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Zimmermann, Armin

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Works: 38 works in 49 publications in 2 languages and 105 library holdings
Roles: dgs, Other, Author, Contributor
Publication Timeline
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Most widely held works by Armin Zimmermann
Zielorientierte Erkennung und Behebung von Qualitätsdefiziten in Software-Systemen am Beispiel der Weiterentwicklungsfähigkeit by Robert Brcina( )

5 editions published between 2011 and 2012 in German and held by 24 WorldCat member libraries worldwide

Für unternehmenskritische Software-Systeme, die langlebig und erweiterbar sein sollen, ist das Qualitätsziel Weiterentwicklungsfähigkeit essentiell. Kontinuierliche Änderungen und Erweiterungen sind unabdingbar, um solche Software-Systeme an neue oder veränderte Anforderungen anzupassen. Diese Maßnahmen verursachen aber auch oft Qualitätsdefizite, die zu einem Anstieg der Komplexität oder einem Verfall der Architektur führen können. Gerade Qualitätsdefizite in der Spezifikation oder Architektur können Software-Systeme stark beeinträchtigen. Um dem entgegenzuwirken, wird in dieser Arbeit eine Methode entwickelt, welche die Einhaltung von Qualitätszielen bewerten kann. Dadurch wird sowohl das Erkennen als auch das Beheben von Qualitätsdefiziten in der Software-Entwicklung ermöglicht. Qualitätsdefizite werden anhand einer am Qualitätsziel orientierten und regelbasierten Analyse erkannt und durch zugeordnete Reengineering-Aktivitäten behoben. Als Beispiel für ein Qualitätsziel wird die Weiterentwicklungsfähigkeit von Software-Systemen betrachtet. Es wird gezeigt, wie dieses Qualitätsziel anhand von strukturellen Abhängigkeiten in Software-Systemen bewertet und durch gezielte Reengineering-Aktivitäten verbessert werden kann. Um die Methode zu validieren, wurde eine industrielle Fallstudie durchgeführt. Durch den Einsatz der Methode konnten eine Vielzahl von Qualitätsdefiziten erkannt und behoben werden. Die Weiterentwicklungsfähigkeit des untersuchten Software-Systems wurde durch die vorgeschlagenen Reengineering-Aktivitäten entscheidend verbessert
Design of interactive service robots applying methods of systems engineering and decision making by Matthias Merten( )

3 editions published in 2012 in English and held by 19 WorldCat member libraries worldwide

Interaktive Service Roboter werden heute bereits in einigen Anwendungsszenarien eingesetzt, in denen sie beispielsweise Menschen durch Gebäude geleiten oder bei häuslichen Aufgaben unterstützen. Dennoch gibt es bislang kein System, das den erwarteten Marktdurchbruch geschafft hat. Die hohe Komplexität solcher Systeme und vielfältige Anforderungen durch Benutzer und Betreiber erschweren die Entwicklung von erfolgreichen Service Robotern. In dieser Arbeit wurden zwei interaktive Service Roboter entwickelt, die das Potential haben, die beschriebenen Hinderungsgründe für einen breiten Einsatz zu überwinden. Das erste Robotersystem wurde als Shopping Roboter für Baumärkte entwickelt, in denen es Kunden zu gesuchten Produkten führt. Das zweite System dient als interaktiver Pflegeroboter älteren Menschen in häuslicher Umgebung bei der Bewältigung täglicher Aufgaben. Diese Arbeit beschreibt die Realisierung der Embedded Systems beider Robotersysteme und umfasst insbesondere die Entwicklung der Low-Level System Architekturen, Energie Management Systeme, Kommunikationssysteme, Sensorsysteme, sowie ausgewählte Aspekte der mechanischen Umsetzung. Die Entwicklung einer Vielzahl von Steuerungsmodulen, notwendig für die Realisierung interaktiver Service Roboter, wird beschrieben. Die vorliegende Arbeit verwendet und erweitert Methoden des Systems Engineerings, um die hohe Systemkomplexität von interaktiven Service Robotern sowie die vielfältigen Anforderungen an deren späteren Einsatz beherrschen zu können. Der Entwicklungsprozess der beiden Roboter basiert auf dem V-Model, welches einen strukturierten Entwurfsablauf unter Berücksichtigung aller Systemanforderungen erlaubt. Es zwingt ferner zur frühzeitigen Spezifikation von Prüfabläufen, was die Qualität und Zuverlässigkeit der Entwicklungsergebnisse verbessert. Für die Unterstützung von Entscheidungen im Entwicklungsprozess schlägt diese Arbeit eine Kombination aus dem V-Model und dem Analytic Hierarchy Process (AHP) vor. Der AHP hilft bei der Auswahl verfügbarer technischer Alternativen unter Berücksichtigung von Prioritäten im Entwicklungsprozess. Diese Arbeit spezifiziert sieben Kriterien, die Service Roboter charakterisieren: Anpassbarkeit, Laufzeit, Benutzbarkeit, Robustheit, Sicherheit, Features und Kosten. Die Prioritäten dieser Kriterien im Entwicklungsprozess werden für jeden Roboter individuell bestimmt. Der AHP ermittelt die beste Lösung basierend auf diesen gewichteten Kriterien und den bewerteten technischen Alternativen. Die Einbindung des AHP in den V-Model Prozess wurde am Entwurf des Shopping Roboter entwickelt und geprüft. Die Allgemeingültigkeit dieser Methode wurde während der Entwicklung des Pflegeroboters verifiziert
TimeNET 4.0 : a software tool for the performability evaluation with stochastic and colored Petri nets ; user manual by Armin Zimmermann( Book )

