Industrie 4.0 Seminar | Masteronline (2023)

Über den Tellerrand schauen, sich mit neuen Methoden und Technologien vertraut machen und neue Lösungswege erproben – vor allem an der Schnittstelle von Hardware und Software, von Elektrotechnik, Mikrosystemtechnik und Informatik, werden im Zuge der Digitalisierung neue Lösungen gebraucht. Diese erfordern eine interdisziplinäre Herangehensweise von Führungskräften wie auch Ingenieurinnen und Ingenieuren.

Wissenschaftliche Weiterbildung für die Industrie 4.0 – in Seminaren, Workshops oder anderen Kursformen – bietet die Möglichkeit, nachhaltig Know-How aufzubauen. Anders als in herkömmlichen Schulungen oder Seminaren werden, neben der Vermittlung von Fachwissen, die Kompetenzen in Bereichen wie Systemisches Denken, Wissenstransfer und Innovationskraft gestärkt.

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Intelligente Systeme

Automatisierung

Hardwareentwicklung

Softwareentwicklung

Hinter Schlagwörtern wie Digitalisierung und Industrie 4.0 steckt eine Vielzahl an Technologien und Konzepten. Das Seminar- und Weiterbildungsangebot des Weiterbildungsprogramms Intelligente Eingebettete Mikrosysteme (IEMS) der Universität Freiburg vermittelt Ingenieuren und Ingenieurinnen interdisziplinäres Know-How und aktuelles Forschungswissen, die sie bei der Arbeit mit und der Entwicklung und Umsetzung von technologischen Innovationen brauchen.

Mit der Aktualisierung technologischer Grundlagen werden Fach- und Führungskräfte dazu befähigt, Industrie 4.0-relevante Problemstellungen zu erfassen und innovative Lösungen zu kreieren.

Das Internet der Dinge, vernetzte Produktionsanlagen und smarte Devices: Drahtlose Netzwerke brauchen Algorithmen, die eine sichere Kommunikation ermöglichen. Lernen Sie, für die spezifischen Probleme in drahtlosen Netzwerken, vom Sensornetzwerk bis zur WLAN-Kommunikation, passende Sicherheitsalgorithmen zu entwickeln.

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Insbesondere bei sicherheitskritischen Anwendungen muss die Zuverlässigkeit von Eingebetteten Systemen gewährleistet sein. Unter dem Begriff Zuverlässigkeit subsumiert man eine Reihe von Aspekten, die dazu geeignet sind, die Zuverlässigkeit von Systemen zu charakterisieren. Lernen Sie, verschiedene Defekte zu modellieren, und wie Sie diese während der Laufzeit eines Systems vermeiden und behandeln können.

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Je nach Einsatzgebiet ist die Betriebssicherheit eingebetteter Systeme unerlässlich. Lernen Sie, mögliche Gefahren im Falle des fehlerhaften Entwurfs eingebetteter Systeme zu erkennen und das Instrumentarium zum Nachweis und zur Vermeidung solcher Fehler – insbesondere durch formale Methoden – zu beherrschen.

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Intelligente Systeme sind in der Lage, sich selbstständig an neue Gegebenheiten anzupassen oder zuverlässig Vorhersagen über künftige Geschehnisse zu treffen. Mit den Methoden des Maschinellen Lernens können aus großen Datenmengen relevante Informationen gewonnen werden - die Einsatzmöglichkeiten in der Industrie 4.0 reichen vom autonomen Fahren bis zu intelligenten Robotern.

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Intelligente Systeme – vom Mobiltelefon bis zur vernetzten Fabrik – sind mit zahlreichen Sensoren ausgestattet, die eine Vielzahl an Messdaten erfassen und zur Verarbeitung weitergeben. Wie lassen sich Sensoren in der Industrie 4.0 realisieren? Welche Sensorprinzipien kommen zum Einsatz? Und wie lassen sich Sensoren zugeschnitten auf ihren Anwendungsbereich auswählen oder entwickeln?

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Zentraler Bestandteil von intelligenten Systemen der Industrie 4.0 ist die Echtzeitfähigkeit. Die Synchronisation und Kommunikation von Prozessen in einem Netz eingebetteter Systeme, stellt die Entwickler von echtzeitfähigen Betriebssystemen vor große Herausforderungen. Sie müssen nicht nur die Einhaltung von Zeitbedingungen gewährleisten, sondern auch die gemeinsame Ressourcennutzung berücksichtigen.

