Seit den 1960er-Jahren wird an der Optimierung von Fabriklayouts geforscht. Gängige Praxis ist die iterative Neuanordnung von Fabrikeinheiten, da Algorithmen als ungeeignet zur Ermittlung realistischer Lösungen gelten. Diese Dissertation widmet sich dem Einsatz von künstlicher Intelligenz zur Layoutoptimierung. Ein wesentlicher Ansatzpunkt ist die simulationsbasierte Bewertung von Layouts, die sowohl einen maßgebenden als auch limitierenden Faktor darstellt. Maßgebend durch die Definition der Randbedingungen und limitierend aufgrund des Bedarfs an Rechenkapazitäten. Diese Arbeit trägt zur Forschung durch die Konzeptionierung einer KI-Architektur bei, die Layouts mit einer vergleichbaren Güte wie eine Simulation bewerten kann. Dies gelingt durch die Kombination eines faltenden neuronalen Netzwerks zur Verarbeitung beliebiger Layouts in Bildform mit einem mehrschichtigen Perzeptron zur Wissensextraktion aus tabellarischen Daten.
Since the 1960s, research has been conducted to optimize factory layouts. Iterative rearrangement of factory units remains common, as algorithms are deemed unsuitable for generating realistic solutions. This dissertation explores the use of artificial intelligence (AI) in factory layout optimization, aiming to enhance the applicability of existing methods while reducing computational demands. A key focus lies on the simulation-based evaluation of layouts, which is both a determining and limiting factor - determining due to the definition of constraints and limiting due to the computational resources required. This research contributes to the field by developing an AI architecture capable of evaluating layouts with quality comparable to simulation. The architecture combines a convolutional neural network for processing arbitrary layouts in image form and a multilayer perceptron for extracting knowledge from tabular information.
Seit den 1960er-Jahren wird an der Optimierung von Fabriklayouts geforscht. Gängige Praxis ist die iterative Neuanordnung von Fabrikeinheiten, da Algorithmen als ungeeignet zur Ermittlung realistischer Lösungen gelten. Diese Dissertation widmet sich dem Einsatz von künstlicher Intelligenz zur Layoutoptimierung. Ein wesentlicher Ansatzpunkt ist die simulationsbasierte Bewertung von Layouts, die sowohl einen maßgebenden als auch limitierenden Faktor darstellt. Maßgebend durch die Definition der Randbedingungen und limitierend aufgrund des Bedarfs an Rechenkapazitäten. Diese Arbeit trägt zur Forschung durch die Konzeptionierung einer KI-Architektur bei, die Layouts mit einer vergleichbaren Güte wie eine Simulation bewerten kann. Dies gelingt durch die Kombination eines faltenden neuronalen Netzwerks zur Verarbeitung beliebiger Layouts in Bildform mit einem mehrschichtigen Perzeptron zur Wissensextraktion aus tabellarischen Daten.
Since the 1960s, research has been conducted to optimize factory layouts. Iterative rearrangement of factory units remains common, as algorithms are deemed unsuitable for generating realistic solutions. This dissertation explores the use of artificial intelligence (AI) in factory layout optimization, aiming to enhance the applicability of existing methods while reducing computational demands. A key focus lies on the simulation-based evaluation of layouts, which is both a determining and limiting factor - determining due to the definition of constraints and limiting due to the computational resources required. This research contributes to the field by developing an AI architecture capable of evaluating layouts with quality comparable to simulation. The architecture combines a convolutional neural network for processing arbitrary layouts in image form and a multilayer perceptron for extracting knowledge from tabular information.
Diese Arbeit untersucht die Forschungsfrage, wie sozialwissenschaftliche Primärforschung zu Akzeptanz und Nutzung von Mobilitätsangeboten mit einem entsprechend zu entwickelnden Mobilitätssimulationssystem unterstützt werden kann. Nach der Analyse des Stands der Technik werden Anforderungen an das zu entwickelnde Mobilitätssimulationssystem erhoben und ein entsprechendes Konzept erstellt. Dazu wird auf Grundlage verkehrsplanerischer, technisch-informatischer sowie sozialwissenschaftlicher Ansätze eine agentenbasierte Architektur als Simulationsmodell formuliert und ein auf Fuzzyinferenz basierendes generisches Inferenzmodell für das nutzenbasierte Entscheidungsverhalten der Agenten entwickelt. Das Mobilitätssimulationssystem wird prototypisch als Multiagentensystem implementiert und hinsichtlich der Forschungsfrage evaluiert. Es kann gezeigt werden, dass der Prototyp zur Simulation von Akzeptanz und Nutzung von Mobilitätsangeboten geeignet ist und eingesetzt werden kann.
This thesis investigates the research question of how socio-scientific field research on acceptance and use of mobility services can be supported with an accordingly developed mobility simulation system.After the analysis of the state of the art, requirements for the mobility simulation system to be developed are determined and a corresponding concept is developed. For this purpose and based on fundamentals from traffic planning, computer science and the social sciences, an agent-based architecture to be used as the simulation model is formulated and a generic inference model based on fuzzy inference to be used for the utility-based decision making of the agents is developed. A prototype of the mobility simulation system is implemented and evaluated with regard to the research question.It can be shown that the prototype is suitable and can be used to simulate the acceptance and use of mobility services.
Management information systems; Computer science; Commercial law; Industries; Economic sociology
Research Approaches and Objectives of Project NEMo -- The Future of Mobility in Rural Areas: Participation and Co-creation in a Real-world laboratory -- The Social Practice of Community Mobility in Rural Areas -- From Empirical Data to Operational Models: An Approach for the Development of a Decision-making Component for an Agent-based Mobility Simulation from Quantitative Survey Data -- Using an Imovative Approach for the Structural Support of Business Idea Generation -- Mobility in Rural Areas as it Relates to the Agricultural and Food Industries and People Employed in Them -- A Sustainable Software Architecture for Mobility Platforms -- Mobility Platforms as a Key Element for Sustainable Mobility -- The Erasure Obligation Independent of a Request. .
This book presents the outcomes of the trans- and interdisciplinary research project NEMo (Nachhaltige Erfüllung von Mobilitätsbedürfnissen im ländlichen Raum - Sustainable Fulfilment of Mobility Needs in Rural Areas). Due to demographic change, it is becoming increasingly difficult for rural districts and communities to maintain a basic set of public transport services such as bus and train transit without encountering issues regarding necessary social participation, sensible regional value creation and, last but not least, achievable environmental protection goals. At the same time, the demand for mobility in rural areas will continue to rise in the future, e.g. due to the concentration of medical care facilities and shopping centres close to cities. Focusing on the development of sustainable and innovative mobility services and business models, this book explains how new mobility offers can be created in which citizens themselves become mobility providers. To do so, it combines the findings of the individual research groups with external contributions from science and practice.
