Fachbereich Informatik

Fachbereich Informatik - Aktuell

25.11.2019

Disputation Maximilian Engelsberger

am Freitag, 4. Dezember 2019, um 14:30 Uhr in Raum A302, Sand 1

Dynamisches Management serviceorientierter Ressourcen in cyberphysischen Produktionssystemen

mittels multipler Evaluationskriterien und Ressourcenoperationen

Berichterstatter 1: Prof. Oliver Bringmann
Berichterstatter 2: Prof. Thomas Greiner

Die Konvergenz von klassischer Automatisierungstechnik und moderner Informationstechnologie ist
eine der treibenden Kräfte bei der Entwicklung cyber-physischer Produktionssysteme. Hierbei
halten bspw. IP-basierte Vernetzung, serviceorientierte Architekturen sowie Technologien des
Edge-/Fog- und Cloud Computings Einzug in die Welt der Automatisierung. Neben den vielfältigen
neuen Möglichkeiten zur Vernetzung, Modellierung und Optimierung entstehen auch neue
Herausforderungen hinsichtlich der ansteigenden Komplexität und Fragilität der resultierenden
Produktionssysteme. Es entsteht eine kritische Abhängigkeitskette von den Produktionsschritten im Feld, über
das eingesetzte Dienstenetz bis hinein in alle Ebenen der ausführenden IT-Infrastruktur. Um die Möglichkeiten
einer heterogenen IT-Infrastruktur zu nutzen und dennoch einen zuverlässigen Produktionsbetrieb zu
gewährleisten, wird es notwendig, zur Laufzeit auftretende Störungen automatisiert zu behandeln. Dies kann
durch eine Rekonfiguration der genutzten Diensteressourcen an den entscheidenden Schnittstellen der
Abhängigkeitskette realisiert werden. Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Entwicklung einer System- und
Prozess-unabhängigen Methode zur dynamischen Einbindung von Diensten in eine bestehende Abfolge von
Produktionsschritten sowie die Platzierung dieser Dienste auf der zur Verfügung stehenden mehrschichtigen
IT-Infrastruktur. Durch diese automatischen Rekonfigurationsvorgänge sollen auch unter dynamisch
veränderlichen Einflüssen alle Anforderungen zur Laufzeit, d. h. während des Produktionsbetriebs, erfüllt
werden. Dies soll dabei helfen, negative Auswirkungen auf den Produktionsbetrieb, wie bspw.
Produktionsstillstände oder Fehlproduktionen abzumildern oder ganz zu vermeiden. Hierzu erfolgt eine
Modellierung aller Produktions- und IT-spezifischen Kriterien in einer vereinheitlichten Systembeschreibung.
Zur Bewertung und zum Vergleich unterschiedlicher Ressourcenkonfigurationen wird eine multikriterielle
Evaluierungsmetrik entwickelt sowie Methoden der kombinatorischen Optimierung eingesetzt und
anwendungsspezifisch erweitert. Die Methodenvalidierung erfolgt mittels geeigneter Fallstudien anhand eines
exemplarischen Produktionsprozesses, welcher auf einer hierfür konstruierten Testumgebung ausgeführt wird.
Die quantitative sowie qualitative Analyse der durchgeführten Fallstudien zeigt, dass sich die realisierten
Ressourcenoperationen sinnvoll ergänzen und dass sich die Verfügbarkeit des Produktionssystems
gegenüber statischen Ansätzen erhöhen lässt.

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