ID: 116
/ VIII: 1
Beitrag zum Jahreskolloquium KommA 2025
Themen: Systemanalyse und Entwurf von KommunikationssystemenStichworte: Industrie 4.0, Digital Twin, PLC, Asset Administration Shell
Integration von Digitalen Zwillingen und PLCs: Softwaretechnische Perspektiven für die Industrie 4.0
Nico Braunisch, Santiago Soler Perez Olaya, Uwe Schmidt, Martin Wollschlaeger
Technische Universität Dresden, Deutschland
Das volle Potenzial von Industrie 4.0 (I4.0) zu entfalten, erfordert eine nahtlose Synergie zwischen hochmodernen speicherprogrammierbaren Steuerungen (PLCs) und der transformierenden Datenstrukturierung der I4.0-Digitalzwillinge in ihrer interoperablen Form der Asset Administration Shell (AAS). Diese Integration ist nicht nur ein technologischer Fortschritt, sondern ein entscheidender Schritt hin zu einem effizienteren, reaktionsfähigeren und intelligenteren industriellen Ökosystem.
In diesem Beitrag tauchen wir tief in die Feinheiten der Softwareentwicklung innerhalb moderner PLC-Umgebungen ein, die speziell für I4.0-Digitalzwillinge konzipiert sind. Unsere qualitative Analyse konzentriert sich darauf, wie AAS-Instanzen als digitale Zwillinge in PLCs effektiv implementiert werden können, wobei wir wesentliche Aspekte der Softwaretechnik wie Leistung, Entwicklungsaufwand, Korrektheit, Wartbarkeit und Weiterentwicklungsfähigkeit berücksichtigen.
Wir untersuchen auch den aktuellen Stand der praktischen Lösungen zur Implementierung einer AAS in spezifischen PLC-Entwicklungsumgebungen. Unsere Ergebnisse bieten wertvolle Einblicke und praktische Lösungswege, die das volle Potenzial von I4.0 durch die Integration von digitalen Zwillingen und PLCs auszuschöpfen.
Die Kombination von fortschrittlicher PLC-Programmierung und dem robusten Rahmenwerk der digitalen Zwillinge verbessert nicht nur die Betriebseffizienz, sondern fördert auch Innovation und Anpassungsfähigkeit in der sich ständig weiterentwickelnden industriellen Landschaft.
Beruflicher Werdegang Nico Braunisch studierte an der TU Dresden an der er sein Studium als Diplominformatiker abschloss.
Seither arbeitet und promoviert er am Lehrstuhl für Prozesskommunikation des Instituts für angewandte Informatik.
Weiter konnte er Erfahrungen durch seine Tätigkeit am Fraunhofer IKTS und IVI sowie der Abteilung für Produktionsautomatisierung, Zerspan- und Abtragtechnik (PATZAT) des Institutes für Fertigungstechnik der TU Dresden über Industrie 4.0, Industrial IoT und Automation sammeln.
ID: 115
/ VIII: 2
Beitrag zum Jahreskolloquium KommA 2025
Themen: AnwendungsbereicheStichworte: SLAM, Loop closure, CNN, Behavior trees, Mapping accuracy
Lightweight CNN-Augmented SLAM for Smart Factories: A ROS 2 Framework for Mapping and Loop Closure
Krithiga Ramesh1,2, Maxim Friesen1, Lukasz Wisniewski1, Tullio Facchinetti2
1Institute for Industrial Information Technology - inIT, Deutschland; 2University of Pavia, Italy
Mobile robots are becoming indispensable assets in modern manufacturing environments. With advancements in sensor technologies such as LiDAR, odometry, and vision, these robots are increasingly capable of perceiving and navigating through complex, dynamic spaces. A core requirement for autonomous operation is the ability to estimate their position while simultaneously mapping the environment commonly known as Simultaneous Localization and Mapping (SLAM).
Smart factories, with their movable machinery, varying light conditions, and high operational complexity, present a fitting use case for advanced SLAM systems. However, these conditions often challenge traditional SLAM techniques, leading to degraded map quality and unreliable navigation. Our recent study on the comparative performance of LiDAR-based SLAM in the SmartFactoryOWL environment revealed that relying solely on LiDAR data, such as when using GMapping on the Clearpath Jackal, results in incomplete or distorted maps.
Driven by recent advancements in Artificial Intelligence, Machine Learning, and Deep Learning, several approaches are now emerging to optimize SLAM pipelines. These include reinforcement learning-based policy training, sensor fusion strategies, and vision-augmented mapping techniques. Together, they hold significant potential to improve SLAM robustness, efficiency, and scalability in future-ready smart manufacturing environments.
Beruflicher Werdegang Wissentschaftliche Mitarbeiterin bei inIT, Lemgo und studentin von Universita di Pavia, Italy.
ID: 122
/ VIII: 3
Beitrag zum Jahreskolloquium KommA 2025
Themen: Kommunikationssysteme, Systemanalyse und Entwurf von KommunikationssystemenStichworte: Data Spaces; Sovereign Data Sharing; Eclipse Data Connector (EDC); Pontus-X; ADE
Current Developments in Data Spaces: A Case Study on Interoperability Challenges and Solutions
Alfred Barnard, Cheng Xin, Mario Thron
Ifak, Deutschland
Data spaces are emerging as a key paradigm for sovereign, secure, and decentralized data sharing, particularly in industrial contexts. While foundational technologies like the Eclipse Data Connector (EDC) provide a common protocol, the landscape is fragmenting into large, domain-specific ecosystems such as Catena-X, which, to ensure security and trust, have developed highly structured frameworks. This necessary standardization, however, presents challenges for interoperability with external systems. This paper addresses the critical challenge of interoperability between these disparate data space implementations. We present a practical analysis based on experiments from the ROBOT-X project, detailing efforts to connect a bespoke EDC instance with both another custom connector and the highly-structured Tractus-X ecosystem. The findings highlight that protocol alignment is insufficient; true interoperability hinges on solving challenges in identity management, credential verification, and governance. We propose a methodical, tool-driven approach using resources like the Tractus-X SDK and its compatibility test suite to bridge these gaps, providing a tangible roadmap for achieving a federated "network of data spaces."
Beruflicher Werdegang - Alfred Barnard is an electrical engineer working at the Institute for Automation and Communication (ifak) in Magdeburg.
- Actively involved in Industry 4.0 research projects, including DAVID and ROBOT-X, focusing on digital twins, data interoperability, and manufacturing ecosystems within the Manufacturing-X framework.
- Previously worked at academic institutions in South Africa and Germany.
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