BaSys4 Transfer

BaSys4 Transfer

Systemarchitektur für die vierte industrielle Revolution

BaSys4 Transfer

Wie können Systemarchitekturen in der Industrieautomatisierung flexibel und zukunftssicher gestaltet werden? Die Frage beantworten wir im Forschungsprojekt BaSys4Transfer.

Projektbeschreibung

Die Wirtschaft steht an der Schwelle zur vierten industriellen Revolution. Vor dem Hintergrund der ökonomischen Herausforderungen in Deutschland zielt die Digitalisierung im verarbeitenden Gewerbe darauf ab, dass sich produzierende Unternehmen erfolgreich auf eine immer größere Unbeständigkeit der Märkte, neue globale Konkurrenz, steigende Variantenzahlen und zunehmend kundenindividuelle Produkte bis hin zur Losgröße 1 einstellen können.

Produktionsanlagen, die dieser Herausforderung gerecht werden, lassen sich nur durch effizienteres Engineering und eine deutlich erhöhte Wandlungsfähigkeit realisieren. Die hierfür notwendige signifikante Reduktion von Änderungskosten erfordert neuartige Systemarchitekturen, die die Flexibilisierung der Produktion in den Mittelpunkt stellen

In den Projekten BaSys4.0, BaSys4.2 und BaSys4Transfer entwickelt fortiss zusammen mit den Konsortialpartnern eine offene Software-Plattform zur Realisierung von Produktionsanlagen der vierten Generation. Dabei gilt es, bestehende Technologien so zu vernetzen und zu integrieren, dass Industrie-4.0-Anwendungen realisiert werden können. Hierzu entwickelt das Konsortium neben einer Open-Source Plattform für digitale Zwillinge in Verwaltungsschalen auch modell-basierte Verfahren, die das Engineering von darauf basierenden modernen Anlagenarchitekturen automatisieren oder vereinfachen sollen. Im abschließenden Projekt BaSys4Transfer steht nun die Anwendbarkeit und der Transfer dieser BaSys-Ergebnisse im Vordergrund. So soll die einfache Anwendbarkeit in der Praxis durch eine Engineering- und Prüfumgebung weiter verbessert werden. Diese wird als Open Source Software entwickelt und ermöglicht so insbesondere auch kleinen und mittelständischen Unternehmen, den Schritt zur Systemarchitektur für die Produktionsanlagen von morgen.

Forschungsbeitrag

fortiss untersucht im Projekt BaSys4Transfer Verfahren zur automatisierten Exploration von Produktionsanlagen und deren Bestandteile, um die in Industrie-4.0-Szenarien erforderliche Flexibilität und schnelle Wandelbarkeit bereits beim Engineering in der Systemarchitektur berücksichtigen zu können. Neben der Erforschung der dazu notwendigen mathematischen Verfahren, müssen hierfür auch semantisch reiche Modelle definiert und eingesetzt werden. Diese stellen die notwendige Datengrundlage dar, um Automatisierung und Werkzeugunterstützung überhaupt ermöglichen zu können.

Um die Anwendbarkeit dieser Verfahren und Modelle in der Praxis überhaupt ermöglichen zu können, betrachten wir als zweiten Forschungsschwerpunkt im Projekt die Sicherung von Konformität und Konsistenz dieser Modelle mit anderen existierenden Dokumenten und Artefakten. Hierbei sind sowohl Artefakte aus spezifischen Werkzeugen für unterschiedliche Aspekte beim Design von Produktionsanlagen (Steuerungselektronik, Software, Geometrie, …) zu betrachten, die im Zuge des Engineerings entstehen, als auch bereits existierende Dokumente und Modelle die berücksichtigt werden müssen oder wiederverwendet sollen (Brownfield).

