Middleware für evolutionäre Architekturen und Anwendung für ein kooperatives Produktionskonzept im Schienengüterverkehr

Die vorliegende Dissertation entstand ausgehend von der Motivation, ein flexibles und kundenorientiertes Betriebs- und Organisationskonzept für den Schienengüterverkehr als selbstorganisierendes System zu entwerfen. Hierzu war es erforderlich, eine Methodik zum Entwurf evolutionärer Systeme zu entwickeln und eine geeignete, domänenunabhängige Technologie bzw. Werkzeugunterstützung bereitzustellen. Die vorgeschlagene Entwurfsmethodik umfasst die Verwendung agentenorientierter und objektorientierter Beschreibungsmittel sowie ein evolutionäres Vorgehensmodell, das einen Kompromiss zwischen prozesszentrierten und inkrementellen Vorgehensmodellen darstellt. Zur praktischen Umsetzung selbstorganisierender Systeme wurde die Middleware MEA realisiert, mit deren Hilfe evolutionäre Applikationen entworfen, implementiert, getestet und betrieben werden können. MEA basiert auf dem Paradigma agentenbasierter Systeme und beinhaltet Mechanismen zur Integration realzeitkritischer Komponenten in verteilte Softwaresysteme. Das geschaffene Instrumentarium wurde zur Verwirklichung eines dezentralen Betriebs- und Organisationskonzepts für den Schienengüterverkehr (DOGMA) angewendet. DOGMA integriert Planungs- und Betriebsprozesse mit unterschiedlichen Zeithorizonten in einem verteilten Informationssystem und stellt eine wechselseitige Vernetzung der Prozesse bereit, um ein größtmögliches Maß an Flexibilität und Disponibilität zu gewährleisten. Auf der Basis von MEA wurde eine Experimentalumgebung erstellt, mit deren Hilfe die Funktionsfähigkeit der Konzepte anhand von Simulationen gezeigt werden konnte.