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Für eine flexible und strukturierte Netzwerkverwaltung wird die Modellierung im Bereich Industrie 4.0 immer wichtiger. Dabei kommen unterschiedliche Protokolle und Informationsmodelle von Netzwerkmanagement zum Einsatz. Mit einer zunehmenden Anzahl an aufkommenden Modellen werden Methoden für die Generierung, Transformation und Verknüpfung dieser Modelle immer relevanter. Für die Industrie 4.0 stellt die Abbildung der Informationsmodelle in digitalen Zwillingen die derzeit größte Aufgabe dar. Dabei ist durch das (Meta-)Modell der Verwaltungsschale in der Industrie 4.0 eine interoperable Spezifikation für digitale Zwillinge vorgegeben. Die Informationsmodelle der Netzwerkverwaltung müssen, für die Anwendbarkeit in Industrie 4.0, in die (Teil-)Modelle der Verwaltungsschale überführt werden. Darüber hinaus muss eine Schnittstelle zwischen Netzwerkmanagement von der Anwendungseben und Laufzeitumgebung der Verwaltungsschale geschaffen werden, damit zukünftige I4.0 Services aktiv auf diese zugreifen können.

Aufgabe:

• Verschieden Netzwerkmanagementprotokolle analysieren und vorstellen
• Analyse der Informationsmodelle von Netzwerkmanagement
• Meta-/Informationsmodelle im Bereich Industrie I4.0 vorstellen
• Modellierung der Netzwerkmanagementprotokolle in I4.0 (Teil-) Modellen
• Verfahren zur Verknüpfung bzw. Umwandlung von Modellen vorstellen
• Mapping der Schnittstellen zwischen I4.0 und Netzwerkmanagement
• Prototypische Implementierung der Modelltransformation an einem Demonstrator

Die erstellten Lösungen sind umfassend zu testen und zu dokumentieren.

Diplomarbeit
Bearbeitet durch: Khoroshun, Volodymyr
Betreuer: Dipl.-Inf. Nico Braunisch, Dr.-Ing. Robert Lehmann

Gutachter:                                            Prof. Dr.-Ing. habil. Martin Wollschlaeger

Gutachter:                                            Dr.-Ing. Robert Lehmann    

Bearbeitungszeitraum: 01.11.2021 – 20.05.2022

Im Zuge der Industrie 4.0 Entwicklung verändert sich die Art, wie in einer modernen Fertigung Software und Applikationen bereitgestellt werden. Anwendungen werden zunehmend in verschiedenen Produktionsumgebungen verteilt eingesetzt. Für die entsprechende plattformunabhängige Software Bereitstellung hat sich über die letzten Jahre die Verwendung von Software-Container etabliert. Zusätzlich werden diese Anwendungen in immer kürzeren Releasezyklen entwickelt. Um entsprechend die zeitaufwändige und fehleranfällige manuelle Software Bereitstellung und Auslieferung der Containerisierten Anwendungen zu automatisieren, haben sich auch hier neue Mechanismen entwickelt. Diese lassen sich unter Continuous Integration and Continuous Deployment (CI/CD) zusammenfassen. CI/CD ermöglicht kürzere Release Zyklen, indem die Software automatisiert getestet und auch ausgeliefert werden kann. Um eine größere Menge an Containern zu überwachen werden Orchestrierungstools wie Kubernetes eingesetzt. Diese aktuellen Entwicklungen der Softwareentwicklung dringen zunehmend in Bereiche vor, für die sie nicht konzipiert wurden. Hier gilt es, die Eignung dieser Konzepte für verschiedene Anwendungsfälle in der Industrie genau zu untersuchen.

Im Fokus dieser Arbeit steht die Entwicklung einer industriegeeigneten CI Pipeline. Dafür soll Herr Molkenthin in einem ersten Schritt die Eigenschaften aktueller CI/CD Architekturen analysieren. In einem zweiten Schritt sind konkrete Anforderungen an Software Bereitstellung und Auslieferung im Industrieumfeld zu ermitteln (Echtzeitfähigkeit, Sicherheit etc.). Entsprechend dieser Anforderungen ist eine geeignete CI–Pipeline methodisch abzuleiten und anschließend prototypisch aufzubauen. Als Applikation soll eine SPS Runtime verwendet werden. Der entwickelte Prototyp soll von Herrn Molkenthin anhand der Ausführung verschiedener Software-Tests evaluiert werden. Hierfür sind insbesondere für die Industrie relevante Testfälle auszuwählen (Dynamische Tests, Integrationstests, Sicherheitstests). Nach erfolgreichem Testdurchlauf ist das anschließende Deployment zu skizzieren. Die Ergebnisse der Arbeit sind umfassend wissenschaftlich zu dokumentieren und innerhalb eines Kolloquiums zu präsentieren.

Diplomarbeit
Bearbeitet durch: Molkenthin, Jim
Betreuer: Dr.-Ing. Frank Hilbert (TUD), Christian-Klaus Müller (Audi)
Prüfer: Prof. Dr.-Ing. habil. Martin Wollschlaeger, Dr.-Ing. Frank Hilbert
Bearbeitungszeitraum: 01.03.2022 – 02.08.2022