Technologievorausschau auf Basis mathematischer Modellierung / von M.Sc. Henrik Thiele ; Referent: Prof. Dr.-Ing Iris Gräßler, Korreferent: Prof. Dr. Andrea Walther. Paderborn : Heinz Nixdorf Institut, Universität Paderborn, [2025]
Content
- 1 Einleitung
- 2 Grundlagen
- 3 Stand der Technik und Forschung
- 3.1 Szenario-Technik
- 3.2 Vorgehensmodelle der Szenario-Technik
- 3.2.1 Intuitive Logics
- 3.2.2 Probabilistic Modified Trends
- 3.2.3 Konsistenzbasierte Ansätze
- 3.2.4 Vergleich der Vorgehensmodelle der Szenario-Technik
- 3.2.5 Durchgängige Modellbildung der Szenario-Technik
- 3.3 Methoden der konsistenzbasierten Szenario-Technik
- 3.4 Handlungsbedarf und Forschungslücke
- 4 Anforderungen an den Lösungsansatz
- 5 Entwicklung des Vorgehensmodells
- 5.1 Entwicklung des generischen Vorgehensmodells
- 5.1.1 Identifikation repräsentativer Modelle der Szenario-Technik
- 5.1.2 Entwicklung von Vergleichsmodellen
- 5.1.3 Entwicklung der Referenzmodellschritte
- 5.1.4 Entwicklung des Referenzmodells
- 5.1.5 Visualisierung des Referenzmodells der Szenario-Technik
- 5.2 Ableitung eines Vorgehensmodells
- 6 Entwicklung der mathematischen Modellierung
- 6.1 Definitionen und zentrale Aussagen
- 6.2 Allgemeine Modellierung
- 6.3 Aufgabenraum
- 6.4 Einflussraum
- 6.4.1 Allgemeine Definition des Einflussraums
- 6.4.2 Abstandsdefinition im Einflussraum
- 6.4.3 Schlüsselfaktoren im Einflussraum
- 6.4.4 Darstellung des Einflussraums im ,ℝ-𝟐.
- 6.5 Szenario-Raum
- 6.6 Lösungsraum
- 6.7 Zusammenfassung der mathematischen Modellierung
- 7 Entwicklung von Berechnungsmethoden
- 7.1 Methoden zur automatisierten Selektion von Schlüsselfaktoren
- 7.2 Entwicklung von Methoden zur automatisierten Konsistenzanalyse
- 7.2.1 Muster der Konsistenzanalyse
- 7.2.2 Methode der automatisierten Konsistenzdatenberechnung auf Basis von Mustererkennung
- 7.3 Mehrzieloptimierung der Szenario-Analyse
- 7.4 Weitere Methoden der Einfluss- und Konsistenzanalyse
- 8 Werkzeug zur Anwendung der modellbasierten Szenario-Technik in der industriellen Praxis
- 8.1 Standarddramaturgie der modellbasierten Szenario-Technik
- 8.2 Softwaretool der modellbasierten Szenario-Technik
- 9 Verifikation und Validierung
- 9.1 Projekte und Anwendungen
- 9.2 Zuweisung von Anforderungen und Verifikationsprojekten
- 9.3 Anforderungen an den Input
- 9.4 Anforderungen an Modell, Modellierung und Methoden
- 9.5 Anforderungen an das Ergebnis
- 9.6 Validierung
- 10 Zusammenfassung und Ausblick
- A1 Vergleich der Vorgehensmodelle der Szenario-Technik
- A2 Forschungsprozess nach Ulrich
- A3 Literaturrecherche Referenzmodell
- A4 Vollständige Liste der untersuchten Vorgehensmodelle
- A5 Vergleichsmodelle der Szenario-Technik
- A6 Vollständiges Referenzmodell
- A7 Vollständiges Integriertes Szenario-Datenmodell
- A8 Mathematische Exkursionen
- A9 Anwendungsbeispiel europäischer Wirtschaftsraum
- A9.1.1 Rohdaten
- A9.1.2 Abstände der Multidimensionalen Skalierung
- A9.1.3 Konsistenzmatrix Anwendungsbeispiel
- A9.1.4 Szenarien des Anwendungsbeispiels
- A10 Methoden der Einfluss- und Konsistenzanalyse
- A10.1 Methode zur Prüfung eines kausalen Zusammenhangs in der Einflussanalyse aus [Sie18]
- A10.2 Programmablauf zur Vervollständigung Datenreihen aus [Gre19]
- A11 Experteninterviews
- A11.1 Interview Dr.-Ing. Dagmar Dirzus
- A11.2 Interview Ingo Ellerbrock (BST GmbH)
- A11.3 Interview Dr.-Ing Kurt Bettenhausen
- A12 Daten der Verifikationsprojekte
- A12.1 Forschungsprojekt (ANYWHERE)
- A12.2 Szenario-Workshop 1 (Automation 2030)
- A12.3 Validierungs-Workshop der Automation 2030
- A12.4 Szenario-Workshop 2 (eMBA RWTH)
- A13 Erläuterung des Szenario-Technik Tools Kurzanleitung Softwaretool der modellbasierten Szenario-Technik
- A14 Standarddramaturgie Szenario-Technik
- A15 Vorlage der Szenario-Interpretation