In der Arbeit vertritt der Autor die Auffassung, der Einbezug von Konzepten und Mechanismen aus dem Bereich sozialer Organisationen eigne sich besonders gut für die Gestaltung großangelegter Softwaresysteme, die einen Charakter als Systeme-von-Systemen aufweisen. Dabei wird die Organisation als eigenständige Softwareentität in den Mittelpunkt gerückt. Diese weist die beiden Merkmale als Kontext und als (kollektiver) Akteur in Kombination auf, analog zum janusgesichtigen Organisationskonzept in sozialen Gesellschaften. Damit wird die mehrschichtige Gestaltung von Softwaresystemen als Multiorganisationssysteme unmittelbar unterstützt. In der Arbeit werden verschiedene Modellierungstechniken für Multiorganisationssysteme vorgestellt. Dabei werden höhere Petrinetze und insbesondere das Konzept der Netze-in-Netzen verwendet und die Erstellung von abstrakten bis hin zu direkt ausführbaren Modellen aufgezeigt.
Aktualisiert: 2023-05-15
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Die Digitalisierung und die Automatisierung in Fabriken führen erneut zu einer Veränderung des Verhältnisses zwischen Mensch und Technik. Trotz einiger Bestrebungen, körperliche und geistige Tätigkeiten durch Maschinen und Algorithmen zu ersetzen sowie Emotionen zu simulieren, wird der Mensch mit seinen sensorischen und kognitiven Fähigkeiten weiterhin einen essenziellen Bestandteil zukünftiger Fabriken darstellen. Die Interaktion zwischen Mensch und Technik nimmt daher in teilautomatisierten Prozessen einen hohen Stellenwert ein. Aufgrund der alternden Gesellschaft divergiert die Erfahrungsbasis mit Technik in Unternehmen. Zudem führen geringfügige Beschäftigungsverhältnisse sowie Leih- und Zeitarbeit zu einer steigenden Unerfahrenheit der Mitarbeitenden mit den Prozessen und der eingesetzten Technik. Intuitive Interaktionsschnittstellen und sich an den Menschen individuell anpassende technische Systeme sind für effiziente Prozesse und wettbewerbsfähige Unternehmen daher unumgänglich. Neben der Interaktion muss auch das Zusammenspiel zwischen Mensch und Technik auf der Organisationsebene betrachtet werden.
In der vorliegenden Dissertation wird das Konzept der Maschinellen Sozialisation für sozio-technische Systeme vorgestellt. Anhand der drei Gestaltungsebenen Organisation, Mensch-Technik-Interaktion und Technik wird der Gestaltungsprozess beispielhaft für ein soziales Transportfahrzeug für die Intralogistik konzeptioniert und umgesetzt. Für die Konzeptionierung des Fahrzeugs werden Grundlagen im Bereich der Organisation von Menschen und von technischen Systemen, der Wahrnehmungsprozess und die Kommunikation des Menschen sowie Interaktionsformen zwischen Mensch und Technik betrachtet. Der Entwicklungsprozess des Fahrzeugs fokussiert dabei auf die Bereiche Informationsaustausch, Steuerung durch den Menschen, Reagieren auf den Menschen und Adaptivität sowie Organisation in heterogenen Systemen. Hierbei werden Verhaltensweisen aus der Mensch-Mensch-Beziehung, wie proxemische Distanzen, hinsichtlich ihrer Übertragbarkeit auf die Mensch-Technik- Interaktion untersucht. Über empirische Untersuchungen, wie Onlinebefragungen, Laborstudien und Simulationen, werden die Gestaltung und das Verhalten des Fahrzeugs evaluiert. Durch den modularen Aufbau des Fahrzeugs kann dieses auch neuen Anwendungsszenarien als Grundlage dienen. Ebenfalls können die entwickelten Konzepte als Gestaltungsempfehlungen für zukünftige Technik genutzt werden.
Aktualisiert: 2023-03-16
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Das Paradigma der Antwortmengenprogrammierung (ASP) erfreut sich derzeit großer Beliebtheit, welche sich allerdings auf einen Nutzerkreis innerhalb der KI-Domäne beschränkt. Die Nutzung der offenkundigen Vorzüge von ASP in der Industrie erfordert die Schaffung belastbarer Aussagen über dessen Potenziale für definierte Anwendungsfelder anhand von praxisorientierten, erfolgreichen Applikationen. Die Entwicklung solcher Applikationen ist die vordergründige Zielstellung dieser Arbeit, somit soll die Verbreitung der Nutzung des Paradigmas erreicht werden.
