005 Computerprogrammierung, Programme, Daten
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Auswirkungen und Benefits durch den Einsatz von künstlicher Intelligenz in der Softwareentwicklung
(2023)
Ziel dieser Masterarbeit war es, die Auswirkungen und Benefits durch den Einsatz von künstlicher Intelligenz (KI) auf die Softwareentwicklungsbranche zu beurteilen. Die Beurteilung wurde von der steirischen Softwareentwicklungsbranche durchgeführt. Um Hypothesen aufstellen zu können, wurden aktuelle Literaturquellen analysiert. Der Theorieteil umfasst die Beschreibung einiger KI-Tools, die für die Softwareentwicklung eingesetzt werden können. Die Einsatzmöglichkeiten von KI für Softwareentwicklungstätigkeiten werden anhand aktueller Studien diskutiert. Einige ethische Aspekte sowie Einflüsse auf die Arbeitsweise und Risiken, die der Einsatz von KI mit sich bringt, werden beschrieben. Mit einem Online-Fragebogen wurde die Beurteilung und Meinung der steirischen Softwareentwicklungsbrancheerhoben. Der Fragebogen umfasst Überlegungen, wie beispielsweise die Anpassung der Ausbildungsprogramme, die mögliche Ablöse der Softwareentwicklerinnen und Softwareentwickler durch KI-Tools, das Potenzial einer Effizienzsteigerung sowie die Risiken durch die Verwendung von KI-generiertem Code. Basierend auf den Ergebnissen der Umfrage und den Literaturquellen wird die Beurteilung aktueller sowie zukünftiger Auswirkungen und Benefits abgeleitet, um die Forschungsfrage zu beantworten. Im Großen und Ganzen wird die Codegenerierung von KI-Tools als gut beurteilt. Es kann eine Effizienzsteigerung erzielt werden und wenig erfahrene Personen können durch den Einsatz von KI profitieren. Die Möglichkeit eines geringeren Personalbedarfs wird gelassen beurteilt und als nicht realistisch angesehen. Nur wenige haben in den Ausbildungsprogrammen etwas über KI gelernt, die meisten können KI-Tools trotzdem gut in den Arbeitsalltag integrieren. Bedenken hinsichtlich Lizenzverletzungen liegen kaum vor. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Beurteilungen, der in dieser Masterarbeit behandelten Auswirkungen und Benefits, durch die steirische Softwareentwicklungsbranche zum Großteil mit dem aktuellen Stand der Literatur übereinstimmt.
During the last decades the functionality of software has risen steadily, which has led to an increased complexity. In the classic field of information technology this problem can be solved with a well-documented software architecture. In an industrial environment this is not feasible, because these systems do not support programmable logic controllers (PLCs). SSI Schäfer Automation is facing a generation change of their used PLC systems resulting in a redesign of the current software. The aim of this master thesis is to create a software architecture system that can also be used for PLCs. Using this system, a software architecture is designed which matches the demands of a state-of-the-art conveyor system. An object-oriented architecture is developed that can also be applied to the PLC systems which do not support object-oriented languages. The architectural process is outlined in a few examples and demonstrates the development from the requirements to the necessary definitions and subsequently to the model-based software architecture documentation. The designed architecture is as flexible as possible and can be used for multiple different products. With the architectural system it is possible to design these systems and document all the necessary decisions. Currently the architecture is applied to the first product and others will follow.
