Dipl.-Wirt.-Inf. Matthias Zapp

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Bernhard Hofmeister
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1 Semantische Wiki-Systeme in der vvandlungsfähigen Produktion Von der Fakultät Konstruktion-, Produktions- und Fahrzeugtechnik der Universität Stuttgart zur Erlangung der Würde eines Doktor-Ingenieurs (Dr.-Ing.) genehmigte Abhandlung Vorgelegt von Dipl.-Wirt.-Inf. Matthias Zapp aus Köln Hauptberichter: Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dr. h. c. mult. Alexander Verl Mitberichter: Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. h. c. Dieter Späth Tag der mündlichen Prüfung: 24. Juli 2013 Institut für Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen der Universität Stuttgart 2014

Matthias Zapp aus Köln Hauptberichter: Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dr. h. c. mult. Alexander Verl Mitberichter: Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. h. c. Dieter Späth Tag der mündlichen Prüfung: 24.

2 Inhaltsverzeichnis Abkürzungsverzeichnis 8 Abbildungsverzeichnis 10 Tabellenverzeichnis 13 1 Einleitung Problemstellung Zielsetzung und Vorgehensweise 17 2 Ausgangssituation Begriffe des Wissensmanagements Wissen Wissensmanagement Wissensmanagementprozesse Wissensmanagementsysteme Wissensbasis und Wissensmodell Wissensmanagement in wandlungsfähigen Produktionssystemen Wandlungsfähige Produktionssysteme Wissen in der Produktion Informationssysteme in der Produktion Datenobjekte in der Produktion Mitarbeiter in der Produktion Wissensmanagement in kleineren und mittleren Unternehmen Zusammenfassung und Schlussfolgerung 37

1.5 Wissensbasis und Wissensmodell 25 2.2 Wissensmanagement in wandlungsfähigen Produktionssystemen 25 2.2.1 Wandlungsfähige Produktionssysteme 26 2.2.2 Wissen in der Produktion 28 2.2.3 Informationssysteme in der Produktion 30 2.

3 3 Rahmenbedingungen und Anforderungen Rahmenbedingungen und Wissensmanagementprozesse in KMU Wissensmanagementprozesse in der wandlungsfähigen Produktion Ableitung der Anforderungen Anforderungen an Wissensmanagementsysteme Anforderungen an Modelle, Methoden und Werkzeuge Zusammenfassung 50 4 Stand der Technik IT-Systeme zum Wissensmanagement in der Produktion Beschreibung der IT-Systeme Bewertung der IT-Systeme Semantische Wissensmanagementsysteme Semantische Technologien Systemarchitekturen für semantische Wissensmanagementsysteme Semantische Wiki-Systeme Zusammenfassung und Bewertung Entwicklung von Wissensmanagementsystemen Modelle für die Entwicklung von Wissensmanagementsystemen Methoden zur Entwicklung von Ontologien als Wissensmodelle Werkzeuge zur Entwicklung und zum Einsatz von Ontologien Zusammenfassung und Bewertung Zusammenfassung und Entwicklungsbedarf 81

1 IT-Systeme zum Wissensmanagement in der Produktion 51 4.1.1 Beschreibung der IT-Systeme 51 4.1.2 Bewertung der IT-Systeme 54 4.2 Semantische Wissensmanagementsysteme 57 4.2.1 Semantische Technologien 57 4.

4 5 Lösungskonzept für Wissensmanagementsysteme in wandlungsfähigen Produktionssystemen Konzeption des Wissensmanagementsystems Herleitung der Systemarchitektur Lösungsvarianten für die Präsentations- und Anwendungsebene Lösungsvarianten für die Integrations- und Auswertungsebene Lösungsvarianten für die Extraktions- und Aggregationsebene Einsatz des Wissensmanagementsystems im Unternehmen Verteilung der Systemkomponenten Transaktionen im Wissensmanagementsystem Anpassung des Systems in der Nutzungsphase Entwicklung von Wissensmanagementsystemen in Unternehmen Realisierung des Wissensmodells und des semantischen Schnittstellenmoduls Konzeptioneller Aufbau des Wissensmodells Basismodul für wandlungsfähige Produktionssysteme Repräsentation der Informationsobjekte Repräsentation der Referenzobjekte im Produktionssystem Repräsentation der Datenobjekte aus der Produktions-IT Verknüpfung der Informations-, Daten- und Referenzobjekte Automatische Klassifizierung, Verknüpfung und Kalkulation Semantik der Konzepte im Basismodul Schnittstellenmodul für die semantische Datenintegration 124

2.2 Transaktionen im Wissensmanagementsystem 98 5.2.3 Anpassung des Systems in der Nutzungsphase 100 5.

5 6.3.1 Semantische Annotation der Datenobjekte aus der Produktions-IT Verknüpfung der Datenobjekte mit Informationsobjekten Zusammenfassung Vorgehensmodell für die Entwicklung, Einführung und Nutzung von Wissensmanagementsystemen Aufbau des Vorgehensmodells Erstellung der Projektbegründung Analyse der organisationsspezifischen Anforderungen Entwurf des organisationsspezifischen Wissensmanagementsystems Implementierung und Test des Wissensmanagementsystems Einführung und Anpassung des Wissensmanagementsystems Zusammenfassung Validierung und Bewertung Fallbeispiel 1: Versuchsmanagement in der Photovoltaik-Industrie Projektbegründung (VI) Analyse-Phase (V2) Entwurfs-Phase (V3) Implementierung und Erprobung im PV-Testzentrum Fallbeispiel 2: Entwicklung und Betrieb von Werkzeugmaschinen Bewertung des Lösungskonzepts Bewertung des Wissensmanagementsystems Bewertung des Vorgehensmodells Zusammenfassung und Ausblick 184

3 Analyse der organisationsspezifischen Anforderungen 137 7.4 Entwurf des organisationsspezifischen Wissensmanagementsystems 144 7.5 Implementierung und Test des Wissensmanagementsystems 149 7.

6 10 Summary and outlook Literaturverzeichnis Anhang 214

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