Das Modul vermittelt grundlegende und praxisnahe Kenntnisse in der Entwicklung verteilter und echtzeitfähiger Softwaresysteme mit Fokus auf mobile Robotik. Ein zentraler Bestandteil ist die Arbeit mit dem Robot Operating System 2 (ROS 2), das als Middleware-Schicht zur lose gekoppelten Kommunikation zwischen verteilten Softwarekomponenten auf Basis eines Publish-Subscribe-Modells dient. Die Kommunikation in ROS 2 basiert auf dem Standard Data Distribution Service, der ein skalierbares Kommunikationsmodell für verteilte Systeme bereitstellt.
Ziel: Vermittlung erweiterter Kenntnisse und Fertigkeiten für die Konzeption und Ausgestaltung modularer Automatisierungssysteme von wandelbaren Maschinen und generischen Anlagen
Fach- und methodische Kompetenz: Analytische Betrachtung einer technologischen Aufgabe und Ableitung einer modularen Systemstruktur unter besonderer Berücksichtigung der Anforderungen in einer digitalen Produktionsumgebung; Kenntnisse über Lösungsszenarien für eine effektive Produktion im Zeitalter von Industrie 4.0
Einbindung in die Berufsvorbereitung: Kenntnisse über die Grundlagen einer objektorientierten Arbeitsweise bei der Gestaltung modularer Systeme und ein Überblick zu den Anforderungen, die aus einem digitalen Produktionsumfeld entstehen, bilden eine wertvolle Grundlage für spätere Tätigkeiten als leitende Automatisierungsingenieure.
Lehrinhalte:
1. Aktuelle und zukünftige Anforderungen an Automatisierungssysteme
2. Objektorientiertes Design modularer mechatronischer Systeme
3. Charakter einer I40-kompatiblen Komponente
4. Besondere Anforderungen (Dynamik, Safety, Kommunikation)
5. Digitale Projektierung mechatronischer Systeme nach V-Modell
Praktikum Modulares Maschinenkonzept (Konsultationen und Projektarbeit)
Das Ziel der Lehrveranstaltung ist die Vermittlung grundlegender Designprinzipien eingebetteter Systeme. Es werdendie Kenntnisse von Eigenschaften sowie der Methoden und Werkzeuge zur hardware- und softwaretechnischen Realisierung eingebetteter Systeme vertieft. Exemplarisch werden die Hard- und Softwareentwicklung bis hin zur Anwendung von Echtzeitbetriebssystemen am Beispiel embedded Linux und ARM-core bzw. DSP basierter Systeme behandelt.
Grundlagen der Verarbeitung von Dokumenten im Internet und deren Transformation (XML), sowie Grundlagen von Internetprotokollen und deren Einsatz.
