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Zukunft der Forschung und Lehre in der Automatisierungs- technik Prof. Dr.-Ing. Michael Weyrich
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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
