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Aehnelt, Mario; Bader, Sebastian

Providing and Adapting Information Assistance for Smart Assembly Stations

2018

Bi, Yaxin (Ed.) et al.: Proceedings of SAI Intelligent Systems Conference (IntelliSys) 2016 : Volume 1. Springer International Publishing, 2018. (Lecture Notes in Networks and Systems (LNNS) 15), pp. 314-323. Published online: 20 August 2017

SAI Intelligent Systems Conference (IntelliSys) <20, 2016, London, UK>

Information assistance helps in many application domains to structure, guide and control human work processes. However, it lacks a formalisation and automated processing of background knowledge which vice versa is required to provide ad-hoc assistance. In this paper, we describe our conceptual and technical work to provide information assistance for smart assembly stations. Our contribution comprises a conceptual architecture which was implemented in an industrial prototype, the Plant@Hand smart assembly trolley. We describe three major aspects of our approach, the recognition of assembly tasks based on probabilistic models, decision making using a cognitive architecture, and strategies for dealing with sensor-based and knowledge-based errors. Finally, we present the industrial prototype setup.

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Bauer, Johann; Urban, Bodo (Betreuer); Aehnelt, Mario (Betreuer)

Automatisches Generieren von Instruktionen im Plant@Hand Montageassistenzsystem

2017

Rostock, Univ., Bachelor Thesis, 2017

Das Plant@Hand-Montageassistenzsystem unterstützt Montagearbeiter bei der variantenreichen Fertigung von Kleinstserien. Das Ziel der vorliegenden Bachelorarbeit war die Entwicklung eines Konzepts, das die Methoden des Cognitive-Apprenticeship Modells zur automatisierten Anpassung dieser Assistenz an den Montagearbeiter nutzt. Ein Teil des entwickelten Konzepts wurde prototypisch im Plant@Hand-Montageassistenzsystem umgesetzt.

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Büttner, Sebastian; Mucha, Henrik; Funk, Markus; Kosch, Thomas; Aehnelt, Mario; Robert, Sebastian; Röcker, Carsten

The Design Space of Augmented and Virtual Reality Applications for Assistive Environments in Manufacturing: A Visual Approach

2017

Association for Computing Machinery (ACM): Proceedings of the 10th International Conference on PErvasive Technologies Related to Assistive Environments : PETRA 2017. New York: ACM, 2017. (ACM International Conference Proceedings Series (ICPS) 448), pp. 433-440

ACM International Conference on PErvasive Technologies Related to Assistive Environments (PETRA) <10, 2017, Island of Rhodes, Greece>

Research on how to take advantage of Augmented Reality and Virtual Reality applications and technologies in the domain of manufacturing has brought forward a great number of concepts, prototypes, and working systems. Although comprehensive surveys have taken account of the state of the art, the design space of industrial augmented and virtual reality keeps diversifying. We propose a visual approach towards assessing this space and present an interactive, community-driven tool which supports interested researchers and practitioners in gaining an overview of the aforementioned design space. Using such a framework we collected and classified relevant publications in terms of application areas and technology platforms. This tool shall facilitate initial research activities as well as the identification of research opportunities. Thus, we lay the groundwork, forthcoming workshops and discussions shall address the refinement.

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Aehnelt, Mario; Müller, Andreas

Werker der Zukunft: Assistenz im Zeitalter von Industrie 4.0

2016

Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik (VDE): VDE-Kongress 2016 - Internet der Dinge. VDE-Verlag, 2016, Artikel 15, 4 pp.

VDE-Kongress <2016, Mannheim>

Mit der vierten industriellen Revolution wandelt sich die Produktion. Fertigungsumgebungen werden komplexer und viele Prozesse funktionieren automatisiert. Das erfordert eine nahtlose und flexible Einbindung des Menschen in die digitale Fertigung. Insbesondere in der manuellen Montage führt die steigende Variantenvielfalt zu einer Komplexität, die sich nur noch durch die Unterstützung technischer Assistenzsysteme sicher beherrschen lässt. Der Beitrag stellt die Herausforderungen komplexer manueller Montage- und Wartungsprozesse vor, um darauf aufbauend eine Vision für den Werker der Zukunft zu entwerfen. Diese Vision wird anschließend mit zwei Lösungsansätzen aus der Fraunhofer-Forschung illustriert.

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Alm, Rebekka; Aehnelt, Mario; Hadlak, Steffen; Urban, Bodo

Annotated Domain Ontologies for the Visualization of Heterogeneous Manufacturing Data

2015

Yamamoto, Sakae (Ed.): Human Interface and the Management of Information. Proceedings Part I : Information and Knowledge Design. Springer International Publishing, 2015. (Lecture Notes in Computer Science (LNCS) 9172), pp. 3-14

International Conference on Human Interface and the Management of Information (HIMI) <2015, Los Angeles, CA, USA>

Manufacturing processes such as monitoring and controlling typically confront the user with a variety of heterogeneous data sources and systems. The cognitive efforts to summarize and combine the data from these different sources affect the user's efficiency. Our goal is to support the user in his work task by integrating the data and presenting them in a more perceivable way. Hence, we introduce an approach in which different data sources are integrated in an annotated semantic knowledge base: our domain ontology. Based on this ontology, contextually relevant data for a specific work task is selected and embedded into a meta-visualization providing an overview of the data based on the user's mental model. Two systems finally exemplify the usage of our approach.

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Schönfelder, Tom; Urban, Bodo (Betreuer); Aehnelt, Mario (Betreuer)

Einsatz kognitiver Architekturen für die Anleitung von Montagearbeiten

2015

Rostock, Univ., Bachelor Thesis, 2015

Der Bedarf nach manueller Fertigung besteht auch in der heutigen Zeit weiter. Dabei steigen die Anforderungen an den Arbeiter mit der Komplexität der Arbeitsprozesse. Auf Basis der kognitiven Architektur Soar wird ein intelligentes System entwickelt, das eingebettet in ein Assistenzsystem kontextsensitive Anweisungen für einen Montagearbeiter generieren kann. Die Prozessplanung passt sich dabei an das Verhalten des Arbeiters an.

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Aehnelt, Mario; Bader, Sebastian

From Information Assistance to Cognitive Automation: A Smart Assembly Use Case

2015

Duval, Béatrice (Ed.) et al.: Agents and Artificial Intelligence : 7th International Conference, ICAART 2015. Springer International Publishing, 2015. (Lecture Notes in Artificial Intelligence (LNAI) 9494), pp. 207-222

International Conference on Agents and Artificial Intelligence (ICAART) <7, 2015, Lisbon, Portugal>

Information assistance helps in many application domains to structure, guide and control human work processes. However, it lacks a formalisation and automated processing of background knowledge which vice versa is required to provide ad-hoc assistance. In this paper, we describe our conceptual and technical work towards this cognitive automation. We focus here on including contextual background knowledge to raise the worker's awareness, guide, and monitor assembly activities. We present cognitive architectures as missing link between highly sophisticated manufacturing data systems and implicitly available contextual knowledge on work procedures and concepts of the work domain. Our work is illustrated with examples in SWI-Prolog and the Soar cognitive architecture which is part of the Plant@Hand assembly assistance system.

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Aehnelt, Mario; Bader, Sebastian

Information Assistance for Smart Assembly Stations

2015

Loiseau, Stephane (Ed.) et al.: ICAART 2015 Vol. 2 : 7th International Conference on Agents and Artificial Intelligence. SciTePress, 2015, pp. 143-150

International Conference on Agents and Artificial Intelligence (ICAART) <7, 2015, Lisbon, Portugal>

Information assistance helps in many application domains to structure, guide and control human work processes. However, it lacks a formalisation and automated processing of background knowledge which vice versa is required to provide ad-hoc assistance. In this paper, we describe our conceptual and technical work to include contextual background knowledge in raising awareness, guiding, and monitoring the assembly worker. We present cognitive architectures as missing link between highly sophisticated manufacturing data systems and implicitly available contextual knowledge on work procedures and concepts of the work domain. Our work is illustrated with examples in SWI-Prolog and the Soar cognitive architecture.