3 editions published in 2007 in English and held by 6 WorldCat member libraries worldwide

Continuous assessment of software traceability by Patrick Rempel( Book )

2 editions published in 2016 in English and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Die Nachvollziehbarkeit von Anforderungen ist wichtiges Qualitätsmerkmal der Softwareentwicklung. Für eine Vielzahl von Softwareentwicklungsaktivitäten ist die Nachvollziehbarkeit von Anforderungen eine notwenige Voraussetzung. Dazu gehören unter anderem die Analyse funktionaler Sicherheit, die Einflussanalyse, die Analyse des Abdeckungsgrades oder die Compliance. Für die Entwicklung sicherheitskritischer Softwaresysteme ist dieses Qualitätsmerkmal von besonderer Bedeutung. Daher wird dieses von entsprechenden Richtlinien zur Entwicklung sicherheitskritischer Software explizit vorgeschrieben. Obwohl die Relevanz der Nachvollziehbarkeit in Softwareprojekten allgemein bekannt ist, findet nur in wenigen Fällen eine systematische Planung zur Erreichung dieses Qualitätsmerkmals Anwendung. Häufig wird Nachvollziehbarkeit erst nachträglich umgesetzt. Daraus resultieren oft unvollständige Implementierungen der Nachvollziehbarkeit, die trotzdem als Grundlage für schwerwiegende Entscheidungen herangezogen werden. Aus diesem Grunde sollten die entsprechenden Implementierungen einer eingehenden Prüfung unterzogen werden, besonders im Rahmen der Entwicklung sicherheitskritischer Systeme. Dazu ist jedoch eine Vielzahl von Herausforderungen zu meistern. Zum einen hängt die Nachvollziehbarkeit von den projektspezifischen Zielen ab. Bei sicherheitskritischen Systemen müssen oft Vorgaben aus Richtlinien erfüllt werden. Auch die Nutzung der Nachvollziehbarkeit ist sehr stark von den jeweiligen Zielen abhängig. In dieser Arbeit wird ein Ansatz zur systematischen Prüfung von Softwareprojekten im Hinblick auf deren Nachvollziehbarkeit der Anforderungen vorgeschlagen. Eine notwendige Voraussetzung für den Prüfansatz ist die präzise Planung und Definition der Nachvollziehbarkeit von Anforderungen in einem Softwareprojekt. Daher wird im Rahmen dieser Arbeit ein entsprechender Planungsansatz präsentiert. Weiterhin wird ein analytisches Modell zur systematischen Prüfung der Nachvollziehbarkeit in Softwareprojekten präsentiert. Dieses Modell umfasst eine vollständige Klassifikation möglicher Fehlertypen. Außerdem werden Kriterien zur systematischen Erkennung dieser Fehler vorgeschlagen. Die Ergebnisse einer Expertenbefragung bestätigen die Vollständigkeit des analytischen Prüfmodells. Zudem wurde der vorgeschlagene Ansatz zur systematischen Prüfung der Nachvollziehbarkeit von Anforderungen in zwei Studien evaluiert. Dabei konnte der Nutzen des Ansatzes für die Entwicklung von sicherheitskritischer und nicht sicherheitskritischer Software nachgewiesen werden
Aktive Formationsänderung zur verbesserten hindernisfreien Pfadplanung für Teams aus Autonomen Maritimen Fahrzeugen by Bassam Alrifaee( )

