SBS-Softwaresysteme GmbH
 
Home Products Referenzen Kontakt Support Datenschutzerklärung Impressum
 

Übersicht über die Konfigurationsarten

Im Folgenden wird eine Auswahl von Methoden zum Konfigurieren vorgestellt. Die vorgestellten Methoden unterscheiden sich wesentlich sowohl in der Art der Modellierung als auch in der Art wie Konfigurationsentscheidungen getroffen werden. Der Einsatz dieser Problemlösungsmethoden in ihrer reinen Form ist eher selten zu finden, dagegen bietet sich häufig eine Kombination der Methoden an.

Regelbasiertes Konfigurieren

Das Grundprinzip für regelbasiertes Konfigurieren ist die Formulierung von Wissen in Form von Regeln, bestehend aus Bedingungs- und Aktionsteil. Regelbasierte Systeme für die Konfiguration verwenden üblicherweise einen vorwärtsverkettenden, also datenorientierten Schlussfolgerungsalgorithmus. Bei der Spezifikation des für die Konfiguration benötigten Wissens steht das Wissen der Fachexperten im Vordergrund. Durch die Verkettung der aufgestellten Regeln wird der Problemlösungsweg eines Experten nachgebildet. Die Vor- bzw. Nachteile dieser Art der Konfiguration stellen sich wie folgt dar:

Vorteile
  • Natürliche Formulierung von Expertenwissen als Situations-Aktions-Regeln.
  • Verständlicher und flexibler Formalismus.
  • Bei entsprechendem Kodierungsaufwand kann eine ausreichende Erklärungskomponente implementiert werden. Diese teilt dem Anwender mit, warum bestimmte Komponenten und / oder deren Eigenschaften mit ihren Wertebereichseinschränkungen nötig beziehungsweise unmöglich sind.
Nachteile
  • Eine explizite Repräsentation des Problems im Sinne einer modellbasierten Problembeschreibung existiert nicht.
  • Das Domänen- und Kontrollwissen ist in einer Wissensbasis vermengt, wobei das Wissen einer Problementität über viele Regeln verteilt sein kann. Letzteres erschwert extrem die Pflege der Wissensbasis.
  • Es gibt keine standardisierte Semantik für Regelsysteme.

Strukturbasiertes Konfigurieren

Für die strukturbasierte Konfiguration eindeutig zu bestimmende Objekte mit ihren Eigen-schaften (Domänenobjekte) werden häufig in taxonomischen Hierarchien beschrieben. Kompositionelle Abhängigkeiten zwischen den Objekten werden in Zerlegungshierarchien als Und-Oder-Baum beschrieben. Eine solche Begriffshierarchie beschreibt generisch die Menge der möglichen Lösungen (Konfigurationen), die der Konfigurationsprozess bis zum Erreichen der Lösungskonfiguration schrittweise einschränken soll. Beim strukturbasierten Konfigurie-ren orientiert sich der Problemlösungsvorgang an der Struktur des Domänenmodells. Die Begriffshierarchien können auch als Feature-Modelle betrachtet werden. (Feature-Oriented Domain Analysis (FODA)). Auch für das strukturbasierte Konfigurieren können Vor- und Nachteile benannt werden.

Vorteile
  • Der graphische Formalismus ist meist sehr intuitiv.
  • Komponenten und deren Relationen sind aus dem Graphen ablesbar und verhelfen zu guten Strukturierungsmöglichkeiten.
  • Eine Kombination mit anderen Modellen ist, auch separat für jeden Knoten, möglich.
Nachteile
  • Die graphische Darstellung ist für große Strukturen meist ungeeignet.
  • Meist nur in Kombination mit anderen Konfigurationsarten sinnvoll einsetz-bar (Beschreibung zusätzlicher Restriktionen).
  • Für die algorithmische Auswertung ist häufig eine Übersetzung in Textform erforderlich.