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Wegner, Karoline; Witt, Claudia de (Betreuer); Aehnelt, Mario (Betreuer)

Informelle Wissensvermittlung am Montagearbeitsplatz - Entwicklung eines didaktischen Konzepts

2015

Hagen, FernUniv., Bachelor Thesis, 2015

Der Erfolg eines Unternehmens hängt maßgeblich von seiner Wettbewerbsfähigkeit ab. Dieser Faktor wird u.a. durch zeitgemäße Mitarbeiterqualifikationen sowie moderne technische und organisatorische Prozessabläufe unterstützt. Nun gilt die Montage als mitarbeiterintensivster Teilbereich der Produktion. Sie unterliegt somit erheblich den wirtschaftlichen sowie demografischen Veränderungen. Diese Veränderungsprozesse verlangen neue Handlungskompetenzen der Mitarbeiter, die durch Weiterbildungen erlangt werden sollen. Oftmals werden diese Kenntnisse jedoch lückenhaft und zusammenhanglos übernommen, so dass es den Beschäftigten an Hintergrundwissen und theoretischer Vertiefung fehlt. Zudem wird durch die Weiterbildung die Produktion unterbrochen und verzögert. Aus diesem Grund entwickelt die vorliegende Arbeit ein Konzept zur informellen Wissensvermittlung eingebettet in die fortlaufenden Arbeitsprozesse am modernen Montagearbeitsplatz.

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Matthies, Denys J.C.; Haescher, Marian; Aehnelt, Mario; Bieber, Gerald; Urban, Bodo

iWOAR 2015: 2nd international Workshop on Sensor-based Activity Recognition and Interaction

2015

New York : ACM Press, 2015

International Workshop on Sensor-based Activity Recognition (iWOAR) <2, 2015, Rostock, Germany>

Wearable sensors potentially enable for a better and unobtrusive recognition of human activity and the state of rest, sleep, stress and drive the ongoing trend of the quantified self-movement. As an enabling technology, powerful, while yet inexpensive MEMS-Chips (micro-electro-mechanical system) push the penetration of a broad variety of mobile devices. Thereby, these devices gain high interest, not only in terms of general customer products, but also as integrated systems in an industrial context, either way to enable continuous monitoring of complex life processes and workplace situations. Another challenge that research is facing concerns the limited human abilities of interaction in context of mobility and in situations, in which high attention is being demanded. New and alternative ways are needed to be found in order to take advantage of all human capabilities to enable safe and unobtrusive interaction. This conference-like workshop is initiated and organized by the Fraunhofer IGD in Rostock. While we established the iWOAR workshop the 2nd time - in Rostock, North Germany - we aim to establish an annual tradition with the approach to bring together science and industry. It offers scientists, interested parties, and users in the area of sensor-based activity recognition and interaction the possibility to an exchange of experiences and a presentation of best-practice examples, as well as technical and scientific results. The workshop focuses on technologies for human activity recognition and interaction via inertial sensors (accelerometers, gyroscopes etc.) and their scientific applications.

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Aehnelt, Mario; Wegner, Karoline

Learn but Work!: Towards Self-directed Learning at Mobile Assembly Workplaces

2015

Lindstaedt, Stefanie (Ed.) et al.: i-KNOW 2015 : Proceedings of the 15th International Conference on Knowledge Technologies and Data-driven Business. New York: ACM, 2015. (ACM International Conference Proceedings Series 1098), pp. 17:1-17:7

International Conference on Knowledge Management and Data-driven Business (I-KNOW) <15, 2015, Graz, Austria>

In comparison to other work domains, we face in practice on the manufacturing shop oor little attention for the role of informal learning as key driver for manual assembly processes. There, smart assistance systems focus on process qualities and outcomes, not on the workers' abilities to cope with novel or uncertain work situations. In this paper we present a conceptual approach on how to integrate information assistance and self-directed learning at the assembly workplace. We argue for embedding smart learning assistance behavior, based on the model of cognitive apprenticeship and provided by a cognitive architecture, with existing information assistance approaches.

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Alm, Rebekka; Aehnelt, Mario; Urban, Bodo

Plant@Hand: From Activity Recognition to Situation-based Annotation Management at Mobile Assembly Workplaces

2015

Matthies, Denys J.C. (Ed.) et al.: iWOAR 2015 : 2nd international Workshop on Sensor-based Activity Recognition and Interaction. New York: ACM Press, 2015, 7 p.

International Workshop on Sensor-based Activity Recognition (iWOAR) <2, 2015, Rostock, Germany>

This paper describes an approach towards situation-based annotation management on the basis of work integrated activity recognition and situation detection. We motivate situation-based annotations as a means for collecting and processing contextual knowledge on the work domain in order to improve the quality of information assistance at mobile assembly workplaces. Especially, when we make use of automated processes which aim to detect the worker's ongoing activities and situations, we have to deal at the same time with errors and wrongly inferred assumptions on reality. Here we see the strengths of annotation management which can be used to revise contextual background knowledge, required for determining the autonomous behavior, in case of errors and deviations between inferred and real situations.

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Alm, Rebekka; Aehnelt, Mario; Urban, Bodo

Processing Manufacturing Knowledge with Ontology-based Annotations and Cognitive Architectures

2015

Lindstaedt, Stefanie (Ed.) et al.: i-KNOW 2015 : Proceedings of the 15th International Conference on Knowledge Technologies and Data-driven Business. New York: ACM, 2015. (ACM International Conference Proceedings Series 1098), pp. 25:1-25:6

International Conference on Knowledge Management and Data-driven Business (I-KNOW) <15, 2015, Graz, Austria>

Advanced manufacturing promises an evolution of industrial production processes. However, today's manufacturing systems lack a common strategy on how to combine factual, procedural, and conceptual knowledge in order to streamline production processes. This specifically applies for manufacturing assembly assistance where the major share of procedural and conceptual knowledge is not yet automatically processable. In our paper we propose the usage of ontology-based annotations as missing link between the tacit knowledge of the worker and the intelligent assistance system. We show the deeper integration of conceptual knowledge modeled in ontology-based annotations with procedural knowledge in cognitive architectures. Additionally, in our approach annotations act as a mean of communication between the workers and with the system. We show key aspects of a prototypical integration of our approach within a smart assembly assistance system which supplies the worker with task related information.

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Aehnelt, Mario; Urban, Bodo

The Knowledge Gap: Providing Situation-Aware Information Assistance on the Shop Floor

2015

Nah, Fiona Fui-Hoon (Ed.) et al.: HCI in Business : HCIB 2015. Springer International Publishing, 2015. (Lecture Notes in Computer Science (LNCS) 9191), pp. 232-243

International Conference on Human-Computer Interaction in Business (HCIB) <2, 2015, Los Angeles, CA, USA>

Situation-aware information assistance strongly depends on the quality of available contextual background knowledge for an application domain and on its automatic processing. In this paper we present a conceptual approach towards using cognitive architectures to provide information assistance and allow complex decision making based on expert knowledge. We transfer our approach into a technical concept which was finally implemented as part of the Plant@Hand assembly assistance system within a mobile workshop trolley. The paper gives insights into our work on formalizing knowledge and providing ad-hoc mechanisms for planning, assisting and controlling assembly tasks on the manufacturing shop floor.

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Schönfelder, Tom; Urban, Bodo (Betreuer); Aehnelt, Mario (Betreuer)

Einsatz kognitiver Architekturen für die Anleitung von Montagearbeiten: Vergleichende Darstellung ausgewählter Konzepte

2014

Rostock, Univ., Studienarbeit, 2014

Die vorliegende Arbeit untersucht verschiedene Modellierungen von kognitiven Architekturen hinsichtlich ihrer Eignung als Assistenzsysteme in technischen Anwendungen. Hierbei sind eine Reihe von Kriterien zu berücksichtigen, welche je nach Anwendungsfall unterschiedlich zu bewerten sind. Dem Leser soll ein Überblick über den aktuellen Stand der Technik vermittelt werden, anhand dessen die Auswahl einer geeigneten Modellierung für einen gegebenen Anwendungsfall erleichtert werden kann. Bei den betrachteten Architekturen handelt es sich um Soar, ACT-R, ICARUS, EPIC und 4CAPS.

