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KOARCH - Kognitive Architektur für Cyber- physische Produktionssysteme und Industrie 4.0. Schlussbericht

Abstract

Die steigende Komplexität der Produktionssysteme, insbesondere im Maschinenbau, führt zu einer Belastung für Automatisierer und Anlagenbauer. Um dieser Belastung entgegenzuwirken, bietet Industrie 4.0 mit Cyber-physischen Systemen und intelligenten Automatisierungssystemen eine Lösung. Dabei wird menschliches Expertenwissen in die Automatisierung verlagert, indem Ziele deklarativ formuliert werden, anstatt prozedurale Handlungsabläufe zu beschreiben. Dieser Ansatz ermöglicht es intelligenten Systemen, ausreichenden Handlungsspielraum zu haben und den menschlichen Aufwand bei der Optimierung, Inbetriebnahme und Anlagenumbau zu reduzieren. Um intelligente Automation umzusetzen, werden neue Automatisierungstechniken und Software-Services benötigt, die verschiedene Methoden wie maschinelles Lernen, Condition-Monitoring und Diagnose-Algorithmen sowie Optimierungsverfahren nutzen. Derzeit werden diese Services unabhängig voneinander implementiert und die Schnittstellen sind oft proprietär, was den Austausch von Daten, Modellen und Ergebnissen erschwert. Dennoch strebt Industrie 4.0 die Zusammenarbeit von Geräten und Komponenten unterschiedlicher Hersteller an. Als ein Lösungsansatz wurde in diesem Projekt eine kognitive Referenzarchitektur entwickelt, welche die genannten Punkte adressiert.

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KOARCH - Kognitive Architektur für Cyber- physische Produktionssysteme und Industrie 4.0. Schlussbericht

Author: Bartz-Beielstein, Thomas,Schulz, Richard
Year: 2023
DOI: 10.57684/COS-1143
Source: https://cos.bibl.th-koeln.de/files/1143/KOARCH_AbschlussberichtFINAL.pdf
CIplus
Band 1/2023
KOARCH - Kogni i e A chi ek u ü Cybe -
physische P oduk ionssys eme und
Indus ie 4.0
Thomas Ba z-Beiels ein
Richa d Schulz
II
Danksagung und E klä ung
III
Wissenscha liche Abschlussbe ich
zum BMBF-Fo schungs o haben:
„KOARCH - Kogni i e A chi ek u ü Cybe -physische P oduk ionssys eme und
Indus ie 4.0“
Im Rahmen de BMBF-Fö de bekann machung „Ingenieu Nachwuchs – Koope a i e
P omo ion“
Fö de kennzeichen: 13FH007IB6
P ojek lau zei : 01.01.2018 – 31.12.2022
Technische Hochschule Köln – Campus Gumme sbach
Fakul ä ü In o ma ik und Ingenieu wissenscha en
IDE+A - Ins i u ü Da a Science, Enginee ing, and Analy ics
S einmülle allee 1
51643 Gumme sbach
Ge ö de om: Bundesminis e ium ü Bildung und Fo schung (BMBF)
P ojek äge : VDI Technologiezen um GmbH
VDI-Pla z 1
40468 Düsseldo
Ve ass on: Richa d Schulz, M. Sc. P o . D . Thomas Ba z-Beiels ein
(Fo schungskoo dina o ) (P ojek lei e )
Gumme sbach, 28.06.2023
Danksagung und E klä ung
IV
Danksagung und E klä ung
Die Au o en und die Technische Hochschule Köln möch en sich bei dem Fö de geldge-
be BMBF ü das en gegengeb ach e Ve auen bedanken. Wi möch en auch den Pa -
ne i men Telekom Inno a ion Labo a o ies, Telexiom AG und OPITZ Consul ing
Deu schland GmbH ü die kons uk i e Zusammena bei danken. Ebenso gil unse
Dank dem inIT und de Technischen Hochschule Os wes alen-Lippe ü die Zusammen-
a bei in Bezug au die kogni i e Re e enza chi ek u und die Be ei s ellung de Demons-
a o en in de en Sma Fac o yOWL.
Es is zu beach en, dass das BMBF keine Gewäh ü die Rich igkei , Genauigkei und
Volls ändigkei de Angaben übe nimm , sowie ü die Beach ung p i a e Rech e D i e .
Die Au o en sind e an wo lich ü den Inhal diese Ve ö en lichung.
