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Simulation von Produktionsanlagen als Cyber-Physical Production Systems (CPPS)
Typ:

Studien-/ Diplom- oder Masterarbeit

Links:
Betreuer:

Dipl.-Wirt.-Ing. Julius Pfrommer

Status:

abgeschlossen

Abgabedatum:

Juni 2014

Hintergrund

Die Gruppe Leitsysteme und Anlagenmodellierung in der Abteilung Informationsmanagement und Leittechnik (ILT) am Fraunhofer IOSB beschäftigt sich mit der Modellierung und Steuerung von Produktionsanlagen in der herstellenden Industrie.

Im Zuge aktueller Forschung an Cyber-Physical Systems in der Produktion werden am Fraunhofer IOSB hochflexible Fertigungsanlagen der Zukunft entwickelt. Diese können kurzfristig auf veränderte Bedingungen (Auftragslage, Ausfall von Maschinen, ...) reagieren. Produktionsprozesse sind demnach nicht mehr fest vordefiniert. Stattdessen wird ausgehend von den Fähigkeiten von Anlagenkomponenten die „Route“ einzelner Produkte innerhalb der Anlage individuell generiert und bleibt auch noch zur Laufzeit veränderlich.

Um die so entstehende Flexibilität effizient nutzbar zu machen werden neue Methoden zur Organisation und Steuerung erforscht. Denkbar sind z.B. Verfahren bei denen Produkte als „Agenten“ eigenständig Entscheidungen treffen um individuelle Ziele zu erreichen. Das Verhalten des Gesamtsystems ergibt sich dann aus der Interaktion der Teilnehmer. Für das Testen solcher Verfahren ist eine Simulationsumgebung notwendig die der Komplexität moderner Produktionssysteme Rechnung trägt und diese als cyberphysikalisches System modelliert (Kommunikation zwischen Anlagenkomponenten, Erfassung und Austausch des Umweltzustands über vernetzte Sensoren, Eingriff in die physikalische Umwelt mittels geeigneter Aktoren, ...).

Aufgabenstellung

Nach der Bewertung existierender Simulationsframeworks und der Wahl einer geeigneten Softwarebasis (z.B. OpenSource-Lösung von http://www.coppeliarobotics.com oder Andere) soll diese erweitert und an Anforderungen zur Simulation cyberphysikalischer Produktionssysteme (CPPS) angepasst werden. Ein wichtiger Aspekt ist die Möglichkeit externe Software (Verfahren zur Produktionsplanung und -steuerung, Auswertungstools) mit der Simulation zu koppeln. Abschließend soll ein Anwendungsbeispiel aus der Praxis modelliert werden um die Möglichkeiten des Simulationswerkzeugs zu veranschaulichen.

Wir bieten

... die Möglichkeit einer interessanten und praxisrelevanten Abschlussarbeit mit intensiver Betreuung, eine moderne Hardware- und Softwareausstattung sowie eine angenehme Arbeitsatmosphäre in einem kreativen Team von jungen Mitarbeitern.

Voraussetzungen

Das Angebot richtet sich Studenten der Informatik, Elektrotechnik, Regelungstechnik, Maschinenbau, Wirtschaftsingenieurwesen/-Informatik oder verwandte Studiengänge. Gesucht werden

  • Bereitschaft sich in neue Themengebiete einzuarbeiten und Freude am Einbringen eigener Ideen
  • Ausgeprägte analytische Fähigkeiten
  • Praktische Programmiererfahrung

Ansprechpartner

Dipl.-Wirt.-Ing. Julius Pfrommer
KIT, Lehrstuhl für Interaktive Echtzeitsysteme
Adenauerring 4, 76131 Karlsruhe
E-Mail: julius.pfrommer@kit.edu
Tel.: 0721 6091-286