Entwurf und Entwicklung von smarten Produkten

Die Entwicklung smarter Produkte ist komplex, da neben den hardwaretechnischen Komponenten die softwaretechnischen Komponenten in Form der Services sowie das zugrundeliegende Ökosystem zu gestalten sind. Bei dieser Gestaltung sind die Perspektiven aller an der Wertschöpfung beteiligten Stakeholder zu berücksichtigen.

Das Ziel des Projekts besteht darin, Methoden und Werkzeuge zu entwickeln, die zielgerichtet den konzeptuellen Entwurf und die Entwicklung von smarten Produkten und ihres Servicesystems ermöglichen.

    FlexChemistry: Wirtschaftlich optimierter Infrastrukturbetrieb unter Berücksichtigung von klimapolitischen Herausforderungen

    Ziel dieses Projektes ist die Analyse und Erschließung von Flexibilitäten innerhalb eines Chemieparks und die Entwicklung einer automatischen Ansteuerung dieser flexiblen Anlagen für Multi-Use-Anwendungen. Der Haupteinsatzzweck ist dabei die Optimierung auf schwankende Spotmarktpreise, aber auch Anforderungen des vorgelagerten Netzbetreibers (z.B. im Rahmen der Kaskade) oder eine Regelleistungserbringung werden mit untersucht. Neben der umfassenden Analyse geeigneter Prozesse am Standort werden ausgewählte Anlagen auch mit zusätzlicher Steuerungstechnik ausgestattet und im Rahmen eines Feldtests flexibel angesteuert. 

    Projektseite FlexChemistry

    Gestaltungsempfehlungen für digitalisierte "smarte" Produkte

    Die konkrete Ausgestaltung von digitalisierten „smarten“ Produkten in der Praxis ist divers. Doch trotz zahlreiche Forschungs- und Anwendungsdomänen, die ihre Ausgestaltung  formen, weisen sie Gemeinsamkeiten nicht nur hinsichtlich ihrer konzeptionellen Architektur auf, sondern auch in Bezug auf Herausforderungen und damit verbundenen Design-Entscheidungen.

    Das Ziel des Projektes besteht darin, interdisziplinäre bzw. Domänen-übergreifende und dadurch Technologie-unabhängige, allgemeingültige Gestaltungsempfehlungen zur Unterstützung der Entwicklung von digitalisierten Produkten zu ermitteln.

    InSekt: Intelligente Sektorenkopplung zur Reduktion von CO2-Emissionen in Energieversorgungssystemen

    Das Konsortium des Vorhabens „InSekt“ möchte einen Beitrag zur Reduktion von CO₂-Emissionen in Energieversorgungssystemen leisten, indem universelle Software-Werkzeuge angewendet werden, um sektorengekoppelte Energieversorgungsstrukturen zu implementieren, in Simulationen zu untersuchen und die Resultate auf die Realität zu übertragen. InSekt baut auf dem BMWi-geförderten Forschungsprojekt „Agent.HyGrid“ auf und nutzt das an der Universität Duisburg-Essen entwickelte Softwareframework „Agent.Workbench“ (vormals Agent.GUI) und das Referenzdatenmodell „Energie-Optionsmodell“ (EOM).

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    MEO: Modellexperimente in der operativen Energiesystemanalyse

    In dem MODEX-Vorhaben „Modellexperimente in der operativen Energiesystemanalyse“ werden acht Modelle durch die Berechnung unterschiedlicher Szenarien miteinander vergleichen. Auf diesem Wege soll ermittelt werden, welches Modell für welche Fragestellungen besonders geeignet ist. Darüber hinaus soll durch den Vergleich herausgearbeitet werden, wo die Optimierungspotenziale der teilnehmenden Modelle liegen.

    In der Energiesystemanalyse werden Fragen hinsichtlich der Ausgestaltung unseres Energiesystems untersucht. Ein prominentes Beispiel hierfür ist die Ermittlung von kostenoptimalen Ausbaupfaden zur Reduktion von Treibhausgasemissionen. Die gefundenen Antworten bilden in der Energiepolitik eine wichtige Grundlage für die Erarbeitung regulatorischer Maßnahmen.