Als erste Applikation wird ein Softwaretool entwickelt, welches die Stärken von ASP nutzt, um intralogistische Planung zu unterstützen. Das Tool ist dazu in der Lage, Nutzervorgaben und -wünsche zu berücksichtigen. Insbesondere die große Menge von formalisiertem Expertenwissen erlaubt auch unerfahrenen Planern, eine Anzahl von hochwertigen Planungsalternativen zu generieren. Genutzte Kernkonzepte sind die horizontale Untergliederung des Planungsprozesses, die Nutzung ontologischer Wissensstrukturen und die Einbringung imperativer Funktionen im ASP-Encoding.
Als zweites Applikationsbeispiel dient die Entwicklung eines Planungsagenten in einem System autonomer Fahrzeuge zur Ware-zur-Person-Kommissionierung. Der Planungsagent übernimmt die verknüpfte Entscheidung über die Auftragsdisposition und Kommissionierauftragszuweisung zu Kommissionierstationen mit operativem Zeithorizont. Ein definiertes Basiskonzept wird in vier verschiedenen Ansätzen (bzw. Systemarchitekturen) umgesetzt und evaluiert.
Als Ergebnisse der Einzelevaluierungen ergeben sich eine hohes Nutzenpotenzial von ASP für strategische, wissensintensive Anwendungen wie diejenige der intralogistischen Planung. Bei der Planung innerhalb des Systems autonomer Fahrzeuge wird festgestellt, dass insbesondere die Einfachheit und Kürze der ASP-Encodings zu verringerten Zeiten für Anpassung und Wartung führen. Es wird konkludiert, dass ASP sich in hohem Maß für die Nutzung bei Planungsproblemen mit strategischem, wissensintensivem Charakter und in reduziertem Maß für operative Planungsprobleme in volatilen Umgebungen eignet.
Aktualisiert: 2023-03-16
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Aktualisiert: 2023-03-14
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Aktualisiert: 2023-03-14
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Aktualisiert: 2023-03-14
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Das Buch behandelt die heutige roboterorientierte Programmierung mit Roboterprogrammiersprachen und stellt wichtige Konzepte der zukünftigen aufgabenorientierten Programmierung intelligenter Roboter dar, z.B. Umweltmodellierung, Aufgabentransformatoren, regelbasierte Programmierung und Multiagentensysteme. Die zum Verständnis notwendigen Grundlagen, beispielsweise aus Mathematik, Informatik und Künstlicher Intelligenz, werden bereitgestellt. Viele Abbildungen unterstützen die Darstellung. Alle Konzepte werden durch ausführliche Beispiele, auch Programmierbeispiele, erläutert und vertieft, die auch zur Selbstkontrolle dienen.Das Buch ist geschrieben für Studierende der Informatik, des Maschinenbaus und der Elektrotechnik sowie für Ingenieure, die sich mit der Programmierung von Robotern beschäftigen.
Aktualisiert: 2022-03-12
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Aktualisiert: 2023-04-06
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Sebastian Lehnhoff entwickelt ein Energiemanagementsystem für dezentrale und vorrangig regenerative Energieumwandlungsanlagen unter verteilter Kontrolle, das den Reserveleistungsbedarf reduziert und vorhandene Effizienzpotenziale stärker nutzt.
Aktualisiert: 2023-03-14
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Leif Hendrik Meier untersucht verschiedene Planungssysteme und ihre wechselseitigen Abhängigkeiten in Container-Terminals und führt systematisch Experimente zur Verbesserung der Prozesskoordination durch. Dabei zeigt sich, dass die übergreifende Planung erhebliches Potenzial zur Optimierung der relevanten Logistik-Kennzahlen besitzt.
Aktualisiert: 2023-03-14
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Die Autoren beleuchten das Problemfeld SCM und den Bereich der Agententechnologie und setzen sich intensiv mit den Ergebnissen des vom BMBF geförderten Forschungsprojektes "CoagenS" auseinander, bei dem der Einsatz von Softwareagenten in der Supply Chain am Beispiel eines konkreten SCM-Szenarios demonstriert wird. Fallbeispiele runden das Buch ab.
