AGenC

Ziele:

Das Projekt AGenC soll Entwicklungszyklen beim Entwurf von cyber-physischen Systemen (CPS) verkürzen und deren Betrieb sicherer sowie effektiver gestalten.

CPS nehmen einen immer größeren Stellenwert ein: Nahezu alle Anwendungsfelder der Informationstechnik von Mobilität, Logistik und Maschinenbau bis hin zur Energietechnik werden von cyber-physischen Systemen dominiert, beispielsweise Messgeräte, Sortiermaschinen oder Roboter. CPS sind vernetzte Rechnersysteme (,,cyber”), die über Sensoren und Aktuatoren direkt mit der Umwelt (,,physisch”) interagieren nach dem Prinzip Logik, Berechnung, Ausgabe.

Ziel des Projekts AGenC ist es, für CPS aus verschiedenen Anwendungsbereichen einen Werkzeugkasten mit einheitlich nutzbaren Methoden und interoperablen Technologielösungen für ihre Modellierung zu entwickeln. AGenC steht dabei für Automatische Generierung von Modellen für Prädiktion, Testen und Monitoring von cyber-physischen Systemen.

Projektgegenstand:

Die Modellerstellung für CPS ist bisher wenig automatisiert. Komplexe CPS bei Entwurf und im Betrieb zu prüfen (Testen), während des Einsatzes zu überwachen (Monitoring) oder eine Vorhersage des Systemverhaltens abzugeben (Prädiktion), ist extrem aufwendig. An dieser Stelle setzt AGenC an: Das CML entwickelt gemeinsam mit Projektpartnern ein Softwareframework mit einheitlich nutzbaren und domänenunabhängigen Methoden, um CPS datengetrieben und automatisiert modellieren zu können.

Mithilfe des zu entwickelnden Softwareframeworks will das Konsortium die Herangehensweise vereinfachen und die automatisierte Modellerstellung von CPS realisieren. Hierfür kombiniert es unterschiedliche und teils neuartige KI-Methoden, um aus (Mess-)Daten das Verhalten des CPS in verschiedenen Situationen zu erforschen. Mithilfe der so erzeugten Modelle kann es Testfälle generieren, das Systemverhalten vorhersagen sowie das System im Betrieb überwachen. Eine praktische Erprobung des zu entwickelnden Softwareframeworks findet anhand von CPS aus unterschiedlichen Domänen statt: der Intralogistik, der Hafentechnik und der Energietechnik.

Rolle des CML in AGenC:

Das CML bringt in das Projekt seine Erfahrung mit komplexen cyber-physischen hafentechnischen Systemen ein.

Im Rahmen von AGenC modellieren wir ein CPS für das Twistlock Handling beim Containerumschlag. Hierbei geht es um eine neuartige technische Lösung der Firma KALP GmbH für das automatische Einsetzen und Herausnehmen der Twistlocks beim wasserseitigen Containerumschlag.

Außerdem beteiligt sich das CML an der Entwicklung des automatisierten Testfallgenerators auf Basis des AGenC Frameworks. Die Beteiligten versprechen sich hiervon die Möglichkeit, das Energiesystem des betreffenden CPS zu optimieren und somit einen Beitrag zur Reduktion von Emissionen beim Containerumschlag zu leisten.

Projektkonsortium:

Institut für Technische Logistik der TUHH (Koordinator), Institut für eingebettete Systeme der TUHH, OFFIS e.V., VIVAVIS AG, KALP GmbH, SICK AG sowie Fraunhofer-Center für Maritime Logistik und Dienstleistungen CML

Das Projekt wird gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung und hat eine Laufzeit von Oktober 2022 bis September 2025.