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Aehnelt, Mario; Urban, Bodo

Follow-Me: Smartwatch Assistance on the Shop Floor

2014

Nah, Fiona Fui-Hoon (Ed.): HCI in Business : HCIB 2014. Berlin, Heidelberg, New York: Springer, 2014. (Lecture Notes in Computer Science (LNCS) 8527), pp. 279-287

International Conference on Human-Computer Interaction in Business (HCIB) <1, 2014, Heraklion, Crete, Greece>

The growing complexity of manufacturing calls for new approaches to support the human workforce with situation-aware information and tools which in consequence ease the process of understanding and applying work related knowledge. With this paper we introduce a theoretical model for a systematic information transfer between assistance system and worker. It defines assistance objectives and reviews the role of artifacts during the assistance process focusing on the cognitive aspects of work. Our approach was implemented using smartwatches for application in industrial assembly environments extending the Plant@Hand manufacturing performance support system.

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Nesterenko, Dmitrijs; Aehnelt, Mario (Betreuer); Urban, Bodo (Betreuer)

Konzepte, Methoden und Technologien für eine mobile und situative Informationsverteilung auf verteilten Displays

2014

Rostock, Univ., Studienarbeit, 2014

Bei der Montage von Maschinen und Anlagen werden Informationen über Aufträge, konstruktive oder verfahrenstechnische Details sowie zu verarbeitende Bauteile und Materialien benötigt. Zur Sicherstellung ihrer Aktualität sind digitale Technologien für die Bereitstellung und Darstellung der Informationen am stationären, teil-stationären und mobilen Arbeitsplatz erforderlich. Umgebungen, die mit den Technologien ausgestattet sind, sollen die Information so verteilen, dass die Erfassung und Verarbeitung der Informationen durch den Montagearbeiter den Montageprozess nicht zusätzlich behindert sondern unterstützt. Je nach Ausstattung und Arbeitssituation ist die Informationsverteilung unterschiedlich. Im Rahmen dieser Literaturarbeit soll eine Literaturrecherche durchgeführt werden. In der Recherche sollen schon vorhandene Konzepte, Methoden und Technologien für die Informationsverteilung auf verteilten Displays untersucht werden.

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Fastnacht, Claas; Urban, Bodo (Betreuer); Aehnelt, Mario (Betreuer)

Konzepte, Methoden und Werkzeuge für eine Unterstützung kooperativer Arbeitsprozesse in der Montage

2014

Rostock, Univ., Studienarbeit, 2014

Bei der Montage von Maschinen und Anlagen kommen fast immer Teams zum Einsatz. Hierbei ist es wichtig, Informationen möglichst schnell an alle Beteiligten weiterzuleiten um Verzögerungen, Störungen und Unfälle zu vermeiden. Mit dem Aufkommen verhältnismäßig günstiger und einfach zu bedienender mobiler Endgeräte ist es nun möglich, Teile der Kommunikation über diese Geräte abzuwickeln und auch komplexe Informationen wie Baupläne, Konstruktionszeichnungen, 3D-Modelle und Montageanweisungen darzustellen. Zusätzlich zu der offiziellen Kommunikation kann auch die informelle Kommunikation in Form von Anmerkungen, Skizzen und Ähnlichem den Arbeitern wichtige Hinweise zur korrekten und/ oder schnelleren Ausführung ihrer Aufgaben geben. Dadurch lassen sich die Kosten durch Ausfälle, Wartezeiten und Bedienfehler reduzieren, sowie die Kundenzufriedenheit durch eine schnellere und termingerechtere Ausführung erhöhen. Um diese Ziele zu erreichen ist jedoch auch eine hohe Akzeptanz bei allen Beteiligten wichtig. Selbst die besten Geräte und Programme verfehlen ihr Ziel, wenn sie nicht genutzt werden. Diese Arbeit versucht, den aktuellen Stand der Technik und Wissenschaft darzustellen und hinsichtlich der Eignung für ein später zu erarbeitendes Konzept zu bewerten. Neben den technischen und wirtschaftlichen Aspekten (Leistung, Kosten, etc.) werden auch arbeitspsychologische Aspekte miteinbezogen. Außerdem werden kurz bereits vorhandene Konzepte und Produkte vorgestellt.

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Aehnelt, Mario; Bader, Sebastian

Mobile Informationsassistenz für die Montage

2014

Weidner, Robert (Ed.) et al.: Technische Unterstützungssysteme, die die Menschen wirklich wollen. Erste Transdisziplinäre Konferenz. Hamburg: Laboratorium Fertigungstechnik, 2014, pp. 270-280

Transdisziplinäre Konferenz <1, 2014, Hamburg, Germany>

Montagearbeiter zeichnen sich gegenüber automatisierten Montagesystemen nicht nur durch ihre Flexibilität sondern auch durch kreative Lösungsstrategien aus. Diese beruhen auf Erfahrungswissen und einer großen kognitiven Leistungsfähigkeit. Sie erfordern jedoch auch eine situativ angepasste Informationsassistenz. Der Beitrag beschreibt ein intelligentes System zur Informationsunterstützung des Montagearbeiters im Bereich der Kleinserien- und Einzelfertigung. Aufbauend auf vorangegangenen Arbeiten wird ein Framework aus intelligenten Komponenten, z.B. wahrscheinlichkeitsbasierten Verhaltensmodellen, kognitiven Architekturen sowie mobilen Assistenzlösungen, vorgestellt. Dieses unterstützt den Montagearbeiter in Abhängigkeit seiner Arbeitsaufgaben durch eine bedarfsgerechte Bereitstellung von Arbeitsanweisungen und es überwacht die korrekte Durchführung der Montagearbeiten.

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Nesterenko, Dmitrijs; Aehnelt, Mario (Betreuer); Urban, Bodo (Betreuer)

Mobile und situative Informationsverteilung auf verteilten Displays

2014

Rostock, Univ., Bachelor Thesis, 2014

Bei der Montage von Maschinen und Anlagen werden Informationen über Aufträge, konstruktive oder verfahrenstechnische Details sowie zu verarbeitende Bauteile und Materialien benötigt. Zur Sicherstellung ihrer Aktualität sind digitale Technologien für die Bereitstellung und Darstellung der Informationen am stationären, teil-stationären und mobilen Arbeitsplatz erforderlich. Umgebungen, die mit den Technologien ausgestattet sind, sollen die Information so verteilen, dass die Erfassung und Verarbeitung der Informationen durch den Montagearbeiter den Montageprozess nicht zusätzlich behindert sondern unterstützt. Je nach Ausstattung und Arbeitssituation ist die Informationsverteilung unterschiedlich. Im Rahmen dieser Bachelorarbeit soll ein Konzept entwickelt werden, der die situative Verteilung der Informationen auf die verteilten Displays ermöglicht. Außerdem soll ein Prototyp für das Konzept entwickelt werden und in eine bestehende Anwendung integriert werden. Die zu implementierende Funktionalitäten für den Prototyp werden im Laufe der Arbeit eingeschränkt.

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Bader, Sebastian; Aehnelt, Mario

Tracking Assembly Processes and Providing Assistance in Smart Factories

2014

Duval, Béatrice (Ed.) et al.: ICAART 2014, Vol. 1 : Proceedings of the 6th International Conference on Agents and Artificial Intelligence. SciTePress, 2014, pp. 161-168

International Conference on Agents and Artificial Intelligence (ICAART) <6, 2014, Angers, France>

Tracking assembly processes is a necessary prerequisite to provide assistance in smart factories. In this paper, we show how to track the construction of complex components. For this we employ formal task models as background knowledge and simple sensors like RFIDs. The background knowledge is converted into a probabilistic model that actually tracks the process. As a result, we are able to provide assistance in smart factories. We discuss the performance of the approach, as well as potential applications.