1 edition published in 2010 in German and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Die vorliegende Arbeit wurde im Rahmen des "GREX" Projekts am Fachgebiet Systemanalyse der Technischen Universität Ilmenau erstellt. Sie präsentiert ein Hindernisvermeidungskonzept für Teams aus autonomen maritimen Fahrzeugen. Die Kollisionsvermeidung ist essenziell bei der Planung von Missionen für ein Fahrzeugteam und wird entweder unter Einhaltung der anfänglich vorhandenen Formation oder durch die Änderung dieser erreicht. Bei der Erstellung dieser Arbeit mussten Anforderungen an einen Missionsplan eines Teams aus Unterwasserfahrzeugen unter Einhaltung eines Sicherheitsabstands zu den Hindernisobjekten berücksichtigt werden. Diese ergeben sich aus den im Allgemeinen beschränkten Manövrierfähigkeiten eines Unterwasserfahrzeugs. Das Konzept beinhaltet Algorithmen zur Kollisionserkennung, Vergrößerung und Diskretisierung der Hindernisse, Sichtbarkeitsgrapherzeugung, Modifizierung des Suchgraphen und der Start- und Zielposition, Formationsänderung und zur Generierung neuer Missionspläne. Für die Kollisionserkennung werden Verfahren zur Schnittpunktberechnung zwischen den definierten Missionsplanelementen Strecke und Kreisbogen und den als Ellipsen modellierten Objekten eingesetzt. Wird eine Kollisionssituation erkannt, wird eine Start- und Zielposition generiert, wobei ein Sicherheitsabstand zu den Objekten definiert wird. Das dahinter stehende Ziel ist, das Team sicher und kollisionsfrei zwischen Start- und Zielposition zu führen. Die Wegeplanung einer Formationsfahrt wird für ein definiertes virtuelles Führungsfahrzeug durchgeführt, wobei die Hindernisobjekte zur Berücksichtigung der geometrischen Formationsausdehnung vergrößert werden. Der Suchgraph wird hierbei modifiziert, um nur gültige Wege, die vom Team unter Berücksichtigung der Anforderungen gefahren werden können, zu enthalten. Die Änderung der Formation geschieht durch den Spurwechsel eines Fahrzeugs von seiner Sollspur auf die freie Spur eines benachbarten Fahrzeugs. Dies wird durch die Verwendung von zwei Kreisbogenmanövern, die zwischen den beiden Spuren platziert werden, realisiert. Die Missionspläne der Teamfahrzeuge werden durch die Transformation des Missionsplans des Führungsfahrzeugs erzeugt. Existieren mehrere Umplanungsmöglichkeiten werden diese unter Verwendung von Bewertungskriterien, die die aktuelle Missionsaufgabe durch Gewichtungsfaktoren berücksichtigen, bewertet
A system of autonomously flying helicopters for load transportation by Markus Bernard( )

1 edition published in 2013 in English and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Die Arbeit beschreibt Entwurf, Umsetzung und Validierung eines autonomen Lastentransportsystems, welches auf Basis mehrerer Modellhubschrauber realisiert wurde. Abhängig von den Anforderungen der zu transportierenden Last kann die Anzahl der verwendeten Hubschrauber individuell angepasst werden. Die präsentierten Modelle und Regler wurden durch Computersimulationen und reale Flugversuche verifiziert. Zwei nichtlineare Modelle werden präsentiert: Ein Model für Konfigurationen bestehend aus einem Helikopter und einer Last (single-lift) und eines für Konfigurationen bestehend aus zwei bzw. mehreren Helikoptern und einer Last (dual- und multi-lift). Neben diesen komplexen Modellen werden vereinfachte Modelle vorgestellt, die für den Reglerentwurf verwendet werden. Ein generischer Orientierungsregler wird entwickelt, der für die Regelung aller beschriebenen Transportkonfigurationen verwendet werden kann. Durch die Nutzung dieses Reglers vereinfacht sich der Entwurf der Translationsregler erheblich. Drei Translationsregler werden beschrieben: Ein Regler für single-lift Konfigurationen, der eine aktive Unterdrückung von Lastschwingungen erlaubt, und ein verteilter Regler für multi-lift Konfigurationen. Weiterhin wird ein dual-lift Regler präsentiert, der eine Kombination der anderen Regler darstellt. Die Regler für dual- und multi-lift Konfigurationen verwenden keine mechanischen Hilfskonstrukte wie Abstandshalter. Die Position der Last wird durch die Orientierung des Seils, gemessen nahe dem Helikopterrumpf, bestimmt. Externe Störungen wie Windstöße können eine Eigenschwingung des Seils anregen, welche die ermittelte Lastposition verfälscht. Die Eigenschwingung des Seils sowie der Einfluss der verwendeten Messeinrichtung werden analysiert. Auf Basis dieser Analyse wird ein Lastbeobachter entwickelt und in mehreren Experimenten verifiziert. Dieser Lastbeobachter ist von essentieller Wichtigkeit für den sicheren Betrieb des Lastentransportsystems, insbesondere bei schlechten Wetterbedingungen. Die entwickelten nichtlinearen Modelle des Systems wie auch die Regler der single- und multi-lift Konfigurationen wurden durch Flugversuche validiert. Dabei hat das System bewiesen, dass es auch bei sehr schlechten Wetterbedingungen einsetzbar ist
A Self-Organized Unmanned Aerial Message Ferrying System by Tobias Simon( )

