KOARCH - Kognitive Architektur für Cyber-physische Produktionssysteme und Industrie 4.0

Aufgrund des globalen Wettbewerbs und der steigenden Produktkomplexität ist in den letzten Jahren die Komplexität der Produktionssysteme massiv gewachsen. Diese Komplexität belastet zunehmend Automatisierer, Systemingenieure und Anlagenbauer.

Projekttreffen OWL-THK Prof. Niggemann in der Smart Factory OWL (Bild: Bartz-Beielstein)

KOARCH untersucht und implementiertt Methoden des maschinellen Lernens, Condition-Monitoring- und Diagnose-Algorithmen und Optimierungsverfahren.
Aktuell werden diese neuen Softwareservices von jedem Partner in Industrie 4.0-Ansätzen unabhängig implementiert. Die Schnittstellen sind proprietär, so dass notwendige Daten, Modelle und Ergebnisse nicht ausgetauscht werden können. Dieses Forschungsprojekt erarbeitet Lösungen für die folgenden Forschungsfragen an:

  • Ist es möglich, eine Referenzarchitektur im Industrie 4.0-Umfeld für die intelligente Automation zu entwickeln, die auch in den stark verteilten und heterogenen Systemen der Automation funktioniert?
  • Wie können Industrie 4.0-kompatible Programme aussehen, die intelligente Softwareservices nutzen? Wie können Ziele deklarativ und geräteunabhängig vorgegeben werden?
  • Wie können Gerätehersteller intelligente Softwareservices anderer Entwickler integrieren? Wie kann ein Gerätehersteller automatisch von der Industrie 4.0 Entwicklung profitieren und neue Softwareservices zukaufen?
  • Inwieweit ist eine Individualisierung der Referenzarchitektur für einzelne Branchen, spezielle Produktionsumfelder, Ländern und Firmen nötig bzw. möglich?

Auf einen Blick

Kategorie Beschreibung
Forschungsprojekt KOARCH - Kognitive Architektur für Cyber-physische Produktionssysteme und Industrie 4.0 
Leitung Prof. Dr. Oliver Niggemann (OWL)  Mehr
Institut inIT - Institut für industrielle Informationstechnik, Hochschule Ostwestfalen-Lippe 
Beteiligte Prof. Dr. Thomas Bartz-Beielstein, IDE+A - Institut für Data Science, Engineering, and Analytics, TH Köln; Prof. Dr. Heide Faeskorn-Woyke, Institut für Informatik, TH Köln 
Projektpartner Telekom Innovation Laboratories (T-Labs), Telexiom AG, OPITZ CONSULTING Deutschland GmbH,
Bauhaus Universität Weimar, TU Dortmund 
Fördermittelgeber BMBF 
Laufzeit 2018-2021 

Industrie 4.0, Cyber-physische Systeme (CPS) und intelligente Automatisierungssysteme stehen im Mittelpunkt des Forschungsprokjektes KOARCH: Die Hauptidee ist dabei die Verlagerung von menschlichem Expertenwissen in die Automation.
Das Wissen bezieht sich auf Ziele, die durch Aussagesätze beschrieben werden und nicht mehr auf die Beschreibung von Handlungsabläufen zum Erreichen der Ziele. Kurz: Wissen wird deklarativ statt prozedural formuliert.
Dieser neue Ansatz gibt den intelligenten Systemen genügend Handlungsfreiräume zur Umsetzung der deklarativen, d.h. für Adaption und Optimierung. Dies umfasst z.B. Methoden des maschinellen Lernens, Condition-Monitoring- und Diagnose-Algorithmen und Optimierungsverfahren.
Aktuell werden diese neuen Softwareservices von jedem Partner in Industrie 4.0-Ansätzen unabhängig implementiert. Die Schnittstellen sind proprietär, so dass notwendige Daten, Modelle und Ergebnisse nicht ausgetauscht werden können. Dieses Forschungsprojekt erarbeitet Lösungen für die folgenden Forschungsfragen an:

  • Ist es möglich, eine Referenzarchitektur im Industrie 4.0-Umfeld für die intelligente Automation zu entwickeln, die auch in den stark verteilten und heterogenen Systemen der Automation funktioniert?
  • Wie können Industrie 4.0-kompatible Programme aussehen, die intelligente Softwareservices nutzen? Wie können Ziele deklarativ und geräteunabhängig vorgegeben werden?
  • Wie können Gerätehersteller intelligente Softwareservices anderer Entwickler integrieren? Wie kann ein Gerätehersteller automatisch von der Industrie 4.0 Entwicklung profitieren und neue Softwareservices zukaufen?
  • Inwieweit ist eine Individualisierung der Referenzarchitektur für einzelne Branchen, spezielle Produktionsumfelder, Ländern und Firmen nötig bzw. möglich?
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