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Fastnacht, Claas; Urban, Bodo (Betreuer); Aehnelt, Mario (Betreuer)

Unterstützung kooperativer Arbeitsprozesse durch Mehrbedienerassistenz

2014

Rostock, Univ., Bachelor Thesis, 2014

In dieser Arbeit wurde der aktuelle Stand von Technik und Wissenschaft zusammengefasst. Dabei wurden Anforderungen für mobile Assistenzsysteme erarbeitet, sowie aktuelle Konzepte auf ihre Eignung für weitere Arbeiten geprüft. Grundlage dafür waren unter anderen psychologischen Betrachtungen. Diese konnten zeigen, dass Teams grundsätzlich bessere Ergebnisse liefern, insbesondere wenn sie eigenverantwortlich arbeiten können. Außerdem wurden offizielle und inoffizielle Kommunikation eingeführt sowie deren Bedeutung erörtert. Des Weiteren wurden grundlegende Kooperationsformen im Bereich des CSCW zusammengetragen sowie vorhandene Frameworks vorgestellt. Für mobile Geräte konnten zusammengefasst folgende Anforderungen erarbeitet werden: - Kontextsensitivität, bzw. Anpassung an den Nutzer - Einfache Bedienung - Portabilität - Robustheit Aus den überprüften Konzepten könnten folgende Aspekte Relevanz für spätere Arbeiten haben: - Zugriff auf historische Daten bzw. frühere Arbeiten an bestimmten Geräten oder Orten ( Erleichterung der Wartung) - Direkte Kommunikation durch Audio/Video-Konferenzen - Identifikation von Geräten, Maschinen oder Orten durch RFID-Tags ( lokalisierte Kontexterkennung) - Priorisierung von Aufträgen ( Optimierung, Planungsänderung ) Keines der Konzepte kann jedoch alle Anforderungen erfüllen, insbesondere waren keinerlei Ansätze zur Kombination von Arbeitsgruppen und Montageassistenz auffindbar. Daher war es nötig, ein solches Konzept zu erarbeiten und umzusetzen. Zur Entwicklung des Konzepts wurden zunächst Einsatzszenarien und Anforderungen für die Assistenz entwickelt und daraus das Konzept erarbeitet. Ziel war es, Kommunikation und Koordination zu verbessern, um die Arbeiten effizienter und besser erledigen zu können. Die Umsetzung erfolgte mit Fokus auf das ausführende Personal, also Arbeiter und Vorarbeiter. Hierbei wurden die wichtigsten Funktionen erfolgreich implementiert.

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Aehnelt, Mario; Gutzeit, Enrico; Urban, Bodo

Using Activity Recognition for the Tracking of Assembly Processes: Challenges and Requirements

2014

Bieber, Gerald (Ed.) et al.: WOAR 2014 : Proceedings of the Workshop on Sensor-based Activity Recognition. Stuttgart: Fraunhofer Verlag, 2014, pp. 12-21

Workshop on Sensor-Based Activity Recognition (WOAR) <1, 2014, Rostock, Germany>

Activity recognition helps to improve the quality of assistance applications by enabling adaptive and purposeful user support. However, industrial applications require a far more robust recognition in order to ensure process reliable operations. The paper highlights specific challenges and requirements with respect to activity recognition from the perspective of assembly workplaces in manufacturing. A task-oriented assembly model is used to derive human activities based on sensorial observations of work equipment and material.

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Bieber, Gerald; Aehnelt, Mario; Urban, Bodo

WOAR 2014: Proceedings of the Workshop on Sensor-based Activity Recognition

2014

Stuttgart : Fraunhofer Verlag, 2014

Workshop on Sensor-Based Activity Recognition (WOAR) <1, 2014, Rostock, Germany>

The first workshop on sensor-based activity recognition in Rostock- Warnemünde, WOAR 2014, brought together scientists, interested parties and users. It provided an opportunity to exchange experiences and present best practices as well as technical and scientific results. The participants dealt with different technologies for the recognition of physical activity with the help of inertial sensor systems (acceleration sensors, gyroscope etc.) and also their practical application. The present publication contains the contributions to the workshop. They reflect the current state of science and technology concerning specific technologies and applications in the fields of (occupational) health, lifestyle change and quantified self as well as production, maintenance and service.

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Klemm, Sebastian; Urban, Bodo (Betreuer); Aehnelt, Mario (Betreuer)

Kontextualisierte Montageassistenz mit Smartwatches

2013

Rostock, Univ., Bachelor Thesis, 2013

Montagearbeiter sind heutzutage aufgrund hoher Variantenvielfalt sowie großer Fertigungsflexibilität darauf angewiesen, die für sie wichtigen Informationen in immer kürzeren Zyklen an den Produktionsarbeitsplatz zu erhalten. Manuelle Arbeitsgänge - insbesondere bei komplexen Montagearbeiten - erfordern eine schnelle Bereitstellung und Sammlung von Fertigungsinformationen. Hier können neuartige Technologien wie Smartwatches helfen, diese Informationen unaufdringlich und aktuell an den jeweiligen Produktionsmitarbeiter zu übertragen. Im Rahmen dieser Bachelorarbeit wurden Verfahren und Methoden zur kontext und situations-bezogenen Bereitstellung und Sammlung von Montageinformationen mithilfe von Smartwatches untersucht. Dazu erfolgte eine Analyse der Anforderungen, welche an ein solches Assistenzsystem gestellt werden. Diese wurden anschließend bei der Entwicklung eines Konzeptes für ein solches Assistenzsystem berücksichtigt. Das Konzept wurde in Teilen in einem Demonstrator umgesetzt, wobei der Fokus auf der Implementation der Smartwatch-Funktionalitäten lag. Die entstandene Assistenzanwendung bereitet die Umsetzung der entwickelten Konzepte vor. Es wurden grundlegende Methoden für die Bereitstellung und Sammlung von Informationen erarbeitet. Diese Methoden bilden eine Grundlage, mit deren Hilfe die bereits entwickelte Assistenzanwendung weiterentwickelt werden kann.

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Aehnelt, Mario; Diener, Holger; Müller, Andreas

Plant@Hand3D - Multitouch-Leitstand für die Produktion

2013

Schenk, Michael (Ed.): 16. IFF-Wissenschaftstage 2013. Tagungsband : Digital Engineering zum Planen, Testen und Betreiben technischer Systeme. Stuttgart: Fraunhofer Verlag, 2013, pp. 139-146

IFF-Wissenschaftstage <16, 2013, Magdeburg, Germany>

Die schnelle Verfügbarmachung und Analyse von Schlüssel-Kennzahlen zählt zu den grundlegenden Vorausset-zungen für eine effizientere Steuerung von Unternehmen [1]. Durch in Echtzeit analysierte Daten aus unterschiedlichen IT-Systemen erhöhen sich die Reaktionsfähigkeit der Unternehmen und ihre Effizienz. Häufig sind diese Daten aber auf mehrere IT-Systeme verteilt und werden abstrakt sowie ohne visuellen Bezug auf das Geschäftsumfeld oder die reale Produktionsumgebung dargestellt. Plant@Hand3D überbrückt diese Lücke. Als ein Multi-touch-Leitstand für die Produktion bietet es interaktive Zugriffsmöglichkeiten auf alle wichtigen Informationen des Produktionsprozesses über ein 3D-Modell der Produktionshalle und unterstützt dadurch das mentale Modell der Benutzer. Es erlaubt zusätzlich den Betrieb weiterer verteilter und auch mobiler Displays, um Informationen an den richtigen Ort zur richtigen Person zu bringen. Plant@Hand3D ist damit ein Assistenzsystem, das Daten aus unterschiedlichen Produktionsplanungs- und Daten-management-Systemen wie Enterprise-Resource-Planning (ERP), Manufacturing Execution System (MES), Produktdatenmanagement (PDM), Betriebsdatenerfassung (BDE) und Enterprise-Content-Management-System (ECMS) integriert (siehe Abbildung 1) und den Benutzern in unterschiedlichen Anwendungsbereichen interaktiv präsentiert. Der Beitrag beschreibt die Ausgangssituation und Motivation für Plant@Hand3D sowie verschiedene Anwendungsfälle und den Nutzen der Anwendung im produzierenden Gewerbe (Produktionsplanung, Produktion, Instandhaltung). Es beschreibt abschließend deren Umsetzung, die verwendeten Technologien und geplante Weiterentwicklungen.

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Aehnelt, Mario; Bader, Sebastian; Ruscher, Gernot; Krüger, Frank; Urban, Bodo; Kirste, Thomas

Situation Aware Interaction with Multi-Modal Business Applications in Smart Environments

2013

Yamamoto, Sakae (Ed.): Human Interface and the Management of Information: Part III : Information and Interaction for Learning, Culture, Collaboration and Business. 15th International Conference, HCI International 2013. Berlin, Heidelberg, New York: Springer, 2013. (Lecture Notes in Computer Science (LNCS) 8018), pp. 413-422

International Conference on Human-Computer Interaction (HCII) <15, 2013, Las Vegas, NV, USA>

A consistent user experience in combination with proactive assistance may improve the user performance while interacting with heterogeneous data sources as e.g., occurring in business decision making. We describe our approach which is based on inferring the user intentions from sensory inputs, providing a situation aware information assistance, and controlling the environment proactively by anticipating future goals. Our system has been realized within a smart meeting room and has in parts been evaluated. In this paper, we describe the core ideas underlying our approach and report on first findings from the evaluation.