Inhal
V
Inhal
Danksagung und E klä ung ...................................................................................... IV
Tabellen e zeichnis ................................................................................................... VI
Abbildungs e zeichnis ............................................................................................. VII
1 Ku ze Da s ellung ................................................................................................ 1
1.1 Au gabens ellung ................................................................................................... 1
1.2 Vo ausse zungen, un e denen das Vo haben du chge üh wu de ...................... 2
1.3 Planung und Ablau des Vo habens ...................................................................... 2
1.4 Wissenscha liche und echnische S and ............................................................ 4
1.5 Zusammena bei mi ande en S ellen ................................................................... 5
2 Eingehende Da s ellung ..................................................................................... 6
2.1 Ve wendung de Zuwendung und P ojek e gebnisse ........................................... 6
2.1.1 A bei sschwe punk e de einzelnen A bei spake e ...................................... 6
2.1.2 E gebnisse de wissenscha lich- echnischen Un e suchungen und wich ige
Ve ah enswei e en wicklungen ................................................................... 10
2.2 Wich igs e Posi ionen des zahlenmäßigen Nachweises ..................................... 13
2.3 No wendigkei und Angemessenhei de geleis e en A bei ................................ 13
2.4 Vo aussich liche Nu zen, insbesonde e Ve we ba kei de E gebnisse ............ 14
2.5 Wäh end des Vo habens bekann gewo dene Fo sch i e ande e S ellen ........ 14
2.6 Gesam einschä zung übe den Fo gang de FE-A bei en des Ve bund o habens
und die Koope a ion des Ve bundes ................................................................... 15
2.7 E olg e ode geplan e Ve ö en lichungen de E gebnisse ................................. 15
Li e a u e zeichnis .................................................................................................. 18

VI
Tabellen e zeichnis
Tabelle 1: A bei spake e des P ojek es ....................................................................... 3
Tabelle 2: Ve ö en lichungen .................................................................................... 15
Abbildungs e zeichnis
VII
Abbildungs e zeichnis
Abbildung 1: A chi ek u en und iden i izie e Fo schungsbeda [37] ....................... 11
Abbildung 2: Kogni i e Re e enza chi ek u (CAAI) ................................................... 12
Abbildung 3: Deploymen in Kube ne es ................................................................... 13
Ku ze Da s ellung
1
1 Ku ze Da s ellung
1.1 Au gabens ellung
In den le z en Jah en is die Komplexi ä de P oduk ionssys eme au g und des globalen
We bewe bs und de zunehmenden P oduk komplexi ä s a k anges iegen. Insbeson-
de e im Maschinenbau ha die So wa een wicklung einen g oßen An eil an diese En -
wicklung übe nommen. Diese wachsende Komplexi ä s ell eine He aus o de ung ü
Au oma isie e , Sys emingenieu e und Anlagenbaue da . Indus ie 4.0, Cybe -physi-
sche Sys eme (CPS) und in elligen e Au oma isie ungssys eme bie en eine mögliche Lö-
sung ü diese wachsende Belas ung, indem menschliches Expe enwissen in die Au o-
ma isie ung in eg ie wi d.
Im Gegensa z zum adi ionellen p ozedu alen Ansa z in de klassischen Au oma ion o -
mulie de Expe e lediglich seine Ziele, wie zum Beispiel die Besch eibung des End-
p oduk s, de Du chsa zziele ode des maximalen Ene gie e b auchs. Das Wissen be-
zieh sich au die Besch eibung diese Ziele du ch Aussagesä ze ans a au die Be-
sch eibung on Sch i en, um diese Ziele zu e eichen. Mi ande en Wo en, das Wissen
wi d dekla a i s a p ozedu al o mulie . Diese neue Ansa z e möglich es in elligen en
Sys emen, aus eichend Handlungsspiel aum zu Umse zung de Ziel o gaben zu ha-
ben, einschließlich Anpassung und Op imie ung. Dadu ch wi d de menschliche Au -
wand in de Au oma isie ung, beispielsweise bei de Op imie ung, Inbe iebnahme und
beim Anlagenumbau, eduzie .