    Projektseite MEO

    Patterns für technologieunabhängige Web-Applikationen

    Das Ziel dieses Projekts ist daher die Entwicklung eines Konzeptes für einen Zeit- und Technologie-unabhängigen Patternkatalog, der nicht nur aktuelle Best-Practices aufzeigen kann, sondern auch deren Allgemeingültigkeit bezogen auf unterschiedliche Anwendungsfälle und auf unterschiedliche technologische Epochen darlegt. Dadurch wäre auch eine bessere Zukunssicherheit gewährleistet. Durch eine Überführung bestehender Kataloge in das neue Konzept wäre nicht nur ein besseres Nachschlagewerk für die Praxis gegeben, sondern auch eine Grundlage für eine zielgerichtete Ausbildung des Nachwuchses.

    Patterns für techunabhängige Web-Apps

    SISA - Smart Information System Architecture

    Die Digitalisierung schreitet immer weiter voran und durchdringend heutzutage basierend auf den technologischen Entwicklungen der letzten Jahre nahezu alle Bereichen zu finden. Im Mittelpunkt dieser Entwicklung steht das Internet der Dinge (IoT) und die damit verbundenen smarten Produkte, die als Bindeglied zwischen realer und digitaler Welt fungieren  

    Um das volle Potenzial dieser Systeme mehrwertorientiert ausschöpfen zu können, reicht es nicht aus einzelne Sensoren oder smarte Produkte einzusetzen, sondern es ist notwendig von Grund auf ganzheitliches, am IoT-Paradigma orientiertes und damit smartes Informationssystem zu konzipieren.  Ziel des Forschungsprojekts die Entwicklung einer Informationssystemarchitektur für smarte Informationssysteme.

    SISML - Smart Information System Modelling Language

    Smarte Produkte durchdringen, zunehmend alle Bereich, selbst in systemrelevanten und ehemals konservativen Domänen wie der Landwirtschaft, dem Energie-Sektor oder auch dem Gesundheitswesen sind diese zu finden.Zur Konzeption solcher smarter Informationssysteme ist es unerlässlich sowohl über ein grundlegendes Begriffsverständnis der einzelnen Systemkomponenten als auch über eine entsprechende Sprachen und Modellierungswerkzeuge zu verfügen.

    Vor diesem Hintergrund ist das Ziel des Forschungsprojektes die Entwicklung einer domänenspezifischen Modellierungssprache (DSML) und entsprechender Modellierungswerkzeuge für smarte Informationssysteme durch die Kombination von klassischen Modellierungswerkzeugen mit neuen Technologien wie Augemented Reality.

    SOFTEC IoT Innovation Lab

    Die praxisorientierte Erprobung moderner IoT-Lösungen verbindet die Arbeitsgruppe in ihrem SOFTEC IoT Innovation Lab mit dem didaktischen Konzept des forschenden Lehrens. Im Rahmen von Studienprojekten in den Anwendungsdomänen Smart Home, Smart Food und Smart Farming werden Ergebnisse aus der Forschung evaluiert und konkretisiert. Das Lab wird durch das Förderprogramm Lehr-Lern-Innovationen der Universität Duisburg-Essen unterstützt.

    SOFTEC IoT Innovation Lab

    ausgewählte Historie vergangener Forschungsprojekte

    Projektlaufzeit: 2010-2017

    PERCOP

    Das Forschungsprojekt PERCOP (Personal Copilot) beinhaltete die Entwicklung von Konzepten und Prototypen zur kontextabhängigen Echtzeit-Informationsbeschaffung innerhalb der Verwendung von Anwendungssystemen. Das Hauptziel des Konzeptes war die Optimierung und Automatisierung des Informationssuchprozesses von Benutzern, welches zu einer effektiveren Arbeitsweise bei der Verwendung von Anwendungssystemen innerhalb unterschiedlicher Domänen führen sollte. Dieses Konzept wurde durch die gemeinsame Verwendung und Adaption von Verfahren aus den Bereichen Context Awareness, Information Retrieval und Web Search ermöglicht.

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    Projektlaufzeit: 2007-2010

    Kaleidoscope

    Das Forschungsprojekt Kaleidoscope beinhaltete die Entwicklung von Konzepten und Prototypen zur kontextspezifischen Erzeugung und Visualisierung generischer Architektursichten im Kontext serviceorientierter Architekturen. Die Forschungen und Entwicklungen knüpften an bewährte Sichtenkonzepte an und erweiterten diese um Aspekte, die insbesondere die steigende Komplexität des Managements und der Entwicklung betrieblicher Anwendungssysteme berücksichtigten. Dabei lag ein Schwerpunkt u.a. in der Erforschung adäquater Visualisierungen von Systemstrukturen und Prozessen auf Basis modernster 3D-Technologien.

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