Diese Arbeit prüft die Abwärtskompatibilität der Frontend-Frameworks Angular, React und Vue.js, um herauszufinden, welches sich am besten für Legacy-Projekte eignet. Abwärtskompatibilität spielt in der Softwareentwicklung eine wichtige Rolle. Sie sorgt dafür, dass
bestehende Systeme nach Updates oder Migrationen weiter funktionieren. Die Untersuchung nutzt eine Nutzwertanalyse mit Kriterien wie API-Stabilität, Deprecation-Politik, Versionierungsstrategie, Migrationsleitfäden, Community-Support, Leistung, Browser-Kompatibilität, Testing und interne Abwärtskompatibilität. Für die Analyse wurden Entwicklerumfragen, akademische Studien und technische Dokumentationen herangezogen. Besonders die API-Stabilität wurde anhand realer Projekte geprüft. Ergebnisse zeigen: React erreicht mit 75,15 % die beste Gesamtbewertung, gefolgt von Vue.js mit 60,14 % und Angular mit 57,30 %. React sticht durch stabile APIs, eine große Community und flexible Testing-Möglichkeiten heraus – ideal für Legacy-Projekte. Vue.js punktet mit hoher Performance und leichter Migration, hat aber Schwächen bei der API-Stabilität. Angular überzeugt durch klare Deprecation-Politik und starke Versionierungsstrategie, kämpft jedoch mit häufigen Updates und eingeschränkter interner Abwärtskompatibilität. Die Arbeit beleuchtet auch methodische Probleme, etwa die fehlende direkte Gewichtung von Kriterien und die schnelle Weiterentwicklung der Frameworks. In Zukunft könnte der Bewertungsprozess wiederholt werden, um neue Entwicklungen einzubeziehen und eine langfristige Entscheidungsgrundlage für Frontend-Technologien in Legacy-Projekten zu schaffen. Eine ständige Anpassung an technologische Veränderungen bleibt für nachhaltige Softwareentwicklung entscheidend.
In der vorliegenden Arbeit wird die Entwicklung eines Konzeptes für ein Servicerobotersystem behandelt, das im Bereich der Rehabilitationstechnik angesiedelt ist. Es soll körperbehinderten Menschen die Nutzung von Automobilen komfortabler ermöglichen, indem es die Aufgabe übernimmt, den Rollstuhl automatisch zu verladen. Der Serviceroboter ist so konzipiert, dass er den Rollstuhl vom Kofferraum eines Fahrzeuges bis vor den Einstiegbereich eines Kraftfahrzeugs transportieren kann. Bei der Auslegung des Konzeptes wird darauf Rücksicht genommen, dass das System für möglichst viele Fahrzeugvarianten eingesetzt werden kann. Des Weiteren ist das Rollstuhlverladesystem so ausgelegt, dass der Einbau in modernen Fahrzeugen mit möglichst geringem Arbeitsaufwand und ohne gravierenden Eingriff in die Fahrzeugstruktur möglich ist. Die Basis des Konzepts stellt die konstruktive Gestaltung des Systems dar. Vor der Umsetzung der Konstruktion wurden die Rahmenbedingungen hinsichtlich der Anforderungen an das Fahrzeug, den Rollstuhl und die Bedienung des Systems definiert. Im nachfolgenden Schritt werden die Belastungen dargestellt, die am Servicerobotersystem auftreten, und auf Basis der erstellten Lastfälle wird die Auslegung der Antriebstechnik durchgeführt. Der Fokus bei der Auswahl der Komponenten der Antriebstechnik ist dabei auf eine möglichst platzsparende Gestaltung der Antriebe gerichtet, damit der Platzbedarf des Systems möglichst gering ist und das System auch für Kleinwagen einsetzbar ist. Diese Arbeit wird für das Ingenieurbüro Manfred Wonisch umgesetzt und dient als Machbarkeitsstudie für eine mögliche Produktentwicklung.
Die AVL List GmbH bietet ihren Kunden, neben anderen Produkten im Produktportfolio, eine Abgasmess-Automatisierungssoftware an, welche eine Durchführung von gesetzeskonformen Emissionstests an Fahrzeugen und Verbrennungsmotoren ermöglicht. Bevor diese Software auf einem realen Prüfstand in Betrieb genommen werden kann, ist ein Engineering der Software notwendig, welche das Aufsetzen einer Simulationsumgebung, die eine Prüfstands-Konfiguration simuliert, verlangt. Nachdem das Aufsetzen der kompletten Simulationsumgebung zeitaufwändig ist, wird eine Lösung benötigt, um erkennen zu können, dass mit einer einzelnen Simulationsumgebung das Engineering von mehreren Projekten durchgeführt werden kann.
Das Ziel der Masterarbeit ist es ein System zu entwickeln, welches in der Lage ist, die Ähnlichkeit zwischen Projekten zu berechnen. Infolgedessen wurden verschiedene Methoden ausgearbeitet, die es erlauben eine Ähnlichkeit von unterschiedlichen Merkmalen zwischen Projekten zu ermitteln. Diese Methoden wurden bei der Entwicklung der Software zur Berechnung der Ähnlichkeit angewendet.