Um eine solche in elligen e Au oma ion umzuse zen, sind neue Au oma isie ungs echni-
ken und insbesonde e neue So wa e-Se ices e o de lich, die diese Me hoden un e -
s ü zen. Dazu gehö en un e ande em Me hoden des maschinellen Le nens, Condi ion-
Moni o ing- und Diagnose-Algo i hmen sowie Op imie ungs e ah en. De zei we den
diese neuen So wa e-Se ices im Rahmen on Indus ie 4.0-Ansä zen unabhängig on-
einande on e schiedenen Pa ne n implemen ie . Die Schni s ellen sind p op ie ä ,
sodass no wendige Da en, Modelle und E gebnisse nich ohne zusä zlichen Au wand
ausge ausch we den können. Dennoch soll es möglich sein, dass Ge ä e und Kompo-
nen en un e schiedliche He s elle in de Indus ie 4.0 zusammena bei en können.
Im Rahmen des P ojek s wu den echnologische und p oduk ions echnische Schwe -
punk e bea bei e . Das Ins i u ü Da a Science, Enginee ing, and Analy ics (IDE+A) wa
ü die olgenden, p axis ele an en Inhal e e an wo lich:
- Algo i hmenen wu und -implemen ie ung
- En wicklung eine Big Da a Pla o m un e Be ücksich igung on Indus ie 4.0
S anda ds
- Ein ich ung des Big Da a Labs
- Konzep ionelle En wicklung eine Re e enza chi ek u ü in elligen e Au oma ion
im Um eld on Indus ie 4.0
2
1.2 Vo ausse zungen, un e denen das Vo haben du chge üh wu de
U sp ünglich wa die P ojek lau zei ü einen Zei aum on 36 Mona en geplan , und
zwa om 01.01.2018 bis zum 31.12.2021. Au g und de Co ona-Pandemie und dem
Wechsel de P ojek lei ung on He n P o . Niggemann zu He n P o . Henning T sek
am 01.04.2021 wu de die P ojek lau zei um wei e e 12 Mona e bis zum 31.12.2022 e -
länge , wobei diese Ve länge ung keine Auswi kungen au die inanzielle Fö de ung
ha e.
Insgesam wa en d ei Indus iepa ne und ie Pa ne aus Hochschulen und Fo -
schungsein ich ungen an dem P ojek be eilig . Die Gesam p ojek koo dina ion wu de
om inIT de Technischen Hochschule Os wes alen-Lippe (TH OWL) übe nommen und
die Teilp ojek lei ung om IDE+A (Ins i u ü Da a Science, Enginee ing, and Analy ics)
de Technische Hochschule Köln (TH Köln).
1.3 Planung und Ablau des Vo habens
Das Gesam p ojek bes and aus insgesam ün A bei spake en, wobei ie da on du ch
die Technische Hochschule Köln mi bea bei e wu den. Ein Schwe punk (zwei es A -
bei spake ) s ell e de En wu und die Implemen ie ung on Algo i hmen da . Hie bei
wu den o allem Reche chen, En wü e, Implemen ie ungen und E wei e ungen on Al-
go i hmen du chge üh . Auße dem wu de all dies mi den ak uellen Indus ie 4.0-S an-
da ds abgeglichen.
Ein wei e e Schwe punk lag au de Big-Da a Pla o m (d i es A bei spake ). Hie
wu de neben de dazugehö igen Reche che und Implemen ie ung o allem das Kon-
zep und die Umse zung eine e eil en A chi ek u o ange ieben. Auch hie wu den
die ak uellen Indus ie 4.0-S anda ds be ücksich ig .
Das ie e A bei spake beschä ig e sich mi de E alua ion de in den o he igen A -
bei spake en en wickel en Lösungen. Unse Fokus lag dabei au de Ve i ika ion de e -
a bei e en Da ens uk u en, indem de en Funk ionali ä und Plausibili ä aus üh lich ge-
es e wu de. Im Anschluss e olg en p ak ische Tes s, wo ü Ha dwa e, Algo i hmen und
Big-Da a-Pla o m e knüp wu den.
Im ün en A bei spake soll e die Anwendba kei de en wickel en Konzep e und Fo ma-
lismen ü un e schiedliche B anchen und Un e nehmen gep ü we den.
Die en wickel en Konzep e und Fo malismen wu den de P oduk ionsb anche au na io-
nalen und eu opäischen Ve ans al ungen o ges ell . Als he aus agendes E gebnis des
P ojek s is die e olg eiche Du ch üh ung on d ei P omo ionen zu e wähnen.
