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QualitätswissenschaftApplied Data Science for Cyber-Physical Systems (DCPS SoSe)

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Applied Data Science for Cyber-Physical Systems

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Kurzform: DCPS

Der Begriff cyber-physisches System (CPS) ist ein Schlagwort aus den USA, welcher mittlerweile allgegenwärtig in der Diskussion um zukünftige technische sowie industrielle Trends und Herausforderungen ist. Im Wesentlichen bilden CPS einen Verbund aus softwaretechnischen Komponenten mit mechanischen und elektronischen Teilen, die über eine Dateninfrastruktur wie z. B. das Internet kommunizieren. Sie bieten erhebliche Potentiale zur vollständigen Automatisierung von Produktionsanlagen durch selbständige Vernetzung, Diagnose und Anpassung an die Umweltbedingungen. Für die Qualitätswissenschaft ergibt sich die Aufgabe, Konzepte und Methoden zu entwickeln, die das automatisierte Managen und Sichern der Qualität in diesem Umfeld erlauben. Dabei bildet die Verfügbarkeit von vielen Prozessdaten während des laufenden Betriebes den optimalen Ansatzpunkt für die Qualitätswissenschaft, um das notwendige Diagnosewissen durch das CPS selbständig zu erlernen und durch Verknüpfung verschiedener Wirkzusammenhänge Fehlerursachen automatisiert ermitteln und beheben zu lassen. In diesem Projekt verfolgen die Studierenden den Ansatz der automatisierten Datenanalyse an einem modellhaften CPS und entwickeln selbstständig verschiedene Konzepte zum automatisierten Qualitätsmanagement und zur automatisierten Qualitätssicherung.

Inhalte

Das Quality Science Laboratory bietet Industriepartnern und Forschungseinrichtungen die Möglichkeit, Industrie 4.0 mit Aspekten der Qualitätssicherung und des –managements zu verbinden. Im Rahmen des Projekts Applied Data Science for Cyber-Physical Systems wird die Möglichkeit geboten, sich an der Entwicklung der Technologie von „morgen“ zu beteiligen. Projektarbeiten für Industrie und Forschung bieten Studierenden die Möglichkeit am Demonstrator nachhaltige Ergebnisse zu erarbeiten. Somit wird der Wandel von Produktionssystemen zu cyber-physischen Produktionssystemen aktiv durch verschiedenste Projektinhalte gefördert.

Projekte

Im folgenden werden mögliche Projektideen inkl. der zu erwartenden Inhalte grob skizziert. Die Auswahl der Projekte und die genauen Inhalte findet gemeinsam innerhalb der Startphase des Kurses statt und richtet sich nach den Interessen und Qualifikationen der Teilnehmer.

Projektinhalte
Projekttitel
Inhalt
Automatisierte DoE am selbstregulierenden Katapult
  • Regelung der Schrittmotoren
  • Regelkreis mittels Laser-Sensorik
  • optisch ansprechende Verkabelung
  • funktionsfähiger Programmcode zur automatisierten DoE
Angewandte 3D-Digitalisierung in der Produktion
  • Positionierung des Messsystems
  • Implementierung der automatisierten Kalibrierung des 3D-Scanners
  • Analyse von Scans - Auflösungsverhältnis in Abhängigkeit von der Scanzeit (Test, DoE) 
  • Automatisierung des Scanablaufs in der Software
Pick and Place am KUKA youBot auf einer Linearachse
  • elektronische Anbindung der Sensorik und Aktorik (TwinCat)
  • Implementierung von ROS-Knoten 
  • Modifizierung der inversen Kinematik 
Aufbau der QSL-Assistenzwebseite
  • Abbildung der Gesamtanlage
  • Einbindung von DoE
  • Benutzer-Login mit Datenbankanbindung
  • Monitoring der Einzelmodule

Vorlesungs-/Übungsfolien, begleitende Unterlagen und weiterführende Links werden auf der ISIS2-Plattform bereitgestellt.