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Aehnelt, Mario; Schulz, Hans-Jörg; Urban, Bodo

Towards a Contextualized Visual Analysis of Heterogeneous Manufacturing Data

2013

Bebis, George (Ed.) et al.: Advances in Visual Computing. 9th International Symposium, ISVC 2013 : Proceedings, Part II. Berlin, Heidelberg, New York: Springer, 2013. (Lecture Notes in Computer Science (LNCS) 8034), pp. 76-85

International Symposium on Visual Computing (ISVC) <9, 2013, Rethymnon, Crete, Greece>

Visual analysis spanning multiple data sources usually requires the integration of multiple specialized applications to handle their heterogeneity. This is also true in manufacturing, where data about orders, personnel, workloads, maintenance, etc. must be analyzed together to make well-founded management decisions. Yet, the orchestration of multiple data sources and applications poses challenges to the software infrastructure and to the analyst. We present a three-tiered approach to cope with these challenges. In a first step, we establish a domaindependent workflow as the mental model of the analyst. Based on the novel concept of contextualization, we then align the different applications with this model for their meaningful integration. In a third step, we incorporate the data according to its use in the aligned applications by means of a service-based architecture. By starting the integration on the user level, we are able to pragmatically target and streamline the required integration to a degree that is technically achievable and interactively manageable. We exemplify our approach with the Plant@Hand system for integrating manufacturing data and applications.

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Krüger, Marco; Urban, Bodo (Betreuer); Aehnelt, Mario (Betreuer); Müller, Andreas (Betreuer)

Visuelle Wartungsunterstützung für Mobile Einsatzszenarien

2013

Rostock, Univ., Diplomarbeit, 2013

Die Wartung von Maschinen und Anlagen soll den Sollzustand wiederherstellen und kommt allgemein einer verlängerten Laufzeit, einer effizienteren Nutzung und einer geringeren Ausfallrate zugute. Für Wartungsarbeiten ist Wissen über die Technik und den Aufbau der Maschine beziehungsweise der Anlage notwendig. Dieses Wissen wird über Wartungshandbücher und technische Dokumentation vermittelt, welche auch durch die fortschreitende Digitalisierung erfasst wurden, was elektronische Handbücher (E-Manuals) hervorgebracht hat. E-Manuals können den Inhalt multimedial präsentieren und kommunizieren. Das Ziel der Arbeit ist es, eine visuelle Wartungsassistenz auf einer aktuellen und mobilen Tablet-Plattform bereitzustellen. Hierfür werden die Präsentationsformen von E-Manuals mit den Interaktionsmöglichkeiten von Tablets kombiniert. Der Umfang und die Darstellung der Inhalte wird dabei durch Kontextualisierung an die aktuelle Wartungstätigkeit angepasst.

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Aehnelt, Mario; Peter, Christian; Müsebeck, Petra

A Discussion of Using Mental Models in Assistive Environments

2012

The University of Texas at Arlington (UTA): Proceedings of the 5th International Conference on PErvasive Technologies Related to Assistive Environments : PETRA 2012. New York: ACM, 2012, 5 p.

International Conference on PErvasive Technologies Related to Assistive Environments (PETRA) <5, 2012, Heraklion, Greece>

The design of assistive environments often follows technological potentials and constraints in order to react on people's behavior and assist them in everyday life situations. In this paper we discuss the role of mental models for improving the usability and user experience with assistive environments. We argue for a user-centered design including interaction design which provides intentional support in building, shaping and confirming the mental model of the user. The paper aims to motivate a wide discussion on design principles for assistive environments focusing on better user experiences and assistance qualities.

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Aehnelt, Mario; Diener, Holger; Peter, Christian; Bieber, Gerald; Urban, Bodo

Assistenztechnologien für die Fertigung

2012

Schiff & Hafen, (2012), 4, pp. 44-46

Optimierte Arbeitsprozesse können die Effizienz einer Werft deutlich steigern und damit zu einem Wettbewerbsvorteil verhelfen. Das Erforschen von verbesserungspotenzialen sowie die Entwicklung von Systemen, welche zur Effizienzsteigerung beitragen, stehen im Fokus der Aufgaben des Rostocker Fraunhofer-lnstituts für Graphische Datenverarbeitung IGD.

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Aehnelt, Mario; Voskamp, Jörg

Kontextualisierte Produktionsassistenz in KMU

2012

Schenk, Michael (Ed.): 15. IFF-Wissenschaftstage 2012. Tagungsband : Digitales Engineering zum Planen, Testen und Betreiben technischer Systeme. Stuttgart: Fraunhofer Verlag, 2012, pp. 303-308

IFF-Wissenschaftstage <15, 2012, Magdeburg, Germany>

In diesem Beitrag wird ein Konzept zur Berücksichtigung kontextueller Informationen für die Steuerung der Arbeitsabläufe auf Produktionsebene entworfen. Es sollen damit Arbeitsprozesse dynamisiert und besser an veränderliche Bedingungen anpassbar gemacht werden. Die Konzeption erfolgt auf Basis des im Rahmen des Forschungsvorhabens IMAP entwickelten Integrierten Montageportals.

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Bieber, Gerald; Haescher, Marian; Peter, Christian; Aehnelt, Mario; Richter, Claas; Gohlke, Holger

Hands-free Interaction mittels Handgelenksensoren für mobile Assistenzsysteme

2011

Institut für Multimediatechnik (IFM): 6. Multimediakongress Wismar 2011 : Netzwerk - Forschung - Innovation, 7 pp.

Kongress Multimediatechnik <6, 2011, Wismar, Germany>

Zunehmend verbreitet sich der Einsatz von digitalen Wartungshandbüchern und begleitender Multimedia- Unterstützung bei Montage und Wartungsarbeiten. Interaktive PDF Dokumente, Montagevideos oder Audioanleitungen können auf immer preiswerter werdenden Tablet PCs oder Smartphones zielgerecht angeboten werden. Im realen Arbeitsumfeld können jedoch Probleme mit der Bedienung dieser Geräte auftreten, da Arbeitshandschuhe getragen werden oder die Hände nicht frei oder stark verschmutzt sind. Neue Interaktionsformen können hier helfen, indem sie eine robuste Bedienung der Geräte ohne Einsatz einzelner Finger ermöglicht. Bereits heute sind erste Geräte am Markt, die entsprechende Interaktionen sowie neue Visualisierungsmöglichkeiten eröffnen. Handgelenksdisplays und bald auch Uhrenhandys (wrist phones) mit entsprechenden Minidisplays und integrierten Sensoren ermöglichen schon heute faszinierende Interaktionen. Dieser Beitrag beschreibt neue Konzepte zur Interaktion mit Handgelenkssensoren und -displays und stellt die damit möglich gewordene Hands-free Interaction (HFI) für mobile Assistenzsysteme vor. Die Technologie der HFI trennt die Phasen der normalen Bewegung während der Arbeitsausführung von den Bewegungen innerhalb der Interaktionsphase. Dieses ermöglicht eine nahtlose Bedienung von Geräten im Arbeitsablauf und es ergeben sich besonders im Bereich des Maschinen- und Anlagenbaus neue Möglichkeiten, den Montagearbeiter oder Wartungstechniker bei der Ausführung seiner Arbeit zu unterstützen. Mittels der HFI, die Gesten durch Beschleunigungssensoren erfasst, werden neue Bedienkonzepte und Interaktionselemente dargestellt, die in rauen Umgebungen eingesetzt werden können.