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Keine Automatisierung ohne Regelungstechnik. Ob in der Robotik oder in der Verfahrenstechnik – um Sicherheit und Zuverlässigkeit komplexer, intelligenter Systeme gewährleisten zu können, müssen diese gezielt beeinflusst werden. Mit dem Wissen und den Methoden der Regelungstechnik gelingt es Ihnen, technische Prozesse in gewünschter Weise zu automatisieren.

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Messtechnik kommt zum Einsatz, wo immer Präzision gefragt ist. Etwa bei Fertigungsprozessen: Wie lässt sich sicherstellen, dass die richtigen Produkte in der gewünschten Qualität zum Zeitpunkt X zur Verfügung stehen? Mit den Methoden der Messdatenerfassung und -verarbeitung ermitteln und kontrollieren Sie zuverlässig die relevanten Steuerungsgrößen, um so Prozesse zu optimieren und automatisieren.

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Wie lässt sich Software für sicherheitskritische Anwendungen modellieren? Wie kann ich Funktion und Integrationsfähigkeit von Softwarekomponenten testen? Beim Softwareeinsatz im industriellen Umfeld ist es wichtig, unvorhergesehene Situationen oder gar Systemabstürze zu vermeiden. Dabei helfen Methoden und Modelle zur Planung, zum Entwurf und zur Wartung von Software.

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Die Entwicklung eingebetteter Software verlangt viel Dynamik und eine hohe Flexibilität. Entwicklungsprozesse im Industrie 4.0-Umfeld sind nicht nur komplex, sondern bergen auch zahlreiche Unwägbarkeiten. Mit den Methoden des agilen Projektmanagements können Sie im Entwicklerteam Probleme frühzeitig erkennen und rechtzeitig die passenden Lösungswege einschlagen.

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Können Maschinen das Lernen lernen? Intelligente Systeme sind in der Lage, sich selbstständig an neue Gegebenheiten anzupassen oder zuverlässig Vorhersagen über künftige Geschehnisse zu treffen. Mit den Methoden des Maschinellen Lernens können Sie aus großen Datenmengen (Big Data) relevante Informationen gewinnen und neue Muster und Zusammenhänge herausfiltern.

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Der Entwurf von Hardwarebausteinen, die Auswahl und Programmierung von Mikroprozessoren oder das Design der Speicherarchitektur für eingebettete Systeme stellen besondere Anforderungen an Entwicklerinnen und Entwickler. Lernen Sie, Methoden aus der Softwaretechnik und dem Hardwareentwurf zu einer leistungsfähigen Entwurfsmethodik zu kombinieren.

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Cyber-Physische Systeme sind die technologische Lösung für viele Herausforderungen, die mit der intelligenten Vernetzung von Maschinen und Materialien einhergehen. Ausgestattet mit einem Netzwerk aus Aktoren und Sensoren verarbeiten sie komplexe Signale. Mit der Wahl des passenden Aktorprinzips können Sie Prozessaufwand, Integrierbarkeit und Zuverlässigkeit Ihrer Systeme optimieren.

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Die CMOS-Technologie ist die vorherrschende Technologie für analoge Schaltungen. Das Verständnis der Halbleiterbauelemente und der analogen Entwurfstechnik können Sie für den Entwurf und das Design leistungsfähiger Schaltungen und Speicher nutzen – die im Kontext von Elektronik für Industrie 4.0 zum Beispiel in Sensorausleseschaltungen zum Einsatz kommen.

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Intelligente Systeme – vom Mobiltelefon bis zur vernetzten Fabrik – sind mit zahlreichen Sensoren ausgestattet, die eine Vielzahl an Messdaten erfassen und zur Verarbeitung weitergeben. Wie lassen sich Sensoren in der Industrie 4.0 realisieren? Welche Sensorprinzipien kommen zum Einsatz? Und wie lassen sich Sensoren zugeschnitten auf ihren Anwendungsbereich auswählen oder entwickeln?

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Je komplexer das System, desto wichtiger ist seine Effizienz. Bei der Entwicklung eingebetteter Systeme stellt sich die Frage: Welche Teile sollen in Hardware, welche in Software umgesetzt werden? Nehmen Sie die Hardware/Software-Partitionierung in den Blick, um Lösungsstrategien zu entwickeln, mit denen Sie den eingeschränkten Ressourcen der gegebenen Hardwareumgebung gerecht werden.

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