Integration von Kommunikationsfähigkeiten in cyber-physische Systemkomponenten

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Die zunehmende Digitalisierung und Fortschritte in der Informations- und Kommunikationstechnologie ermöglichen die Herstellung intelligenter, vernetzter Produkte mit internetbasierten Dienstleistungen. Cyber-physische Systeme (CPS) und deren Kommunikation über Internettechnologien bilden die technologischen Grundlagen. Durch die Integration von Kommunikationsfähigkeiten in CPS-Komponenten (Aktoren, Sensoren, Kommunikationsschnittstellen) werden diese zu proaktiven Teilnehmern der Kommunikation, was entscheidend für das autonome Handeln von CPS in der Produktentstehung und -nutzung ist. Allerdings wird die internetbasierte Vernetzung und Kommunikation der CPS-Komponenten in der Entwicklungsmethodik bislang unzureichend berücksichtigt. Das entwickelte TASK-Modell ermöglicht die Auslegung und Simulation der CPS-Kommunikation in frühen Entwicklungsphasen. CPS-Komponenten erhalten über die TASK-Elemente (Tag, Aktor, Sensor, Kommunikation) eine digitale Repräsentation, die ihre Kommunikationsfähigkeiten operationalisiert. Die Vernetzung erfolgt in einem ereignisbasierten Publish/Subscribe-System, das flexible n:m-Kommunikation und Entkopplung der CPS-Komponenten hinsichtlich Zeit, Raum und Synchronisation erlaubt. Das TASK-Modell schafft methodische Grundlagen und informations-technische Datenstrukturen für die virtuelle Absicherung der CPS-Kommunikation und erweitert die Methodik des Model Based Systems Engineerings im Sinne de