Projektdauer

01.10.2022 – 30.09.2025

 Andreas Bayha

Ihr Kontakt

Andreas Bayha

+49 89 3603522 556
bayha@fortiss.org

Weitere Informationen

Projektpartner

Publikationen

  • 2024 Mitigating Conflicts in Architectural Design Decisions for Evolving Manufacturing Systems: Evaluation and Recommendations for Practitioners Tarik Terzimehić und Alois Zoitl In 29th International Conference on Emerging Technologies and Factory Automation (ETFA), Padova, Italy, IEEE. Details BIB
  • 2024 Modular Consistency Checking Between Heterogeneous Models Without Direct Data Exchange Between Collaborators Sebastian Bergemann und Nina Benkendorf In ACM/IEEE 27th International Conference on Model Driven Engineering Languages and Systems (MODELS Companion ’24), ACM. Details DOI BIB
  • 2024 Generic Analysis of Model Product Lines via Constraint Lifting Andreas Bayha und Vincent Aravantinos arXiv:2008.11427 [cs.SE], Details DOI BIB
  • 2023 Towards Confidentiality in Multi-Model Inconsistency Detection for Systems Engineering Sebastian Bergemann In 2023 ACM/IEEE International Conference on Model Driven Engineering Languages and Systems Companion (MODELS-C), IEEE. Details DOI BIB
  • 2023 Composing Services with SMT-Based Deployment Optimization and Service Merging Heuristic Tarik Terzimehić, Eddie Groh und Alois Zoitl In 28th International Conference on Emerging Technologies and Factory Automation (ETFA), IEEE. Details DOI BIB
  • 2022 Architecture Synthesis for Optimized and Flexible Production Tarik Terzimehić In 2022 IEEE/ACM 44th International Conference on Software Engineering: Companion Proceedings (ICSE-Companion), IEEE. Details DOI BIB
  • 2022 Exploring Architectural Design Decisions in Industry 4.0: A Literature Review and Taxonomy Tarik Terzimehić, Kirill Dorofeev und Sebastian Voss In Software Engineering 2022 - Fachtagung des GI-Fachbereichs Softwaretechnik, Gesellschaft für Informatik (GI). Details DOI BIB
  • 2021 Exploring Architectural Design Decisions in Industry 4.0: A Literature Review and Taxonomy Tarik Terzimehić, Kirill Dorofeev und Sebastian Voss In ACM/IEEE 24th International Conference on Model Driven Engineering Languages and Systems (MODELS), IEEE. Details DOI BIB
  • 2021 Concept for Modeling and Usage of Functionally Described Capabilities and Skills William Motsch, Kirill Dorofeev, Kathrin Gerber, Sönke Knoch, Alexander David und Martin Ruskowski In IEEE International Conference on Emerging Technologies And Factory Automation (ETFA), IEEE. Details BIB
  • 2021 Generation of Inter-PLC Communication in Distributed Control Systems Using IEC 61499 David Sieffert und Kirill Dorofeev In IEEE International Conference on Emerging Technologies And Factory Automation (ETFA), IEEE. Details BIB
  • 2021 Generation of the Orchestrator Code for Skill-Based Automation Systems Kirill Dorofeev, Sebastian Bergemann, Tarik Terzimehić, Julian Grothoff, Michael Thies und Alois Zoitl In IEEE International Conference on Emerging Technologies And Factory Automation (ETFA), IEEE. Details DOI BIB
  • 2021 PLC Integration into Industry 4.0 Middleware: Function Block Library for the Interaction with REST and OPC UA Asset Administration Shells Jonas Gampig, Tarik Terzimehić und Kirill Dorofeev In IEEE International Conference on Emerging Technologies And Factory Automation (ETFA), IEEE. Details DOI BIB
  • 2021 Towards Service Deployment and Composition in Industry 4.0 Tarik Terzimehić, Kirill Dorofeev, Sebastian Bergemann, Alois Zoitl und Sebastian Voss In IEEE International Conference on Emerging Technologies And Factory Automation (ETFA), IEEE. Details DOI BIB
  • 2020 An Ontology-based Metamodel for Capability Descriptions Michael Weser, Jürgen Bock, Siwara Schmitt, Alexander Perzylo und Kathrin Evers In Proceedings of the IEEE International Conference on Emerging Technologies And Factory Automation (ETFA), pages 1679–1685, Vienna, Austria, Details DOI BIB
  • 2020 Skill-Based Engineering in Industrial Automation Domain: Skills Modeling and Orchestration Kirill Dorofeev In 42nd International Conference on Software Engineering (ICSE) Companion, Details BIB
