05 Fakultät Informatik, Elektrotechnik und Informationstechnik
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Item Open Access Mining software repositories for coupled changes(2017) Ramadani, Jasmin; Wagner, Stefan (Prof. Dr.)Software-Repositories enthalten Informationen über den Entwicklungsverlauf eines Softwaresystems, die von den Entwicklern bei Wartungsarbeiten genutzt werden können. Dazu gehören Daten im Versionsverwaltungssystem, im Issue-Tracking-System und in den Dokumentationsarchiven. Eine der meistverwendeten Techniken zur Analyse von Software-Repositories ist Data Mining, wobei die Frequent-Itemsets-Analyse häufig verwendet wird, um Gruppen von Dateien zu definieren, die in der Vergangenheit häufig zusammen geändert wurden. Diese Dateigruppen definieren wir als gekoppelte Dateien oder Coupled Files. Die meisten Studien über gekoppelte Dateiänderungen in Software-Repositories beziehen Git Versioning-Systeme nicht mit ein. Auch wird darin das Feedback der Entwickler bezüglich der Nützlichkeit der gekoppelten Dateiänderungen und deren Einfluss auf die Wartungsaufgaben nicht berücksichtigt. Das Hauptziel der vorliegenden Untersuchung besteht darin, Entwickler bei ihren Wartungsaufgaben zu unterstützen, und zwar in Form von Vorschlägen für mögliche Dateiänderungen, die auf früheren Änderungen im Git-Versionsverlauf der Software basieren. Wir untersuchten die Extraktion gekoppelter Dateiänderungen durch Data Mining mit Git und analysierten die Rückmeldung von Entwicklern bezüglich der Interessantheit und Nützlichkeit der Vorschläge für gekoppelte Dateiänderungen sowie deren Einfluss auf die Wartungsarbeiten. Anhand einer Fallstudie in der Industrie extrahierten wir gekoppelte Dateiänderungen aus drei Git-Repositories. Basierend auf der in dieser Fallstudie untersuchten Interessantheit und den Erkenntnissen aus einer Reihe empirischer Studien zu Wartungsarbeiten stellten wir eine Theorie auf über die Verwendung von Vorschlägen für gekoppelte Dateiänderungen bei Wartungsarbeiten. Diese Theorie wurde in folgenden Studien getestet: (1) Wir führten ein kontrolliertes Experiment durch, in dem wir Heuristiken zum Gruppieren verwandter Änderungssätze in Git untersuchten, aus denen wir relevante gekoppelte Dateiänderungen extrahierten. (2) In einem Quasi-Experiment untersuchten wir die Nützlichkeit gekoppelter Dateiänderungsvorschläge und deren Auswirkung auf die Korrektheit der Lösung sowie den Zeitaufwand für die Bearbeitung der Wartungsaufgaben. (3) In einer Explorationsstudie untersuchten wir, wie gekoppelte Dateiänderungsvorschläge die Strategie der Entwickler beeinflussen, mit der sie Wartungsarbeiten Hilfe suchen. In einer Explorationsstudie erweiterten wir das Konzept gekoppelter Dateiänderungen auf Paketebene und ermittelten verschiedene Stufen von Entwickler-Kompetenz anhand der von den Entwicklern bearbeiteten Systempakete. Wir entwickelten ein Werkzeug auf Eclipse-Basis, das gekoppelte Dateiänderungsvorschläge extrahiert, visualisiert und Entwicklern bei Wartungsaufgaben zur Verfügung stellt. Wir haben Heuristiken definiert um verwandte Änderungen in Git zu gruppieren. Mit der Frequent-Itemsets-Analyse gelang uns die Extraktion relativer häufiger gekoppelter Dateiänderungen aus Git. Die an der Fallstudie zur Interessantheit gekoppelter Dateien beteiligten Entwickler zeigten sich interessiert an dieser Art von Hilfe während der Wartungsarbeiten. Das Experiment zur Nützlichkeit von gekoppelten Dateiänderungsvorschlägen ergab, dass die Entwickler, die die Vorschläge nutzten, ihre Aufgaben erfolgreicher bewältigten als diejenigen, die es nicht taten. Die Ergebnisse der Explorationsstudie zur Inanspruchnahme von Hilfe bei Wartungsaufgaben zeigen, dass gekoppelte Dateiänderungsvorschläge auch den Bedarf an für die Wartungsaufgaben relevanten externen Informationsquellen reduzieren und so den Wartungsprozess kompakter machen. Zudem wurde das Konzept der gekoppelten Dateiänderungen erfolgreich eingesetzt, um Kompetenzprofile mit unterschiedlichen Spezialisierungen zu erstellen, die auf den Änderungen in den gekoppelten Systempaketen basieren. Die Rückmeldungen der Entwickler zu dem Verfahren der gekoppelten Dateiänderungsvorschläge wurden als positiv identifiziert. Unsere Theorie über den Einsatz gekoppelter Dateiänderungsvorschläge bei Wartungsaufgaben wurde erfolgreich getestet. Mit den vorgeschlagenen Heuristiken ermittelten wir, dass die Gruppierung der Änderungssätze in Git ihre Relevanz beeinflusst. Die Rückmeldungen der Entwickler zeigten, dass das Format und der Kontext gekoppelter Dateiänderungsvorschläge sich auf deren Nützlichkeit auswirken. Die Ergebnisse zeigen auch, dass gekoppelte Dateiänderungsvorschläge die Bearbeitung der Wartungsaufgaben und die Strategien zum Suchen nach Hilfe positiv beeinflussen. Die weitere Analyse von Kopplungen zwischen Teilen des Quellcodes anhand großer Datensätze ermöglicht es, die Auswirkungen gekoppelter Dateiänderungen auf die Wartung und die Qualität von Software besser zu verstehen.Item Open Access 3D printing-as-a-service for collaborative engineering(2017) Baumann, Felix W.; Roller, Dieter (Univ.