Eingehende Da s ellung
9
IT-In as uk u en zu e möglichen, wu de au quell-o ene S anda ds und F ame-
wo ks de Cloud Na i e Compu ing Founda ion (z. B. Kube ne es) und de Apache
So wa e Founda ion (z. B. Ka ka und AVRO) gese z . Du ch die Umse zung in Ku-
be ne es e möglichen wi eine e eil e Ve a bei ung de Da en und e möglichen es
dem kogni i en Modul, selbs s ändig neue Machine Lea ning Algo i hmen au de
Pla o m zu ins anziie en und aus den Resul a en zu le nen. Die E gebnisse diese
A bei wu den gemeinsam mi de A bei sg uppe aus Lemgo in eine P e-P in -Pub-
lika ion au A xi e ö en lich [34].
2.1.1.3 AP 4 - E alua ion in Sma Fac o yOWL und Big Da a Lab
AP 4.2 - Ve i ika ion de S anda ds im Big Da a Lab
Die A bei en am A bei spake 4.2 konn en Ende 2021 abgeschlossen we den. Es
wu de o allem un e such , inwie e n sich die Algo i hmen ü den Einsa z in de
Big Da a Pla o m eignen. Ein Algo i hmus wu de ü das kogni i e Modul en wi-
ckel , um iel e sp echende Kandida en aus den e ügba en Algo i hmen auszu-
wählen. Diese Kandida en wu den anhand gene ie e Tes unk ionen e aluie , um
einen Algo i hmus ü zukün ige P oduk ionszyklen auszuwählen. Die Un e su-
chung mi meh e en Algo i hmen un e schiedliche Komplexi ä e möglich e Rück-
schlüsse au die Übe agba kei de E gebnisse on den Tes unk ionen au den
ealen Anwendungs all.
Die anschließende Implemen ie ung im Big Da a Lab basie e au den o he e a -
bei e en Lösungen. De Schwe punk des Anpassungsbeda s lag au de dynami-
schen O ches ie ung einzelne Module, um den Be ieb de Big Da a Pla o m zu
gewäh leis en und e schiedene geeigne e Algo i hmen in einem Benchma k au
Simula ionsda en zu Lau zei anzuwenden und zu e gleichen. Die Cogni ion-Kom-
ponen e wähl e und o ches ie e die Kandida en-Algo i hmen aus und se z e den
esul ie enden Algo i hmus au die Ziel unk ion an.
Um eine sinn olle Auswahl de Algo i hmen gemäß de zu Lau zei e ügba en
Ressou cen au dem e wende en Sys em zu e en, spiel das Algo i hmen-Po -
olio eine en scheidende Rolle. Unse Ansa z sieh die Implemen ie ung eines Po -
olios mi hohe Di e si ä o , welches Algo i hmen aus e schiedenen Algo i h-
men-Familien en häl [35]. Dennoch kann es ü spezielle P obleme no wendig sein,
Anpassungen am Po olio o zunehmen, beispielsweise du ch das Hinzu ügen ge-
eigne e Algo i hmen. Dabei kann Expe enwissen genu z we den, um die E izienz
de Lösung zu s eige n, indem ungeeigne e ode bekann e ine izien e Algo i hmen
deak i ie we den. Dadu ch wi d de Such aum de Cogni ion-Komponen e en -
sp echend e kleine .
Die Beispielimplemen ie ung und die Da en aus den Expe imen en sind im KO-
ARCH Gi Hub Reposi o y e ügba [36].
AP 4.3 - Klä ung de Anwendba kei anhand un e schiedliche Demons a o en
Das A bei spake 4.3 wu de An ang 2022 abgeschlossen. De Fokus lag dabei au
de Un e suchung de Anpassba kei und Anwendba kei de A chi ek u au neue

10
P oblems ellungen. Es wu de dami begonnen, e schiedene Op imie ungsalgo i h-
men zu un e suchen, um ein besse es Ve s ändnis ü de en Eigenscha en in Be-
zug au das P oblem zu gewinnen. Dies e besse e die Anpassba kei de A chi-
ek u .
