Abschlussarbeit: Weiterentwicklung von VIBN-Simulationsmodellen zu digitalen Zwillingen

Die in Dresden ansässige Abteilung IIOT-Steuerungen und technische Kybernetik erarbeitet maschinennahe Methoden und Lösungen zur Umsetzung von Industrie 4.0 in engem Kontakt mit Industriepartnern, mit dem besonderen Fokus auf kognitive Produktionssysteme, digitale Zwillinge und virtuelle Inbetriebnahme.
Die virtuelle Inbetriebnahme (VIBN) hat sich als Standardwerkzeug im Engineering von Produktionsanlagen etabliert: Steuerungscode wird bereits vor der realen Inbetriebnahme an Simulationsmodellen erprobt, Fehler werden frühzeitig erkannt und Anlaufzeiten verkürzt. Die dabei entstehenden Simulationsmodelle werden nach der Inbetriebnahme jedoch meist nicht weitergenutzt – obwohl sie ein enormes Potenzial für den laufenden Betrieb bieten. Die Online-Simulation, also die Echtzeit Kopplung eines Simulationsmodells mit der realen Anlage im Betrieb, eröffnet kognitive Anwendungen wie virtuelles Sensoring, Zustandsüberwachung, prädiktive Analysen und Entscheidungsunterstützung. Bisher fehlt jedoch eine systematische Methode zur Überführung von VIBN-Modellen in betriebsbegleitende digitale Zwillinge – insbesondere hinsichtlich der Analyse verfügbarer Simulationsplattformen für diesen Einsatzzweck.   Hier sorgen Sie für Veränderung Ihre Aufgabe ist die Entwicklung und Erprobung einer systematischen Methode zur Überführung von VIBN-Simulationsmodellen in betriebsbegleitende digitale Anlagen Zwillinge (Online-Simulation). Im Fokus stehen die Analyse bestehender VIBN-Tools und Architekturen für den digitalen Anlagen Zwilling hinsichtlich ihrer Eignung für den Online-Betrieb sowie die Konzeption von Mechanismen zur VIBN-Modellüberführung  Schwerpunkte Ihrer Tätigkeit bei uns: Recherche und strukturierter Vergleich bestehender VIBN-Tools hinsichtlich Schnittstellen, Echtzeitfähigkeit, Synchronisationsmöglichkeiten und Eignung für den Online-Betrieb, Analyse bestehender Ansätze zur Online-Simulation und zu digitalen Zwillingen auf Maschinenebene sowie Ableitung offener Forschungslücken als methodische Grundlage, Entwicklung einer Methode zur strukturierten Überführung von VIBN-Modellen in Online-Simulationsumgebungen unter Berücksichtigung von Modellinitialisierung, Zustands
- und Modellsynchronisation, Konzeption und prototypische Implementierung von Synchronisationsmechanismen zur Kopplung des Simulationsmodells mit der realen Anlage (z. B. über OPC UA, MQTT oder Feldbusschnittstellen), Erprobung und Validierung der entwickelten Methode anhand eines Demonstrators in der Abteilung, strukturierte Dokumentation und Aufbereitung der Ergebnisse im Rahmen einer Abschluss
- oder Studienarbeit (Bachelor-, Master
- oder Diplomarbeit).