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01920 Seminar Informatik-Anwendungen, Methoden und Technologien für die Industrie 4.0 im Wintersemester 2022/2023 |
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Das Semester dieser Veranstaltung ist beendet. |
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grundlegende Überarbeitung: Wintersemester 2022/2023 |
Umfang: 5.0 ECTS |
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nächster geplanter Einsatz: Sommersemester 2023 |
Versionen |
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Autorinnen und Autoren |
Teilnahmevoraussetzungen |
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Beschreibung |
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Beschreibung |
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KursbeschreibungDas Seminar befasst sich mit Anwendungen, Methoden und Technologien der Informatik in Bezug auf die Anwendungsdomäne Industrie 4.0. Reale und virtuelle Welt, Industrie und Informatik wachsen weiter eng zusammen. Die Industrie 4.0 und die Digitalisierung stellen neue Herausforderungen an intelligente Informationssysteme. Die Seminarteilnehmer sollen das technisch-wissenschaftliche Arbeiten unter Beweis stellen und dabei eigenständig und unter den Aspekten der Informatik insbesondere ausgewählte Themen wie Data Analytics, Cyber-physische Systeme, Informationssicherheit, Machine Learning und Predictive Analytics für die Domäne der Industrie 4.0, mit zugehörigen Smart Factories und Smart Production Environ¬ments recherchieren, analysieren und dafür Konzepte sowie beispielhafte Entwürfe für Archi¬tekturen sowie für die Kodierung von Wissensrepräsentation und Datenstrukturen für Industrie 4.0 erarbeiten. Die Informatik nimmt dabei das Bindeglied zwischen klassischer Business Information Technology (BIT) und der Information Technologie an den Produktions¬standorten (sog. Operational Production Technology, OPT), mit speziellen Anforderungen an informations-technische Systeme, wie z. B. die Sensordatenerfassung, Echt¬zeitfähigkeit, Robust¬heit und Security ein. Die Integrationspotentiale von BIT & OPT aus Sicht der Informa¬tions¬systeme für industrielle Anwendungen sollen im Seminar erarbeitet werden und sich in der zugehörigen technisch-wissenschaftlichen Ausarbeitung anhand von Modellen, Architektur¬entwürfen und Kodierungsbeispielen für Wissensrepräsentationen schriftlich niedergelegt wieder¬finden. So spielen neben der Erfassung des State-of-the-Arts zu den verschiedenen relevanten Themen-gebieten mögliche Informationssystem-Anwendungen und der dabei erzielte Nutzen sowie die Gewinnung und Dokumentation neuer konzeptioneller und technischer Erkenntnisse eine wichtige Rolle. Darüber hinaus werden immer häufiger für technisch-wissenschaftliche Vor-haben die Berücksichtigung von Datenmanagement-Standards und ein integriertes Daten-manage¬ment gefordert. Neben geeigneten semantischen Wissensrepräsentationen und integrativen Sichtweisen können auch Ansätze, Methoden und Implementierungen zur Daten-erfassung und Datenintegration übergreifend zu den Forschungsbereichen Informatik und Industrie 4.0 erarbeitet werden. In diesem Seminar treten häufig die Begriffe „intelligent“, „smart“, „wissensbasiert“, „knowledge-based“ auf. Zu einem einheitlichen Verständnis setzen wir diese Begriffe gleich mit maschinenlesbarer und weiterverarbeitbarer „Semantik“, wie in den Semantic Web-Sprachen, z. B. dem Ressource Description Framework (RDF), dem Ressource Description Framework-Schema (abgekürzt als RDFS, RDF(S), RDF-S, oder RDF/S) und der Web Ontology Language (OWL) des W3C standardisiert. Insbesondere sind verwendete Ressourcen wie z. B. Prozesse, Objekte, Klassen, Personen, Services, Dienste, Methoden, Funktionen, Maschinen, Verwaltungsschalen, Daten/Information/Wissen, Werkzeuge seman-tisch mit den Semantic Web-Sprachen formal zu beschreiben. Auch sollen digitale und semantische Modelle, sogenannte digitale Zwillinge zu Ressourcen, Produkten und Prozessen entstehen.
Durch diese formalen semantischen Beschreibungen, in der Informatik auch bezeichnet als semantische Repräsentation, semantische Modelle und Ontologien, wird eine semantische Verarbeitung in sog. intelligenten Informationssystemen erst ermöglicht.
Durchführung:
Die Seminareinheit widmet sich der Einführung und Kompetenzentwicklung zur Literatur-recherche, dem wissenschaftlichen Erfassen und Darstellen von selbsterarbeiteten Recherche-ergebnissen zum Stand der Wissenschaft und Technik der Informatik in der Industrie 4.0. Neben einer Einleitung und Motivation sowie einer ausführlichen Recherche zum Stand der Wissenschaft und Technik wird ein anwendungsorientierter und auf den Nutzen fokussierter konzeptueller Lösungs-Ansatz formuliert und dessen Realisierbarket anhand der Beschreibung von Kodierungs¬beispielen dokumentiert.
Dieses Seminar zielt darauf ab, den State-of-the-Art der Informatik zu intelligenten Informa-tionssystemen in der Industrie 4.0 zu erfassen, deren Nutzen anhand von Anwendungs-beispielen darzustellen und dabei mögliche Lösungskonzepte für Anwendungswerkzeuge zu erstellen und diese in einer schriftlichen Ausarbeitung in deutscher Sprache zu dokumentieren. Die Ausarbeitung zum Stand der Wissen¬schaft und Technik sollte ausreichend detailliert und wissenschaftlich belegt sein. Praxisbeispiele, Code-Beispiele, semantische Suche-Antwort-Abfragen, selbstständig entwickel¬te semantische Modelle, Ontologien oder Digitale Zwillinge für die Industrie 4.0 runden das Ergebnis der schriftlichen Seminarausarbeitung ab.
Inhaltliche Voraussetzungen:
Keine, jedoch sind Kenntnisse aus dem Modul 63413 Dokumenten- und Wissensmanagement im Internet (01877) hilfreich.
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FernUniversität in Hagen, 58084 Hagen, Telefon: +49 2331 987-01, E-Mail: fernuni@fernuni-hagen.de