Beschreibung
Die zunehmende Digitalisierung von Produkten sowie die Fortschritte in der modernen Informations- und Kommunikationstechnologie ermöglichen die Herstellung intelligenter, vernetzter Produkte mit internetbasierten Dienstleistungen. Die technologischen Grundlagen bilden cyber-physische Systeme (CPS) und deren Kommunikation über Internettechnologien. Durch die Integration von Kommunikationsfähigkeiten in cyber-physische Systemkomponenten (Aktoren, Sensoren und Kommunikationsschnittstellen) werden diese zu proaktiven Teilnehmern der Kommunikation. Dies bildet eine wichtige Grundlage für das autonome Handeln von CPS in der Produktentstehung und -nutzung. In der Entwicklungsmethodik werden jedoch die internetbasierte Vernetzung und Kommunikation der CPS-Komponenten bisher zu wenig berücksichtigt. Das in der vorliegenden Dissertation entwickelte TASK-Modell ermöglicht die Auslegung und Simulation der internetbasierten CPS-Kommunikation in den frühen Phasen des Entwicklungsprozesses. Die CPS-Komponenten erhalten über die TASK-Elemente (Tag, Aktor, Sensor und Kommunikation) eine individuelle digitale Repräsentation, welche die Operationalisierung ihrer Kommunikationsfähigkeiten für die CPS-Kommunikation gestattet. Die produktübergreifende Vernetzung der CPS-Komponenten erfolgt in einem ereignisbasierten Publish/Subscribe-System, das eine flexible n:m-Kommunikation mit einer Entkopplung der CPS-Komponenten hinsichtlich Zeit, Raum und Synchronisation in verteilten Systemen erlaubt. Mit dem TASKModell werden die methodischen Grundlagen und die informationstechnischen Datenstrukturen für die virtuelle Absicherung der CPSKommunikation geschaffen. Es erweitert die Methodik des Model Based Systems Engineerings im Sinne des V Modells mit Fokus auf der Modellbildung und analyse sowie der Eigenschaftsabsicherung für die internetbasierte CPSKommunikation. Die vorliegende Dissertation leistet somit einen wichtigen Beitrag für die Entwicklung intelligenter, vernetzter Produkte.
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