Elektronische Handbücher zur Unterstützung der wissensbasierten Fehlerdiagnose:
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Sprache: | German |
Veröffentlicht: |
Düsseldorf
VDI-Verl.
1995
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Schriftenreihe: | Verein Deutscher Ingenieure: [Fortschrittberichte VDI / 10]
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adam_text | Titel: Elektronische Handbücher zur Unterstützung der wissensbasierten Fehlerdiagnose
Autor: Hollender, Martin
Jahr: 1995
Inhalt 1 EINLEITENDE ÜBERSICHT...............................................................................................................................1 1.1 Zielsetzung.........................................................................................................................................................4 1.2 Struktur der Arbeit...........................................................................................................................................6 2 STAND DER FORSCHUNG UND ANWENDUNG BEIM FEHLERMANAGEMENT.....................................7 2.1 Fehlermanagement............................................................................................................................................7 2.2 Anwendungsgebiete der FEhlerdiagnose.........................................................................................................9 2.2.1 Medizin ..........................................................................................................................................................
9 2.2.2 Wartung und Instandhaltung von technischen Systemen ............................................................................... 10 2.2.3 Elektronik .................................................................................................................................................... 11 2.2.4 Digitaltechnik .............................................................................................................................................. 11 2.2.5 Produktionstechnik ...................................................................................................................................... 11 2.2.6 Softwaretechnik ............................................................................................................................................ 12 2.2.7 Fahrzeug- und Prozeßführung ...................................................................................................................... 13 2.3 ÜBERBLICK ÜBER DIE METHODEN DER
FEHLERDIAGNOSE.......................................................................................13 2.3.1 Fallbasiertes Schließen ................................................................................................................................ 14 2.3.2 Verfahren des Information Retrievals ........................................................................................................... 16 2.3.3 Aufzählende (mengentheoretische) Methoden ............................................................................................... 17 2.3.4 Fehlermöglichkeits- und Einflußanalyse FMEA ........................................................................................... 17 2.3.5 Fehlerbäume ................................................................................................................................................ 18 2.3.6 Endorsements ( Einschätzungsvermerke ) ....................................................................................................
18 2.3.7 Probabilistische Ansätze .............................................................................................................................. 18 2.3.8 Modellbasierte Fehlerdiagnose .................................................................................................................... 19 2.3.9 Regelbasierte Fehlerdiagnose ...................................................................................................................... 21 2.3.10 Sensoren .................................................................................................................................................... 22 2.3.11 Hybride Ansätze ......................................................................................................................................... 22 2.4 Psychologische Grundlagen der Lösung von Fehlerdiagnoseaufgaben....................................................22 2.4.1 Probleme und Fehlleistungen des Menschen bei Fehlerdiagnoseaufgaben
................................................... 24 2.5 Die Beziehung zwischen Systemdesign und FEhlerdiagnose.........................................................................26 2.6 Systematische Informationsflüsse über die Lebensphasen eines technischen Systems.............................26 2.7 Unterstützung von Fehlerdiagnostikern.....................................................................................................27 2.7.1 Hypermedia als Grundlage für kooperative Fehlerdiagnose .........................................................................27 2.7.2 Verwendung von gelösten Fällen zur Verbesserung der Unterstützung ......................................................... 28 2.7.3 Kontinuierliches Lernen am Arbeitsplatz mit Hilfe von elektronischen Handbüchern ................................... 28 2.7.4 Wissenserwerb für elektronische Handbücher ..............................................................................................
29 2.7.5 Informationsvermittlung aus humanwissenschaftlicher Sicht ........................................................................ 29 2.7.6 Soziale Aspekte des Besitzes von Wissen ...................................................................................................... 29 2.7.7 Kosten-ZNutzenkriterium .............................................................................................................................. 29 3 ANALYSE ELEKTRONISCHE DOKUMENTATION .................................................................................31 3.1 Technische Dokumentation.............................................................................................................................31 3.2 Strukturierung von Informationen...............................................................................................................32 3.2.1 Desorientierung bei der Suche nach Informationen ...................................................................................... 33 3.2.2 Lineare Strukturierung ................................................................................................................................. 33 3.2.3 Hierarchische Strukturierung ....................................................................................................................... 33 3.3 Verwaltung technischer Information...........................................................................................................34 3.3.1 Konsistenz und Modularisierung .................................................................................................................. 34 3.3.2 Standardisierung .......................................................................................................................................... 34 3.3.3 Kennzeichnungssysteme und Referenzierung ................................................................................................ 35 3.4 KontextspezifischeInformationsfilterung.................................................. 35 3.5 Technologische Voraussetzungen.................................................................................................................36 3.5.1 Bildschirmtechnologie .................................................................................................................................. 3.5.2 Netzwerke .....................................................................................................................................................*6 3.5.3 Massenspeicher .............................................................................................................................................*7 3.5.4 Computer-Aided Design und Engineering (CAD und CAE) ........................................................................... 17 3.5.5 Komprimierungsverfahren .............................................................................................................................*7 3.5.6 SGML ........................................................................................................................................................... Ï7 V
3.6 Vor- und Nachteile elektronischer Dokumentation...................................................................................38 3.6.1 Vorteile elektronischer Dokumentation ........................................................................................................ 39 3.6.2 Nachteile elektronischer Dokumentation ...................................................................................................... 42 3.7 Exemplarische Systeme zur elektronischen Dokumentation......................................................................43 3.7.1 CALS ........................................................................................................................................................... 43 3.7.2 ATA-100 der Luftfahrtindustrie .................................................................................................................... 44 3.7.3 Elektronische Dokumentation bei Volkswagen .............................................................................................
