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

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1 Zukunft der Forschung und Lehre in der Automatisierungstechnik Prof. Dr.-Ing. Michael Weyrich

2 Digitalisierung schafft Zukunft und die Automatisierungstechnik ist mitten drin! Handelsblatt Die Zeit Süddeutsche Zeitung Universität Stuttgart, IAS, Prof. Dr.-Ing. Michael Weyrich Juli, BitKom

3 Inhalt > Die Digitale Zukunft der Automatisierung > Besonderheiten in der Automatisierungstechnik > Forschung und Lehre am IAS Universität Stuttgart, IAS, Prof. Dr.-Ing. Michael Weyrich Juli,

4 Visionen der Forschung zur Digitalisierung Total vernetzt in die hybride Realität: Das Internet der Dinge und Dienste Auf dem Weg zum Cyborg: Bio-Mechatronische Systeme Selbstbewusst: Intelligente Systeme werden autonom Heutige Entwicklungen in der Industrie Universität Stuttgart, IAS, Prof. Dr.-Ing. Michael Weyrich Juli,

5 Unterschiedliche Geschwindigkeiten auf dem Weg in die Digitale Zukunft Bei technischen Neuerungen in der Automatisierungstechnik gibt es Kippeffekte Produktautomatisierung Anlagenautomatisierung ALEXA what is the schedule today? Bildquelle: BASF und Amazon.com Disruptive Innovation in Einzelgebieten Inkrementelle Entwicklung über viele Jahre Ein Grund: Installierte Basis in der Industrie Universität Stuttgart, IAS, Prof. Dr.-Ing. Michael Weyrich Juli,

6 Lehre: Immer mehr Themen wollen bearbeitet werden Es gibt verschiedene Strategien, um der Wissensexplosion in der Automatisierungstechnik zu begegnen. Strategie der integrativen Balance: Ausgewogen in Breite und Tiefe. Integrativer Ansatz. Strategie der Hyperspezialisierung: auf spezielle Gebiete mit großem Tiefgang Bindestrich - Strategie: Produktion Automotive Medizin Weitere Verbinden von IT-Fachthemen mit einer speziellen Anwendung Universität Stuttgart, IAS, Prof. Dr.-Ing. Michael Weyrich Juli,

7 Zusammenarbeit der akademischen Welt und der Wirtschaft Die Automatisierungstechnik in Deutschland bearbeitet Themen im Dreiklang. Institute Zukunftsweisende Forschung und Lehre Gemeinsame Konferenzen z.b. in der TuLAUT Automatisierungstechnik Industrie Industrielles Umfeld mit Fachleuten aus der Praxis in Deutschland ZVEI: Vollzeit-Mitarbeiter 15,2 Mrd. in Invest F&E Verbände Gremien und Fachausschüsse z.b. VDI/VDE-GMA Plattform Industrie 4.0 Universität Stuttgart, IAS, Prof. Dr.-Ing. Michael Weyrich Juli,

8 Forderungen Was sollte die Forschung und Lehre in der Automatisierungstechnik berücksichtigen? Theoretische Beschreibung industrieller Prozess Gebraucht werden theoretische Betrachtungen der Automatisierungstechnik im Verbund mit einem methodischen und systematischem Umgang mit realen Daten Vernaturwissenschaftlichung gestalten Mehr Empirie, d.h. beobachten, messen und analysieren Zusammenwirken verschiedener Fach- Disziplinen Nachwuchs sichern In der Lehre soll der Nachwuchs qualifiziert werden für ein Karriere in der Industrie und Wissenschaft Universität Stuttgart, IAS, Prof. Dr.-Ing. Michael Weyrich Juli,

9 Schwerpunkte der Forschung am IAS IAS - Forschungsstrategie Suche nach Lösungen, um die Komplexität von automatisierten Systemen, insbesondere deren Software und Informationstechnik, beherrschbar zu machen. Engineering von Cyberphysischen Systemen Intelligente Automatisierungssysteme Digitale Abbilder erlauben neue System-Funktionalitäten Maschinelles Lernen mit Blick auf die Anwendungsfälle Einflüsse der Fördergeber Einflüsse der Fachverbände Verlässlichkeit Verbesserung von Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit und Sicherheit Universität Stuttgart, IAS, Prof. Dr.-Ing. Michael Weyrich Juli,

10 Beispiel: Dezentrale Koordination einer Produktionsanlage Intelligente Produktkoordination im Produktionsprozess auf Basis einer modularen Struktur und Software-Agenten-Steuerung. Das Produkt steuert seinen Weg durch die Produktion Autoadaption der Fertigungsressourcen 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) Universität Stuttgart, IAS, Prof. Dr.-Ing. Michael Weyrich Juli,

11 Beispiel: Automatisierung in der Prozesskette Umformtechnik Stahl und Eisen trifft auf IT Technischer Prozess Mehrstufiger Umformprozess OLAP-Analyse der Prozessdaten Datenmodellierung in Data Cubes Assoziationsanalyse und neuronale Netze Visualisierung der Analyseergebnisse Vernetzung erlaubt Lernen in Echtzeit Kooperationsprojekt der industriellen Verbundforschung (BmWi) Universität Stuttgart, IAS, Prof. Dr.-Ing. Michael Weyrich Juli,

12 Forschungsergebnisse des IAS Theorie und Methode: Modellbasierte Analyse und Simulation für Test- und Diagnoseprozesse Empirisch zum Fortschritt: Prozessorientierte Lernverfahren zur Erstellung digitaler Abbilder Umsetzung in der Anwendung: Agentenbasierte Assistenzsysteme zur Entscheidungsunterstützung... Anpassung an neuen Kontext: Dynamische Zuverlässigkeitsberechnungen vernetzter Systeme Universität Stuttgart, IAS, Prof. Dr.-Ing. Michael Weyrich Juli,

13 Unser Auftrag für die Automatisierungstechnik verstehen erklären begeistern Theorie und Konzepte entwickeln Systematiken und Methoden erstellen Technische Prozesse modellhaft demonstrieren Vermittlung in einer grundständigen Lehre Forschung Lehre Universität Stuttgart, IAS, Prof. Dr.-Ing. Michael Weyrich Juli,