2 editions published in 2014 in English and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Message Ferrying mit kontrollierter Mobilität ist ein vielversprechender Ansatz zur effizienten und autonomen Erzeugung transienter Konnektivität zwischen ansonsten nicht verbundenen Netzwerkknoten. Das Ziel dieser Arbeit ist es, einen selbstorganisierten Algorithmus zur Mobilitätssteuerung einer UAV-basierten Datenfähre ohne Long-Range Signalisierung zu entwickeln und in einem realen System zu demonstrieren. Die Fähre kann durch den Nachrichtenaustausch mit einem Knoten lokales Wissen erwerben und entscheiden, welcher der nächste zu besuchende Knoten ist. Das als Grundlage für diese Arbeit entwickelte Systemmodell reduziert die Komplexität des Zustandsraumes eines Message Ferrying Netzes, indem Zustandsübergänge nur nach einem Kontakt zwischen Knoten und Fähre entstehen können. Hierdurch wird ermöglicht, die optimale obere Grenze für die Leistungsfähigkeit der Fähre zu identifizieren. Basierend auf diesen Untersuchungen schlägt diese Arbeit einen selbstorganisierten Algorithmus namens SOFCOM (Self-Organized Ferrying using Controlled Mobility) zur Fähren-Entscheidungsfindung vor. SOFCOM erlaubt nicht nur einen effizienten Transport gleichberechtigter Nachrichten, sondern auch eine feingranuläre Berücksichtigung von Nachrichten- und Knotenprioritäten. Im Vergleich zu TSP-basierten Ansätzen zeigt sich, dass SOFCOM eine geringere durchschnittliche Nachrichtenverzögerung erzielen kann, obwohl nur lokale Entscheidungen getroffen werden. Detaillierte Untersuchungen der Fährentrajektorien liefern Aufschluss über emergente Eigenschaften des Algorithmus, wie z.B. die Imitation zyklischer Routen, Fairness beim Knotenbesuch, Reaktion auf Lastumschaltung und implizite Koordination mehrerer Fähren. Zur Validierung von SOFCOM im Außeneinsatz präsentiert diese Arbeit ein Testsystem namens SOFAR (Self-Organized Ferrying using Airborne Robots), welches aus 5 Netbooks und einem UAV besteht. Die zugrundeliegende UAV Plattform namens ARCADE (Airborne Robot for Communication and Autonomy in Disaster Environments) verfügt über eine universelle, Linux-basierte Softwarearchitektur, die eine Implementierung verschiedener Funktionen in getrennten Adressräumen und auf verschiedenen CPU-Cores erlaubt. Outdoor-Experimente mit SOFAR zeigen, dass die reale Leistungsfähigkeit den Simulationsergebnissen vergleichbar nahe kommt, wobei Modellungenauigkeiten berücksichtig werden müssen
Automated validation of minimum risk model-based system designs of complex avionics systems by Nils Fischer( )

1 edition published in 2017 in English and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Große zivile Flugzeuge umfassen eine hohe Anzahl von komplexen und gekoppelten Subsystemen mit Tausenden von elektronischen Steuergeräten und Software mit Millionen von Codezeilen. Keine einzelne Person kann die komplexen Wechselwirkungen eines solchen Systems von Systemen verstehen. Daher beinhalten geschriebene, nicht ausführbare Spezifikationen einen hohen Grad an Produktunsicherheit. Infolgedessen müssen mehr als zwei Drittel aller Spezifikationen überarbeitet werden. Da die meisten Spezifikationsfehler zu einem späten Zeitpunkt entdeckt und gelöst werden, wenn Aufwände für Überarbeitungen maximal sind, hat der gegenwärtige Entwicklungsansatz eine hohe Wahrscheinlichkeit für Kosten- und Zeitüberschreitungen oder führt zum Fehlschlagen von Projekten. Hierdurch wird das Entwicklungsrisiko maximiert. Es ist das Ziel dieser Arbeit, eine modell- und simulationsbasierte Entwicklungsmethode mit zugehöriger Entwurfs- und Validierungsumgebung zu entwickeln, welche das Risiko der Entwicklung für komplexe Systeme minimiert. Das Entwicklungsrisiko ist minimal, wenn alle Entwicklungsentscheidungen frühzeitig vom Endkunden gegen die Leistungen eines Produktes auf Missionsebene validiert werden. Dazu werden ausführbare Spezifikationen während des Entwurfs erstellt und anhand der Anforderungen auf Missionsebene validiert. Validierte ausführbare Spezifikationen werden für alle Entscheidungen von der Konzeptentwicklung bis zur Implementierung verwendet und aktualisiert. Darüber hinaus werden virtuelle Prototypen entwickelt, welche ausführbare Spezifikationen mit Konzeptmodellen für Mensch-Maschine-Schnittstellen kombinieren, um Usability-Anforderungen in den Gesamtentwurf aufzunehmen. Dies ermöglicht eine interaktive Validierung sowie frühes Endbenutzertraining mittels benutzergesteuerter Systemsimulation. Es werden ausführbare Arbeitsabläufe und Simulation Sets entwickelt, welche die Ausführung von strukturierten und gekoppelten Simulationsmodellen ermöglichen. Anschließend wird ein modell- und simulationsbasiertes Entwicklungs- und Validierungsprozessmodell vom Konzeptdesign bis zur Spezifikationsentwicklung entwickelt. Hierfür werden zwei verschiedene Validierungsprozesse verwendet. Ein automatisierter Validierungsprozess basierend auf ausführbaren Spezifikationen und ein interaktiver Validierungsprozess basierend auf virtuellen Prototypen. Für die Entwicklung von ausführbaren Spezifikationen und virtuellen Prototypen werden Modellkomponenten entwickelt. Die entwickelte Methode wird mithilfe von Beispielen aus der zivilen Flugzeugentwicklung validiert, insbesondere in Hinblick auf Avionik sowie hoch konfigurierbare und anpassbare Kabinensysteme
Model-based development of energy-efficient automation systems by Dmitriy Shorin( )

