Validad-Informationssystem

Arbeitspaket	6: Wissensmanagement für additiv gefertigte Bauteile
Konsortialpartner	FHWS, Siemens, Inhalte: alle

Motivation

Ziel dieses Arbeitspakets war es, ein Informationssystem mit den Schwerpunkten „Methoden und Algorithmen für Einsatz und Management des im Projekt erarbeiteten Wissens“ und die „Transformation von Wissen in eine kollektive Intelligenz durch eine IT-Plattform“ bereitzustellen.

Anforderungsanalyse

Ausgehend von der allgemein gehaltenen Aufgabenstellung wurden im Projektverlauf und in Absprache mit den Projektpartnern folgende ➭Ausgangsanforderungen für das ➭Wissensmanagementsystem identifiziert:

• Projektpartner sollen während der Projektlaufzeit erarbeitetes AM-Fachwissen in einem Informationssystem erfassen.
• Das im Projektverlauf erfasste AM-Fachwissen soll nach Projektende ➭kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) zur einfachen und freien Nutzung zur Verfügung stehen.

Frühzeitiger Ausschluss wissensbasierter Systeme

Bei Projektbeginn war angedacht, für die Beratung/Information der KMU ein ➭webbasiertes, ➭wissensbasiertes System (früher bekannt als „➭Expertensystem“) einzusetzen. In einer Voruntersuchung wurde allerdings klar, dass dies mit den Ressourcen des Projekts nicht möglich sein würde.

Typische Probleme bei der Erfassung und Formalisierung menschlichen Fachwissens

Obwohl es eine große Anzahl unterschiedlicher Plattformen für wissensbasierte Systeme gibt, haben alle ähnliche Probleme – insbesondere bei der Erfassung, ➭Formalisierung und Strukturierung menschlichen ➭Expertenwissens. Die in den Systemen integrierten ➭Inferenzmaschinen liefern nur dann nützliche Ergebnisse, wenn die ihnen zur Verfügung stehende ➭Wissensbasis (oft auf Basis von ➭Ontologien) umfangreiches formalisiertes Wissen enthält, welches ➭korrekt und ➭widerspruchsfrei ist.

Dieses Wissen „aus den Köpfen“ der Experten in das wissensbasierte System zu transferieren ist schwierig. Experten haben in der Regel wenig Zeit und Motivation dafür, ihr Fachwissen selbst in ein wissensbasiertes System einzugeben. Auch die Experten im Projekt Validad arbeiteten intensiv an ihren jeweiligen Fachthemen und hatten weder die Zeit noch die notwendige Erfahrung dafür, ihre Erkenntnisse eigenständig in eine Wissensbasis einzugeben.

Für eine maschinelle Beratung zum Themenfeld AM würde eine umfangreiche Ontologie benötigt, wobei es in diesem Bereich aktuell nicht einmal etablierte formale ➭Taxonomien für Technologien, Materialien oder Verfahren gibt. Erstellung und Nutzung von AM-Ontologien werden in eigenen Projekten 🚧 ❬Links❭ behandelt.

Das Erstellen eines Wissensmanagementsystems auf Basis einer formalen ➭Wissensrepräsentationssprache (wie z. B. der ➭Web Ontology Language OWL) kam für dieses Projekt daher nicht in Frage – realistischer war der Einsatz eines Informationssystems auf Basis herkömmlichen strukturierten Prosatexts.

Anforderungen an ein Prosatext-basiertes Informationssystem

Ausgehend von den beiden weiter oben genannten Hauptanforderungen wurden folgende abgeleitete Anforderungen an das Informationssystem identifiziert:

• Die Bedienung des Informationssystems (erst durch die Projektpartner und später die KMU) muss intuitiv und ohne größeren Einarbeitungsaufwand möglich sein.
• Das Informationssystem muss ➭mehrbenutzerfähig sein, insbesondere muss das eingegebene Fachwissen bereits während der Erfassung von den anderen Projektpartnern einsehbar sein.
• Es darf zur Nutzung des Informationssystems keine besonderen Abhängigkeiten von der jeweiligen ➭IT-Infrastruktur oder dem Standort des Anwenders geben: alle Projektpartner müssen darauf zugreifen können.
• Es darf zu keinem Totalverlust des eingegebenen Fachwissens kommen.
• Das eingegebene Fachwissen muss sich mit anderem Fachwissen verknüpfen und auf anerkanntes Faktenwissen abstützen lassen.
• Das Informationssystem muss auch nach Projektende durch einen oder mehrere Projektpartner mit minimalem Aufwand weiter betreibbar sein.
• Die Wissensdarstellung sollte ausreichend attraktiv sein, um KMU einen Nutzungsanreiz zu geben: das eingegebene Fachwissen muss „wie aus einem Guss“ erscheinen. Dies impliziert, dass Inhalt und Darstellung bei der Wissenserfassung möglichst getrennt sind.
• Die Systemplattform muss ein bewährtes Standardsystem sein, welches sich einfach für unsere Zwecke adaptieren lässt.
• Die Systemplattform darf keine Lizenzkosten verursachen.
• Das Informationssystem muss gegen ➭virtuellen Vandalismus wie die unbefugte Eingabe von ➭Spam, Werbung oder anstößigen Inhalten geschützt sein.
• Sollte es dennoch zu Vandalismus kommen, muss sich dieser leicht entfernen lassen.
• Änderungen/Erweiterungen am eingegebenen Wissen müssen nachvollziehbar/➭versioniert sein und sich vom ➭authentifizierten und ➭autorisierten Anwender leicht rückgängig machen lassen.
• Dies impliziert, dass das Informationssystem eine ➭Zugriffskontrolle und eine Anwenderverwaltung benötigt.
• Das Informationssystem (inklusive der Anwenderverwaltung) muss von einem Projektpartner ohne großen Aufwand administriert werden können.

Plattformauswahl

Anhand dieser Anforderungen entschieden sich die für dieses Arbeitspaket zuständigen Projektpartner FHWS und Siemens AG zum Aufsetzen eines ➭MediaWiki-Systems, welches die genannten Anforderungen erfüllt. Das MediaWiki-System hat viele Vorteile – unter anderem:

• es ist die robuste und bewährte Basis der bekannten „großen“ Wikipedia,
• selbst erstellte Wikis (wie das Validad-Wiki) können einfach mit der großen Faktenbasis der Wikipedia verlinkt werden, und
• es ist bei Bedarf später (je nach zukünftiger Entwicklung des Validad-Wikis) einfach in ein ➭semantisches Wiki transformierbar.

Realisierung

Das Validad-Wiki wird von der FHWS unter der Internet-Domain additiveknowledgehub.com gehostet. Aufgrund weiterer (hier nicht im Einzelnen aufgeführten) Anforderungen der Projektpartner wurden zusätzlich zum MediaWiki-Basissystem folgende Plugins installiert:

• Interwiki (zum Verlinken von Wikis untereinander),
• Cite (zur Referenzierung von Quellenangaben),
• EmbedVideo (zum Einbetten externer Videos),
• Math (zur Darstellung mathematischer Formeln),
• Mermaid (zum Erstellen von Grafiken und Diagrammen) und
• PDFEmbed (zum Einbetten von PDF-Dateien).

Es wurden diverse Hilfeseiten angelegt, um den Projektpartnern einen einfachen Einstieg in die Nutzung zu ermöglichen.

Verschiedene Übersichts- und Kategorie-Seiten sowie ein halbautomatisch erzeugtes, selbst-aktualisierendes Abkürzungsverzeichnis geben dem Wiki Struktur und erleichtern das Auffinden von Fachartikeln.

Die jeweiligen Artikelseiten sind untereinander und mit dem allgemeinen Faktenwissen der „großen“ Wikipedia verlinkt.

Nutzung durch die anderen Projektpartner

Das Wiki wurde von den Validad-Projektpartnern gut angenommen; von allen Projektbeteiligten hat sich jeweils mindestens ein Mitarbeiter/eine Mitarbeiterin pro Institution einen Benutzeraccount im Validad-Wiki eingerichtet und eigene Inhalte beigesteuert. Ferner stellen sich alle Projektpartner im Wiki mit eigenen Seiten vor und präsentieren ihre Ergebnisse.

Weiterverwendung

Das Wiki wird auch nach Projektende weiter von der FHWS gehostet und betreut werden.