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GSaME-NFG Forschungsprojekt

Nachwuchsgruppe „IKT-Plattform für die Produktion“
ProjekttypForschungsprojekt
Gefördert durch DFG
Beginn 2013/12/01
Ende2019/10/31
Leiter Dr. rer. nat. Peter Reimann
Prof. Dr.-Ing. habil. Bernhard Mitschang
Mitarbeiter Reimann, Peter
Hirsch, Vitali
Kiefer, Cornelia
Spiess, Marco
Villanueva Zacarias, Alejandro Gabriel
Weber, Christian
Wilhelm, Yannick
Ziegler, Julian
Ansprechpartner Reimann, Peter
Kurzbeschreibung

Nachwuchsgruppe „IKT-Plattform für die Produktion

Für produzierende Unternehmen stellt die Weiterentwicklung ihrer Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) eine große Herausforderung dar, was durch aktuelle Trends wie Industrie 4.0 oder Digitalisierung beobachtet werden kann. Dieser Entwicklung trägt die Nachwuchsforschungsgruppe IKT-Plattform für die Produktion" an der Graduate School of Excellence advanced Manufacturing Engineering (GSaME) mit der Umsetzung und Evaluation einer zugeschnittenen IKT-Plattform Rechnung. Zur Nachwuchsforschungsgruppe gehören zusätzlich zum Leiter auch GSaME-Promovierende, die einen direkten Bezug zum Forschungsthema haben.

Eine adaptive IKT-Plattform ist dabei nicht nur auf die Produktion fokussiert, sondern muss die heterogenen und verteilten Informationssysteme aus dem gesamten Unternehmen einbinden. Zusätzlich muss die Plattform ihren  Nutzern weitergehende Funktionalität bereitstellen, welche z.B. die Integration mobiler Endgeräte ermöglicht. Als weiteres Beispiel müssen generische Analysewerkzeuge für strukturierte und auch unstrukturierte Daten angeboten werden.

Forschungsaktivitäten

Im Rahmen der Nachwuchsforschungsgruppe wurde mit der „Stuttgart IT Architecture for Manufacturing“ (SITAM) eine IT-Architektur entwickelt, welche eine adaptive und skalierbare IKT-Plattform für die Produktion zur Verfügung stellt. SITAM bietet insbesondere eine über das ganze Produktionsunternehmen sowie über den gesamten Produktlebenszyklus reichende Integrationsumgebung für heterogene Informationssysteme und deren Daten. Darauf aufbauend ermöglicht SITAM, sämtliche Daten zu analysieren sowie Mitarbeiter über mobile Endgeräte und eine mobile Informationsbereitstellung noch stärker in den Produktionsprozess einzubinden. Die SITAM-Architektur sowie ihre Funktionalitäten und erste Evaluationsergebnisse werden in folgender Publikation vorgestellt und diskutiert:

Kassner, L.; Gröger, C.; Königsberger, J.; Hoos, E.; Kiefer, C.; Weber, C.; Silcher, S.; Mitschang, B.: The Stuttgart IT Architecture for Manufacturing. In: Enterprise Information Systems, Springer International Publishing, 2017.

Die aktuellen Forschungsarbeiten zielen primär darauf ab, die von der SITAM-Architektur angebotenen Möglichkeiten zur Datenanalyse auszuweiten. Dabei implementiert die Nachwuchsforschungsgruppe verschiedene Analysemethoden und untersucht deren Potenzial, um im Produktlebenszyklus relevante Artefakte wie z.B. Produkte, ganze Fabriken oder einzelne Maschinen besser zu verstehen und zu optimieren. Abhängig von der Phase des Produktlebenszyklus, von den konkreten Daten sowie von der Zielsetzung der Analyse müssen hierbei ganz unterschiedliche Analysemethoden betrachtet und evaluiert werden. So können in der Phase Produktentwicklung heterogene Simulationsdaten mittels Reports oder komplexeren Data-Mining-Verfahren analysiert werden, um Empfehlungen für die Verbesserung des Produktentwurfs herzuleiten. In der Phase Produktion kann eine Analyse von Sensordaten aus Prüfstanden eine gezieltere Fehlerdiagnose bei defekten Produkten ermöglichen. Ebenso kann eine Fehlerursachenanalyse von Qualitätsproblemen, die während der Nutzung eines Produkts auftreten, für den Kundendienst interessant sein, um z.B. entsprechende Reparaturmaßnahmen oder Rückrufaktionen rechtzeitig einzuleiten. Dabei stellen sich jeweils insbesondere die Forschungsfragen, welche Analysemethoden und ‑algorithmen in welchen Szenarien auf welche Weise eingesetzt werden sollten und wie diese Methoden in komplexen Analyseprozessen kombiniert werden müssen.

Die Nachwuchsforschungsgruppe verknüpft in Anlehnung an das duale Grundprinzip der GSaME die Erarbeitung innovativer Forschungsergebnisse mit anwendungsnahen Problemstellungen. Dies wird unter anderem dadurch ersichtlich, dass vier der insgesamt sieben Promotionsprojekte der Nachwuchsforschungsgruppe in Kooperation mit einem Industriepartner durchgeführt werden. Zwei weitere Promovierende konnten sich erfolgreich bei der Software-Campus-Initiative bewerben, die vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert wird. Diese Initiative hat das Ziel, junge Akademiker bei ihrer Forschung zu unterstützen und sie zugleich als Nachwuchsführungskräfte zu qualifizieren. Ebenso erhalten die Promovierenden zusätzliche Mittel, um ihre Forschungsergebnisse direkt bei einem Industriepartner umzusetzen und so praxisnah evaluieren zu können.

Die folgenden Promotionsprojekte sind Teil der Nachwuchsforschungsgruppe IKT-Plattform für die Produktion":

GSaME