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  • Publication
    Harmonization of Heterogeneous Asset Administration Shells
    ( 2022)
    Koutrakis, Nikolaos-Stefanos
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    Pilchau, W.B.P. von
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    Jung, T.J.
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    Hähner, J.
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    In the era of digital transformation of the manufacturing and process industry, heterogeneity of assets is one of the most challenging issues towards digitally integrating components within the Industrial Internet of Things. In this context every participant relies on its proprietary digitalization approach envisioned by Plattform Industrie 4.0. To consolidate these heterogeneous data exchange interfaces, e.g communication protocols, data formats etc., an intermediate step of harmonization is required. Our contribution provides an architecture based on the Asset Administration Shell standard to bring heterogeneous Cyber-Physical-Systems together. We illustrate the functionality through an abstract use-case.
  • Publication
    Application of Uncertainty-Aware Sensor Fusion in Physical Sensor Networks
    (IEEE, 2022)
    Gruber, Maximilian
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    Pilar von Pilchau, Wenzel
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    Koutrakis, Nikolaos-Stefanos
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    Schönborn, Nicolas
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    Eichstädt, Sascha
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    Hähner, Jörg
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    Modern industrial processes often collect redundant information from multiple sensors. It is of interest to leverage this information to form a more accurate or robust estimate of an observed quantity utilizing a sensor fusion operation. To be able to comply with quality requirements on the fused value, preservation of traceability is required. Moreover, the sensor fusion needs to be implemented within suitable digital architectures for Industrial Internet of Things (IIoT) environments. In a continuation of previous work, this is achieved by the usage of digital twins that represent the entities of two IIoT testbeds and the adoption of a method for uncertainty-aware homogeneous sensor fusion, which is presented in full detail. Metrological traceability of the fused value is established by propagating the measurement uncertainty of the input sensor according to metrological standards. The method is implemented as a modular service connected to an existing IIoT architecture. The flexibility of the method is shown by application to two different scenarios with only minimal adaption efforts. The fused sensor values are (as indicated by earlier work) robust to outliers and perform well in practical scenarios within the chosen IIoT architecture.
  • Publication
    Time-Sensitive Networking over Metropolitan Area Networks for Remote Industrial Control
    ( 2021)
    Tschöke, Simon
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    Willner, Alexander
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    Chemnitz, Moritz
    The benefits of the currently evolving IEEE Time-Sensitive Networking (TSN) standard have already been globally recognized. Whereas the application of TSN in a LAN is currently widely and globally tested, TSN in a Metropolitan Area Network (MAN) has not been a major focus until now. The possible benefits of utilizing co-located Edge Clouds in order to support multiple urban production sites with industrial realtime applications open a wide range of new business models. Therefore, we have analyzed the feasibility of transparently using PROFINET over TSN via a Dense Wavelength Division Multiplex (DWDM) link, where a machine park is controlled remotely by an Edge-based virtual Programmable Logic Controller (vPLC). As a result, we are able to setup a TSN connection over a MAN with a one-way delay of about 156.5 J.ms and a jitter of about 12 ns. This work can be extended to allow for dynamically provisioned TSN flows and multi-path Frame Replication and Elimination (FRER) for distributed hard real-time machine control and adoption to Ultra-Reliable Low-Latency Communication (URLLC) 5G campus networks.
  • Publication
    Deutsche Normungsroadmap Künstliche Intelligenz
    Die deutsche Normungsroadmap Künstliche Intelligenz (KI) verfolgt das Ziel, für die Normung Handlungsempfehlungen rund um KI zu geben, denn sie gilt in Deutschland und Europa in fast allen Branchen als eine der Schlüsseltechnologien für künftige Wettbewerbsfähigkeit. Die EU geht davon aus, dass die Wirtschaft in den kommenden Jahren mit Hilfe von KI stark wachsen wird. Umso wichtiger sind die Empfehlungen der Normungsroadmap, die die deutsche Wirtschaft und Wissenschaft im internationalen KI-Wettbewerb stärken, innovationsfreundliche Bedingungen schaffen und Vertrauen in die Technologie aufbauen sollen.
  • Publication
    Anforderungsaufnahme an IoT Tests für CoAP, MQTT und OPC‐UA
    ( 2019) ;
    Wolff, Tobias
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    Alexander Kaiser
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    Wardaschka, Andre
    Der Report fasst die Anforderungen zu IoT-Tests zusammen, welche im Laufe des Projektes zusätzlich zu den Anforderungen zu Projektbeginn (Report 1.1 und 1.2) gesammelt wurden. Die Anforderungen basieren auf Erfahrungen der letzten 2,5 Jahre, welche teilweise in der Form von Szenarien in dem internen Report ""R3.1: Spezifikation der IoT-Testszenarien im Projekt"" dokumentiert wurden. Ein Teil der Anforderungen wurde für die Weiterentwicklungen in IoT-T berücksichtigt. Dabei wurden insbesondere Anforderungen aus der Industrie zu OPC-UA und Performanz von IoT Protokollen detailliert. Dazu gehören:BLSicherheit und Performanz von MQTT und CoAP,BLInteroperabilität im Zusammenhang mit OPC-UA BLVerwendung unterschiedlicher OPC-UA SDKs, BLModellierung und Nutzung von Anwendungsszenarien zum automatisierten Test bezüglich Interoperabilität von OPC-UA Anwendungen. Andere Anforderungen wurden ebenfalls von Anwendern und der Industrie als relevant eingestuft können aber in der verbleibenden Projektbearbeitungszeit nicht berücksichtigt werden. Hierzu gehören die Verwaltung von Geräten und Interaktion zur Laufzeit. Diese werden soweit sie von den Anwendern detailliert wurden im Bericht als Bedarfe für zukünftige Erweiterungen festgehalten.