Aktualisiert: 2023-03-14
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Die Behandlungsplanung in der Notaufnahme von Krankenhäusern ist ein hoch dynamischer Prozess, der immer wieder zu langen Wartezeiten führt. Christoph Niemann stellt mit seinem Modell der marktbasierten Verhandlungen ein dezentrales System vor, in dem Softwareagenten
den Behandlungsplan koordinieren. Die Planung berücksichtigt die Dringlichkeit der Behandlung und führt zu verkürzter Wartezeit für die einzelnen Patienten. Das System automatisiert einen großen Teil der Planung, so dass von den Leistungserbringern weniger Koordinationstätigkeit erwartet wird.
Aktualisiert: 2023-03-14
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Individualisierte Dienstleistungen und Produkte sowie die zunehmende logistische Datenmenge führen für dynamische Logistiksysteme zu hohen Anforderungen an Servicegrad und Reaktionsfähigkeit. Die Planung von Materialflusssystemen beruht klassischerweise auf einem vorgeplanten, maximalen Durchfluss an bestimmten Punkten eines Systems (Grenzleistungsbetrachtung). Durch eintreffende Ereignisse (Events), die zu einer alarmierenden Planabweichung führen können, wird jedoch der durchgängige Warenfluss beeinflusst und die ex ante geplante Regelbarkeit der Leistung ad absurdum geführt. Durch das hohe Verkehrsaufkommen an großen Umschlagknoten kommt es in der Praxis vermehrt zu Störungen im Materialfluss: LKW verspäten sich, innerbetriebliche Ressourcen und Systemlasten variieren, Anschlusstransporte und Kapazitäten ändern sich kurzfristig.
Das im Rahmen der Arbeit entwickelte Multiagentensystem EventPlan ermöglicht eine Ad-hoc-Steuerung logistischer Umschlagzentren, um den Logistikentscheider qualitativ zu unterstützen, Aufträge anforderungsgerecht abzufertigen und Ressourcen effektiv zu allokieren. Dies erfolgt durch ein modulares Softwaresystem zum ereignisbasierten Scheduling von Aufträgen, welches die eintreffenden Events verarbeitet und eine ressourcenorientierte Durchlaufzeitberechnung anstößt. Der Logistik wird dabei eine neuartige Methode zugänglich gemacht, die eine Übertragbarkeit auf andere Logistiksysteme zulässt.
Die Validierung des reaktiven Verhaltens des Multiagentensystems erfolgt anhand der hochdynamischen Luftfrachtlogistik. Das praxistaugliche Ergebnis einer Ad-hoc-Steuerung liegt in der bedarfsorientierten, dynamischen Planung, damit der Logistikentscheider als letzte Instanz zu jeder Zeit zu einer schnellen Bewertung der Situation und zur Entscheidung über mögliche Handlungsalternativen befähigt wird.
Aktualisiert: 2017-08-23
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Individualisierte Dienstleistungen und Produkte sowie die zunehmende logistische Datenmenge führen für dynamische Logistiksysteme zu hohen Anforderungen an Servicegrad und Reaktionsfähigkeit. Die Planung von Materialflusssystemen beruht klassischerweise auf einem vorgeplanten, maximalen Durchfluss an bestimmten Punkten eines Systems (Grenzleistungsbetrachtung). Durch eintreffende Ereignisse (Events), die zu einer alarmierenden Planabweichung führen können, wird jedoch der durchgängige Warenfluss beeinflusst und die ex ante geplante Regelbarkeit der Leistung ad absurdum geführt. Durch das hohe Verkehrsaufkommen an großen Umschlagknoten kommt es in der Praxis vermehrt zu Störungen im Materialfluss: LKW verspäten sich, innerbetriebliche Ressourcen und Systemlasten variieren, Anschlusstransporte und Kapazitäten ändern sich kurzfristig.
Das im Rahmen der Arbeit entwickelte Multiagentensystem EventPlan ermöglicht eine Ad-hoc-Steuerung logistischer Umschlagzentren, um den Logistikentscheider qualitativ zu unterstützen, Aufträge anforderungsgerecht abzufertigen und Ressourcen effektiv zu allokieren. Dies erfolgt durch ein modulares Softwaresystem zum ereignisbasierten Scheduling von Aufträgen, welches die eintreffenden Events verarbeitet und eine ressourcenorientierte Durchlaufzeitberechnung anstößt. Der Logistik wird dabei eine neuartige Methode zugänglich gemacht, die eine Übertragbarkeit auf andere Logistiksysteme zulässt.
Die Validierung des reaktiven Verhaltens des Multiagentensystems erfolgt anhand der hochdynamischen Luftfrachtlogistik. Das praxistaugliche Ergebnis einer Ad-hoc-Steuerung liegt in der bedarfsorientierten, dynamischen Planung, damit der Logistikentscheider als letzte Instanz zu jeder Zeit zu einer schnellen Bewertung der Situation und zur Entscheidung über mögliche Handlungsalternativen befähigt wird.