2.1.1.4 AP 5 - Indi idualisie ung bei e schiedenen Kunden
AP 5.1 - Klä ung de Anwendba kei ü un e schiedliche B anchen und Fi men
Au g und on He aus o de ungen wie de COVID-19 Pandemie und eine hohen
Fluk ua ion im Team (alle d ei Haup en wickle des CAAI-P ojek s haben das P o-
jek e lassen), wu de die Zielse zung on A bei spake 5 angepass . Das Haup au-
genme k lag nun da au , die E ah ungen mi Implemen ie ungsp oblemen de
CAAI-Pla o m in ande en B anchen und Anwendungen zusammenzu assen, um
kon inuie liche Ve besse ungen o zunehmen. Zusä zlich wu de ein k i isches Re-
iew-Pape e s ell , welches po enzielle Ve besse ungsmöglichkei en ü die Pla -
o m au zeig und in die zukün ige En wicklung ein ließ . Da übe hinaus wu den
die Vo - und Nach eile de CAAI-A chi ek u in KOARCH disku ie . Das Pape soll
in Kü ze e ö en lich we den.
2.1.2 E gebnisse de wissenscha lich- echnischen Un e suchungen und wich-
ige Ve ah enswei e en wicklungen
Im Rahmen des P ojek s wu den sowohl bes ehende A chi ek u en als auch neue An-
sä ze anhand ausgewähl e Anwendungs älle bewe e . Diese Anwendungs älle dien en
als G undlage, um die Eignung o handene A chi ek u en zu analysie en und Schwach-
s ellen au zudecken. Dabei wu den sowohl allgemeine An o de ungen an eine kogni i e
A chi ek u ü cybe -physische P oduk ionssys eme (CPPS) als auch spezi ische An o -
de ungen ü jeden einzelnen Anwendungs all de inie . Sowohl A chi ek u en aus dem
Be eich de Au oma isie ungs echnik wie RAMI4.0 und die 5C-A chi ek u als auch kog-
ni i e A chi ek u en aus de Kogni ionspsychologie wie Soa und ACT-R wu den be ach-
e . Die A chi ek u en wu den hinsich lich ih es Abs ak ionsg ades und ih e Gene ali-
sie ba kei analysie . Die E gebnisse zeig en, dass eine Kombina ion beide A chi ek-
u ypen e o de lich is , um sowohl den kogni i en Aspek als auch den Aspek de Au-
oma isie ung angemessen abzudecken. Abbildung 1 e anschaulich die E gebnisse
de A chi ek u analyse sowie den e mi el en Fo schungsbeda .
Eingehende Da s ellung
11
Abbildung 1: A chi ek u en und iden i izie e Fo schungsbeda [37]
In enge Zusammena bei mi den Indus iepa ne n elexiom AG und OPITZ Consul ing
wu den passende Anwendungs älle ausgewähl , die als Ausgangspunk ü die wei e en
A bei en dien en. Es wu de beschlossen, On ologien als Fo malismus zu e wenden, um
die benö ig en In o ma ionen au dekla a i e Weise zu besch eiben. Diese En scheidung
e möglich e eine p äzise und s uk u ie e E assung de ele an en In o ma ionen im
Rahmen des P ojek s.
Basie end au den o he igen E kenn nissen wu de eine kogni i e Re e enza chi ek u
(Cogni i e A chi ec u e o A i icial In elligence - CAAI) en wickel , die im wei e en Ve -
lau des P ojek s p o o ypisch umgese z wu de (siehe Abbildung 2). Die A chi ek u
wu de modula au gebau , was es Ge ä ehe s elle n e möglich , o handene So wa e-
se ices di ek zu nu zen und ih en Kunden einen Meh we zu bie en. Soll en keine pas-
senden So wa emodule e ügba sein, haben die Ge ä ehe s elle die Möglichkei , ei-
gene Module au Basis de kogni i en A chi ek u zu en wickeln und anzubie en. Fü
jeden neuen Se ice müssen die Eigenscha en und Pa ame e einmalig in de Wissens-
basis angegeben we den, um eine eibungslose In eg a ion zu gewäh leis en.
12
Abbildung 2: Kogni i e Re e enza chi ek u (CAAI)
Fü die e s e E aluie ung wu de das Ve sa ile P oduc ion Sys em (VPS) e wende . Das
VPS is eine modula e Fe igungsanlage in de Sma Fac o yOWL, die e schiedene
P oduk ionssch i e du chläu , da un e die Anlie e ung, den T anspo und die Ab üllung
des P oduk ionsma e ials sowie die He s ellung on Ve packungsma e ial aus Mais. Im
Anwendungs all "Online P ozessop imie ung" müssen im Gegensa z zu he kömmlichen
Ba ch e a bei ung die Da en wäh end de P oduk ion online e ass und e a bei e we -
den.
