Innovative Informations- und Kommunikationstechnologien charakterisieren den Schwerpunkt von Wandel und Entwicklung im Laufe der letzten Jahrzehnte, verändern maßgeblich unser alltägliches Leben und bieten uns zunehmend neue Potenziale, Lebenssituationen zu erleichtern, zu verbessern oder zu gestalten. Der grundlegende Wandel spiegelt sich innerhalb der Industriedomäne vor allem durch den Übergang von statischen Produktionsabläufen hin zu dynamischen Prozessketten wider. Unter dem Leitwort „Ambient Intelligence“ werden eingebettete Aktor-Sensor-Netze mit Intelligenz und Kommunikationsmöglichkeiten versehen, um eine intelligente Vernetzung von dezentralen Informationsträgern und Informationserzeugern innerhalb eines dynamischen, rekonfigurierbaren Netzwerks zu ermöglichen. Innerhalb dieses Ad-hoc-Netzwerks werden die cyber-physischen Systeme mit Informationen und Diensten der digitalen Fabrik verknüpft und schaffen mit dem Internet der Dinge einen neuen Grad der Automatisierung, eine neue, digitale Ära.
Eine zentrale und entscheidende Notwendigkeit wird es zukünftig sein, innerhalb des flexiblen, vernetzten und autonomen Prozesses, die nötige Beherrschbarkeit zu gewährleisten und ausreichend Transparenz zu schaffen. Neben der Verfügbarkeit jeglicher Prozessinformationen stellen sich diesbezüglich wachsende Anforderungen, beispielsweise an standardisierte Benutzungsschnittstellen, die zu bewältigen sind. Dennoch soll der Mensch trotz zunehmender Autonomie weiterhin im Mittelpunkt stehen.
Neuartige Interaktionstechnologien des Konsumgütermarktes bieten in diesem Punkt eine von vielen Möglichkeiten, im Bereich der Mensch-Maschine-Interaktion (MMI) die geforderte Transparenz zu schaffen. Sie ermöglichen neben einer intuitiven Benutzungsoberfläche ebenfalls die Nutzung neuartiger Softwareprogramme, die speziell für die gegenwärtigen, mobilen Endgeräte entwickelt werden, sprich auf den Smartphones oder Tablets installiert werden können. Die Rede ist von mobilen Applikationen, den sog. Apps. Werden sie in industrielle Märkte vordringen und den Wirtschaftszweig mit einhergehenden Veränderungen und Herausforderungen sensibilisieren, ergibt sich mit ihrem Einsatz ein innovatives Spektrum für neue Anwendungsmöglichkeiten.
Inhaltsverzeichnis
- Einleitung
- Aufgabenstellung
- Stand der Technik
- Bedeutende Entwicklungstrends
- Trends des Konsumgütermarktes
- Trends in der Industrie
- Potenziale und Hemmnisse
- Zusammenfassung und Fazit
- Mobile Gestaltungsarchitekturen
- Webbasierte Apps
- Native Apps
- Hybride Apps
- Vergleich und Bewertung
- Entwicklungsprozesse mobiler Applikationen
- Entwicklungsaufwand und -kosten in Deutschland
- Proprietäre Entwicklung und fehlende Standardisierung
- Zusammenfassung und Bewertung
- Frameworks für plattformunabhängige Programmierung
- Aufbau einer Cross-Compiler-Platform
- Ausgewählte Plattformen
- Zusammenfassung und Bewertung
- Auserwählte Kommunikationstechnologien
- Representational State Transfer (REST)
- Simple Object Access Protocol (SOAP)
- OLE for Process Control Unified Architecture (OPC UA)
- Vergleich und Bewertung
- Vorgehensweise
- Entwicklung eines Konzepts zur mobilen Interaktion mittels Apps in der industriellen Produktion
- Entwicklung eines Konzepts für die Interaktion in CPPS mittels neuartiger, mobiler Endgeräte
- Anforderungsanalyse
- Funktionale Anforderungen
- Nichtfunktionale Anforderungen
- Priorisierung und Bewertung
- Ausarbeitung fester Anforderungsbausteine
- Kommunikation
- Mehrnutzerverhalten
- Feedbackverhalten
- Caching-Verhalten
- Zusammenfassung und Fazit
- Konzeptionelle Gesamtarchitektur
- Verknüpfung der Anforderungsbausteine
- Funktionale Architekturansicht