Aktualisiert: 2023-03-16
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In dieser Arbeit wird ein Bewertungsverfahren für Lastmanagementinstrumente in der Elektrizitätswirtschaft zum Einsatz im Haushaltssektor entwickelt. Berücksichtigt werden Haushalte mit heterogener Geräteausstattung und Nutzungsverhalten sowie regionalen Umwelteinflüssen. In Fallstudien werden Technologieveränderungen, z.B. elektrische Mobilität, für Deutschland untersucht und Handlungsempfehlungen für Energieversorgungsunternehmen, Haushalte und politische Entscheider aufgezeigt.
Aktualisiert: 2021-07-10
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Aktualisiert: 2023-04-04
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Aktualisiert: 2023-04-08
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Sebastian Lehnhoff entwickelt ein Energiemanagementsystem für dezentrale und vorrangig regenerative Energieumwandlungsanlagen unter verteilter Kontrolle, das den Reserveleistungsbedarf reduziert und vorhandene Effizienzpotenziale stärker nutzt.
Aktualisiert: 2023-04-04
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In der Arbeit vertritt der Autor die Auffassung, der Einbezug von Konzepten und Mechanismen aus dem Bereich sozialer Organisationen eigne sich besonders gut für die Gestaltung großangelegter Softwaresysteme, die einen Charakter als Systeme-von-Systemen aufweisen. Dabei wird die Organisation als eigenständige Softwareentität in den Mittelpunkt gerückt. Diese weist die beiden Merkmale als Kontext und als (kollektiver) Akteur in Kombination auf, analog zum janusgesichtigen Organisationskonzept in sozialen Gesellschaften. Damit wird die mehrschichtige Gestaltung von Softwaresystemen als Multiorganisationssysteme unmittelbar unterstützt. In der Arbeit werden verschiedene Modellierungstechniken für Multiorganisationssysteme vorgestellt. Dabei werden höhere Petrinetze und insbesondere das Konzept der Netze-in-Netzen verwendet und die Erstellung von abstrakten bis hin zu direkt ausführbaren Modellen aufgezeigt.
Aktualisiert: 2023-04-17
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In der vorliegenden Arbeit wurde ein agentenbasiertes Planungsassistenzsystem für die Konzeptplanung eines neuen Kommissioniersystems – Agent-PlanKom – entwickelt. Die Konzeptplanung dient der Auswahl der technischen Komponenten und deren Kombination zu einem vollständigen Kommissioniersystem. Das Ziel dieser Dissertation ist, die Dauer für die Konzeptplanung von Kommissioniersystemen deutlich zu reduzieren und die Qualität der Planungsergebnisse zu steigern. Im Vordergrund steht die Konzeption des innovativen Planungsansatzes: Dezentrale Planung intelligenter, autonomer, miteinander kommunizierender und zusammenarbeitender Agenten.
Die Arbeit beinhaltet den wissenschaftlichen Stand zu Kommissioniersystemen und deren Planung und die theoretischen Grundlagen der Agentenorientierung. Die allgemeinen, logistischen und die sich aus der Agentenorientierung ergebenden Anforderungen an das Planungssystem werden erläutert. Letztere sind abgeleitet aus der Analogie zwischen der systemtheoretischen und agentenorientierten Betrachtung von Systemen und führen zu einer allgemeingültigen Beschreibung von Kommissioniersystemen.
Die Entwicklung von Agent-PlanKom unter Berücksichtigung der agentenorientierten Konzepte wird anhand der PASSI-Methode, einer Methode der agentenorientierten Softwareentwicklung, dargestellt. Die Entwicklung von Agent-PlanKom mit den Entwicklungsphasen – Erstellung des Anforderungs-, Agentengesellschafts-Implementierungs-, Code- und Einsatzmodells – wird erläutert. Zur Validierung wurde Agent-PlanKom mithilfe der Plattform JADE implementiert unter Berücksichtigung der testgetriebenen Entwicklung als Validierungsmethode. Die Funktionalität von Agent-PlanKom wird anhand von drei allgemeinen Beispielen validiert. Die Planungsszenarien sind so ausgewählt, dass durch sie die wesentlichen Funktionalitäten, die in Agent-PlanKom abgebildet werden sollen, getestet werden.
Aktualisiert: 2023-03-16
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