In diesem Zusammenhang wu de ein Anwendungs all aus dem Be eich de P ozessop-
imie ung ausgewähl : die da enge iebene Op imie ung de P ozesspa ame e . Es wu -
den Da en wäh end de P oduk ion mi e schiedenen Ma e ialquali ä en und un e -
schiedlichen Maschineneins ellungen e ass , um die E aluie ung o e s o line mi den
on uns en wickel en Algo i hmen du chzu üh en. Hie bei konn en wi die Algo i hmen
au de p o o ypisch implemen ie en A chi ek u im BigDa a Lab des IDE+A es en. Die
E gebnisse diese Tes s dienen als G undlage ü die Disse a ion on And eas Fisch-
bach, die o aussich lich im Juli 2023 abgeschlossen sein wi d.
Die CAAI nu z Kube ne es ü die O ches ie ung on So wa ese ices. Vo he ige Re-
che chen haben gezeig , dass in e schiedenen P ojek en gu e E ah ungen dami
Eingehende Da s ellung
13
gesammel wu den. Kube ne es e möglich ein dekla a i es Clus e managemen , bei
dem de Benu ze den gewünsch en Zus and de Anwendung spezi izie und de Ku-
be ne es-Con olle die e o de lichen Maßnahmen e g ei , um diesen Zus and zu e ei-
chen. Die Anwendung wi d aus e schiedenen Baus einen e s ell , was gu zum modu-
la en Ansa z de CAAI-A chi ek u pass . De kleins e Baus ein in Kube ne es is ein Pod,
de einen ode meh e e Anwendungscon aine und op ional ein Volume ü die Da en-
speiche ung en häl . De Lebenszyklus diese Pods wi d übe ein sogenann es Deploy-
men ges eue . Abbildung 3 e anschaulich den Au bau diese Kube ne es-S uk u .
Abbildung 3: Deploymen in Kube ne es
Im Rahmen des A bei spake s 5 wu de anges eb , die E gebnisse des P ojek s in die
Indus ie zu übe agen. Zu Beginn wu den gemeinsam mi den Indus iepa ne n An o -
de ungsde ini ionen e s ell und wäh end de P ojek lau zei egelmäßige Mee ings ab-
gehal en, um den Fo sch i zu besp echen. Schließlich wu de e einba , dass die A -
chi ek u zunächs im Fo schungsbe eich wei e ge es e we den soll e, be o sie di ek
in den p oduk i en Be ieb in eg ie wi d. Aus diesem G und wu de im IDE+A eine de-
aillie e Analyse de bishe igen CAAI-A chi ek u du chge üh , beglei e on einem en -
sp echenden Re iew. Im inIT wu de ein wei e e Anwendungs all de inie , um die A chi-
ek u wei e zu es en.
Zum Abschluss des P ojek s wu de eine wissenscha liche Un e suchung du chge üh ,
in de die Vo - und Nach eile de CAAI-A chi ek u in KOARCH disku ie we den. Un e
de Fede üh ung de TH Köln is geplan , dass dieses Pape in nahe Zukun e ö en -
lich wi d.
2.2 Wich igs e Posi ionen des zahlenmäßigen Nachweises
Die Au wendungen und de Kos en ahmen wu den g öß en eils eingehal en, jedoch gab
es Abweichungen inne halb de einzelnen Posi ionen. Die g öß e Di e enz wu de in de
Posi ion 817 (Beschä ig e E1-E11) es ges ell . Nähe e Einzelhei en dazu inden Sie im
zahlenmäßigen Nachweis.
2.3 No wendigkei und Angemessenhei de geleis e en A bei
Die geleis e e A bei im Rahmen des P ojek s wa on g oße Bedeu ung, um das Po-
enzial eine kogni i en Re e enza chi ek u ü Inno a ionen nachzuweisen. Angesich s
de s eigenden Komplexi ä on P oduk ionssys emen au g und des globalen We be-
we bs und de zunehmenden P oduk komplexi ä sowie des wachsenden An eils de
So wa een wicklung wu de deu lich, dass eine En las ung on Au oma isie e n, Sys-
emingenieu en und Anlagenbaue n e o de lich is . Du ch den Einsa z on So wa e-
14
Se ices und einen dekla a i en Ansa z zu Fo mulie ung on Wissen kann die Belas-
ung e heblich eduzie we den. Die im Rahmen des P ojek s en wickel e kogni i e Re-
e enza chi ek u (CAAI) bie e all diese Möglichkei en und e möglich es Ge ä ehe s el-
le n, einzelne So wa e-Se ices di ek zu nu zen und po enziellen Kunden einen Meh -
we zu bie en.
