*** Status fertig *** --- Angabe der Prüfungsordnung (ohne Angabe: PO 2011) *** PO 2024 *** ------------------------------------------------------------------ --- --- Vorlage für Modulbeschreibungen --- --- Version: 2.0 --- --- Allgemeine Hinweise: --- --- - Kommentare beginnen mit --- und werden komplett ignoriert --- --- - Wichtige Schfüsselwörter beginnen mit *** und dürfen nicht --- verändert oder gelöscht werden!!! --- --- - Die Eingaben müssen immer in den leeren Zeilen nach *** erfolgen. --- --- - Für einen Zeilenumbruch muss eine Leerzeile eingegeben werden. --- ------------------------------------------------------------------ *** Studiengang und Semester --- --- --- Das Semester wird davor geschrieben, auch Semesterbereiche möglich --- Wenn das Modul in mehreren Studiengängen verwendet wird, werden diese --- durch Komma getrennt aufgeführt. --- 1MaII *** Modulbezeichnung --- Name laut Modulliste verwenden Industrial Cyber-Physical Systems *** Englische Modulbezeichnung Industrial Cyber-Physical Systems *** Modulsprache Englisch *** Modulkuerzel ICPS *** *** Art --- nur Alternativen: Pflichtfach, Wahlpflichtfach --- --- Beispiele: --- Pflichtfach --- Wahlpflichtfach --- Pflichtfach Vertiefung Technische Informatik --- Compulsory Subject for Industrial Cyber-Physical Systems Pflichtfach --- MaMb: ??? *** ECTS-Punkte --- nur Zahl angeben --- Beispiele: --- 5 --- 7,5 5 *** Studentische Arbeitsbelastung --- Angabe als x Stunden Kontaktzeit und y Stunden Selbststudium --- Format: x, y 60, 90 *** Voraussetzungen (laut Prüfungsordnung) --- nur Modulbezeichnungen aufführen, z.B. Java 1 *** Empfohlene Voraussetzungen --- zusätzliche Module, die nicht in Prüfungsordnung als Voraussetzung stehen --- nur Modulbezeichnungen aufführen, z.B. Java 1 Teilnahme an Modul "xxx" and Modul "xxx" *** Pruefungsform und -dauer --- Alternativen: --- Klausur 1,5 h --- Klausur 1,5h oder mündliche Prüfung --- Mündliche Prüfung --- Erstellung und Dokumentation von Rechnerprogrammen Klausur 1,5 h oder Mündliche Prüfung *** Lehrmethoden und Lernmethoden --- Alternativen: Vorlesung, Praktikum, Seminar, Studentische Arbeit --- Falls Modul aus mehreren Veranstaltungen besteht, werden diese durch --- Komma getrennt aufgeführt. Vorlesung, Seminar *** Modulverantwortlicher --- Vorname abgekürzt, keine Titel --- Beispiel: F. Rump A. W. Colombo *** Qualifikationsziele / Qualification Objectives --- Within a modular reconfigurable smart industrial environment, Industrial Cyber-Physical Systems (ICPS) manage, control and monitor physical processes, create a digital copy (cyber-shadow, digital twin (DT)) of the physical world, provide a big, sometimes very big, amount of digitalized data and information exposed in an Internet-based Communication/Information Network (I4.0, IIoT). Learning a set of technologies and architectural patterns to enable the digitalization of industrial cyber-physical systems under the DIN SPEC 91345:2016-04 (RAMI 4.0) and Industrial Internet-Reference Architecture (IIRA) standards. The students will learn (i) how to engineering ICPS, dealing with a consistent digital data and information model during the whole life cycle of an ICPS, and (ii) how to combine value chain for types and instances of ICPS in a unique model, providing the specifications of the corresponding "Digital Thread". Innerhalb einer modular rekonfigurierbaren intelligenten Industrieumgebung verwalten, steuern und überwachen Industrial Cyber-Physical Systems (ICPS) physische Prozesse, erstellen eine digitale Kopie (Cyber-Shadow, Digital Twin (DT)) der physischen Welt und stellen eine große, manchmal sehr große, manchmal sehr große, digitale Kopie (Cyber-Shadow, Digital Twin (DT)) der physischen Welt bereit Große Menge digitalisierter Daten und Informationen, die in einem internetbasierten Kommunikations-/Informationsnetzwerk (I4.0, IIoT) offengelegt werden. Erlernen einer Reihe von Technologien und Architekturmustern, um die Digitalisierung industrieller cyber-physischer Systeme