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Scherpinski, Martin; Aehnelt, Mario (Betreuer); Rosenkranz, Marleen (Betreuer)

Integriertes Authoring von modularen Prozessdialogen

2011

Neubrandenburg, Hochschule, Bachelor Thesis, 2011

In der Geschäftswelt sind es gerade die kleinen und mittelständischen Unternehmen, die gezwungen sind, ihre Produktion so effizient wie möglich zu gestalten, um ihre Chancen auf dem Markt zu bewahren. Häufig führt dies langfristig zu einer notwendigen Optimierung des Betriebes, bei der vermehrt die Geschäftsprozesse eines Unternehmens und deren Automatisierung in den Fokus rücken. Diese Arbeit beschäftigt sich mit Möglichkeiten zur integrierten und einfachen Modellierung dieser Geschäftsprozesse mit dem Ziel der Automatisierung unter Berücksichtigung realer Unternehmensstrukturen, ohne dass explizites Fachwissen seitens der Modellierer nötigt ist. In diese automatisierten Prozesse sollen zudem Formulare und Eingabemasken integriert werden, damit eine Kommunikation und Interaktion der Nutzer mit dem ausführenden System möglich wird. Entsprechende Systeme existieren, sind in der Regel aber durch die Vernachlässigung realer Strukturen und einer zu komplizierten Bedienung gekennzeichnet. Nach der Erläuterung von theoretischen Grundlagen zur Modellierung von Geschäftsprozessen und Anforderungen an ein mögliches Modellierungswerkzeug wird dazu der Prototyp eines intuitiven, praxistauglichen System entwickelt, mit dem eine einfache, nutzerfreundliche Modellierung und Ausführung von Geschäftsprozessen mit integrierten Prozessdialogen zur Ablaufsteuerung, Monitoring-Zwecken und Dateneingabe möglich wird.

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Weidig, Stefan; Müsebeck, Petra (Betreuer); Aehnelt, Mario (Betreuer)

Konzeption und prototypische Realisierung einer technologischen Infrastruktur für Skill-Management in produzierenden KMU

2011

Deggendorf, FH, Master Thesis, 2011

Die Arbeit behandelt das Thema Skill-Management unter der Prämisse, dass für produzierende KMU theoretische Erkenntnisse operationalisierbar werden. Durch die Definition eines Skill-Management-Prozesses können die Skills von Mitarbeitern in einem Arbeitsprozess geplant und kontrolliert werden. Aus den beiden Anwendungsfeldern Personalplanung und Personalentwicklung bietet vor allem der Prozess der Personaleinsatzplanung Möglichkeiten, das Skill-Management in produzierenden KMU einzusetzen. Die Darstellung des Skill-Managements durch ein IT-System zeigt, dass vor allem Funktionen zur Berechnung von Zuordnungen von Mitarbeitern zu Aufgaben sowie Suchfunktionalitäten für semantische Suchen nach Experten als auch Schnittstellen zu anderen IT-Systemen benötigt werden. Durch die Speicherung der Skills von Mitarbeitern und betrieblichen Aufgaben in einer relationalen Datenbank, welche nach einer Skill- Klassifikation aufgebaut ist, wird der Zugriff auf Skill-Daten effizient.

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Aehnelt, Mario

Contextualized Knowledge Exchange with Mash-Up Technologies

2010

Hambach, Sybille (Ed.) et al.: e-Learning Baltics 2010 : Proceedings of the 3rd International eLBa Science Conference. Stuttgart: Fraunhofer Verlag, 2010, pp. 143-153

International eLBa Science Conference <3, 2010, Rostock, Germany>

Already in 1999 Peter Drucker postulated computational support for knowledge work as one of the major challenges of the 21st century. Diverse research has already been invested into the design and development of adequate and supportive technologies which aim to increase the performance of knowledge workers at their workplace. The paper outlines a conceptual and technical approach towards linking the advantages of contextualized access to knowledge with the flexibility of mash-up technologies in order to support knowledge exchanging activities at the workplace. The approach considers mash-up technologies as innovative advance which simplifies the contextualization of both information and services based on a dynamic architecture model.

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Aehnelt, Mario; Hambach, Sybille; Müsebeck, Petra; Musielak, Marleen

Context and Scripts: Supporting Interactive Work-Integrated Learning

2009

Dimitracopoulou, Angelique (Ed.) et al.: Computer Supported Collaborative Learning Practices. Community Events Proceedings : CSCL2009, pp. 144-146

International Conference on Computer Supported Collaborative Learning Practices (CSCL) <8, 2009, Rhodes, Greece>

Computational support for work-integrated learning will gain more and more attention. We understand informal self-directed work-integrated learning of knowledge workers as a by-product of their knowledge work activities and propose a conceptual as well as a technical approach for supporting learning from documents and learning in interaction with fellow knowledge workers. The paper focuses on contextualization and scripting as two means to specifically address the latter interaction type.

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Weinhold, Sebastian; Müsebeck, Petra (Betreuer); Aehnelt, Mario (Betreuer)

Kontextualisierte und serviceorientierte Unterstützung wissensintensiver Arbeitsprozesse auf der Basis von Mashup-Technologien

2009

Halle/S., Univ., Diplomarbeit, 2009

Presently the creation of innovative products is a central challenge of many organizations. In order to reach this goal it is important that employees contribute with their knowledge. It is the task of Knowledge Management to handle knowledge as a key resource of businesses. In order to realize an agile acting it is essential that workers apply their knowledge in business processes quickly. Hence, there is a need for flexible and comprehensive support through information and communication technologies. However, large systems have turned out to be not flexible enough to handle the dynamic nature of knowledge work. Rather a number of little tools are used in specific situations, unfortunately showing the disadvantage of not beeing integrated. For these reasons the mashup technology is proposed in that field, which has the potential to provide both a flexible and integrated infrastructure. It is analyzed how this technology can be used in knowledge-intensive organizations. The result shows that the effective deployment of the mashup technology increases the productivity of the knowledge workers.

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Aehnelt, Mario

Learning without Interrupting

2009

Guralnick, David (Ed.): ICELW 2009 Proceedings CD-ROM : The International Conference on E-Learning in the Workplace, 5 p.

International Conference on E-Learning in the Workplace (ICELW) <2, 2009, New York, NY, USA>

Learning is a by-product of working when a problem, question or curiosity occurs during everyday work processes. Thereby interpersonal help seeking is a commonly used learning strategy to acquire missing knowledge. Although the help requesting party benefits from other's help, helping people are interrupted in ongoing work processes. This correlation of work-integrated learning and unplanned interruptions can be addressed by providing support for interpersonal help seeking. Based on a generalized model of contextualized knowledge transfer, three different approaches are introduced to support the learning without interrupting others.

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Lindstaedt, Stefanie; Aehnelt, Mario; de Hoog, Robert

Supporting the Learning Dimension of Knowledge Work

2009

Cress, Ulrike (Ed.) et al.: Learning in the Synergy of Multiple Disciplines. Proceedings : 4th European Conference on Technology Enhanced Learning, EC-TEL 2009. Berlin, Heidelberg, New York: Springer, 2009. (Lecture Notes in Computer Science (LNCS) 5794), pp. 639-644

European Conference on Technology Enhanced Learning (EC-TEL) <4, 2009, Nice, France>

We argue that in order to increase knowledge work productivity we have to put more emphasis on supporting this learning dimension of knowledge work. The key distinctions compared to other TEL approaches are (1) taking the tight integration of working and learning seriously, (2) enabling seamless transitions on the continuum of learning practices, and (3) tapping into the resources (material as well as human) of the organization. Within this contribution we develop the concept of work-integrated learning (WIL) and show how it can be implemented. The APOSDLE environment serves as a reference architecture which proves how a variety of tightly integrated support services implement the three key distinctions discussed above.

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Aehnelt, Mario; Ebert, Mirko; Beham, Günter; Lindstaed, Stefanie; Paschen, Alexander

A Socio-Technical Approach towards Supporting Intra-Organizational Collaboration

2008

Dillenbourg, Pierre (Ed.) et al.: Times of Convergence. Technologies Across Learning Contexts. Proceedings : Third European Conference on Technology Enhanced Learning. EC-TEL 2008. Berlin; Heidelberg; New York: Springer, 2008. (Lecture Notes in Computer Science (LNCS) 5192), pp. 33-38

European Conference on Technology Enhanced Learning (EC-TEL) <3, 2008, Maastricht, The Netherlands>

Knowledge work in companies is increasingly carried out by teams of knowledge workers. They interact within and between teams with the common goal to acquire, apply, create and share knowledge. In this paper we propose a socio-technical model to support intra-organizational collaboration which specifically takes into account the social and collaborative nature of knowledge work. Our aim is to support in particular the efficiency of collaborative knowledge work processes through an automated recommendation of collaboration partners and collaboration media. We report on the theoretical as well as practical aspects of such a socio-technical model.

