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laufende Projekte
 
Der Fokus von "Energiebewusste Software-Architekturen" ist es a) Entwurfsprinzipien für Energie-adaptive Software-Architekturen von alleinstehenden Anwendungen zu untersuchen, welche die Servicequalität solcher Anwendungen hinsichtlich Energieverbrauch optimieren und b) zu untersuchen, wie die Architektur einer Softwareanwendung zu der globalen Adaption des HAEC-Systems an aktuelle Kontext- und Systemparameter beitragen kann.
Förderung: DFG

Wir sind an 3 Pfaden des Exzellenzclusters cfAED beteiligt: dem Orchestration, Resilience und Silicon Nanowire Pfad.
Kontakt: Aßmann, Uwe
Förderung: DFG

Das Konzept der Rollenmodellierung ist zu verschiedenen Zeiten und in verschiedenen Fachgebieten eingeführt worden, um kontextbezogene Informationen zu modellieren, insbesondere auch den dynamischen Wechsel von Kontexten. Meist wurden Rollen als Mittel der Kontextmodellierung allerdings nur singulär in den Bereichen der Programmiersprachen, Datenmodellierung oder zur Zugangskontrolle benutzt, aber nie durchgängig über alle Abstraktionsebenen der Softwareentwicklung, also über Konzept-, Sprach-, Anwendungs-, und Softwaresystemmodellierung hinweg betrachtet. Erst dann kann man Softwaresysteme als durchgängig kontextsensitiv bezeichnen.

Das übergeordnete Forschungsziel des Graduiertenkollegs besteht darin, den Nachweis der durchgängigen Rollenmodellierbarkeit und der praktischen Anwendbarkeit zu erbringen. Durchgängigkeit bedeutet dabei, dass über alle Ebenen der Modellierung hinweg konsequent Rollen zur Kontextmodellierung eingesetzt werden, also in der Konzeptmodellierung (in Metasprachen), in der Sprachmodellierung sowie in der Modellierung auf Anwendungs- und Softwaresystemebene. Damit einhergehend bildet auch die weitere wissenschaftliche Ausgestaltung des Rollenkonzeptes eine Forschungsaufgabe. Durchgängigkeit bedeutet ebenfalls, dass die identifizierten Rollenkonzepte miteinander systematisch in Beziehung gesetzt werden, um Modelltransformationen und -synchronisation zu gestatten. Dies bietet große Vorteile in der Systemkonstruktion, da Kontextwechsel auf unterschiedlichen Abstraktionsebenen miteinander in Beziehung gesetzt und synchron behandelt werden können. Damit eröffnen sich Chancen für neuartige und innovative Softwarearchitekturen, die den Anforderungen zukünftiger dynamisch kontextsensitiver Softwaresysteme gerecht werden. Potentielle Anwendungsfelder bilden dabei die Software für das SmartGrid der Zukunft, die kontextsensitive Nutzung von natürlicher Energie zum Rechnen (natural energy based computing), Software für cyber-physikalische Systeme in Haus, Verkehr und Fabrik, Software für kontextsensitive betriebswirtschaftliche Anwendungen, kontextsensitive Suchmaschinen, u.v.m.

Neben der wissenschaftlichen Exzellenz legt das Graduiertenprogramm großen Wert auf ein umfassendes und individuelles Betreuungs- und Qualifikationskonzept. Um diesen Spagat zu leisten, werden auf der einen Seite qualitätssichernde Maßnahmen in Form von Tandem-Konzept und Thesis Advisory Boards eingeführt. Auf der anderen Seite werden motivierende und weiterbildende Aspekte, zum Beispiel in Form von Seminaren, zum Erwerb von Soft-Skills und ein internationales Gastwissenschaftlerprogramm in das Graduiertenkollegs integriert.

Kontakt: Kühn, Thomas
Förderung: Deutsche Forschungsgesellschaft

Cyber-Physische Produktionssysteme (CPPS) verwirklichen die vierte industrielle Revolution durch fortschreitende Digitalisierung der produktionsbeteiligten Elemente. Die Gesamtheit an heterogenen Informationssystemdaten “ von Maschinenschnittstellen (SPS, CNC) über die Prozess-Leitebene (SCADA) und Manufacturing Execution System (MES)-Daten bis hin zu vergleichsweise abstrakten Geschäftsprozessen (ERP, BPEL) “ werden durch CPPS auf eine homogene Art und Weise miteinander integriert. Dabei werden die Gebäudeüberwachung und -steuerung üblicherweise nicht berücksichtigt, obwohl in Bereichen wie der Instandhaltung die Integration beider Welten eine zentrale Rolle für CPPS spielt. Durch eine Integration von Computer-Aided Facility Management (CAFM) mit CPPS können sowohl Produktionskosten gesenkt als auch gleichzeitig die Produktqualität gesteigert werden. Beispielsweise können CAFM-Daten über den Energieverbrauch einzelner Produktionsanlagen genutzt werden, um Produktionsabläufe zu optimieren. Diese können wiederum automatisch an geplante Wartungsaufträge angepasst werden. Aus Sicht der CPPS können durch Qualitätskontrolldaten automatisch Wartungsaufträge für am Produktionsprozess beteiligte Maschinen erstellt und der Produktionsbetrieb so in Echtzeit optimiert werden. Damit werden Fabrikgebäude zunehmend perzeptiv und intelligent und ebnen so den Weg für integrierte Management-, Informations- und Steuerungssysteme, die sich in CPPS zukünftig nahtlos einfügen können. Im Fokus des Vorhabens steht die Erforschung von Modellen, Prozessen und Beschreibungstechnologien, die in den Bereichen CAFM und CPPS angewendet und als Demonstratoren realisiert werden, um eine gemeinsame Weiterentwicklung und Integration beider Domänen zu ermöglichen. In diesem Zusammenhang sollen Software-Engineering-Prozesse zum Einsatz kommen, die sowohl die Implementierung modularer Softwarekomponenten als auch deren Integration in bestehende Produktionssysteme in einer zunehmend verteilten und globalisierten Entwicklerwelt berücksichtigen. Die komponentenbasierte Umsetzung ermöglicht beliebige Freiheitsgrade bei der Integration von CAFM- und CPPS-Systemen hinsichtlich der benötigten Funktionalitäten. Zusätzlich sollen kontextsensitive Interaktionsmodelle für die entstehenden Softwaresysteme innerhalb des Vorhabens untersucht und umgesetzt werden, damit die CAFM- und CPPS-Abläufe für den Menschen optimal integriert werden können. In „CyPhyMan“ wird gezielt die nächste Generation des erweiterten Facility Managements auf Basis von CPPS erforscht “ ein direkter und innovativer Beitrag zur Industrie 4.0.
Kontakt: Aßmann, Uwe
Förderung: SAB

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