Das Resultat ist eine Software, welche die Ähnlichkeit von Projekten bestimmen kann und eine Webanwendung zur Eingabe von Projekt-Informationen sowie zur grafischen Darstellung von Resultaten der Ähnlichkeitsberechnung. Mit dem entwickelten System kann die Zeit des Engineerings, durch die automatisierte Berechnung von Abgasmess-Automatisierungssoftware Projekten, reduziert werden. Dies ermöglicht es die Effizienz des Engineerings zu verbessern und resultierend die Wertschöpfung des Unternehmens zu steigern. Der nächste Schritt ist die Finalisierung und Implementierung des entwickelten Systems, um von den Vorteilen profitieren zu können.
In der heutigen Zeit sind Serviceroboter ein unverzichtbares Element in zahlreichen industriellen und gesellschaftlichen Bereichen. Ihre steigende Bedeutung ist größtenteils auf erhebliche Fortschritte in der Software-Entwicklung, wie KI-Technologien, einen Quantensprung in der Mikro-Chip-Industrie und neuartiger leistungsstarker Hardware zurückzuführen. Diese Entwicklungen eröffnen Möglichkeiten für erhöhte Autonomie und Effizienz, stellen jedoch auch eine Reihe von technischen Herausforderungen dar. Ein Schlüsselaspekt ist die Variabilität, die es ermöglicht, Roboter für eine breite Palette von Anwendungen, von Fertigungsprozessen bis hin zu Logistik und Gesundheitswesen, zu optimieren. So wertvoll diese Flexibilität auch ist, erschwert sie jedoch die Integration der Software, die der Hardware, deren Wartung, sowie die kontinuierliche Verbesserung und wirft teilweise wirtschaftliche und ethische Fragen auf. Die Masterarbeit nimmt diese vorwiegend technischen Herausforderungen ins Visier und bietet eine tiefgehende Analyse über das Feld der professionellen Servicerobotik. Sie stellt die Notwendigkeit einer durchdachten Planung, Implementierung und Integration in den Vordergrund, mit dem Ziel, die Serviceroboter in ihren jeweiligen Einsatzfeldern, anhand der eruierten Herausforderungen, so reibungslos als möglich zu integrieren. Neben dem Hauptaugenmerk auf die technischen Aspekte betrachtet die Arbeit auch einige soziale und ethische Fragen, die durch die zunehmende Integration von Servicerobotern in menschliche Umgebungen entstehen. Hierzu zählen insbesondere Software, Hardware, das menschliche Wohlbefinden und die Verantwortung im Umgang mit Daten. Diese Herausforderungen und möglichen Lösungen werden anhand einer systematischen Literaturrecherche nach vom Brocke et al. ermittelt. Die Forschung hat eine Vielzahl von Herausforderungen und Lösungen aufgezeigt, wobei der Schwerpunkt hauptsächlich auf technischen Problemen lag. Es gelang, einige Hypothesen zu bestätigen und andere zu widerlegen, was zur Beantwortung der Forschungsfragen beitrug. Zudem wurde ein deutlicher Trend hin zu einem vermehrten Interesse im Bereich der Servicerobotik erkennbar. Insgesamt bietet die Arbeit einen umfassenden Überblick über die komplexen Anforderungen, die die Implementierung und Integration von Servicerobotern mit sich bringt. Die Studie der Masterarbeit dient als wertvolle Ressource für diejenigen, die in der Planung, Entwicklung und Implementierung von Servicerobotern tätig sind und gibt einen fundierten Einblick in die aktuellen und zukünftigen Herausforderungen dieses dynamischen und schnell wachsenden Feldes.
