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Cyber-Physical Systems
Cyber-Physical Systems (CPS) – die enge Verknüpfung digitaler Systeme und Modelle mit Gegenständen und Abläufen der realen Welt über geeignete Sensoren, Aktoren, Prozessoren und Software-Komponenten – haben das Potenzial, die Art und Weise, wie wir technische Systeme konstruieren und wie wir in vielen Domänen mit der Umwelt interagieren, tiefgreifend zu verändern. Auf dem Weg dorthin ist jedoch vielfältige, interdisziplinäre und innovative Forschung erforderlich, die Informations- und Kommunikationstechnik mit verschiedensten Technologie- und Anwendungsdomänen verbindet.
Sie sind an einer Zusammenarbeit im Bereich CPS interessiert?
CPS können in fast jeder Fachdomäne zum Einsatz kommen, in der physische, bzw. echtweltliche Prozesse ablaufen, die optimiert werden sollen. Zusätzlich ergeben sich durch CPS aber auch komplett neue Anwendungsfälle, die vorher nicht möglich gewesen wären. Die Identifizierung dieser Optimierungspotentiale stellt Unternehmen oft vor eine große Herausforderung, da nicht klar ist, an welchen Stellen der Prozesse angesetzt werden kann. An dieser Stelle setzen wir an – und beleuchten ihre Prozesse um Potentiale für Cyber-Physische System in ihrem Unternehmen aufzudecken.
Sind die Potentiale erkannt, muss geprüft werden, wie Prozesse und Systeme angepasst werden können. Zusätzlich ist zu ermitteln, wie das CPS wertschöpfend eingreifen könnte. Im Rahmen von Machbarkeitsstudien und Prototypen entwerfen wir anhand unseres strukturierten und ganzheitlichen CPS-Engineering-Ansatzes eine Systemarchitektur und erproben das entworfene System. Machbarkeitsstudien erkunden hierbei die Einsatzbarkeit innerhalb der Unternehmensprozesse während Prototypen sowohl ein Proof-of-concept darstellen, dass den Einsatz von CPS-Technologien innerhalb der Unternehmensprozesse verifiziert, als auch ein Ausgangspunkt für die weitere Entwicklung sind.
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Weitere Forschungsbereiche
Die Technologie Augmented Reality (AR) ermöglicht die Erweiterung der realen Umwelt durch virtuelle Inhalte. Hierbei können physische Objekte so mit Daten augmentiert werden, dass Zusatzinformationen das Verständnis eines physischen Objekts erweitern und somit gesamte Prozesse optimiert werden können. AR wird bereits in vielen Branchen wie Tourismus und Kultur, Bildung, Medizin und insbesondere in der Industrie 4.0 angewendet. Durch den gezielten Einsatz von AR kann es z. B. zu einer Effizienzsteigerung durch Fehlerreduktion kommen.
Die Blockchain-Technologie ist eine Möglichkeit zur Erfassung und Übertragung von digitalen Werten. Während die Bitcoin-Blockchain primär für monetäre Werte konzipiert wurde, bieten weiter fortgeschrittene Plattformen die Möglichkeit, jegliche Formen von Werten und Verträgen digital abzubilden. Anwendungsfälle finden sich in fast jeder Domäne: Angefangen mit der Erfassung und Validierung von Logistik-Prozessen, über den gesicherten Austausch von Krankenakten bis hin zu automatisierten Versicherungsverträgen ermöglicht die Technologie vollkommen neue Geschäftsmodelle und eröffnet Automatisierungspotenziale.
Künstliche Intelligenz gewinnt immer mehr an Bedeutung, vor allem in der öffentlichen Debatte. Sogenannte datengetriebene Systeme erschließen immer mehr Anwendungsfelder und ermöglichen neue Funktionalitäten. Die Anwendungsszenarien, die gesammelte Daten zur Wertschöpfung bringen, reichen von der Spracherkennung über die automatische Erkennung von Betrugsversuchen bis zur Vorhersage von Maschinenausfällen. Doch wo ist eine Integration von künstlicher Intelligenz eigentlich sinnvoll?
Die Eigenschaften eines Mobilfunknetzes der 5. Generation (5G), wie beispielsweise Latenzzeiten von wenigen Millisekunden und Datenübertragungsraten von bis zu 10 Gigabit pro Sekunde, erweitern das Angebot von neuartigen Technologien enorm. In diesem Zusammenhang sind Anwendungsszenarien wie autonomes Fahren, Internet of Things (IoT), Smart City oder Smart Home zu nennen. Um die Merkmale des 5G-Netzwerkes bestmöglich zu nutzen, konzipieren wir im Rahmen des 5G.NRW Competence Centers neue Ansätze des Software Engineerings.