44 3.7.4 Zentrale Dokumentation für Netzwerksoftware bei Novell ............................................................................ 45 3.7.5 SunSolve von Sun ......................................................................................................................................... 46 3.7.6 Dynatext von EBT ........................................................................................................................................ 46 4 THEORETISCHE BASIS DES ELEKTRONISCHEN HANDBUCHS.............................................................47 4.1 Aufgabenverteilung zwischen Mensch und Unterstützungssystem bei Fehlerdiagnoseaufgaben.........47 4.2 ”Dynamische Wegweiser zur Einbettung von Lösungsvorschlägen im Kontext von umgebenden Informationen........................................................................................................................................................50 4.2.1 Pfadfindermodul ..........................................................................................................................................
52 4.2.2 Informationskontext zur Fehlerdiagnose ....................................................................................................... 54 4.3 Unterstützung der symptomatischen Fehlersuche......................................................................................59 4.3.1 Visualisierung relevanter Symptome ............................................................................................................ 59 4.3.2 Sortierte Listen zur Präsentation von Fehlerhypothesen ............................................................................... 60 4.4 Grundsituationen bei der Suche nach Fehlermanagementinformationen.................................................61 4.5 Die Spezifizierung von Schlagworten............................................................................................................62 4.6 Fehler in automatisierten Fehlerdiagnosemodulen....................................................................................63
4.7 Verwendung derMinimum-Abstand-Klassifikation.....................................................................................64 4.8 Klassifikation mit Neuronalen Netzwerken.................................................................................................65 4.9 Vergleich mit ähnlichen Ansätzen.................................................................................................................68 5 ELEKTRONISCHES DIAGNOSE SYSTEM - EDS..........................................................................................70 5.1 Architektur.................................................................................................... 70 5.2 Übersicht EDS...................................................................................................................................................70 5.2.1 Anwendermodus ...........................................................................................................................................
71 5.2.2 Autorenmodus .............................................................................................................................................. 72 5.2.3 Buchebene ................................................................................................................................................... 73 5.2.4 Schlagwortebene .......................................................................................................................................... 73 5.3 Zentrale Objekte..............................................................................................................................................74 5.3.1 Formblatt-Objekte ........................................................................................................................................75 5.3.2 Textfeld-Objekte ...........................................................................................................................................77 5.3.3 Indexvektor-Objekte
..................................................................................................................................... 79 5.3.4 Textdarstellungs-Objekte ............................................................................................................................. 80 5.4 Modulbausteine................................................................................................................................................80 5.4.1 Interaktionsmodule ...................................................................................................................................... 80 5.4.2 Visualisierungsmodule ................................................................................................................................. 85 5.4.3 Kontextspezifische Filterung ........................................................................................................................ 86 5.4.4 Protokollierung der Benutzerinteraktion ...................................................................................................... 87 5.4.5 Verwaltung von Ansichten ............................................................................................................................ 88 5.4.6 Kennzeichnung bereits aufgeschalteter Formblätter ..................................................................................... 88 5.4.7 Verwaltung von Grafiken ............................................................................................................................. 89 5.4.8 Automatisiertes Fehlerdiagnosemodul. ......................................................................................................... 89 5.4.9 Verwaltung der Hypertextstruktur ................................................................................................................ 90 5.4.10 Schnittstellen zu anderen Programmen ...................................... 91 5.4.11 Typdefinitionsmodul ................................................................................................................................... 91 5.5 Wichtige technische Programmdetails..........................................................................................................91 5.5.1 Persistente Speicherung ............................................................................................................................... 91 5.5.2 Dynamische Listen .......................................................................................................................................92 5.5.3 Zugriffsfunktionen ........................................................................................................................................ 93 5.6 Anwendung des Rapid Prototypings...............................................................................................................93 6 FEHLERDIAGNOSE MIT EDS..........................................................................................................................96 6.1 Erstellung eines elektronischen Handbuchs................................................................................................96 VI
6.1.1 Diagnosebaum ............................................................................................................................................. 96 6.1.2 Fehler/Ursache/Gegenmaßnahme - Tabellen ................................................................................................97 6.1.3 Bereitstellung fehlerdiagnoserelevanter Zusammenhänge ............................................................................97 6.1.4 Aufbau des Schlagwortregisters ................................................................................................................... 97 6.2 Arten der Interaktion im elektronischen Handbuch...................................................................................98 6.3 Anwendungsgebiet elektronisch gesteuerte Kraftfahrzeugmotoren......................................................99 6.3.1 Fehlerdiagnose in Kraftfahrzeugwerkstätten ................................................................................................99
6.3.2 Das elektronische Handbuch Digifant 2E .............................................................................................. 101 6.4 Anwendungsgebietwechselrichter.............................................................................................................102 7 EVALUATION DES ERSTELLTEN ELEKTRONISCHEN HANDBUCHS..................................................105 7.1 Fehlerdiagnoseexperiment im Labor............................................................................................................105 7.2 Motordiagnose mit Kfz-Mechanikern..........................................................................................................107 7.2.1 Untersuchungen anhand einer abstrakten Aufgabenstellung ....................................................................... 107 7.2.2 Untersuchungen mit einem defekten Fahrzeug ........................................................................................... 109 7.2.3 Rückmeldungen von
den Kfz-Mechanikem ................................................................................ 111 7.2.4 Fragebogen zur Unterstützung der Fehlerdiagnose in Kraftfahrzeugwerkstätten ........................................ 112 7.3 Zusammenfassung der Untersuchungsergebnisse .......................................................................................113 8 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK......................................................................................................114 9 LITERATUR......................................................................................................................................................116 VII
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