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Müller, Nico; Aehnelt, Mario (Betreuer)

Automatisierte Kontexterkennung in textbasierten Kommunikationsmedien

2008

Rostock, Univ., Diplomarbeit, 2008

Die zwischenmenschliche Kommunikation ist ein wesentlicher Bestandteil des Lernens im täglichen Leben. Diese Unterhaltungen können beispielsweise von Angesicht zu Angesicht oder im virtuellen Raum stattfinden. Eine Kommunikation mittels Computer wird meist in Form von Log-Dateien mitgeschnitten. In dieser Arbeit wird ein Verfahren vorgestellt, dass es ermöglicht, die verschiedenen Themen in diesen Protokollen zu erkennen und die wesentlichen Kommunikationsabschnitte auszugeben. Dies kann dazu genutzt werden, um private Gesprächsteile automatisiert zu entfernen und den fachbezogenen Teil einem erweiterten Personenkreis zugänglich zu machen. Ein ähnliches Problem stellt sich bei der Analyse von Nachrichten-Threads. Auch hier lassen sich unterschiedliche Themengebiete in einem Dokument finden. Zur Lösung dieses Problems wurden Methoden der Spracherkennung, Textsegmentierung, Textclustering und der Textkategorisierung betrachtet und ein Konzept entwickelt, das ein zu analysierendes Textdokument in seine Themenbereiche aufspaltet und diese mit Hilfe einer Ontologie identifiziert. Das vorgestellte Verfahren ist derzeit nur auf Texte in englischer Sprache ausgerichtet, kann aber um weitere Sprachen erweitert werden.

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Horn, Alexander; Aehnelt, Mario (Betreuer)

Multimedia Projekt: Ähnlichkeitsbasierte Ordnung von Lernmodulen

2007

Wismar, Hochschule, Diplomarbeit, 2007

Um den Austausch, die Suche, die Beschaffung und die Nutzung von Lernmaterialien zu erleichtern, ist es nötig sie Anhand ihrer Metadaten zu beschreiben. Damit diese auch effektiv eingesetzt werden können, ist ein gewisser Grad der Standardisierung von Nöten. Dazu wurde, vom IEEE, der "Learning Object Metadata" (LOM) Standard entwickelt, in welchem Lerninhalte so beschrieben werden, dass diese in anderen Anwendungen weiter genutzt werden können. Wenn nun Zusammenhänge zwischen Lernmaterialien hergestellt werden sollen, müssen diese anhand ihrer beschreibenden Metadaten verglichen werden. Primär wurden Metadaten, aus dem Standard, zum Vergleich von Lernmodulen herausgearbeitet, beurteilt und dazu die nötigen Vergleichsverfahren entwickelt. Dies wurde dann in einem in Java geschriebenen Modul umgesetzt. Als Grundlage diente das "Metadata Extraction Framework" (MEX), mit dessen Hilfe bestimmte Metadaten, in Form des "Learning Object Metadata", aus Lernmodulen extrahiert werden können.

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Ohl, Stephan; Aehnelt, Mario (Betreuer)

Visualisierungstechnik für Topic Maps

2006

Rostock, Univ., Studienarbeit, 2006

In dieser Arbeit werden mögliche Visualisierungstechniken für Topic Maps vorgeschlagen. Zunächst werden Ansätze zur Überführung von Topic Maps in einen mathematische Graphen auf ihre Vor- und Nachteil hin untersucht. Um diesen Graphen, der sehr groß werden kann, weiter zu struktieren, werden zwei Clusteringansätze vorgestellt. Diese berücksichtigen zum einen die Eigenheiten von Topic Maps und legen zum anderen besonderen Wert auf ein nachvollziehbares Clustering. Zur eigentlichen Darstellung des Graphen werden verschiedene Methoden der Graphvisualisierung vorgestellt und ihre Vor- und Nachteile werden abgeschätzt. Als besonders geeignete Methode wird das hierarische Layout genauer beschrieben. Die Arbeit schließt mit dem Vorstellen der Ergebnisse einer prototypischen Implementierung dieses Ansatzes.

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Helm, Tobias; Aehnelt, Mario (Betreuer)

Visuelles Authoring von Themenkarten

2006

Rostock, Univ., Studienarbeit, 2006

Mit dem Aufkommen neuer Anforderungen im Umgang mit Wissensstrukturen, hervorgerufen durch fehlende Kontextualisierung, wurde in die Entwicklung semantischer Technologien investiert. Ein Ergebnis dieser Entwicklung war der ISO/IEC 13250 Topic Maps - Standard, der zwar eine einheitliche Notation für die Repräsentation der Metadaten von Informationsressourcen liefert, der aber weder Ansätze für eine Visualisierung noch Unterstützung bei der Konzipierung und Erstellung von Topic Maps enthält. Um diesem Mangel entgegenzuwirken wird, auf Grundlage der Analyse bereits existierender Darstellungsmöglichkeiten vernetzter Strukturen, ein eigenes Konzept entwickelt. Es macht sich speziell die Vorteile visueller Methoden zur Unterstützung beim Erstellen und Bearbeiten komplexer Strukturen zu Nutze und wird in einem Prototyp umgesetzt. In Zeiten wachsender Informationen muss auf die Notwendigkeit der qualitativen Verbesserung von Informationen durch Beschreibung semantischer Metadaten aufmerksam gemacht werden, und Autoren muss diesbezüglich die Möglichkeit geboten werden, Unterstützung durch angemessene Technologie zu erhalten.

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Heckendorff, Stephan; Urban, Bodo (Betreuer); Aehnelt, Mario (Betreuer)

Automatische und inhaltsbasierte Metadatengenerierung für E-Learning-Inhalte

2005

Rostock, Univ., Studienarbeit, 2005

In den vergangenen Jahren war ein enormer Zuwachs der Menge digitaler Textdokumente im Internet und in digitalen Bibliotheken zu beobachten. Um Dokumente leicht wiederzufinden, ist es wichtig beschreibende Informationen (Metadaten) über diese Dokumente zu ermitteln. Diese Studienarbeit befasst sich mit Verfahren der automatischen Language Identification und Schlüsselwortextraktion speziell im Zusammenhang mit E-Learning-Inhalten. Buchstabenfrequenzen finden Einsatz bei der Language Identification. Momentan ist es möglich, die vier europäischen Sprachen Englisch, Französisch, Spanisch und Deutsch zu erkennen. Zur Schlüsselwortextraktion werden linguistische (basierend auf allgemeinen Wörtern) und statistische (basierend auf Wortfrequenzen) Verfahren genutzt.

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Aehnelt, Mario; Hambach, Sybille; Riss, Uwe V.

Technology for Sharing Learning Content

2005

TESI 2005 Conference Proceedings CD-ROM : Training, Education & Simulation International. [Maastricht], 2005, 10 p.

Training, Education & Simulation International (TESI) <2005, Maastricht, Netherlands>

The production costs of high quality learning content are generally rather high and the market opportunities often limited. By modern cooperation technologies digital learning contents can be produced at lower costs and achieve more visibility on the market. A platform that enables this must balance the interests of content vendors and buyers. A reuse of existing contents requires a modularization concept that allows re-authoring and new compilation of existing content pieces. The Content Sharing project develops a platform technology that support these demands.

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Giese, Katrin; Urban, Bodo (Betreuer); Hambach, Sybille (Betreuer); Aehnelt, Mario (Betreuer)

Analyse von Autorenwerkzeugen für Topic Maps

2004

Rostock, Univ., Studienarbeit, 2004

Topic Maps sind semantische Netze, mit deren Hilfe Wissen repräsentiert werden kann. Das Wissen wird hierbei in Form eines Netzes dargestellt. Dadurch können Informationsstrukturen besser erkannt werden. Die Qualität einer erzeugten Topic Map wird durch die Funktionalität der verwendeten Autorenwerkzeuge begrenzt. Folglich ist es notwendig die Möglichkeiten verfügbarer Autorenwerkzeuge vor deren Anwendung zu analysieren. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich primär mit verschiedenen Tools für die Erstellung von Topic Maps. Des Weiteren wird ein Einblick in den Aufbau und die Anwendung von Topic Maps gezeigt. Ziel der Arbeit ist die Analyse verfügbarer Tools, mit der Möglichkeit sie zu modifizieren, um ein für den Nutzer ansprechendes Werkzeug zu erzeugen. Das Ergebnis der Analyse sind Anforderungen eines Autors an Autorenwerkzeuge zur Erstellung von Topic Maps. Im Implementierungsteil der Arbeit entsteht ein prototypisches System, das ein Nutzerinterface mit den grundlegenden Funktionen zur Erstellung von Topic Maps bereithält.

