Seminar 1920 Intelligente Informationssysteme für industrielle Anwendungen
Veranstalter: Fakultät für Mathematik und Informatik
Veranstaltungsart: Seminar
Prüfer: Prof. Dr.-Ing. Matthias Hemmje, Dr.-Ing. Tobias Vogel
Titel: 01920 „Intelligente Informationssysteme für industrielle Anwendungen”
Termin: 25.04.2022 – 02.09.2022 (voraussichtlich)
Ort: Online-Seminar via Zoom
Abgabetermin der schriftlichen Ausarbeitung: 02.09.2022
Ansprechpartner:
Dr.-Ing. Tobias Vogel
Tel.: 0 23 31 / 987 - 2172
E-Mail: tobias.vogel
Erläuterungen:
Das 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, Cyberphysische Systeme, Informationssicherheit, Machine Learning und Predictive Analytics für die Domäne der Industrie 4.0, mit zugehörigen Smart Factories und Smart Production Environments recherchieren, analysieren und dafür Konzepte sowie beispielhafte Entwürfe für Architekturen 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 Produktionsstandorten (sog. Operational Production Technology, OPT), mit speziellen Anforderungen an informationstechnische Systeme, wie z. B. die Sensordatenerfassung, Echtzeitfähigkeit, Robustheit und Security ein. Die Integrationspotentiale von BIT & OPT aus Sicht der Informationssysteme für industrielle Anwendungen sollen im Seminar erarbeitet werden und sich in der zugehörigen technisch-wissenschaftlichen Ausarbeitung anhand von Modellen, Architekturentwürfen und Kodierungsbeispielen für Wissensrepräsentationen schriftlich niedergelegt wiederfinden.
So spielen neben der Erfassung des State-of-the-Arts zu den verschiedenen relevanten Themengebieten 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 Vorhaben die Berücksichtigung von Datenmanagement-Standards und ein integriertes Datenmanagement gefordert. Neben geeigneten semantischen Wissensrepräsentationen und integrativen Sichtweisen können auch Ansätze, Methoden und Implementierungen zur Datenerfassung und Datenintegration übergreifend zu den Forschungsbereichen Informatik und Industrie 4.0 erarbeitet werden.
In diesem Seminar treten häufig die Begriffe „intelligent“, „smart“, „wissens-basiert“, „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 semantisch 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 Literaturrecherche, dem wissenschaftlichen Erfassen und Darstellen von selbsterarbeiteten Rechercheergebnissen 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 Ansatz formuliert und dessen Realisierbarket anhand der Beschreibung von Kodierungsbeispielen dokumentiert.
Dieses Seminar zielt darauf ab, den State-of-the-Art der Informatik zu intelligenten Informationssystemen in der Industrie 4.0 zu erfassen sowie der schriftlichen Ausarbeitung dieser Grundlagen und Ergebnisse in deutscher Sprache. Die Ausarbeitung zum Stand der Wissenschaft und Technik sollte ausreichend detailliert und wissenschaftlich belegt sein. Praxisbeispiele, Code-Beispiele, semantische Suche-Antwort-Abfragen, selbstständig entwickelte semantische Modelle, Ontologien oder Digitale Zwillinge für die Industrie 4.0 runden das Seminar ab.
Inhaltliche Voraussetzungen:
Keine, jedoch sind Kenntnisse aus dem Modul 63413 Dokumenten- und Wissensmanagement im Internet (01877) hilfreich.
Formal nach Prüfungsordnung:
• B.Sc. Informatik: Studieneingangsphase ist abgeschlossen, die Module Grundpraktikum Programmierung, Grundlagen der Theoretischen Informatik und Softwaresysteme sind bestanden
• B.Sc. Wirtschaftsinformatik: erfolgreicher Abschluss von neun Pflichtmodulen
• B.Sc. Mathematisch-technische Softwareentwicklung: das Erreichen von mindestens 45 ECTS-Punkten in der Studieneingangsphase
• M.Sc. Informatik: erfolgreicher Abschluss von vier Wahlpflichtmodulen
• M.Sc. Praktische Informatik: erfolgreicher Abschluss von zwei Wahlpflichtmodulen
Für alle bereits seit dem Sommersemester 2019 oder früher eingeschriebenen Studierenden in Studiengängen der Informatik gelten Übergangsbestimmungen gemäß der Prüfungsordnung.
Geforderte Leistungen:
Verpflichtend ist die Erstellung einer schriftlichen Seminararbeit sowie einer zugehörigen Präsentation.
