Modellierung, Simulation, Analytics: Innovationsthemen für die Industrie 4.0 im Rahmen von Horizon 2020 (Software-Perspektive)

Transkript

1 Modellierung, Simulation, Analytics: Innovationsthemen für die Industrie 4.0 im Rahmen von Horizon 2020 (Software-Perspektive) Matthias Book Fachgruppentreffen Software & Cyber-Physical Devices

2 Software-technische Herausforderungen in CPS Cyber-Physical Systems sind softwareintensive Systeme, deren Architektur und Funktionalität deutlich komplexer mit den Anwendungsdomänen verwoben ist als die klassischer Softwaresysteme. Sie erfordern die Entwicklung erweiterter softwaretechnischer Werkzeuge und Methoden für vielfältige Herausforderungen: Kontextsensitivität Flexibilität Autonomität Nichtdeterminismus Interaktivität Mobilität Interdisziplinarität großes Potenzial für industrielle und akademische Forschung

3 IKT-Bezüge im EU-Forschungsprogramm Horizon

4 4 paluno

5 Themen mit Software & CPS-Bezug in H2020-FoF-2015 Factories of the Future FoF : ICT-enabled modelling, simulation, analytics and forecasting technologies Innovative Modellierungs-, Simulations-, Analyse- und Vorhersage- Werkzeuge für die Produktion, die auf Fortschritten in der IKT aufbauen Integrierte Modellierungs-, Simulations- und Informationsmanagement- Systeme, die von Fortschritten in der IKT profitieren FoF : ICT Innovation for Manufacturing SMEs (I4MS) Deadline:

6 Themen mit Software & CPS-Bezug in H2020-FoF-2015 Factories of the Future FoF : ICT-enabled modelling, simulation, analytics and forecasting technologies Innovative Modellierungs-, Simulations-, Analyse- und Vorhersage- Werkzeuge für die Produktion, die auf Fortschritten in der IKT aufbauen Modellierungs- und Simulations-Werkzeuge die mehrere Phänomene einbeziehen (physische, mechanische, energetische, chemische; Materialeigenschaften, Kosten etc.); incl. gemischt diskret/kontinuierliche Modellierung, multidisziplinäre Optimierungs-Werkzeuge und/oder die virtuelle und physische Daten einbeziehen Kombination simulierter oder experimenteller Daten in Echtzeit 6

7 Themen mit Software & CPS-Bezug in H2020-FoF-2015 Factories of the Future FoF : ICT-enabled modelling, simulation, analytics and forecasting technologies Innovative Modellierungs-, Simulations-, Analyse- und Vorhersage- Werkzeuge für die Produktion, die auf Fortschritten in der IKT aufbauen Integrierte wissensbasierte Systeme Abdeckung des gesamten Produktlebenszyklus mit Analyse-, Entscheidungsfindungs- und selbstlernenden Verfahren unter Nutzung von Big Data gewonnen aus Sensoren, historischen Prozessabläufen oder manueller Dateneingabe Berücksichtigung von Aspekten wie Interaktivität, Echtzeitanforderungen, Datenfusion, Unsicherheit, Kompression, Visualisierung, Sicherheit, Datenschutz 7

8 Themen mit Software & CPS-Bezug in H2020-FoF-2015 Factories of the Future FoF : ICT-enabled modelling, simulation, analytics and forecasting technologies Integrierte Modellierungs-, Simulations- und Informationsmanagement- Systeme, die von Fortschritten in der IKT profitieren Integrierte Informationsmanagement-Systeme für Produkt/Prozess/Produktions-Systeme, die eng mit ihrer Umwelt und ihrem sozialen und ökonomischen Kontext verzahnt sind Fortgeschrittene computergestützte Techniken (CAx), d.h. Modellierungs-, Simulations- und Entscheidungs-Werkzeuge, die für neue Produktionsprozesse zugeschnitten sind 8

9 Themen mit Software & CPS-Bezug in H2020-FoF-2015 Factories of the Future FoF : ICT Innovation for Manufacturing SMEs (I4MS) Experimenttypen Anwendungs-Experimente: Ende-zu-Ende-Erprobung neuer Wertschöpfungsketten in der Produktion Komponenten-Bewertungs-Experimente: Erprobung von Prototypen in möglichst realistischen Produktionsumgebungen 9

10 Themen mit Software & CPS-Bezug in H2020-FoF-2015 Factories of the Future FoF : ICT Innovation for Manufacturing SMEs (I4MS) Technologiefelder Hochflexible, teilautonome Robotersysteme High-Performance-Computing-Lösungen für Modellierung, Simulation und Analyse verknüpfter Phänomene Integration von Werkzeugen in der gesamten Wertschöpfungskette Nutzung von Big Data Integration mobiler Management-Schnittstellen Erreichen von Echtzeit-Antwortzeiten Integration von CPS-Modulen in Produktionsprozesse zur Erhöhung des Automationsgrads Erstellung von Mehrwertdiensten für Prozessüberwachung/wartung 10

11 Themen mit Software & CPS-Bezug in H2020-MG-2015 Mobility for Growth MG : Common communication and navigation platforms for pan-european logistics applications Offene Systeme für den Informationsaustausch zwischen allen Akteuren entlang der Logistikkette, incl. Behörden und mobilen Akteuren Mobiler Informationsaustausch unter Einbeziehung von Fahrzeug und Fahrer in die Kommunikations-Infrastruktur Sichere und verlässliche internationale Kommunikation mit Behörden Nutzung von Positions- und Güterdaten (Galileo, RFID, 3G/4G ) Webbasierte offene Plattformen für Austausch zwischen allen Akteuren Richtlinien für Governance, IT-Lösungen, Geschäftsmodelle/-prozesse Geschäftsmodelle zur Teilhabe von KMU am Datenaustausch Deadline:

12 Themen mit Software & CPS-Bezug in H2020-ICT Information and Communication Technologies ICT : Big data research ICT : Robotics ICT : Internet of Things and Platforms for Connected Smart Objects Deadline:

13 Themen mit Software & CPS-Bezug in H2020-ICT Information and Communication Technologies ICT : Big data research neue Datenstrukturen, Algorithmen, Architekturen und Verfahren zur Analyse, Qualitätsmessung und optimierung, Vorhersage und Visualisierung von extrem umfangreichen, strukturierten und/oder unstrukturierten Datenmengen insb. Echtzeitanalyse paralleler, multilingualer/multimodaler Datenströme Entwicklung von Benchmarks für industrielle Anwendungsdomänen Sammlung großer Datenressourcen und Infrastrukturen Validierung und Durchführung von Benchmarks 13

14 Themen mit Software & CPS-Bezug in H2020-ICT Information and Communication Technologies ICT : Robotics Priorität auf den Domänen Gesundheitswesen, Verbraucher, Transport Steigerung der Fähigkeiten von Industrie- und Dienstrobotern hinsichtlich Anpassungsfähigkeit, kognitive Fähigkeiten, Konfigurierbarkeit, Entscheidungsautonomie, Verlässlichkeit, Flexibilität, Interaktionsfähigkeit, Manipulationsfähigkeit, Beweglichkeit, Wahrnehmungsfähigkeit Erfordert Fortschritte in den Bereichen Kognition, Mensch-Roboter-Interaktion, Mechatronik, Navigation, Wahrnehmung sowie in deren Kombination (z.b. Greifen und Manipulieren, physische Mensch-Roboter-Interaktion, reaktives Planen etc.) 14

15 Themen mit Software & CPS-Bezug in H2020-ICT Information and Communication Technologies ICT : Internet of Things and Platforms for Connected Smart Objects Dynamisch konfigurierte Infrastrukturen und Integrationsplattformen für Connected Smart Objects über verschiedene Objekttypen und Integrationsebenen hinweg Integration von Smart Devices in adaptive, robuste, sichere, intuitive, preisgünstige und verbundene Netzwerk- und Service-Plattformen Entwicklung von Verfahren für selbst-organisierendes, autonomes Verhalten von Smart Objects Flexible, verlässliche und interoperable Schnittstellen für die künftige Entwicklung neuer Mehrwertdienste über mehrere Systeme hinweg, incl. Opt-Out-Verfahren 15

16 Themen mit Software & CPS-Bezug in H2020-DS Digital Security: Cybersecurity, Privacy and Trust DS : The role of ICT in Critical Infrastructure Protection Fokus auf industriellen Automations- und Steuerungssystemen Abhängigkeiten zwischen Kommunikationsnetzen und IT-Komponenten Methoden zur Beurteilung der Kritikalität von Diensten Methoden zur Identifikation von Anomalien Mitigationsstrategien, Selbstheilungsmechanismen Forensische Techniken zur Unterstützung von Justizbehörden Anti-Malware-Lösungen für Anbieter von Wartungs- und Serviceleistungen Verfahren zur Simulation/Überwachung von Kaskadeneffekten Schutz durch Re-design auf Hardware- und Software-Ebene Ausrüstung existierender Netze/Komponenten mit Schutzvorkehrungen Deadline:

17 Interessante Themen für paluno (bzw. Lehrstuhl SE) FoF : ICT-enabled modelling, simulation, analytics and forecasting technologies Integrierte Informationsmanagement-Systeme für Produktionssysteme, die eng mit ihrem soziotechnischen Kontext verzahnt sind Integrierte wissensbasierte Systeme unter Berücksichtigung von Aspekten wie Interaktivität, Unsicherheit, Visualisierung, Datenschutz MG : Common communication and navigation platforms for pan-european logistics applications Mobiler Informationsaustausch unter Einbeziehung von Fahrzeug und Fahrer in die Kommunikationsinfrastruktur 17

18 Interessante Themen für paluno (bzw. Lehrstuhl SE) ICT : Big data research Neue Datenstrukturen und Algorithmen zur Analyse und Visualisierung von großen, strukturierten und/oder unstrukturierten Datenmengen ICT : Internet of Things and Platforms for Connected Smart Objects Dynamisch konfigurierte Infrastrukturen und Integrationsplattformen für Connected Smart Objects über verschiedene Objekttypen und Integrationsebenen hinweg 18

19 Q & A Matthias Book matthias.book@paluno.uni-due.de paluno The Ruhr Institute for Software Technology Universität Duisburg-Essen Alle Angaben ohne Gewähr. Verbindlich sind die von der Europäischen Kommission veröffentlichten Arbeitsprogramme. 19

20 Quellen und weiterführende Links Infoflyer zum IKT-Arbeitsprogramm 2014/ Guide to ICT-related activities in Horizon Horizon 2020 Work Programme , Part 5i. Information and Communication Technologies part_05i._ict_v1.2_en.pdf Horizon 2020 Open Calls /index.html Ideal-ist Partner Search. 20