gemäß den Standards DIN SPEC 91345:2016-04 (RAMI 4.0) und Industrial Internet-Reference Architecture (IIRA) zu ermöglichen. Die Studierenden lernen (i) wie man ICPS konstruiert, mit einem konsistenten digitalen Daten- und Informationsmodell während des gesamten Lebenszyklus eines ICPS umgeht und (ii) wie man die Wertschöpfungskette für Arten und Instanzen von ICPS in einem einzigartigen Modell kombiniert. Bereitstellung der Spezifikationen des entsprechenden „Digital Thread“. *** Lehrinhalte / Learning Contents --- Positioning "Things / Assets" within the DIN SPEC 91345 (3D-Reference Architecture Model for Industry 4.0 (RAMI 4.0)), the Industrial Internet Reference Architecture (IIRA) and the Smart-Grid-Reference Architecture (SGAM). Identifying "Things"/"Assets" within an IEC 62264 (ISA´95 and PERA) / IEC 61512 (ISA´88 and PWS), positioned on both Operational- and Information-Technology (OT-IT) levels of an industrial eco-system. Applying the 5 Mayer principles for Systems-of-Systems (SoS) and the standard IEC 62890, the students will learn, using examples and case studies from real industrial ICPS, the Asset´s Life Cycle with the value streams it contains. Life cycles in various dimensions that are of relevance to the engineering of ICPS in e.g. an industrial system will be studied, such as e.g.: (i) Product; (ii) Production Order; (iii) Factory: A factory also has a life cycle, it is financed, planned, constructed and recycled (A factory integrates production systems and machines from various manufacturers); and (iv) Machine: A machine is ordered, designed, commissioned, operated, serviced, converted and recycled. Positionierung von „Things / Assets“ innerhalb der DIN SPEC 91345 (3D-Referenzarchitekturmodell für Industrie 4.0 (RAMI 4.0)), der Industrial Internet Reference Architecture (IIRA) und der Smart-Grid-Referenzarchitektur (SGAM). Identifizieren von „Things / Assets -> Dingen“/„Vermögenswerten“ innerhalb einer IEC 62264 (ISA’95 und PERA) / IEC 61512 (ISA’88 und PWS) Infrastruktur, positioniert auf sowohl der Betriebs- als auch der Informationstechnologieebene (OT-IT) einer industriellen Ökosystem. Unter Anwendung der 5 Mayer-Prinzipien für Systems-of-Systems (SoS) und der Norm IEC 62890 lernen die Studierenden anhand von Beispielen und Fallstudien aus realen industriellen ICPS den Lebenszyklus des Assets mit den darin enthaltenen Wertströmen. Es werden Lebenszyklen in verschiedenen Dimensionen untersucht, die für die Entwicklung von ICPS relevant sind, wie z. B. in einem Industriesystem: (i) Produkt; (ii) Produktionsauftrag; (iii) Fabrik: Auch eine Fabrik hat einen Lebenszyklus, sie wird finanziert, geplant, gebaut und recycelt (Eine Fabrik integriert Produktionssysteme und Maschinen verschiedener Hersteller); (iv) Maschine: Eine Maschine wird bestellt, konstruiert, in Betrieb genommen, betrieben, gewartet, umgebaut und recycelt, und (v) Maschinenkomponenten. *** Literatur - DIN SPEC 91345: The Reference Architectural Model Industrie 4.0 (RAMI 4.0). ZVEI – Platform 4.0. - A Survey on Edge and Edge-Cloud Computing Assisted Cyber-Physical Systems, doi: 10.1109/TII.2021.3073066. - The Industrial Internet of Things, Reference Architecture, Industrial Internet Consortium (IIC); - IEC 62264 / IEC 61512 / IEC 62890 / PERA / SGAM (https://www.iso.org/standard/57308.html). ------------------------------------------------------------------ --- --- Hier beginnt die Aufzählung der einzelnen Lehrveranstaltungen --- des Moduls (z.B. Vorlesung und Praktikum). --- --- Falls mehrere Lehrveranstaltungen vorgesehen sind, bitte die --- entsprechenden Bereiche auskommentieren. --- ------------------------------------------------------------------ *** Titel der Lehrveranstaltung --- Beispiel: Praktikum Informationssysteme ICPS and Industry 4.0 *** Dozent --- Vorname abgekürzt, keine Titel --- Beispiel: F. Rump A. W. Colombo *** SWS --- Zahl angeben 2 *** Titel der Lehrveranstaltung ICPS Life Cycle Engineering *** Dozent A. W. Colombo *** SWS 2