Middleware für evolutionäre Architekturen und Anwendung für ein kooperatives Produktionskonzept im Schienengüterverkehr

König, Stefan

Die vorliegende Dissertation entstand ausgehend von der Motivation, ein flexibles und kundenorientiertes Betriebs- und Organisationskonzept für den Schienengüterverkehr als selbstorganisierendes System zu entwerfen. Hierzu war es erforderlich, eine Methodik zum Entwurf evolutionärer Systeme zu entwickeln und eine geeignete, domänenunabhängige Technologie bzw. Werkzeugunterstützung bereitzustellen. Die vorgeschlagene Entwurfsmethodik umfasst die Verwendung agentenorientierter und objektorientierter Beschreibungsmittel sowie ein evolutionäres Vorgehensmodell, das einen Kompromiss zwischen prozesszentrierten und inkrementellen Vorgehensmodellen darstellt. Zur praktischen Umsetzung selbstorganisierender Systeme wurde die Middleware MEA realisiert, mit deren Hilfe evolutionäre Applikationen entworfen, implementiert, getestet und betrieben werden können. MEA basiert auf dem Paradigma agentenbasierter Systeme und beinhaltet Mechanismen zur Integration realzeitkritischer Komponenten in verteilte Softwaresysteme. Das geschaffene Instrumentarium wurde zur Verwirklichung eines dezentralen Betriebs- und Organisationskonzepts für den Schienengüterverkehr (DOGMA) angewendet. DOGMA integriert Planungs- und Betriebsprozesse mit unterschiedlichen Zeithorizonten in einem verteilten Informationssystem und stellt eine wechselseitige Vernetzung der Prozesse bereit, um ein größtmögliches Maß an Flexibilität und Disponibilität zu gewährleisten. Auf der Basis von MEA wurde eine Experimentalumgebung erstellt, mit deren Hilfe die Funktionsfähigkeit der Konzepte anhand von Simulationen gezeigt werden konnte.

The presented work follows the goal to design a flexible, customer oriented organization and operation concept for rail freight transport as a self organizing system. For that purpose, a methodology for designing evolutionary systems had to be developed and an appropriate, generically applicable technology for practical implementation had to be provided. The proposed design methodology comprises the utilization of agent oriented and object oriented notations as well as an evolutionary design method combining process centered and agile methods. For the practical realization of self organizing systems, the middleware MEA was realized, which enables the design, implementation, test and operation of evolutionary applications. MEA is based upon the paradigm of agent orientation and contains mechanisms for integrating real time critical components into distributed software systems. Upon this conceptual and technological basis, a decentralized organization and operation concept for rail freight traffic (DOGMA) was realized. DOGMA integrates planning and operational processes containing a range of time horizons in a distributed IT system and closely interlaces these processes in order to gain a maximum flexibility in combination with powerful scheduling performance. MEA was applied for the implementation of an experimental platform which was used in order to prove feasibility of the DOGMA concepts by means of simulation.

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König, Stefan: Middleware für evolutionäre Architekturen und Anwendung für ein kooperatives Produktionskonzept im Schienengüterverkehr. 2005.

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