1 edition published in 2018 in English and held by 1 WorldCat member library worldwide

Der Energieverbrauch ist ein immer wichtigeres Entscheidungskriterium, das bei der Suche nach guten architektonischen und gestalterischen Alternativen technischer Systeme einbezogen werden muss. Diese Monographie stellt eine Methodik für das modellbasierte Engineering energieeffizienter Automatisierungssysteme vor. In dieser Monografie wird ein eingebettetes System als eine Kombination der Prozessorhardware und des Softwareteils betrachtet. Im entwickelten Verfahren wird der erste Teil durch ein Betriebsmodell (operational model) beschrieben, das alle möglichen Zustände und Übergänge des betrachteten Systems darstellt. Der letzte Teil wird durch ein Anwendungsmodell (application model) repräsentiert, das den Arbeitsablauf eines konkreten für dieses System erstellten Programms widerspiegelt. Gemeinsam werden die beiden Modelle in ein stochastisches Petri-Netz umgewandelt, um eine Analyse des Systems zu ermöglichen. Die entwickelten Transformationsregeln werden vorgestellt und mathematisch beschrieben. Es ist dann möglich, die Leistungsaufnahme des Systems mittels einer Standardauswertung von Petri-Netzen vorherzusagen. Die UML (vereinheitlichte Modellierungssprache) wird in dieser Monographie für die Modellierung der Echtzeitsysteme verwendet. Die mit dem MARTE-Profil (Modellierung und Analyse der Echtzeit- und eingebetteten Systeme) erweiterten Zustandsübergangsdiagramme sind für die Modellierung und Leistungsbewertung ausgewählt. Die vorgestellte Methodik wird durch eine Implementierung der notwendigen Algorithmen und grafischen Editoren in der integrierten Entwicklungsumgebung TimeNET unterstützt. Die entwickelte Erweiterung implementiert die vorgestellte Methode zur Modellierung und Bewertung des Energieverbrauchs basierend auf den erweiterten UML-Modellen, die nun automatisch in ein stochastisches Petri-Netz transformiert werden können. Der Energieverbrauch des Systems kann dann durch die Analyse-Module für stochastische Petri-Netze von TimeNET vorhergesagt werden. Die Vorteile der vorgeschlagenen Methode werden anhand von Anwendungsbeispielen demonstriert
Modellbasierte Analyse garantierter Eigenschaften von Ethernet-basierten Kommunikationssystemen im Automobil by Robert Hohmann( )

1 edition published in 2016 in German and held by 1 WorldCat member library worldwide

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der modellbasierten Analyse garantierter Eigenschaften Ethernet-basierter Netzwerke im Automobil. Ziel ist die Untersuchung und Bewertung des Systemverhaltens unter Nutzung der Planungsmechanismen Strict Priority und Credit Based Shaper Algorithm hinsichtlich zeit- und sicherheitskritischer Aspekte im Bereich zukünftiger Fahrerassistenzsysteme. Zu diesem Zweck erfolgt die Erstellung eines Netzwerkmodells einschließlich der Modellierung der Netzwerkelemente Sensoren, Switches und Endknoten und der Implementierung des Systems mit Hilfe der Software MLDesigner. Unter Nutzung des entwickelten Modells werden Simulationen mit unterschiedlichen Auslastungsmodellen durchgeführt, die Aussagen zu Übertragungslatenzen, Speichergrößen und Echtzeitkriterien ermöglichen sollen. Anhand der Simulationsergebnisse wird eine vergleichende Auswertung der eingesetzten Mechanismen angefertigt. Den Abschluss bildet eine Bewertung der Mechanismen hinsichtlich ihrer Nutzbarkeit in der Praxis auf Grundlage eines realitätsnahen Beispiels als Vorgehensmodell für die Netzwerkauslegung
Impulse Rewards für stochastische Petri-Netze in TimeNET by Abdullah Tasman( )

1 edition published in 2016 in German and held by 1 WorldCat member library worldwide