Constraint-basiertes Konfigurieren

Ein weiterer modellbasierter Ansatz ist die Konfiguration mittels Constraints (Zwangsbedingungen). Dabei werden, weitestgehend deklarativ, die Zusammenhänge bezüglich der Existenz von möglichen Produktkomponenten und deren Eigenschaften als Relationen beschrieben. Dies erfolgt in Form von logischen Ausdrücken bzw. Gleichungen, den Constraints. Der Problemlösungsprozess wird wesentlich durch einen sogenannten Constraint-Solver vorangetrieben, welcher die Konsistenz des Modells sicherstellt. Bei der Konfiguration spezifiziert der Anwender die Produkteigenschaften durch Einschränkung von Komponenten und deren Eigenschaftswerten. Diese Einschränkungen werden durch den Constraint-Solver im Modell propagiert und damit der Suchraum im Modell verkleinert. Für die Modellierung muss sich das Konfigurationsproblem in eine Menge von grundlegenden, atomaren Auswahlmöglichkeiten zerlegen lassen. Vor- und Nachteile des Constraint-basierten Konfigurierens sind:

Vorteile
  • Es existiert ein etablierter, deklarativer Formalismus.
  • Viele, gut erforschte, Solver-Algorithmen sind verfügbar.
  • In hierarchischen Varianten wird die Modularisierung gut unterstützt.
Nachteile
  • Der Preis für die klare Trennung von Problembeschreibung und dessen Lösungsweg ist ein hoher Rechenaufwand, wenngleich dieser im Vergleich zur generate-and-test Vorgehensweise deutlich geringer ausfällt.
  • Die Strukturierung ist oftmals wenig intuitiv, da sie durch die Auswahl der Relationen bestimmt wird.

Ressourcenorientiertes Konfigurieren

Der ressourcenorientierte Ansatz basiert auf einem Domänenmodell, bei dem Beziehungen zwischen Komponenten durch den Austausch von Ressourcen (abstrakten Leistungen) beschrieben werden. Dabei wird von dem Prinzip ausgegangen, dass eine Komponente eine Menge von Ressourcen konsumiert bzw. produziert (z.B. Batterie hat Spannung). Der Problemlösungsprozess beruht auf initialen Ressourcenforderungen als Aufgabenstellung, die sukzessive in einem iterativen Prozess durch Hinzunahme weiterer Komponenten ausgeglichen werden (Bilanzierung). Dafür müssen für alle Ressourcen ausreichend Produzenten vorhanden sein, um die Anforderungen der Konsumenten zu erfüllen. Vor- und Nachteile dieser Vorgehensweise stellen sich wie folgt dar:

Vorteile
  • Gute Kombinierbarkeit mit anderen Ansätzen (z. B. Regelsystemen).
  • Hoher Informationsgehalt des Modells, da Ursachen für Ausschlüsse und Abhängigkeiten detailliert im Modell festgehalten werden.
Nachteile
  • Hoher Modellierungsaufwand, da alle Ressourcen und Funktionalitäten herausgearbeitet werden müssen.
  • Hierarchisch strukturierte Domänen lassen sich nur umständlich über Ressourcen modellieren.
  • Die benötigten Schlussfolgerungsalgorithmen sind noch unzureichend erforscht.

Fallbasiertes Konfigurieren

Beim fallbasierten Konfigurieren werden bereits erstellte Konfigurationen in einer Fallbibliothek konserviert und zur späteren Lösung von ähnlichen Konfigurationsaufgaben herangezogen. Wesentliche Schritte sind dabei die Auswahl eines ähnlichen Falls sowie die Übernahme und Anpassung einer Lösung an die aktuelle Aufgabenstellung. Dieser Schlussfolgerungsmechanismus wird in der Fachliteratur „Fallbasiertes Schließen“ beziehungsweise Cased-based reasoning (CBR) genannt. Als Vor- bzw. Nachteile des fallbasierten Konfigurierens können angesehen werden:

Vorteile
  • Geeignet für Verkaufsunterstützung und Support (Call Center).
Nachteile
  • Meist ist es extrem schwer für die entsprechende Domäne ein Ähnlichkeitsmaß zu definieren.
  • Meist werden keine wirklich neuen Lösungen gefunden, da diese immer auf alten, möglicherweise minderwertigen, Lösungen beruhen.
  • Eine mögliche Erklärungskomponente kann lediglich auf ähnliche Fälle hinweisen.
design