Fuzzy-Logik-gestützte Strategieplanung für die Statistische Versuchsmethodik
Final Report Abstract
Das entwickelte Expertensystem generiert optimale Versuchspläne auf Grundlage der hinterlegten Wissensbasis und der vom Bediener definierten Eingangs- und Zielgrößen des zu untersuchenden Systems oder Prozesses. Der Anwender wird dadurch wesentlich von einer Einarbeitung in die Versuchsplanung der Statistischen Versuchsmethodik befreit und kann frühzeitiger die Versuchsdurchführung und -auswertung abschließen. Eine derartige Lösung für die Anwenderunterstützung ist bislang einzigartig und stand bisher nicht zur Verfügung. Zusammenfassend wurden folgende Ergebnisse erzielt: • Konzept eines Fuzzy-Logik-basierten Expertensystems für die vorlaufenden Planungsphasen der Statistischen Versuchsmethodik • Formalisierung der Eigenschaften von Versuchsplänen mit Hilfe der Fuzzy-Set Theorie • Erstellung eines Entscheidungsbaumes für die adaptive Versuchsplanauswahl • Prototyp "QFM-DeX" zur Anwendungsunterstützung und -beratung bei der Formulierung von problemadäquaten Versuchsstrategien im Rahmen der Statistischen Versuchsmethodik nebst integriertem Modul zur Erstellung sowie Modifikation von Fuzzy-Inferenz-Systemen • Erstellung einer universellen Fuzzy-basierten Wissensbasis für die vorlaufenden Planungsphasen der Statistischen Versuchsmethodik • Einsatz des Expertensystem-Prototyps in praktischen Anwendungen im Bereich der Analyse des Ausfallverhaltens elektronischer Schaltungsträgern (elektrochemische Migration von Leitungsträgern) aus der Automobiltechnik Der entwickelte Prototyp hat seine Anwendbarkeit und Leistungsfähigkeit als Expertenssystem für die vorlaufenden Planungsphasen der Statistischen Versuchsmethodik (VM) bewiesen und kann einen Beitrag als Ausgangspunkt für ein Modul eines ganzheitlichen, rechnergestützten Beratungssystem für die VM leisten. Die Pflege und Aktualisierung der erstellen Wissensbasis an neue wissenschaftliche Erkenntnisse, Normen und Richtlinien wird hierbei eine der wichtigsten zukünftigen Arbeiten darstellen. Daneben liegen weitere mögliche Entwicklungsarbeiten in der Erweiterung der Integrationsfähigkeiten des Expertensystems. Eine verstärkte Differenzierung und Kapselung hin zu einem Modulsystem sowie die Implementierung von generischen Schnittstellenlösungen können eine verbesserte Integration, Kommunikation und Automatisierung mit Maschinen und Softwareprodukten, wie z.B. Statistik-, Wissensmanagement-, eLearning Produkten oder CAx- und Prozessleitsystemen, ermöglichen. Hinsichtlich der Ergonomie und Wartbarkeit ist die Separierung des Expertensystems in eine Benutzeranwendung und eine separate Anwendung zur Erstellung sowie Modifikation der Fuzzy-Inferenz-Systemen, d.h. der linguistischen Variablen, der Zugehörigkeitsfunktionen, der Inferenz-Strategien und der Regelbasis, ein weiteres wünschenswertes Ziel zukünftiger Arbeiten. Einen wichtigen Aspekt für nachfolgende Forschungsarbeiten stellt die Ausdehnung der Fähigkeiten Expertensystems auf weitere Phasen der Statistischen Versuchsmethodik. Eine ganzheitliche, rechnergestützte und praxisgerechte Lösung für die Anwendung der Statistischen Versuchsmethodik von der Phase der Systemanalyse bis zur Validierung, würde den Zugang zur VM signifikant erleichtern, die Qualität und den Informationsgehalt von Versuchsergebnissen steigern und somit Zeit und Kosten sparen helfen. Der erarbeitete Prototyp stellt hierfür eine Grundlage dar und unterstützt durch die Verwendung der Fuzzy-Set-Theorie zur Wissensrepräsentation eine schnelle Anpassung und Erweiterung auf neue Anwendungsgebiete und Problemstellungen.
Publications
- A process modelling approach for design of experiments software. 12th IFAC Symposium on Information Control Problems In Manufacturing (INCOM 2006), (17.-19.05.2006, Saint-Etienne, France) - Proceedings, p. 843-847.
WECKENMANN, A; BRENNER, P.-F.
- A fuzzy logic based system analysis approach for design of experiments. 9th IMEKO International Symposium on Measurement and Quality Control (21- 24.11.2007. Chennai, India) - Proceedings, p. 271-275.
WECKENMANN, A; BRENNER, P.-F.
- Steigerung der Leistungsfähigkeit der Statistischen Versuchsmethodik durch die Gestaltung anwendungsspezifischer Informationssysteme nach einem Referenzmodell. Lehrstuhl Qualitätsmanagement und Fertigungsmesstechnik, Friedrich-Alexander-Universität Eriangen- Nümberg; Erlangen; 01.02.2008
BRENNER, P.