Die P ojek e gebnisse konn en nu du ch die Zusammena bei eines Konso iums bes e-
hend aus Fo schungspa ne n und mi els ändischen Indus iepa ne n e ziel we den.
Die TH Köln und das IDE+A b ach en dabei die In e essen und Kompe enzen im Be eich
de Algo i hmenen wicklung, Da a Science und Op imie ungs e ah en ein.
Die o geleg en E gebnisse wä en ohne die Fö de ung nich möglich gewesen. De Um-
ang de geleis e en A bei wi d du ch die P äsen a ionen au wissenscha lichen Kon e-
enzen, die lau ende Be ich e s a ung, die Zwischenbe ich e und die ak i e Teilnahme
an den P ojek e en deu lich.
2.4 Vo aussich liche Nu zen, insbesonde e Ve we ba kei de
E gebnisse
In diesem Abschni we den die Punk e des Ve we ungsplans behandel :
1. Im Ve lau des P ojek s wu den An o de ungen gemeinsam mi den Indus ie-
pa ne n e a bei e und in egelmäßigen Mee ings Anwendungs älle und ande e
ele an e Themen disku ie . Ak uell gib es noch keinen di ek en indus iellen
Einsa z de P ojek e gebnisse, abe dies is ü die Zukun du chaus möglich.
Im Fo schungsum eld haben die P o o ypen de A chi ek u be ei s Vo eile ge-
genübe he kömmlichen Ansä zen gezeig .
2. Die P ojek e gebnisse aus dem Be eich Algo i hmenen wicklung wu den on
P o . Ba z-Beiels ein im Ins i u IDE+A im Leh - und Fo schungsbe ieb einge-
se z . Zudem wu den an de TH Köln du ch das P ojek zwei Bachelo a bei en,
zwei Mas e a bei en, eine be ei s abgeschlossene P omo ion und eine P omo-
ion, die o aussich lich im Juli 2023 abgeschlossen wi d, e möglich .
3. Es is geplan , die P ojek e gebnisse in zukün igen Fo schungsp ojek en wei-
e zu e wenden und wei e zuen wickeln.
4. Die P ojek e gebnisse wu den in enommie en Fachzei sch i en e ö en lich
und au zahl eichen Kon e enzen p äsen ie (siehe 2.7 „E olg e ode geplan e
Ve ö en lichungen de E gebnisse“).
2.5 Wäh end des Vo habens bekann gewo dene Fo sch i e ande e
S ellen
Es is keine e gleichba e kogni i e Re e enza chi ek u bekann gewo den.

Eingehende Da s ellung
15
2.6 Gesam einschä zung übe den Fo gang de FE-A bei en des
Ve bund o habens und die Koope a ion des Ve bundes
Die Zusammena bei zwischen den einzelnen Pa ne n im P ojek wa s e s seh gu . Es
anden egelmäßige Gesam e en s a , bei denen alle P ojek pa ne e e en wa en
und ak i an den Diskussionen eilnahmen. Zusä zlich gab es wöchen liche Abs im-
mungsmee ings zwischen de TH Köln und de TH OWL, in denen de aillie übe den
jeweiligen P ojek s and be ich e wu de. Diese enge Zusammena bei und de egelmä-
ßige Aus ausch e möglich en es, das au gebau e Wissen auch wäh end pe sonelle Ve -
ände ungen im P ojek eam wei e zugeben und auszubauen. Das Team konn e somi
on einem eibungslosen Wissens ans e p o i ie en. Besonde s zwischen den Pa ne n
TH Köln und TH OWL bes eh die Absich , auch in zukün igen Fo schungsp ojek en
wei e hin zusammenzua bei en.
2.7 E olg e ode geplan e Ve ö en lichungen de E gebnisse
Die E gebnisse wu den au Fachkon e enzen in den Jah en 2018, 2019, 2020 und 2021
p äsen ie . Zusä zlich en s anden im P ojek zei aum on Sei en de TH Köln zwei Ba-
chelo a bei en, zwei Mas e a bei en und eine Disse a ion, wobei eine wei e e Disse a-
ion im Juli 2023 o aussich lich abgeschlossen wi d.
Tabelle 2: Ve ö en lichungen
2019
[Bun 19a] A. Bun e, A. Fischbach, J. S ohschein, T. Ba z-Beiels ein, H. Faesko n-
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