenig im Vorfeld bekannt ist. Zwei wesentliche Ursachen hierfür sind, dass erstens der Ablauf von sehr vielen Parametern abhängig ist und dass zweitens diese Parameter sich auch über die Zeit verändern können. Solche Prozesse lassen sich unter anderem bei Trägern von Sozialleistungen oder in der privaten Versicherungswirtschaft beobachten. Dort steuern als Case Manager bezeichnete Wissensarbeiter komplizierte Leistungsfälle und koordinieren erforderliche Maßnahmen so, dass die Leistungen wirtschaftlich und bedarfsgerecht erbracht werden. Case Manager sind aufgrund ihrer Erfahrung, ihres breitgefächerten Fachwissens und der starken Vernetzung mit anderen Experten in der Lage, die wesentlichen Parameter der Prozesse zu erkennen, deren Veränderung stets nachzuverfolgen und den Ablauf entsprechend anzupassen. Wie in der Dissertation gezeigt wird, können wissensintensive Prozesse nicht mit den herkömmlichen Methoden des Process Mining analysiert und mit Workflow-Managementsystemen unterstützt werden. Deshalb werden neue Konzepte und alternative Ansätze vorgestellt und erprobt, um solche Prozesse analysierbar zu machen und Case Manager bei deren Ausführung zu unterstützen. Die zentralen Beiträge der Dissertation sind ein Metamodell mit den adCM-Grundkonzepten, ein Konzept zur anwendungsübergreifenden Protokollierung der Aktivitäten eines Case Managers unter Berücksichtigung des Metamodells (Monitoring), eine Methode zur Messung von Ereignisprotokollkomplexität, eine Methode zur Erhebung von Wissen über den Prozess auf Grundlage der Ereignisprotokolle (Discovery) und eine Werkzeugarchitektur zur operativen Unterstützung von Wissensarbeitern, um das Wissen über den Prozess kontextbezogen bereitzustellen
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