Lernziele

Inhalte der Veranstaltung sind sowohl das Erlernen von Grundlagen des Projektmanagements, der Entwurf und die Konstruktion von Prototypen, das Messen, Auswerten und Aufbereiten von Sensordaten mit Hilfe von Informations- und Automatisierungstechnik, als auch die Einbindung der Ergebnisse in das Gesamtsystem Quality Science Laboratory (QSL).

Struktur

Für das Modul DCPS ist eine Anmeldung jederzeit möglich. In regelmäßig stattfindenden Kick-Off Veranstaltungen werden unterschiedliche Projekte vorgestellt, von denen die Studierenden in Kleingruppen ein Projektthema ausarbeiten. Eine verbindliche Anmeldung zum Kurs ist für den Besuch der Kick-Off Veranstaltungen nicht erforderlich. 

Es wird allen Studierenden (unabhängig des Studienschwerpunktes) ein Besuch der zentralen Einführungsveranstaltung des Lehrstuhles Qualitätswissenschaft empfohlen. 

Zulassungsbeschränkung: Die Teilnehmerzahl ist auf ca. 15 Studierende begrenzt. Näheres zum Anmeldeverfahren entnehmen Sie bitte dem Abschnitt "Anmeldung".

ECTS-Anzahl: 6

Zielgruppe

Applied Data Science for Cyber-Physical Systems in verschiedenen Studiengängen
Studiengang
Master Informationstechnik im Maschinenwesen
Master Maschinenbau
Master Physikalische Ingenieurwissenschaft
Master Produktionstechnik
Master Patentingenieurwesen
Master Technomathematik
Master Wirtschaftsingenieurwesen

Weitere Studiengänge sind herzlich willkommen!

Bewertung

Die Prüfungsform für dieses Modul ist eine Portfolioprüfung mit Zugangsvoraussetzung und folgenden Teilleistungen:

Punktevergabe
Teilleistungen
Anteil Gesamtnote
1. Präsentation der Lösungsstrategie
Zugangskriterium für
Modulanmeldung
2. Präsentation - Zwischenstand
15%
3. Präsentation - Ergebnispräsentation
25%
Projektbericht und -dokumentation
50%
Praktische Arbeit
10%

Anmeldung

Es ist eine kurze Bewerbung mit Motivationsschreiben, tabellarischem Lebenslauf und Vorkenntnissen erforderlich. Bitte senden Sie diese an tim-gunnar.hensel@tu-berlin.de oder reichen Sie Ihre Unterlagen schriftlich im Sekretariat (PTZ 401) ein.

Neben dieser Bewerbung findet nach den ersten 6 Wochen eine Präsentation statt, in der die Teilnehmer ihre Lösungsstrategien inklusive Roadmap vorstellen müssen. Durch die Erbringung dieser Leistung wird die Zugangsberechtigung zum gesamten Modul erworben, bei unzureichender Leistung wird die Teilnahme im aktuellen Semester verwehrt.   

Termine

Das Modul findet turnusmäßig im im Sommer- und Wintersemester statt.

Bewerbungsfrist
Einreichung der Unterlagen
Laufend möglich

Anmeldefristen
Anmeldung zum Modul
Wird während der Kick-Off Veranstaltung bekanntgegeben
Anmeldung und Einteilung in Gruppenarbeit
In der Kick-Off-Veranstaltung
Kick-Off-Veranstaltung
Termine: 
23.04.2018



 Kick-Off SoSe 2018


Raum & Zeit:
PTZ 407 13:15 - 14:45 Uhr
Präsenztermine
Termine: 
Abstimmung erfolgt nach dem Kick-Off-Meeting
Raum & Zeit:
voraussichtlich PTZ 407;  tbd

 

 

Kontakt und Feedback

Fragen während der Veranstalltung sind bitte über das jeweilige ISIS2-Forum zu stellen.
In Ausnahmefällen können Anfragen direkt an den jeweiligen Ansprechpartner via Mail (Kontaktformular) gestellt werden. Eine telefonische Rücksprache ist ausschließlich zu Sprechstundenzeiten möglich.

Für Anregungen verwenden Sie bitte die Feedbackfunktion unseres Fachgebiets.

Sprechstunden

nach Vereinbarung.

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