Eingabe und Visualisierung von Semantischen Netzen zur Komplexitätsreduzierung bei Montagevorgängen.
Das Team Team Autoplan
Philipp Nicolas Hansen
Development Lead, Infrastructure Lead, Project Responsible
Architektur, Konzeption, Maßgebliche Entwicklung, Code Review, Testing, Dokumentation,
Infrastruktur, Reporting an
den
Auftraggeber
Michelle Dieter
UI Design Studie, Evaluation, Dokumentation, Entwicklung
Miriam Cornel
UI Design Studie, Evaluation, Dokumentation, Entwicklung
Kiro Topacev
Technik, Infrastruktur, Entwicklung
Albert Schotschneider
Technik, Infrastruktur, Entwicklung
Sascha Zenglein
Code Review, Dokumentation, Entwicklung
Der Auftraggeber
Daimler AG
Daimler ist einer der größten Automobilhersteller
der Welt. Als solcher hat der
Konzern hohe Anforderungen auch im
Bereich Planung. Das entwickelte Tool
schafft eine Möglichkeit, Benutzern die
Planung zu erleichtern.
Planer bei Daimler müssen umständlich durch komplexe Baumstrukturen navigieren, um im jetzigen System die
Montage eines Autos zu planen. Der unnötige Aufwand reduziert die Produktivität und hält die Planer von
ihren eigentlichen Aufgaben ab.
Vision
Implizite Zusammenhänge in der Planung von Montagevorgängen sollen mit Hilfe von semantischen
Netzen
erkannt
werden und damit die Planung zukünftiger Vorgänge vereinfachen. Das System soll einem Planer
Erkenntnisse
über zuvor nur mühsam ersichtliche Zusammenhänge ermöglichen, damit diese direkt in den
Planungsprozess
einfließen können. Dabei soll eine KI sich dem Suchverhalten des Planers schrittweise
anpassen. Weiterhin soll Automatisierungspotenzial geschaffen werden.
Projektbeschreibung
Die Semantic Planning Engine besteht aus mehrere Bestandteilen die sich wie folgt gruppieren lassen:
Service
Die Applikation wird als Singlepage Webapplikation ausgeliefert. Hierfür wurden eine JavaScript
UI und ein Rest Service entwickelt.
User Interface
Es wurde eine JavaScript UI entwickelt, die die einzelnen Workflows sowie das Semantische
Netz visualisert
Rest Service
Als Schnittstelle zum Backend wurde ein Rest Service entwickelt, welcher die sich aus
Semantischem Netz und Workflows ergebenden Abfragen von der Benutzeroberfläche an das
Backend zur Berechnung gibt
Workflows
Workflows sind Arbeitsabläufe die die aktuell in den Commons implementierte Technologie sinnvoll
zusammenfügen und von den Planern durchgeführte Arbeitsschritte abbilden
Semantische Suche
Es wurde eine Semantische Suchfunktion entwickelt welche Zusammenhänge in den
zugrundeliegenden Daten erschließen kann. Diese können benutzt werden um sich hieraus in
der Graphvisualisierung entsprechende Teilgraphen aus der Datenmenge visualisieren zu
lassen und die Umgebung der Daten zu erkunden. Um sich den Ausdrucksweisen der Planer
anpassen zu können wurde dafür eine Natural Language Processing Einheit entwickelt die
Nutzereingaben verarbeitet und bei Ambiguitäten einen Supervised Learning Approach
benutzt um die Suche mit der domänenspezifischen Sprache korrekt auszuführen und diese
schrittweise zu lernen. Diese Semantische Suche stellt momentan den einzigen Nutzbaren
Workflow dar.
Erweiterbarkeit
Die Workflows sind erweiterbar und existieren einige weitere Automatisierungspotenziale
und Ansätze die im Rahmen der Projektarbeit aufgefallen sind und als Workflows umgesetzt
werden könnten.
Commons
Commons sind Low-Level Technologieeinheiten die in den Workflows verwendet werden
Migration
Migrationstools die die Daten aus der aktuell verwendeten Darstellung in die neu
entwickelte importieren und aus dieser Exportieren
Persistenz
Schnittstelle zur Graphdatenbank. Führt Abfragen aus. Enthält generische Abfragemodelle
für die Workflows.
Semantik
Natural Language Processing und Machine Learning
Technologie und Konfiguration
Graphdatenbank
Als Basistechnologie wird eine Graphdatenbank verwendet um das Semantische Netz persistent zu
speichern und zu verwalten. Mächtige Abfragen sind hierdurch leicht möglich
Config
Das Tool ist in den Commons und Workflows in gewissen Parametern frei konfigurierbar und damit an
die jeweilige Einsatzumgebung anpassbar
Screenshots
Startansicht beim Aufrufen des Webservices
Das Hauptfenster der Semantischen Suche.
Detailansicht der Semantischen Suche
Filterung über verknüpfte Entitäten
Filterung über Attribute der Entitäten
Das Hauptfenster der Visualisierung des Semantischen Netzes
Lessons Learned
Technologie
Semantische Netze, NLP und Machine Learning als sinnvolle Methoden zum Umgang
mit Big Data.
Prozess
Genau an die Prozessrichtlinien halten (Scrum etc.)
Probleme schnell ansprechen und gemeinsam Lösen
Mehrere Retrospektiven Halten und Ergebnisse verinnerlichen
Bei den HDA Meetings erlernte Praktiken häufiger anwenden.