Konsistente Evolution von Typ-Instanz-Hierarchien in industriellen Informationsmodellen digitaler Zwillinge

Thema der Promotion:

Digitale Zwillinge von Industriegeräten verändern sich ständig: Hersteller, Integratoren, Betreiber und Standardisierungsgremien ergänzen neue Eigenschaften, passen Wertebereiche an und ändern Strukturen. Das Problem: Wenn der Hersteller den "Bauplan" eines Gerätetyps aktualisiert, müssen hunderte installierte Geräteinstanzen nachgezogen werden. Meine Promotion entwickelt ein systematisches Framework, das solche Änderungen in atomare Schritte unterteilt und sicherstellt, dass Beschreibungen von Typen und Instanzen konsistent bleiben. Ziel ist ein durchgängiger Informationsfluss über den gesamten Asset-Lebenszyklus (Engineering to De-Commissioning) hinweg.

Wirkung/Potenziale für die Industrie:

Die systematische Kategorisierung von Änderungen in industriellen Informationsmodellen ermöglicht koordinierte Multi-Stakeholder-Workflows zwischen Herstellern, Integratoren und Betreibern. Automatisierte Konsistenzprüfungen reduzieren manuellen Synchronisationsaufwand und verhindern so eine Drift zwischen Realität und digitalem Zwilling. Dies verkürzt die (Re-)Engineering-Zyklen, erhöht die Datenqualität und schafft Grundlagen für die durchgängige Lebenszyklusverwaltung digitaler Zwillinge mit kontinuierlich evolvierenden Informationsmodellen.

Persönliche Motivation für das Forschungsthema:

Informationsmodelle bilden die semantische Grundlage für den produktiven Einsatz von AI-Agents in autonomen Engineering- und Produktionsszenarien. Ohne automatisierte Mechanismen zur Aktualisierung entstehen Synchronisationsaufwände, die manuell nicht beherrschbar sind. Gerätehersteller werden künftig nicht nur physische Komponenten liefern, sondern mit standardisierten Informationsmodellen essenzielle Beiträge zum digitalen Zwilling der Gesamtanlage leisten. Mich motiviert, die formalen Grundlagen für diese Vision zu schaffen: Konsistente, automatisiert verwaltbare Informationsmodelle als Voraussetzung für skalierbare KI-unterstützte Engineering-Workflows.

Hinweis zu Abschlussarbeiten:

Bei Interesse hinsichtlich einer Abschlussarbeit jederzeit gerne anschreiben. Ich habe in der Regel mehr Themen verfügbar, als ausgeschrieben sind.

Lehre

• Informations- und Automatisierungstechnik (ITAT)
• Forschungspraktikum (Ansprechpartner)

12/2023 - heute
Wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Professur Vernetzte sichere Automatisierungstechnik (VSA) am Institut für Regelungs- und Steuerungssysteme (IRS)
bei Prof. Dr.-Ing. Mike Barth am Karlsruher Institut für Technologie

03/2023 – 11/2023
Automatisierungs- und Softwareingenieur bei OPVengineering GmbH
Softwareentwicklung für die Automatisierung von spezialisierten Elektromotorprüfständen

2018 - 2022
Masterstudium (M.Sc.) der Elektro- und Informationstechnik am KIT

• Vertiefungsrichtung: Sensorsysteme
• Masterarbeit am IRS und Fraunhofer IOSB zum Thema „Investigation on the Measurement Accuracy of a Laser-Induced Damage Threshold Testbed in the Short-Wave Infrared"

2014 - 2018
Bachelorstudium (B.Sc.) der Elektro- und Informationstechnik am KIT

• Bachelorarbeit am ITIV zum Thema „Konzeption und Evaluation von Methoden der Mustererkennung in Zeitreihen dynamischer Systeme im automobilen Kontext"