  • 2020 Describing Capabilities of Industrie 4.0 Components Andreas Bayha, Jürgen Bock, Birgit Boss, Christian Diedrich und Somayeh Malakuti German Electrical and Electronics Manufacturers Association, Frankfurt am Main, Germany, ():, 2020. Details URL BIB
  • 2019 Capability-based semantic interoperability of manufacturing resources: A BaSys 4.0 perspective Alexander Perzylo, Julian Grothoff, Levi Lúcio, Michael Weser, Somayeh Malakuti, Pierre Venet, Vincent Aravantinos und Torben Deppe IFAC-PapersOnLine, 52(13):1590–1596, 2019. Details DOI BIB
  • 2019 Function Blocks for the Interaction with the Asset Administration Shell Tarik Terzimehić, Andreas Bayha und Kirill Dorofeev In Proceedings of the IEEE International Conference on Emerging Technologies And Factory Automation (ETFA), Details DOI BIB
  • 2019 SMT-Based Deployment Calculation in Industrial Automation Domain Tarik Terzimehić, Monika Wenger, Sebastian Voss, Sten Grüner und Haitham Elfham In Proceedings of the IEEE International Conference on Emerging Technologies And Factory Automation (ETFA), IEEE. Details DOI BIB
  • 2019 OPC UA NodeSet Ontologies as a Pillar of Representing Semantic Digital Twins of Manufacturing Resources Alexander Perzylo, Stefan Profanter, Markus Rickert und Alois Knoll In Proceedings of the IEEE International Conference on Emerging Technologies And Factory Automation (ETFA), pages 1085–1092, Zaragoza, Spain, Details DOI BIB
  • 2019 Roadmap to Skill Based Systems Engineering Kathrin Evers, Jan R Seyler, Vincent Aravantinos, Levi Lúcio und Anees Mehdi In 24th IEEE International Conference on Emerging Technologies and Factory Automation (ETFA), pages 1093–1100, IEEE. Details DOI BIB
  • 2018 Optimization and Reconfiguration of IEC 61499-based Software Architectures Tarik Terzimehić In ACM/IEEE 21st International Conference on Model Driven Engineering Languages and Systems (MODELS) - Doctoral Symposium, Details DOI BIB
  • 2018 Alternatives for Flexible Deployment Architectures in Industrial Automation Systems Sten Grüner, Somayeh Malakuti, Johannes Schmitt, Tarik Terzimehić, Monika Wenger und Haitham Elfham In 23rd International Conference on Emerging Technologies And Factory Automation (ETFA), Details DOI BIB
  • 2018 Using Design Space Exploration to Calculate Deployment Configurations of IEC 61499-based Systems Tarik Terzimehić, Sebastian Voss und Monika Wenger In 14th IEEE International Conference on Automation Science and Engineering (IEEE CASE 2018), IEEE. Details DOI BIB
  • 2018 Applying DSE for Solving the Deployment Problem in Industry 4.0 Tarik Terzimehić, Sebastian Voss, Monika Wenger und Vincent Aravantinos In 14th Dagstuhl Workshop on Model-Based Development of Embedded Systems (MBEES), fortiss GmbH. Details BIB
  • 2018 Using IEC 61499 Models for Automatic Network Configuration of Distributed Automation Systems Ben Schneider, Sebastian Voss, Monika Wenger und Alois Zoitl In 9th Vienna International Conference on Mathmatical Modelling (MATHMOD2018), Details PDF BIB
  • 2018 Challenges in Skill-based Engineering of Industrial Automation Systems Somayeh Malakuti, Jürgen Bock, Michael Weser, Pierre Venet, Patrick Zimmermann, Mathias Wiegand, Julian Grothoff, Constantin Wagner und Andreas Bayha In Proceedings of the 2018 IEEE 23rd International Conference on Emerging Technologies and Factory Automation (ETFA), IEEE. Details DOI BIB
  • 2018 Connecting PLCs with their Asset Administration Shell for Automatic Device Configuration Monika Wenger, Thorsten Müller und Alois Zoitl In IEEE 16th International Conference of Industrial Informatics (INDIN), Details BIB
  • 2017 Towards an Industry 4.0 Compliant Control Software Architecture Using IEC 61499 & OPC UA Tarik Terzimehić, Monika Wenger, Alois Zoitl, Andreas Bayha, Klaus Becker, Thorsten Müller und Hubertus Schauerte In IEEE International Conference on Emerging Technologies And Factory Automation (ETFA), Details DOI BIB
  • 2017 Evaluating Software-defined Networking for Deterministic Communication in Distributed Industrial Automation Systems Ben Schneider, Alois Zoitl, Monika Wenger und Jan Olaf Blech In IEEE International Conference on Emerging Technologies And Factory Automation (ETFA), Details URL PDF BIB