Systemunterstützte Modellierung, Planung und Durchführung komplexer Arbeitsprozesse

• Applicant: Professorin Dr. Susanne Biundo-Stephan
• Subject Area: Security and Dependability, Operating-, Communication- and Distributed Systems
• Term: from 2002 to 2006
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5371064

Effektive Systemunterstützung bei der Konzeption, Planung und Durchführung komplexer Arbeits- und Organisationsprozesse ist für viele Anwendungsbereiche von entscheidender Bedeutung. Dazu zählen konventionelle Anwendungen in Industrie und Verwaltung ebenso wie neuartige im Bereich des `elektronischen Arbeitens' (E-work). Effektive Unterstützung erfordert über den gegenwärtigen Stand der Technik hinaus insbesondere eine erhöhte Autonomie, Robustheit und Flexibilität der Systeme. Das Gebiet des KI Planens stellt eine Technologie bereit, die prinzipiell geeignet ist, diese Anforderungen zu erfüllen. Das hier vorgestellte Vorhaben zielt auf die Lösung von Forschungsfragen ab, die sich aus der Anwendung dieser Technologie im Bereich realistischer Einsatz- und Arbeitsprozessplanung ergeben. Es befasst sich -sowohl konzeptionell/methodisch als auch implementierungstechnisch- mit den Aspekten Domänenmodellierung, Planung, Berücksichtigung von Ressourcen, Interaktion und Informationsakquisition. In diesem Kontext wird eine Software-Architektur entwickelt, die drei Komponenten umfasst: eine Modellierungsumgebung, ein Planungssystem und einen Monitor. Die Modellierungsumgebung ist ein Werkzeug zur Spezifikation und Verwaltung komplexer Domänenmodelle. Sie verfügt über einen grafikgestützten Editor zur Domänenmodellierung und eine Visualisierungskomponente zur Darstellung der erzeugten Pläne. Geeignete Kriterien und deren Überprüfungdurch entsprechende Systemkomponenten garantieren die Konsistenz derspezifizierten Modelle. Das Planungssystem folgt dem Paradigma der hierarchischen Dekomposition. Es erweitert das klassische Hierarchical Task Network(HTN) Planen hinsichtlich verschiedener Aspekte -Integration von Zustandsabstraktion, Benutzerinteraktion und Informationsakquisition- und integriert Scheduling-Verfahren zur Ressourcenoptimierung auf allen Abstraktionsebenen. Der Monitor dient der Ansteuerung und Kontrolle des Planungssystems. Er ist die Schnittstelle zur Modellierungsumgebung und führt die Interaktion mit dem Benutzer durch. Schließlich initiiert und überwacht er die Ausführung der generierten Pläne. Dem Planungsformalismus wird eine formal logische Semantik unterlegt auf deren Basis die Konsistenzkriterien sowie weitere formale Eigenschaften von Domänenmodellen und Plänen formuliert und nachgewiesen werden können. Zur Evaluierung der hier vorgestellten Forschungsarbeiten dienen zunächst zwei Anwendungen aus dem Bereich der Katastropheneinsatzplanung: ein Ausschnitt aus der Einsatzplanung des Technischen Hilfswerks zur Bekämpfung der Oderflut im Juli 1997 und ein Evakuierungsplan der Abteilung Sicherheit des Universitätsklinikums Ulm.

• DFG Programme: Research Grants