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Nagel, Uwe; Urban, Bodo (Betreuer); Aehnelt, Mario (Betreuer)

Automatische Positionierung von Elementen einer Topic Map

2004

Rostock, Univ., Studienarbeit, 2004

In der vorgestellten Studienarbeit soll die, bei der Visualisierung von Topic Maps nötige, automatische Positionierung der Topics untersucht werden. Topic Maps sind Wissenskarten, die rund um Themen, den Topics, aufgebaut sind. Aufgrund ihrer Größe ist eine Darstellung notwendig, die den Nutzer bei der Aufnahme von Informationen unterstützt. Dazu werden vorhandene Verfahren zur Analyse und Visualisierung von Topic Maps und solche, die direkt und indirekt dazu benutzt werden können, vorgestellt. Mit Hilfe einiger dieser Methoden wird ein zweistufiges Verfahren zur Positionierung der Topics einer Topic Map entwickelt. Dieses besteht aus einem selbstentwickelten Clusteringverfahren und dem GEM-Algorithmus zum Anordnen der Knoten eines Graphen, die nacheinander auf einen Graphen, der die Topic Map repräsentiert, angewandt werden. In der Entwicklung des Clusteringverfahrens wird versucht, die Techniken des GEM-Algorithmus auf das Clustering eines Graphen zu übertragen.

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Bennke, Niels; Urban, Bodo (Betreuer); Aehnelt, Mario (Betreuer); Ebert, Mirko (Betreuer)

Automatisierte Erfassung von Lizenznutzungen

2004

Rostock, Univ., Studienarbeit, 2004

Die Nutzung von E-Learning-Systemen gewinnt bei der Vermittlung von Lerninhalten immer mehr an Bedeutung. Die Vorteile der multimedialen Wissensvermittlung fördern die Verbreitung dieser Systeme, so dass immer mehr Anwender Zugang zu digitalem Lernmaterial finden. Die vorliegende Studienarbeit befasst sich mit dem Entwurf und der Umsetzung eines Modells zur automatisierten Erfassung von Lizenznutzungen. Nach einer Anforderungsanalyse, die auf Basis zweier Szenarien für die Bereitstellung von Lernmaterialien durchgeführt wurde, werden mögliche Lösungen vorgestellt und diskutiert. Die beste Lösung wird in ein Konzept überführt, für das ein Architekturmodell entworfen wird. Das Modell wird in der Programmiersprache Java prototypisch umgesetzt.

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Aehnelt, Mario

Topic Maps: Erfahrungen und Perspektiven für die Anwendung im E-Learning

2004

Cleve, Jürgen (Ed.) et al.: 4. Wismarer Wirtschaftsinformatiktage. Proceedings 2004. Wismar, 2004, pp. 73-80

Wismarer Wirtschaftsinformatiktage (WIWITA) <4, 2004, Wismar, Germany>

Semantische Netze eignen sich in besonderer Weise für die Modellierung und Strukturierung von Wissens- und Informationsgebieten. Ihre graphische Visualisierung fördert das Verständnis und die thematische Orientierung. In diesem Beitrag wird ein Modell vorgestellt, welches Topic Maps als Unterstützung für die Vermittlung eines Wissensgebietes nutzt. Es werden Erfahrungen aus der Anwendung dargestellt und Empfehlungen für weitere Arbeiten gegeben.

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Aehnelt, Mario

Personalisierung als Schlüssel zum Erfolg

2003

Hambach, Sybille (Ed.) et al.: Multimedia & Bildung : Beiträge zu den 4. IuK-Tagen Mecklenburg-Vorpommern. Stuttgart: Fraunhofer IRB Verlag, 2003, pp. 129-140

IuK-Tage Mecklenburg-Vorpommern <4, 2003, Rostock>

Moderne Informations- und Kommunikationstechnologien erlauben es Dienstleistern und Inhaltsanbietern, ihr Angebot ganz individuell auf jeden Kunden zuzuschneiden. Diese Personalisierungen können als wirkungsvolles Instrument eingesetzt werden, um Produkte erfolgreich zu vermarkten. Der vorliegende Beitrag setzt sich mit den Methoden und Konzepten der Personalisierung auseinander, um Rückschlüsse auf die Personalisierung multimedialer Lerninhalte zu ziehen.

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Aehnelt, Mario; Urban, Bodo (Betreuer); Hambach, Sybille (Betreuer); Uhrmacher, Adelinde (Betreuer)

Ein Benutzermodell für elektronische Lernumgebungen

2002

Rostock, Univ., Diplomarbeit, 2002

Die technologischen Entwicklungen für das Lernen mit dem Internet sind weit fortgeschritten. In den letzten Jahren sind weltweit eine Reihe elektronischer Lernumgebungen entstanden und zum Einsatz gekommen. Eine immer wichtiger werdende Rolle spielt hierbei der Benutzer dieser Systeme selbst. Er rückt zunehmend in den Mittelpunkt aktueller Arbeiten. Ziel ist es dabei das System gemäß seinen individuellen Eigenschaften und Präferenzen zu gestalten und an ihn angepasste Hilfen zur Verfügung zu stellen. Als Grundlage dieser Bemühungen gilt die Entwicklung eines Benutzermodells, welches den Lernenden in seinen Charakteristiken reflektiert. Diese Arbeit verfolgt die Entwicklung eines Benutzermodells für elektronische Lernumgebungen. Hierzu wird ein zweiteiliger Ansatz verfolgt: Ein Informationsmodell verwaltet alle notwendigen Informationen über den Benutzer einer Lernumgebung. Ein Werkzeug erlaubt das Treffen und Verwalten von Aussagen, mit denen Schlussfolgerungen aus den Informationen ermöglicht werden können. Hierzu werden statistische Methoden und Hilfsmittel bereitgestellt.

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Aehnelt, Mario; Urban, Bodo (Betreuer); Hambach, Sybille (Betreuer)

Eine adaptive und adaptierbare hypermediale Themenkarte für das Kursverwaltungssystem CMS-W3

2001

Rostock, Univ., Studienarbeit, 2001

Der fortwährende Wandel der Bildungsstrukturen sowie die parallele Anpassung von Bildungsinhalten an moderne Technologien und Medien erfordert die Neubewertung und Umorientierung der Repräsentationsverfahren. Im Bereich eLearning werden bereits heute viele Inhalte durch internetbasierte Materialien oder Veranstaltungen gestützt. Sie in individueller und adaptiver Form dem Lernenden darzubieten ist Gegenstand vieler aktueller Forschungen. Diese Arbeit untersucht die Einsatzmöglichkeit von hypermedialen Themenkarten zur strukturierten Darstellung von Lerninhalten und -beziehungen. Es werden Adaptivitätskriterien herausgearbeitet, welche dem Lernprozess und der Darstellung zugrunde gelegt werden. Es wurde ein Prototyp einer hypermedialen Themenkarte entwickelt, welcher die analysierten Konzepte für das Kursverwaltungssystem CMS-W3 umsetzt.

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Hambach, Sybille; Aehnelt, Mario; Wallstabe, Jörn; Urban, Bodo; Voskamp, Jörg

From Course Management to Open Learning

2001

Montgomerie, Craig (Ed.) et al.: Proceedings of ED-Media 2001. CD-ROM : World Conference on Educational Multimedia, Hypermedia & Telecommunications. Tampere, Finnland, 2001, pp. 643-648

World Conference on Educational Multimedia, Hypermedia & Telecommunications ED-Media <2001, Tampere, Finland>

In the past years, different course management systems for the World Wide Web have been developed. Usually they assist in providing courses for distant or distributed learner communities (tele-learning). Most course management systems are quite restrictive concerning the way to be taken through a course material and the tests and assessments to be done to complete the course. This paper suggests a different approach to tele-learning: a less restrictive environment for the learner to work with and modify the course material provided and to communicate with other learners and experts of the field. The system design is deducted from experiences with the course management system CMS-W3 which has been developed and used at Fraunhofer IGD Rostock since 1996.