Automation 2022

Produktbeschreibung

Inhalt
Vorwort  . . . . . . .1
Fertigungsautomation – Digitaler Zwilling: Vom Konzept zur Anwendung
Anwendungsfälle und Ansatz zur Erstellung des Digitalen Zwillings aus Sicht eines Komponentenherstellers . . . . . . 5

Interaktion zwischen Steuerungen auf der Basis von OPC UA FX und deren Konfiguration
durch Verwaltungsschalen . . .  . . . . . . . 19

Fertigungsautomation – Einsatz der Verwaltungsschale
Framework for bringing wireless communication into the context of Industrie 4.0 . . . . . . . . . 31

Verwaltungsschale-basierter Ansatz für die Umsetzung vonauftragsgesteuerter Produktion . . . . . .45

Verwaltungsschalen zum anlagenweiten Testen wandelbarer Produktionsanlagen . . . . . . . .59

Dienste-Design für modulare Fertigungsanlagen mit individuellen Produkten – Variantenvielfalt der Dienste . . . . 75

Prozessautomation – Safety und Integrated Engineering
Typenbasiertes Engineering für modulare Anlagen: Fallstudie zur Umsetzung eines modularen Neutralisationsprozesses . . . . . 89

Datenbasierte Überwachung von reproduzierbaren, chemischen Batchprozessen für modellbasierte Sicherheitsfunktionen . . . . . . 101

Prozessautomation – Security
Security-Entscheidungen „by Design“ in das Engineering prozesstechnischer Anlagen integrieren – Konzept der „Automation Security by Design Decisions“ . . . . . . 115

AutomationML-basierte Modellierungsansätze für ein Security-EngineeringInformationsmodell . . . . . 133

IT-Security für Automatisierungssysteme mit Ethernet-APL-Feldgeräten . . . . . . 149

Materialverfolgungsbasierter Softsensor für die Überwachung von Treibhausgasemissionen in der Prozessindustrie . . . . . 161

Prozessautomation – Advanced Control
Anforderungen aus der dynamischen Nutzung von grünem Wasserstoff in Power-to-X-Wertschöpfungsketten . . . . . 175

Steuerung und Regelung von Abwasserkanalnetzen – ein praxisgerechter Ansatz zur modell-prädiktiven Regelung. . . . . . . 187

Nonlinear Model Predictive Control: from Digital Twin to Real-World Application in Polymerization Process . . . . . . . 205

Prozessautomation – KI in der Prozessautomation
Kognitive Automations-Architektur für Cyber-Physische-Produktionssysteme (CPPS). . . . . . 219

Data Mining in der Prozesstechnik als Key-Enabler intelligenter Digitaler Zwillinge für eine datengetriebene Optimierung der Prozessführung . . . . . . . . 231

Künstliche Neuronale Netze (KNN) zur Plausibilisierung verfahrenstechnischer Prozessdaten . . . . . 245

Methoden und Synergien – Verwaltungsschale und deren Anwendung
Konzept und Realisierung für die automatisierte Erstellung von Verwaltungsschalen in Unternehmen basierend auf bestehenden Daten aus verschiedenen Informationssystemen ….. 263

Supporting Product Lifecycle Information Management and Distributed Engineering with an Integration Model . . . . . . . . . 277

Vergleichende Untersuchung der Orchestrierung modularer Anlagen in der Prozessindustrie, der Fertigungsindustrie und der produktionsnahen Logistik . . . . 289

Orchestrierung hybrider Anlagen – auf dem Weg zur Integration von PackML Komponenten in Modulare Anlagen . . . . . . . . . . 307

Selbstorganisation von Softwarekomponenten für produktive Aufgaben . . . . . . . . . . . . . . 319

Methoden und Synergien – Security
Vertrauensbasierte Integration von Geräten mittels OPC UA Device Provisioning . . . . . . . . . 329

Methoden & Synergien – Modellierung und Simulation
FAIRness in der Automatisierungstechnik am Beispiel Modellierung und Simulation . . . . . . . 343

Strukturgraph der Produktion – Ein Konzept für Prozessdatenintegration und -analyse mit Anwendungsbeispielen . . . . . 355

Konzeption eines vereinheitlichenden Energieinformationsmodells zur Integration unterschiedlicher Energieprofile. . . . . . . 371

Nachhaltigkeit in der Wasserstoffwirtschaft – Eine Methode zur Bewertung von Wasserstoff-Wertschöpfungsketten . . . . . . 387

