Zukunft der Forschung und Lehre in der Automatisierungs-technik

Prof. Dr.-Ing. Michael Weyrich

Universität Stuttgart, IAS, Prof. Dr.-Ing. Michael Weyrich 2

Digitalisierung schafft Zukunft …

Die Zeit 21.01.2016

BitKom

Süddeutsche Zeitung

Handelsblatt

… und die Automatisierungstechnik ist mitten drin!

Juli, 2017

> Die „Digitale Zukunft“ der Automatisierung

> Besonderheiten in der Automatisierungstechnik

> Forschung und Lehre am IAS

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Inhalt

Juli, 2017

Selbstbewusst: Intelligente Systeme

werden autonom

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Visionen der Forschung zur „Digitalisierung“

Auf dem Weg zum Cyborg:

Bio-Mechatronische Systeme

Total vernetzt in die hybride Realität:Das Internet der

Dinge und Dienste

Heutige Entwicklungen in der Industrie

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Bei technischen Neuerungen in der Automatisierungstechnik gibt es „Kippeffekte“

Unterschiedliche Geschwindigkeiten auf dem Weg in die Digitale Zukunft …

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Anlagenautomatisierung

• Inkrementelle Entwicklung über viele Jahre

• Ein Grund: Installierte Basis in der Industrie

• Disruptive Innovation in Einzelgebieten

Produktautomatisierung

„ALEXA – what is theschedule today?“

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Es gibt verschiedene Strategien, um der Wissensexplosion in der Automatisierungstechnik zu begegnen.

Lehre: Immer mehr Themen wollen bearbeitet werden …

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Strategie der Hyperspezialisierung:auf spezielle Gebiete mit großem Tiefgang

„Bindestrich“- Strategie: Verbinden vonIT-Fachthemen mit einer speziellen Anwendung

Strategie der integrativen Balance: Ausgewogen in Breite und Tiefe. Integrativer Ansatz.

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Die Automatisierungstechnik in Deutschland bearbeitet Themen im „Dreiklang“.Zusammenarbeit der akademischen Welt und der Wirtschaft

Institute

Industrie

Verbände

Zukunftsweisende Forschung und Lehre

Industrielles Umfeld mit Fachleuten aus der Praxis in Deutschland

Gremien und Fachausschüsse

• Gemeinsame Konferenzen

• z.B. in der TuLAUT

ZVEI:• 88.000 Vollzeit-Mitarbeiter• 15,2 Mrd.€ in Invest F&E

• z.B. VDI/VDE-GMA• Plattform Industrie 4.0• …

Automatisierungs-technik

Nachwuchs sichern

• In der Lehre soll der Nachwuchs qualifiziert werden für ein Karriere in der Industrie und Wissenschaft

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Was sollte die Forschung und Lehre in der Automatisierungstechnik berücksichtigen?

Forderungen

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„Vernaturwissenschaftlichung“ gestalten

• Mehr „Empirie“, d.h. beobachten, messen und analysieren

• Zusammenwirken verschiedener Fach-Disziplinen

Theoretische Beschreibung industrieller Prozess

• Gebraucht werden theoretische Betrachtungen der Automatisierungstechnik im Verbund mit einem methodischen und systematischem Umgang mit „realen“ Daten

Schwerpunkte der Forschung am IAS

Verbesserung von Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit und Sicherheit

Maschinelles Lernen mit Blick auf die Anwendungsfälle

Engineeringvon Cyber-physischen Systemen

Digitale Abbilder erlauben neue System-Funktionalitäten

Intelligente Automati-sierungs-systeme

Verlässlichkeit

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Suche nach Lösungen, um die Komplexität von

automatisierten Systemen, insbesondere deren Software

und Informationstechnik, beherrschbar zu machen.

IAS - Forschungs-strategie

Einflüsse der Fachverbände

Einflüsse der Fördergeber

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„Autoadaption der Fertigungsressourcen“

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Intelligente Produktkoordination im Produktionsprozess auf Basis einer modularen Struktur und Software-Agenten-Steuerung.

Beispiel: Dezentrale Koordination einer Produktionsanlage

• Referenziert auf der Landkarte Industrie 4.0 der Plattform Industrie 4.0• Gefördert aus Mitteln der Univ. Stuttgart und des Vereins der Freunde und Förderer des IAS (VFIAS)

„Das Produkt steuert seinen Weg durch die Produktion“

Vernetzung erlaubt „Lernen“ in Echtzeit

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Stahl und Eisen trifft auf IT Beispiel: Automatisierung in der Prozesskette Umformtechnik

Technischer Prozess

• Mehrstufiger Umformprozess

OLAP-Analyse der Prozessdaten• Datenmodellierung in

Data Cubes• Assoziationsanalyse und

neuronale Netze

Visualisierung der Analyseergebnisse

• Kooperationsprojekt der industriellen Verbundforschung (BmWi)

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Forschungsergebnisse des IAS …

Umsetzung in der Anwendung:Agentenbasierte Assistenzsysteme zur Entscheidungsunterstützung ...

Theorie und Methode: Modellbasierte Analyse und Simulation für Test- und Diagnoseprozesse …

Anpassung an neuen Kontext: Dynamische Zuverlässigkeits-berechnungen vernetzter Systeme …

Empirisch zum Fortschritt: Prozessorientierte Lernverfahren zur Erstellung digitaler Abbilder …

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Unser Auftrag für die Automatisierungstechnik

• Theorie und Konzepte entwickeln

• Systematiken und Methoden erstellen

• Vermittlung in einer grundständigen Lehre

• Technische Prozesse modellhaft

demonstrieren

Forschung Lehre

verstehen erklären begeistern