Qualitätswissenschaft

DCPS - Applied Data Science for Cyber-Physical Systems

Die wichtigsten Infos im Überblick

Ansprechpartner*inTimo Hinrichs
Leistungspunkte6 LP
PrüfungsformPortfolio (Gruppenpräsentationen + Abschlussbericht)
LehrformHybrid
Projektlaufzeit17.10.2022-31.03.2023
TeilnehmerbeschränkungEtwa 10 Teilnehmer
ISISLink

Kurzbeschreibung

Kurzform: DCPS

Der Begriff cyber-physisches System (CPS) ist ein Schlagwort aus den USA, welcher mittlerweile allgegenwärtig in der Diskussion um zukünftige technische sowie industrielle Trends und Herausforderungen ist. Im Wesentlichen bilden CPS einen Verbund aus softwaretechnischen Komponenten mit mechanischen und elektronischen Teilen, die über eine Dateninfrastruktur wie z. B. das Internet kommunizieren. Sie bieten erhebliche Potentiale zur vollständigen Automatisierung von Produktionsanlagen durch selbständige Vernetzung, Diagnose und Anpassung an die Umweltbedingungen. Für die Qualitätswissenschaft ergibt sich die Aufgabe, Konzepte und Methoden zu entwickeln, die das automatisierte Managen und Sichern der Qualität in diesem Umfeld erlauben. Dabei bildet die Verfügbarkeit von vielen Prozessdaten während des laufenden Betriebes den optimalen Ansatzpunkt für die Qualitätswissenschaft, um das notwendige Diagnosewissen durch das CPS selbständig zu erlernen und durch Verknüpfung verschiedener Wirkzusammenhänge Fehlerursachen automatisiert ermitteln und beheben zu lassen. In diesem Projekt verfolgen die Studierenden den Ansatz der automatisierten Datenanalyse an einem modellhaften CPS und entwickeln selbstständig verschiedene Konzepte zum automatisierten Qualitätsmanagement und zur automatisierten Qualitätssicherung.

Lehrform

Das Modul Applied Data Science for Cyber-Physical Systems wird im WiSe 2022 als gemischte Präsenz- und Online-Veranstaltung angeboten.

Inhalt

Das Quality Science Laboratory bietet Industriepartnern und Forschungseinrichtungen die Möglichkeit, Industrie 4.0 mit Aspekten der Qualitätssicherung und des –managements zu verbinden. Im Rahmen des Projekts Applied Data Science for Cyber-Physical Systems wird die Möglichkeit geboten, sich an der Entwicklung der Technologie von „morgen“ zu beteiligen. Projektarbeiten für Industrie und Forschung bieten Studierenden die Möglichkeit am Demonstrator nachhaltige Ergebnisse zu erarbeiten. Somit wird der Wandel von Produktionssystemen zu cyber-physischen Produktionssystemen aktiv durch verschiedenste Projektinhalte gefördert.

Projekte

Im folgenden werden mögliche Projektideen inkl. der zu erwartenden Inhalte grob skizziert. Die Auswahl der Projekte und die genauen Inhalte findet gemeinsam innerhalb der Startphase des Kurses statt und richtet sich nach den Interessen und Qualifikationen der Teilnehmer.

Im Rahmen der Projekte werden im Quality Science Lab (QSL) unter Anderem Sensordaten eines FDM-Druckers erfasst und ausgewertet.

 

Projektinhalte

ProjekttitelInhalt
Zustandsüberwachung durch Computer Vision- Entwicklung einer Prozedur zur Prüfung der aktiven Düse
- Positionsbestimmung/Tracking der Düse im Kamerabild
- Vakanzdetektion des Druckbetts
- Detektion von Filament-Runout
- Detektion von Clogging
Vorhersage der Oberflächenqualität (Predictive Quality)- Entwurf eines Programms zur Einbringung von Störungen
- Verarbeitung von Oberflächenscans der Testobjekte
- Analyse und Vorhersage der Oberflächenqualität anhand der Sensordaten des Filamenflusssensors

Lernziele

Inhalte der Veranstaltung sind sowohl das Erlernen von Grundlagen des Projektmanagements, der Entwurf und die Konstruktion von Prototypen, das Messen, Auswerten und Aufbereiten von Sensordaten mit Hilfe von Informations- und Automatisierungstechnik, als auch die Einbindung der Ergebnisse in das Gesamtsystem Quality Science Laboratory (QSL).