- Logische Architekturansicht
- Zusammenfassung und Bewertung
- Prototypische Implementierung
- Abgrenzung des Anwendungsbereichs
- Ausarbeitung des Use Cases
- Motivation
- Instandhaltungsszenario
- Zusammenfassung und Begründung
- Realisierung einer effektiven, plattformunabhängigen App
- Auswahl des Entwicklungstools und der Gestaltungsart
- App-Implementierung
- Instandhaltungsszenario mit App-Unterstützung
- Derzeitige Umsetzungsproblematiken und Defizite
- Bewertung und Ausblick
- Zusammenfassung
- Analyse der relevanten Trends und Entwicklungen im Bereich mobiler Technologien und Industrie 4.0
- Untersuchung verschiedener Architekturkonzepte für mobile Applikationen und deren Eignung für den industriellen Einsatz
- Entwicklung eines Frameworks für plattformunabhängige Programmierung von Apps für den Einsatz in CPPS
- Bewertung und Auswahl geeigneter Kommunikationstechnologien für die Interaktion zwischen mobilen Geräten und Produktionssystemen
- Erstellung eines detaillierten Konzepts für die mobile Interaktion in CPPS, basierend auf den identifizierten Anforderungen und technologischen Möglichkeiten
- Kapitel 1: Einleitung: Dieses Kapitel führt in die Thematik der mobilen Interaktion in der industriellen Produktion ein und stellt die Relevanz des Themas sowie die Zielsetzung der Arbeit dar.
- Kapitel 2: Aufgabenstellung: In diesem Kapitel werden die konkreten Aufgaben und Fragestellungen der Diplomarbeit definiert.
- Kapitel 3: Stand der Technik: Dieses Kapitel bietet einen umfassenden Überblick über den Stand der Technik in den Bereichen mobiler Technologien, Industrie 4.0 und CPPS. Es werden wichtige Entwicklungstrends, Potenziale und Hemmnisse beleuchtet.
- Kapitel 4: Vorgehensweise: In diesem Kapitel wird die Methodik der Diplomarbeit erläutert und der methodische Ablauf der Arbeit beschrieben.
- Kapitel 5: Entwicklung eines Konzepts für die Interaktion in CPPS mittels neuartiger, mobiler Endgeräte: Dieses Kapitel bildet den Kern der Diplomarbeit und beinhaltet die Entwicklung eines detaillierten Konzepts für die mobile Interaktion in CPPS. Die relevanten Anforderungen werden analysiert, ein Framework für die Entwicklung plattformunabhängiger Apps wird vorgestellt und die Architektur des Konzepts wird detailliert beschrieben.
- Kapitel 6: Prototypische Implementierung: Dieses Kapitel beschreibt die prototypische Implementierung des entwickelten Konzepts anhand eines konkreten Anwendungsfalls.
- Kapitel 7: Bewertung und Ausblick: In diesem Kapitel werden die Ergebnisse der Diplomarbeit zusammengefasst, bewertet und ein Ausblick auf zukünftige Forschungs- und Entwicklungsmöglichkeiten gegeben.
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Diese Diplomarbeit befasst sich mit der Entwicklung eines Konzepts für die mobile Interaktion mittels Apps in der industriellen Produktion. Ziel ist es, die Möglichkeiten und Herausforderungen der Integration mobiler Technologien in den Produktionsprozess zu untersuchen und ein praxistaugliches Konzept für die Anwendung in cyber-physischen Produktionssystemen (CPPS) zu entwickeln.
Zusammenfassung der Kapitel
Die Diplomarbeit gliedert sich in sieben Kapitel, die jeweils einen spezifischen Aspekt der Thematik behandeln:
Schlüsselwörter
Die Diplomarbeit beschäftigt sich mit den Themenschwerpunkten mobile Interaktion, Apps, industrielle Produktion, CPPS, Industrie 4.0, Anforderungen, Architektur, Entwicklung, Kommunikation, Plattformunabhängigkeit.
- Arbeit zitieren
- Stephan Weyer (Autor:in), 2013, Entwicklung eines Konzepts zur mobilen Interaktion mittels Apps in der industriellen Produktion, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/307192
