Case Factories: A Maintenance Cockpit for distributed structural Case-Based Reasoning Systems

In this thesis a novel approach for maintenance of distributed structural Case-based Reasoning (CBR) systems is presented. The so-called maintenance cockpit is an agent based work-flow that considers dependencies between knowledge items such as attributes, attribute values, and cases in CBR systems. Using these dependencies, the maintenance cockpit generates a maintenance plan with the required maintenance actions. During this thesis, dependencies and maintenance actions in the context of the novel approach are introduced and defined, the concept for the agent-based workflow is described, and the roles and agents as well as the interaction and communication between them are presented. In addition to the maintenance cockpit another novel approach for knowledge acquisition from textual sources is presented. The approach was developed during the OMAHA research project. The resulting framework FEATURE-TAK (Framework for Extraction, Analysis, and Transformation of UnstructeREd Textual Aircraft Knowledge) acquires knowledge from free texts containing fault descriptions in the aviation domain. These texts are analyzed, relevant knowledge is extracted, transformed, and added to the knowledge containers of a structural CBR system. In this thesis, the basic idea and the work-flow with the individual steps of FEATURE-TAK are described and the cooperation with the maintenance cockpit is presented.

Die vorliegende Dissertation beschreibt einen neuen Ansatz zur Wartung von verteilten strukturellen fallbasierten Systemen. Das sogenannte Wartungs-Cockpit ist ein agenten-basierter Prozess, der Abhängigkeiten zwischen den einzelnen Wissenseinheiten (z.B. Attributen, Attributwerten und Fällen) in fallbasierten Systemen berücksichtigt und mit deren Hilfe einen Wartungsplan mit den notwendigen Wartungsaktionen aufstellt. In dieser Dissertation werden die Abhängigkeiten und Wartungsaktionen im Kontext des neuen Ansatzes eingeführt und definiert. Außerdem werden der agenten-basierten Prozess beschrieben und die notwendigen Rollen und Agenten sowie deren Interaktion und Kommunikation vorgestellt. Zusätzlich zu dem neuen Wartungskonzept wird ein weiterer neuer Ansatz zur Wissensakquisition vorgestellt. Dieser Ansatz wurde im Kontext der Forschungsprojekts OMAHA entwickelt. Das resultierende Framework FEATURE-TAK (Framework for Extraction, Analysis, and Transformation of UnstructeREd Textual Aircraft Knowledge) extrahiert Wissen aus Freitexten mit Fehlerbeschreibungen aus der Luftfahrt. Diese Texte werden analysiert, relevantesWissen extrahiert und transformiert und anschließend den Wissenscontainern struktureller fallbasierter Systeme hinzugefügt. Im Laufe dieser Dissertation werden die Idee der Frameworks und der Ablauf mit den individuellen Schritten beschrieben und die Zusammenarbeit zwischen dem Wartungs-Cockpit und FEATURE-TAK dargelegt.