Petri-Netze dienen der Modellierung von Prozessen in vielen verschiedenen wissenschaftlichen Gebieten. Im Laufe der Zeit entstanden viele Variationen, die auf Petri-Netzen aufbauen. Dabei bilden die stochastischen Petri-Netze SPN eine große Klasse der Petri-Netze, die unter anderem zur quantitativen Bewertung des modellierten Systems dienen können. Zur quantitativen Bewertung stochastischer Petri-Netze kann der Modellierer Leistungsmaße definieren. Diese Leistungsmaße führen in der Theorie auf das Reward-Konzept stochastischer Prozesse zurück, bei dem ein Maß durch ein Reward, bestehend aus Rate Reward und Impulse Reward, bestimmt wird. Ziel dieser Arbeit ist es, das Modellierungs- und Analysetool für stochastische Petri-Netze TimeNET so zu erweitern, dass für die Klasse der erweiterten deterministischen und stochastischen Petri-Netze (eDSPN) Leistungsmaße ermittelt werden können, die auf Impulse Rewards zurückführen. Die Implementierung deckt dabei sowohl die numerische Analyse als auch die allgemeine simulative Berechnung dieser Leistungsmaße ab. Die Ergebnisse der verschiedenen Verfahren wurden für verschiedene Modelle miteinander verglichen. Weiterhin wurde in dieser Arbeit die Grammatik für zulässige Leistungsmaße in eDSPN weitestgehend an die der farbigen stochastischen Petri-Netze (CSPN oder auch SCPN) angepasst
Self-optimized energy saving using cell fingerprinting for future radio access networks by Elke Roth-Mandutz( )

1 edition published in 2016 in English and held by 1 WorldCat member library worldwide

Ökologische Nachhaltigkeit, aber auch die steigenden Energiekosten, verlangen nach neuen Strategien zur Senkung des Stromverbrauchs zukünftiger Mobilfunknetze. Der Anstieg des Stromverbrauchs wird weitgehend durch das exponentiell wachsende Datenvolumen und den dadurch zusätzlich benötigten Basisstationen (BS) verursacht. Die BS bietet als größter Stromverbraucher eines Mobilfunknetzes ein hohes Einsparpotential. Durch selbstorganisierte Verfahren kann die verfügbare Netzkapazität kontinuierlich an die aktuell benötigte Kapazität angepasst werden, indem Funkzellen deaktiviert und bei Bedarf reaktiviert werden. Die zentrale Fragestellung dieser Arbeit ist, wie bei steigenden Datenverkehrsaufkommen geeignete, inaktive Zellen identifiziert und somit reaktiviert werden können. Voraussetzung dafür ist es, eine zuverlässige Zell-Identifizierung unter jeder beliebigen Verkehrsbedingung zu gewährleisten. Dafür wird das Fingerprinting-Verfahren eingesetzt. Als ersten Schritt generiert jede Zelle ihren individuellen "Fingerabdruck". Dafür messen die mobilen Endgeräte im gesamten Zellbereich die Empfangsfeldstärke der Nachbarzellen. Dementsprechend besteht der "Fingerabdruck" einer Zelle aus der Liste der Nachbarzellen und Metriken, die die Verteilung der Empfangsfeldstärke der jeweiligen Nachbarzelle abbilden. Als zweiter Schritt wird die inaktive Zelle identifiziert, die am besten geeignet ist, das zunehmende Datenvolumen zu übernehmen. Dafür fordert die überlastete Zelle Endgeräte auf, die Empfangsfeldstärke der aktiven Nachbarzellen zu messen. Diese Messwerte werden mit den Messwerten jedes "Fingerabdrucks" einer inaktiven Nachbarzelle verglichen. Die inaktive Zelle, deren "Fingerabdruck" am besten mit den Messwerten der Endgeräte übereingestimmt, verfügt über die besten Funkbedingungen, um Endgeräte der überlasteten Zelle zu bedienen. Die erzielten Ergebnisse zeigen, dass die Genauigkeit die passende Zelle zu identifizieren, sowohl von der Anzahl aktiver Nachbarzellen als auch von der Anzahl und Art der Metriken abhängt. Abschließend wird das Einsparpotential durch Einsatz von Fingerprinting berechnet. Als Input werden die in den vorangegangenen Simulationsstudien ermittelten Genauigkeiten der Zell-Identifizierung eingesetzt. Das Einsparpotential nähert sich dabei der maximal erzielbaren Stromeinsparung an
Entwicklung von domainspezifischen Sprachen am Beispiel einer Eisenbahnsteuerung in der Lehre by Thomas Bechmann( )

1 edition published in 2016 in German and held by 1 WorldCat member library worldwide

Der Ansatz der modellgetriebenen Architektur (MDA) sieht die Verwendung von Modellen für die anschauliche Darstellung komplexer Sachverhalte vor. Die am weitesten verbreitete Modellierungssprache ist die Unified Modeling Language (UML), womit die Struktur und das Verhalten eines Systems modelliert werden kann. Mit der foundational UML (fUML) wurde eine Ausführungssemantik für die Simulation des modellierten Verhaltens geschaffen. Für eine verfeinerte Beschreibung können mit Modellen domänenspezifische Sprachen (DSL) gebildet werden, welche für ihren speziellen Bereich eine passende Notation und Abstraktion ermöglichen. In dieser Arbeit wird ein Workflow für die Verknüpfung einer DSL mit einem fUML Verhaltensmodell vorgestellt, welches im Anschluss in ausführbaren Quellcode übersetzt wird. Dies wurde beispielhaft an einer Steuerung für eine Modelleisenbahn durchgeführt und erfolgreich getestet. Im Anschluss wurde diese Steuerung in ein Laborpraktikum überführt, bei welchem die Teilnehmer eine eigene komplexere Eisenbahnsteuerung entwickeln müssen
Entwurf und Implementierung eines erweiterten Token Games für stochastische Petri-Netze in TimeNET by Martin Neumann( Book )

