Masterarbeit - Das Fachgebiet Software Engineering
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FG Software Engineering Leibniz Universität Hannover Welfengarten 1 3. Stock, Flur G Masterarbeit - zu vergeben - Synthese energieeffizienter Steuerungen für moderne Produktionsanlagen aus szenariobasierten Spezifikationen Stichworte: Software für intelligente technische Systeme, automatische Ableitung von energieeffizienter Software aus Anforderungen, Java, UML, Eclipse Hintergrund Durch stetig steigende Strompreise ist die Energieeffizienz von Produktionsanlagen ein immer wichtigerer Faktor in der industriellen Fertigung. Elektrische Antriebe in diesen Anlagen sind prinzipiell in der Lage, Bewegungsenergie bei Bremsvorgängen wieder in elektrische Energie umwandeln. Für die Optimierung des Energieverbrauchs müssen allerdings die Brems- und Beschleunigungsvorgänge so aufeinander abgestimmt werden, dass Bremsenergie möglichst sofort und vollständig wieder in Antriebsenergie umgewandelt werden kann. In einer Kooperation des Fachgebiets Software Engineering (Prof. Dr. Greenyer) und dem Institut für Mechatronische Systeme (Prof. Dr.-Ing. Ortmaier) verfolgen wir den innovativen Ansatz, energieeffiziente Steuerungen von Produktionsanlagen automatisch aus Anforderungen abzuleiten. Das Ableiten von Steuerungssoftware aus Anforderungen wird Synthese genannt. Die Idee ist also eine Anlage nicht mehr wie bisher zu programmieren, sondern zu beschreiben, was die Anlage in bestimmten Situationen tun soll, tun muss oder nicht tun darf. Aus einer solchen szenariobasierten Spezifikation soll dann eine Strategie zur Steuerung der Anlage automatisch synthetisiert werden. Da nicht wie bisher sofort eine feste Ablauffolge programmiert wird, kann ein Algorithmus auf dieser Basis mögliche und energieeffiziente Strategien für die Steuerung der Anlage finden. Wir haben bereits einen automatischen Synthesealgorithmus entwickelt und in einem Werkzeug implementiert. Dieser Algorithmus kann allerdings noch nicht die verbrauchte und generierte Energie bei Beschleunigungs- und Bremsaktionen berücksichtigen. Beispiel: Die Steuerung muss Beschleunigungsund Bremsvorgänge z.B. der beiden Roboterarme energieeffizient abstimmen Entwicklungsansatz: Arm B Presse Steuerung Arm A Szenariobasierte Spezifikation + Annahmen über verbrauchte und gewonnenen Energie Kern der Arbeit: Erweiterung des Syntheseverfahrens Synthese Energieeffiziente Steuerungs-Strategie Aufgabe In einer Einarbeitungsphase machen Sie sich zunächst mit den existierenden Konzepten, Algorithmen und Werkzeugen vertraut. Dann erarbeiten Sie eine Erweiterung des Syntheseverfahrens und ggf. der Spezifikationssprache, sodass verbrauchte und generierte Energie bei Beschleunigungs- und Bremsaktionen berücksichtigt werden können. Der praktische Teil der Arbeit besteht in der prototypischen Umsetzung der Konzepte als Plug-In zu einer existierenden Werkzeug-Infrastruktur (basierend auf Eclipse, Java, UML, EMF). Betreuer: Prof. Dr. Joel Greenyer, [email protected], G 322, Beginn: ab sofort
