05 Fakultät Informatik, Elektrotechnik und Informationstechnik
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Item Open Access Maschinelles Lernen für intelligente Automatisierungssysteme mit dezentraler Datenhaltung am Anwendungsfall Predictive Maintenance(2019) Maschler, Benjamin; Jazdi, Nasser; Weyrich, MichaelFür eine hohe Ergebnisqualität sind Machine Learning Algorithmen auf eine breite Datenbasis angewiesen. Studien zeigen jedoch, dass viele Unternehmen nicht bereit sind, ihre Daten mit anderen Unternehmen, beispielsweise in Form einer gemeinsamen Daten-Cloud, zu teilen. Ziel sollte es daher sein, effizientes maschinelles Lernen mit einer dezentralen Datenhaltung, die den Verbleib vertraulicher Daten im jeweiligen Ursprungs-Unternehmen ermöglicht, zu ermöglichen. In diesem Artikel wird diesbezüglich ein neuartiges Konzept vorgestellt und hinsichtlich seiner Potentiale für intelligente Automatisierungssysteme am Beispiel des Anwendungsfalls Predictive Maintenance analysiert. Die Umsetzbarkeit des Konzepts unter Nutzung verschiedener bestehender Ansätze wird diskutiert, bevor schließlich auf potentielle Mehrwerte für Anlagenbetreiber sowie -hersteller unter besonderer Berücksichtigung der Perspektive kleiner und mittlerer Unternehmen eingegangen wird.Item Open Access Sprachassistierter Entwicklungsprozess für automatisierungstechnische Systeme : ein Ansatz zur Strukturierung komplexer Entwicklungsprozesse(2020) White, Dustin; Weyrich, MichaelDer Systementwicklungsprozess nimmt immer mehr an Komplexität zu, da die Systeme selbst immer komplexer werden. Gleichzeitig Vermischen sich die verschiedenen Disziplinen wie Maschinenbau, Elektrotechnik und Softwaretechnik zunehmend, so dass Unternehmen einer Disziplin sprunghafte Komplexitätszuwächse bei ihren Systemen und in ihrer Entwicklung haben. Deshalb wird in dieser Veröffentlichung ein Konzept eines Sprachassistenten erarbeitet, der durch eine Entwicklungsphase führt. Daraus geht hervor, dass die Software zur Unterstützung der Entwicklung ein Informationsmodell benötigt, um die Daten des entwickelten Systems zu speichern und diese mit dem vorhandenen Wissen zu verbinden. Dieses Wissen kann entweder intern oder im Web vorhanden sein. Der Entwicklungsprozess soll daher Kooperation unterstützen, so dass die Assistenzsoftware und Ingenieure miteinander interagieren.Item Open Access Intelligentes Rekonfigurationsmanagement selbstorganisierter Produktionssysteme in der diskreten Fertigung(2020) Müller, Timo; Jazdi, Nasser; Weyrich, MichaelDie Häufigkeit von Änderungen der Produktionsanforderungen nimmt aufgrund wirtschaftlicher Volatilität, kürzerer Innovationszyklen und Produktlebenszyklen kontinuierlich zu. Daher ist eine Vorhersage aller möglichen Ziele eines Produktionssystems zur Entwurfszeit unmöglich und es ergibt sich erhöhter Rekonfigurationsbedarf zur Betriebszeit. Derzeit weist die Rekonfiguration von Produktionssystemen jedoch einige Schwachstellen auf, die in diesem Beitrag aufgezeigt werden. Außerdem wird die Zukunft der industriellen Automatisierung von Cyber-Physischen Produktionssystemen dominiert werden, welche vielversprechende Potentiale bieten. Folglich werden die Cyber-Physischen Produktionssysteme und einige ihrer Potentiale im Hinblick auf Rekonfiguration diskutiert. Um diese theoretischen Potentiale tatsächlich nutzen zu können, sind allerdings entsprechende Konzepte erforderlich, weshalb dieser Forschungsbeitrag ein grundlegendes Konzept für ein selbstorganisiertes Rekonfigurationsmanagement präsentiert.Item Open Access Is the stack distance between test case and method correlated with test effectiveness?(2019) Niedermayr, Rainer; Wagner, StefanMutation testing is a means to assess the effectiveness of a test suite and its outcome is considered more meaningful than code coverage metrics. However, despite several optimizations, mutation testing requires a significant computational effort and has not been widely adopted in industry. Therefore, we study in this paper whether test effectiveness can be approximated using a more light-weight approach. We hypothesize that a test case is more likely to detect faults in methods that are close to the test case on the call stack than in methods that the test case accesses indirectly through many other methods. Based on this hypothesis, we propose the minimal stack distance between test case and method as a new test measure, which expresses how close any test case comes to a given method, and study its correlation with test effectiveness. We conducted an empirical study with 21 open-source projects, which comprise in total 1.8 million LOC, and show that a correlation exists between stack distance and test effectiveness. The correlation reaches a strength up to 0.58. We further show that a classifier using the minimal stack distance along with additional easily computable measures can predict the mutation testing result of a method with 92.9% precision and 93.4% recall. Hence, such a classifier can be taken into consideration as a light-weight alternative to mutation testing or as a preceding, less costly step to that.Item Open Access Interdisciplinary system courses - teaching agile systems engineering(2019) Seitz, Andreas; Avezum, Mariana; Bruegge, Bernd; Wagner, StefanWith the advent of technologies like the Internet of Things, Industry 4.0 and Cyber-Physical Systems, many software engineering courses turn into system engineering courses. Recent advances in technologies such as 3D printing and low-cost micro controllers enable to teach agile hard- and software co-design in system engineering courses. In this paper, we describe Interdisciplinary System Courses (ISC) - a teaching approach based on interdisciplinary projects, light-weight agile techniques and solving real problems by integrating industry customers. We describe our experiences from an exploratory case study where we applied ISC in a two-week international summer school with a customer from the aerospace industry. We derive a set of hypotheses on the effects of ISC.