1 edition published in 2017 in German and held by 1 WorldCat member library worldwide

Diese Arbeit beschäftigt sich mit Verbesserungen und Änderungen an Funktionen der Software TimeNET. Dabei soll es von Fehlerbehebung bei Blinkanimationen bis zur Implementierung neuer Features, wie dem Abspeichern und Laden von Token Game Haltepunkten gehen. Auch auf der Modelliererseite sollen Verbesserungen vorgestellt und Ansätze umgesetzt werden. In der Oberfläche soll eine Vererbungshierarchie modelliert werden, um doppelten Code zu vermeiden und ein zentrales und einheitliches Ändern von Methoden und Variablen zu gewährleisten. Die vorgenommenen Änderungen dieser Arbeit werden außerdem in ihrer Implementierung vorgestellt. Hauptsächlich soll eine Prioritätenbehandlung der Transitionen der Token Games implementiert werden, eine Behandlung von Gewichten der Transitionen. Als Ausblick und Fazit dieser Arbeit werden weitere Ansätze aufgezeigt, an denen Änderungen getroffen werden können oder weiter analysiert werden muss, um Probleme zu beheben oder weitere Features zu implementieren
Entwurf und Umsetzung einer Modellierungsbibliothek für drahtlose Sensornetzwerke by Lars Vogel( )

1 edition published in 2016 in German and held by 1 WorldCat member library worldwide

Simulationen werden in einer frühen Phase der Entwicklung von HW/SW-Systemen eingesetzt, um Aussagen über Qualität, Problemlösungsstrategie und Optimierung zu treffen. Im Bereich drahtloser Sensornetzwerke dienen Simulationswerkzeuge der Erprobung und Evaluierung von Architektur, Protokollen und Diensten gegenüber einer geforderten Spezifikation. In der Industrie, Wissenschaft und Forschung von drahtlosen Sensornetzwerken kommen bislang jedoch nur Softwareumgebungen zur Anwendung, die entweder eine hohe Spezialisierung aufweisen oder nicht multidomänenfähig sind und dadurch nicht in einer Gesamtsystemsimulation zur Analyse aller relevanten Aspekte herangezogen werden können. Das Simulationswerkzeug MLDesigner indes ermöglicht die Entwicklung verschiedener domänenspezifischer Modelle. Die für die Simulation notwendige Bibliotheksstruktur wird im Rahmen der vorliegenden Arbeit konzipiert und umgesetzt. Zur Saldierung des Konzeptes zieht diese Arbeit mit Smart Home ein Beispiel aus dem Bereich des Internet of Things (Abk. IoT) heran und bedient sich der Protokollstapel-Implementierung OpenStack, die den aktuellen IoT-Standards unterliegt. Die so realisierte Bibliotheksstruktur ermöglicht eine zukünftige Simulation über Hardware in the Loop, Model in the Loop und Software in the Loop
Real-time capabilities of future Ethernet-based in-vehicle time and safety-critical networks by Aboubacar Diarra( Book )

1 edition published in 2017 in English and held by 1 WorldCat member library worldwide

Die Integration von Ethernet in künftige In-Fahrzeugnetze für Applikation des automatisierten Fahrens erweist sich als eine vielschichtige Aufgabe für Netzwerk-Ingenieure. Die damit einhergehende Komplexität steigt mit der größer werdenden Anzahl von kommunizierenden Geräten sowie mit den Funktionen im In-Fahrzeug Netzwerk-Ökosystem. Diese Netzwerke stellen sich als zeit- und sicherheitskritisch dar, die darüber hinaus diffizilen Echtzeitanforderungen gerecht werden müssen. Es gilt strenge Datenübertragungsdeadlines einzuhalten um die Systemvorhersagbarkeit und die Zuverlässigkeit der Uhrsynchronisation zu verbessern. Um letzteres zu gewährleisten ist eine schnelle Synchronisation der Start-up Zeit erforderlich, sowie eine robuste Uhrsynchronisation - ebenso im Falle des Auftretens eines Netzwerksfehlers. Des Weiteren sind zu den bereits genannten technischen Anforderungen ebenfalls Kosteneffizienzmaßnahmen zu beachten. Infolgedessen hat sich die Automobilindustrie für IEEE Ethernet Audio Video Bridging und Time Sensitive Networking (AVB/TSN) Standard Technologien entschieden. Einzelne AVB/TSN Datenbehandlungsmechanismen wurden bereits präzisiert oder sind gegenwärtig im Begriff spezifiziert zu werden, um sogenannte "Quality of Services" in Bezug auf eine (ultra) niedrige End-to-End Datenübertragungslatenz zu garantieren. Jedoch sind weitere Faktoren für das genaue Voraussagen des zeitlichen Verhaltens eines Systems um mithin die notwendigen Ressourcen garantieren zu können, für eine rechtzeitige Übertragung von kritischen Paketen. Daher haben sich mehrere wissenschaftliche Studien analytisch und experimentell mit dem Thema "maximale Latenzzeiten mit AVB" auseinandergesetzt. Diese werden im Rahmen der vorliegenden Arbeit diskutiert, verbessert und erweitert, um eine Lösung bezüglich der rechtzeitigen Übertragung von kritischen Daten zu liefern. Außerdem müssen die AVB/TSN Uhrsynchronisationsmechanismen am Start-up des Fahrzeugsystems beschleunigt werden. Dies wird ebenfalls durch eine Reihe von technischen Konzepten in der vorliegenden Abhandlung elaboriert. Überdies werden neue, fehlertolerante Uhrsynchronisationskonzepte vorgestellt, die zur Erreichung schnellere "Recovery" Zeiten dienlich sein werden
Automated testing of numerical algorithms in the TimeNET software tool by Vjosa Zallci( )