Für Klein- und mittelständische Unternehmen wird der Mangel an Arbeitskräften immer deutlicher spürbar, wodurch die Ressource Mensch zunehmend kostbarer wird. Der Schritt in eine teilautomatisierte Fertigung stellt hierbei eine Chance dar, um repetitive Tätigkeiten von Automatisierungssystemen erledigen zu lassen. Diese Masterarbeit befasst sich mit der Realisierung einer Beschickungslösung einer Fräsmaschine mithilfe eines Roboters. Eine konventionelle Fräsmaschine, welche sich im MER-Labor der FH CAMPUS 02 befindet, soll hierbei zunächst CNC-fähig gemacht werden. Ein Roboter soll durch die Platzierung auf einem verfahrbaren Untertisch als mobiler Helfer fungieren und die Be- und Entladung von Werkstücken automatisiert durchführen. Zur Vereinfachung des Rüstprozesses des Roboters an der Fräsmaschine soll ein Kamerasystem eingesetzt werden, welches eine Positionserkennung im Raum ermöglicht. Der Roboter soll an der CNC-Fräsmaschine positioniert werden, ohne dass er für diese Position eingerichtet werden muss. Für die praktische Umsetzung wurde im theoretischen Teil zunächst geklärt, was als Stand der Technik im Feld der automatisierten Be- und Entladung von Werkzeugmaschinen mithilfe von Robotern angesehen wird. Die Forschungsfrage, wie eine Positionserkennung des Endeffektors des Roboters im Raum mit einer Kamera realisiert werden kann, wurde ebenfalls im Theorieteil beantwortet. In diesem Abschnitt wurden des Weiteren auch die verschiedenen Arten des Signalaustausches zwischen Roboter und Maschine erörtert mit den erforderlichen Signalen für ein derartige Automatisierungslösung. Die für die Aufrüstung einer Fräsmaschine auf CNC-Technik erforderlichen Umbauten wurden ebenfalls mit einbezogen. Beruhend auf der theoretischen Aufarbeitung der einzelnen Teildisziplinen des Gesamtsystems, wurden im praktischen Teil Lösungen erarbeitet und Entscheidungen getroffen für die Umsetzung. Diese Umsetzung beinhaltet das CNC-Upgrade der Fräsmaschine und die Schaffung eines mobilen Roboters, welcher ohne exakte Positionierung Werkstücke automatisiert be- und entlädt. Die erarbeitete Gesamtlösung dient beispielhaft als Leitfaden für Klein- und Mittelbetriebe, welche einen Schritt in eine teilautomatisierte Fertigung gehen wollen und ohne hohe Investitionskosten bestehende Werkzeugmaschinen automatisieren wollen.
Angesichts der fortschreitenden Digitalisierung und der stetige Anstieg von Informationstechnologien, gewinnt der Einsatz von Künstlicher Intelligenz im Human Resource Bereich zunehmend an Bedeutung. Unternehmen suchen ständig nach Möglichkeiten, ihre HR-Prozesse zu optimieren und den Herausforderungen des Arbeitsmarktes gerecht zu werden. Durch die Integration von KI-Anwendungen sollen zahlreiche HR-Aufgaben effizienter und genauer gestaltet werden, was Zeit und Ressourceneinspart. Das Ziel dieser Masterarbeit ist es, einen umfassenden Überblick über den derzeitigen Stand der Technologie im Bereich Künstlicher Intelligenz im Human Resources Bereich zu geben. Dabei soll aufgezeigt werden, welche KI-unterstutzten Technologien zurzeit am Markt verfügbar sind und welche weitreichenden Auswirkungen diese auf verschiedenste Teilbereiche eines Unternehmens haben können, von der Personalbeschaffung über die Mitarbeiterentwicklung bis hin zur Leistungsbeurteilung und Automatisierung administrativer Aufgaben. Um dieses Ziel zu erreichen, wurde eine systematische Literaturrecherche durchgeführt, um fundierte Übersichten und detaillierte Informationen zu diesem Thema zu sammeln. Die Literaturrecherche umfasste drei verschiedene Literaturdatenbanken, um eine möglichst breite und repräsentative Basis zu schaffen. Durch diese Literaturrecherche wurden relevante Informationen und Daten gesammelt, die es ermöglichten, fundierte Hypothesen zu formulieren. Diese Hypothesen wurden im Rahmen dieser Literaturanalyse eingehend untersucht, um verlässliche Rückschlüsse auf den Einsatz und die Wirksamkeit von KI in Personalabteilungen zu ziehen.