KI & Autonome Systeme – Machine Learning in der Produktion
Chancen und Herausforderungen für Künstliche Intelligenz in kleinen und mittelständischen Unternehmen . . . . . . . . . . 399

Bring your Machine Learning Intelligence to the Edge – An Example on Edge Analytics for Cement Strength Prediction . . . . . 413

Approach to Data Pre-processing for Predictive Quality of Hydraulic Test Results in a Dynamic Manufacturing Environment . . . . . . 425

KI & Autonome Systeme – Machine Learning im Engineering
Methoden der künstlichen Intelligenz für die automatisierte Planung von modularen Produktionsprozessen . . . . . . . . . . . . . .439

Helmut-Schmidt-Universität HamburgAuf dem Weg zur Digitalisierung von R&I – Evaluierung von Few Shot Learning Techniken zur einfachen Erkennung bisher unbekannter Elemente . . . . . . 453

Digitale Zwillinge als Enabler für Agentensysteme zur Realisierung autonomer

KI & Autonome Systeme – Hitze erkennen und behandeln
Hot Spot Detection in Electrical Equipment using the Inverse Pixel Count Algorithm . . . . . . . 479

Automatisierung des manuellen Löschvorgangs bei Holzbränden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 491

KI & Autonome Systeme – Automatische Extraktion
Verwendung Neuronaler Netze zur automatisierten Analyse und Modellierung elasto-plastischer Materialeigenschaften von metallischen Zugproben. . . . . . . 505

Automatisierte Modell- und Testgenerierung aus textuellen Anforderungen . . . . . . . . . . . . 521

KI & Autonome Systeme – Datengenerierung
Eine Simulationsumgebung für flexible Cyber-Physische Produktionssysteme zur Generierung realistischer Datensätze für maschinelle Lernverfahren . . . . 533

Anwendungsoptimierte Modelladaption des Digitalen Zwillings eines modularen Produktionssystems während der Betriebsphase. . . . . . . 545

KI & Autonome Systeme – Sicherheit von KI und autonomen Systemen
Validierung von sicherheitsrelevanten KI-Systemen in der Pharmabranche. . . . . . . . . . . . . 561

Strategisches Drohnenverkehrsmanagement: Konzept für eine automatisierte Fluggenehmigung und -freigabe von Drohnenflügen. . . . . . 581

Erweiterte Risikobeurteilung für Maschinen und Betriebsmittel mit künstlicher Intelligenz . . . . . . 595

KI & Autonome Systeme – Batch Phasen Erkennung
Hidden Markov Models und Active Learning zur automatisierten Kennzeichnung von Batchphasen in der Prozessindustrie. . . . . . . . . 615

Phasenidentifikation von Batch-Prozessen durch aktives Lernen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 625

Performance Evaluation of a Campus Network emphasizing the ICT-OT-relation . . . . . . . . . 637

Industrielle Kommunikation – OPC UA in der Anwendung
Konfigurierbare Controller-Controller-Kommunikation für modulare Produktionssysteme. . . 651

Gestaltung einer Forschungsinfrastruktur für die Anwendung digitaler Werkzeuge in Cyber-Physischen Produktionssystemen . . . . . . . . 667

Sichere interoperable Maschine-zu-Maschine- Kommunikation basierend auf OPC UA Field Exchange . .  . . 679

Digitale Geschäftsmodelle – Umsetzungsansätze für digitale Geschäftsmodelle
Stärkung der Cyber-Resilienz in KMU . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 691

Prognostizierte Energieverbräuche durch Deep Learning als Basis zur Integration in ein Smart Grid am Beispiel des Flughafen Köln Bonn . . . . . . 703

Verbesserte Workflow-Prozesse in der Gebäudetechnik und Gebäudeautomation im Kontext der Transformationspfade Energiewende und Digitalisierung . . . . . . . 715

Prototypische Implementierung von Capability- und Feasibility-Checks in I4.0-Verwaltungsschalen der technischen Gebäudeausrüstung  . . . 729

Keywords: Fertigungsautomation, digitaler Zwilling, Prozessautomation, KI, Modellierung, Simulation, autonome Systeme, industrielle Kommunikation, Gebäudeautomation, Process automation, IT-Security, Safety and integratetd Engineering, digital plant, sustainability, advanced control, KI, machine learning