1 edition published in 2016 in English and held by 1 WorldCat member library worldwide

Tests spielen eine entscheidende Rolle beim Verifizieren der Funktionalitäten eines Softwarepaketes. Sie können entweder manuell oder automatisch ausgeführt werden. Manuelle Tests benötigen größere Ressourcen um die Leistungsfähigkeit der Software zu beurteilen und die Möglichkeit menschlicher Fehler machen die Ergebnisse höchstwahrscheinlich weniger genau. Die gleichen Szenarien immer wieder zu testen ist eine zeitaufwendige und ermüdende Arbeit. Außerdem ist die Geschwindigkeit, mit der ein Mensch diese Tests ausführen kann viel geringer als das automatisierte Äquivalent. Demgegenüber können automatisierte Tests schnellere und effektivere Rückmeldungen zur Verfügung stellen, da keine menschliche Überwachung notwendig ist. Aus diesen Gründen führt diese Masterarbeit auf einer grafischen Benutzeroberfläche (GUI)-basierende automatische Tests des TimeNET Software-Tools ein, nachdem neue Komponenten für das Software-Tool von der System- und Softwaretechnik Gruppe der Technischen Universität Ilmenau entwickelt und optimiert wurden. GUI-basierte Tests bieten ein Framework um die Leistung der in der Software in Bezug auf eine vorgenommenen Änderungen in der Software zu evaluieren. Mit diesem Framework können verschiedene Arten von Modellen erstellt werden, die auf den unterstützen Netzklassen basieren. Die Parameter werden dann jedem Modell zugewiesen und anschließend die Leistung der Modelle mit den vorgegebenen Parametern ausgewertet. Die Tests werden durchgeführt, sobald eine neue Version von TimeNET freigegeben wurde. Schließlich werden die Ergebnisse der Tests in einem Report ausgegeben und den verantwortlichen Personen zu ihrer Information gesandt
Importance-Sampling-Verfahrens für stochastische Petri-Netze in TimeNET by Felix Rode( Book )

1 edition published in 2017 in German and held by 1 WorldCat member library worldwide

Das Ziel der vorliegenden Bachelorarbeit war es, einen Importance-Sampling Algorithmus in das Petri-Netz Tool TimeNET zu integrieren. Simulationsalgorithmen sind eine gute Möglichkeit um komplexe Systeme zu analysieren. Allerdings haben sie meist einen Nachteil: seltene Ereignisse. Der in dieser Arbeit betrachtete Importance Sampling Algorithmus ist der Zone-Based Algorithm. Er wurde von Daniël Reijsbergen, Pieter-Tjerk de Boer, Werner Scheinhardt und Boudewinjn Haverkort entwickelt und dient zur Simulation von seltenen Ereignissen. Dieser Algorithmus wurde im Zuge dieser Bachelorarbeit in das Petri-Netz Tool TimeNET integriert. An einem Testnetz, welches in TimeNET erstellt wurde, wurden anschließend mehrere Simulationen durchgeführt. Die drei ausgewählten Methoden waren die standard-stationäre Simulation, das RESTART-Verfahren und der Zone-Based Algorithm. Bei jeder dieser Simulationen wurde die benötigte Systemzeit gemessen und im Anschluss mit den benötigten Systemzeiten der anderen Methoden verglichen. Es konnte gezeigt werden, dass der Zone-Based Algorithmus signifikant weniger Zeit benötigt, als die Vergleichmethoden. Allerdings besitzt dieser Algorithmus strenge Anforderungen an das zugrunde liegende Modell, wodurch er nur eine eingeschränkte Anzahl an Netzen unterstützt. Der Algorithmus wurde an TimeNET angebunden und kann nun über die GUI ausgeführt werden. Diese Bachelorarbeit ist sowohl für Forscher im Bereich der seltenen Event Simulation, sowie für Forscher im Bereich der Petri-Netze interessant
 
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Armin Zimmermann deutscher Informatiker

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