-Prof. Hon.-Prof. Dr.)3D printing or Additive Manufacturing (AM) are utilised as umbrella terms to denote a variety of technologies to manufacture or create a physical object based on a digital model. Commonly, these technologies create the objects by adding, fusing or melting a raw material in a layer-wise fashion. Apart from the 3D printer itself, no specialised tools are required to create almost any shape or form imaginable and designable. The possibilities of these technologies of these technologies are plentiful and cover the ability to manufacture every object, rapidly, locally and cost-efficiently without wasted resources and material. Objects can be created to specific forms to perform as perfectly fitting functions without consideration of the assembly process. To further the advance the availability and applicability of 3D printing, this thesis identifies the problems that currently exist and attempts to solve them. During the 3D printing process, data (i. e., files) must be converted from their original representation, e. g., CAD file, to the machine instructions for a specific 3D printer. During this process, information is lost, and other information is added. Traceability is lacking in 3D printing. The actual 3D printing can require a long period of time to complete, during which errors can occur. In 3D printing, these errors are often non-recoverable or reversible, which results in wasted material and time. In addition to the lack of closed-loop control systems for 3D printers, careful planning and preparation are required to avoid these costly misprints. 3D printers are usually located remotely from users, due to health and safety considerations, special placement requirements or out of comfort. Remotely placed equipment is impractical to monitor in person; however, such monitoring is essential. Especially considering the proneness of 3D printing to errors and the implications of this as described previously. Utilisation of 3D printers is an issue, especially with expensive 3D printers. As there are a number of differing 3D printing technologies available, having the required 3D printer, might be problematic. 3D printers are equipped with a variety of interfaces, depending on the make and model. These differing interfaces, both hard- and software, hinder the integration of different 3D printers into consistent systems. There exists no proper and complete ontology or resource description schema or mechanism that covers all the different 3D printing technologies. Such a resource description mechanism is essential for the automated scheduling in services or systems. In 3D printing services the selection and matching of appropriate and suitable 3D printers is essential, as not all 3D printing technologies are able to perform on all materials or are able to create certain object features, such as thin walls or hollow forms. The need for companies to sell digital models for AM will increase in scenarios where replacement or customised parts are 3D printed by consumers at home or in local manufacturing centres. Furthermore, requirements to safeguard these digital models will increase to avoid a repetition of the problems from the music industry, e. g., Napster. Replication and ‘theft’ of these models are uncontrollable in the current situation. In a service oriented deployment, or in scenarios where the utilisation is high, estimations of the 3D printing time are required to be available. Common 3D printing time estimations are inaccurate, which hinder the application of scheduling. The complete and comprehensive understanding of the complexity of an object is discordant, especially in the domain of AM. This understanding is required to both support the design of objects for AM and match appropriate manufacturing resources to certain objects. Quality in AM and FDM have been incompletely researched. The quality in general is increased with maturity of the technology; however, research on the quality achievable with consumer-grade 3D printers is lacking. Furthermore, cost-sensitive measurement methods for quality assessment are expandable. This thesis presents the structured design and implementation of a 3D printing service with associated contributions that provide solutions to particular problems present in the AM domain. The 3D printing service is the overarching component of this thesis and provides the platform for the other contributions with the intention to establish an online, cloud-based 3D printing service for use in end-user and professional settings with a focus on collaboration and cooperation.