Struktur

Für das Modul DCPS ist eine Anmeldung jederzeit möglich. In regelmäßig stattfindenden Kick-Off Veranstaltungen werden unterschiedliche Projekte vorgestellt, von denen die Studierenden in Kleingruppen ein Projektthema ausarbeiten. Eine verbindliche Anmeldung zum Kurs ist für den Besuch der Kick-Off Veranstaltungen nicht erforderlich. 

Es wird allen Studierenden (unabhängig des Studienschwerpunktes) ein Besuch der zentralen Einführungsveranstaltung des Lehrstuhles Qualitätswissenschaft empfohlen. 

Zulassungsbeschränkung: Die Teilnehmerzahl ist auf ca. 10 Studierende begrenzt. Näheres zum Anmeldeverfahren entnehmen Sie bitte dem Abschnitt "Anmeldung".

ECTS-Anzahl: 6

Zielgruppe

Applied Data Science for Cyber-Physical Systems in verschiedenen Studiengängen
Master Informationstechnik im Maschinenwesen
Master Maschinenbau
Master Physikalische Ingenieurwissenschaft
Master Produktionstechnik
Master Patentingenieurwesen
Master Technomathematik
Master Wirtschaftsingenieurwesen

Weitere Studiengänge sind herzlich willkommen!

Voraussetzungen

Für die Übungen sind konversationssichere Kenntnisse der deutschen Sprache wünschenswert (Gruppenarbeit).

Bewertung

Die Prüfungsform für dieses Modul ist eine Portfolioprüfung mit Zugangsvoraussetzung und folgenden Teilleistungen:

Punktevergabe 
TeilleistungenAnteil Gesamtnote
1. Präsentation der LösungsstrategieZugangskriterium für Modulanmeldung
2. Präsentation - Zwischenstand15%
3. Präsentation - Ergebnispräsentation25%
Projektbericht und -dokumentation50%
Praktische Arbeit10%

Anmeldung

Es ist eine kurze Bewerbung mit Motivationsschreiben, tabellarischem Lebenslauf und Vorkenntnissen erforderlich. Bitte senden Sie diese an timo.hinrichs@tu-berlin.de oder reichen Sie Ihre Unterlagen schriftlich im Sekretariat (PTZ 401) ein.

Neben dieser Bewerbung findet nach den ersten vier Wochen eine Präsentation statt, in der die Teilnehmer ihre Lösungsstrategien inklusive Roadmap vorstellen müssen. Durch die Erbringung dieser Leistung wird die Zugangsberechtigung zum gesamten Modul erworben, bei unzureichender Leistung wird die Teilnahme im aktuellen Semester verwehrt.

Termine

Das Modul findet turnusmäßig im im Sommer- und Wintersemester statt.

Bewerbungsfrist 
Einreichung der UnterlagenLaufend möglich
Anmeldefristen 
Anmeldung zum ModulWird während der Kick-Off Veranstaltung bekanntgegeben
Anmeldung und Einteilung in GruppenarbeitIn der Kick-Off-Veranstaltung (vorherige Bewerbung erforderlich)
Kick-Off Veranstaltung  
Termine21.10.2022Kick-Off WiSe 2022
Raum & ZeitPTZ 407; 10:00 - 11:30 Uhr 
Präsenztermine 
Termine:Abstimmung erfolgt nach dem Kick-Off-Meeting
Raum & Zeit:voraussichtlich PTZ 407; tbd

Kontakt und Feedback

Fragen während der Veranstalltung sind bitte über das jeweilige ISIS2-Forum zu stellen.
In Ausnahmefällen können Anfragen direkt an den jeweiligen Ansprechpartner via Mail (Kontaktformular) gestellt werden. Eine telefonische Rücksprache ist ausschließlich zu Sprechstundenzeiten möglich.

Für Anregungen verwenden Sie bitte die Feedbackfunktion unseres Fachgebiets.

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