Ein User-Interface ist das zentrale Element eines jeden Systems und entscheidet über dessen Effektivität und wahrgenommene Qualität. Umso wichtiger ist daher die frühe Einbindung der Nutzer*innen bei der Entwicklung von Bedienoberflächen (Mohammed & Karagozlu, 2021; Sridevi, 2014). Die im ISO-Standard ISO 9241-210:2019 beschriebenen Prinzipien und Aktivitäten des sogenannten User-Centered-Design (UCD) Ansatzes bieten hierfür den Grundstein (ISO, 2023). Ziel dieser Arbeit ist es nun, das Potential von künstlicher Intelligenz im User-Centered-Design und im Speziellen für die Prototypenerstellung zu ermitteln. Dabei liegt der Fokus auf den sogenannten interaktiven Prototypen, welche eine Interaktion mit den Benutzern*Benutzerinnen ermöglichen (Arnowitz, 2010). Dazu wurde zu Beginn eine Literaturrecherche zu den Themen künstliche Intelligenz und User-Interface-Design vorgenommen, um eine Wissensgrundlage zu schaffen. Darauf aufbauend wurden dann die einzelnen Schritte des User-Centered-Design Prozesses und die dazugehörigen Einsatzmöglichkeiten von künstlicher Intelligenz untersucht. Im darauffolgenden praktischen Teil der Arbeit wurde eine Technologieakzeptanzstudie nach dem Modell der Unified Theory of Acceptance and Use of Technology (UTAUT) nach Venkatesh et al. (2003) in Form einer Onlineumfrage durchgeführt. Die Erkenntnisse aus der Onlineumfrage zeigen, dass sowohl die Leistungserwartung, die Aufwandserwartung, die sozialen Einflüsse als auch die erleichternden Bedingungen der Teilnehmer*innen miteinander korrelieren, aber einzig und allein die sozialen Einflüsse einen signifikant positiven Einfluss auf die Verhaltensabsicht und infolgedessen auch auf das Nutzungsverhalten von Personen haben. Im Zuge der Umfrage gab die Mehrheit der Teilnehmer*innen an, dass sie positive Erwartungen an die Leistung und den Aufwand der Nutzung von künstlicher Intelligenz zur Erstellung von interaktiven Prototypen hat. Die sozialen Einflüsse und erleichternden Umstände wurden genauso wie die Verhaltensabsicht eher neutral, aber mit positiven Tendenzen bewertet. Eine weiterführende Forschung im Bereich der Wirtschaftsinformatik könnte daher in Form einer qualitative Forschung durchgeführt werden, beispielsweise durch User-Tests unter überwachten Bedingungen. Dabei könnte das Verhalten der Benutzer*innen während der Interaktion mit der künstlichen Intelligenz beobachtet werden, um tiefere Einblicke zu gewinnen und die Ergebnisse vergleichbar zu machen.
Die Verbreitung von ChatGPT (Generative Pre-trained Transformer) und dessen Integration in verschiedene Bereiche unseres täglichen Lebens, hat umfangreiche Diskussionen über dessen Auswirkungen ausgelöst. Die Masterarbeit stellt eine umfassende Analyse dessozialen Diskurses im Kontext der generativen Künstlichen Intelligenz (KI), insbesondere von ChatGPT dar. Mit einer detaillierten empirischen Erhebung werden die vielfältigen Meinungen, Bedenken und Einschätzungen von Individuen zu diesem Thema eingehend untersucht. Das Ziel der Arbeit besteht darin, ein umfassendes Verständnis für die verschiedenen Perspektiven und potenziellen Auswirkungen von generativer KI auf die Gesellschaft zu erlangen. Besondere Aufmerksamkeit wird auf das Thema der Akzeptanz, sowie den potenziellen Auswirkungen von generativer KI auf sozialen, wirtschaftlichen und ethischen Kontexten gerichtet. Die Q-Methode wird genutzt, um die subjektiven Sichtweisen der Teilnehmenden zu ermitteln. Dadurch konnten drei Meinungs-Typen definiert werden: „die Bildungsinnovatorin“, „der/die Bewahrer*in der Gesellschaftswerte“ und „der technologische Realist“. Die Ergebnisse der Studie liefern wichtige Einblicke in die Vielfalt der Standpunkte und zeigen auf, wie die Öffentlichkeit auf die rasante Entwicklung von KI reagiert. Diese Erkenntnisse sind von großer Relevanz für Entscheidungsträger*innen in Politik, Wirtschaft und Technologie, da sie dazu beitragen, die Chancen und Herausforderungen von generativer KI besser zu verstehen, um fundierte Entscheidungen zu treffen. Die Masterarbeit reflektiert nicht nur die aktuelle Debatte über KI, sondern regt auch dazu an, die gesellschaftlichen Auswirkungen dieser Technologien kritisch zu hinterfragen, weiter zu erforschen und in anhaltenden Diskussionen zu vertiefen, um eine nachhaltige und ethisch verantwortungsvolle Integration von KI in die Gesellschaft zu fördern.