Cyber Physical Production Systems sind ein etabliertes Anwendungsfeld für CPS.  Hier stellen sich eine Reihe von Herausforderungen. Produktionssysteme sollen autonom und flexibel gestalten werden, so dass sie auch auf unvorhergesehene Ereignisse reagieren können. Die Produktion von Einzelanfertigungen (Losgröße eins) soll unterstützt werden. Es sollen sowohl existierende Produktionsanlagen als auch neue Anlagen hinsichtlich unterschiedlicher Gesichtspunkte wie beispielsweise dem Ressourcenverbrauch optimiert werden. Zur Flexibilisierung der Produktion soll die Integration und Vernetzung der Maschinen möglichst nach einem Plug-and-Play-Ansatz erfolgen sollte. Es werden Fragestellungen der Simulation von Produktionsanlagen zur Optimierung des Energieverbrauchs sowie der intelligenten Vernetzung und Selbstkonfiguration bearbeitet.

Projekte

• itsowl-IV
• SPEAR

Die Automobil- und Verkehrstechnik spielt  technologisch eine führende Rolle  im Bereich der Cyber Physical Systems. Innerhalb von Fahrzeugen ist der Einsatz von elektronischen Steuerungen in den letzten Jahren enorm angestiegen, die miteinander kommunizieren und interagieren müssen.  Viele Servicefunktionen  sind ohne vernetzte Elektronik nicht denkbar. Hinzu kommt  eine zunehmende Vernetzung der Fahrzeuge untereinander und mit ihrer Umwelt (Car2X, Connected Cars), insbesondere der Verkehrsinfrastruktur. In diesem Themenfeld wird der modellbasierte Entwurf von Multi- und Many-Core-Steuerungen sowie die Vernetzung von Fahrzeugen mit anderen Verkehrsteilnehmern, der Infrastruktur und mit der Cloud untersucht.

Projekte

• AMALTHEA4Public
  
• APPSTACLE
  
• Hy-Nets 
• Safety4Bikes
  

Ein weiteres Anwendungsgebiet für Cyber Physical Systems ergibt sich im Bereich der öffentlichen Infrastrukturen. Auf der Grundlage der IKT und ihrer gewinnbringenden Nutzung durch alle Beteiligten soll so die Leistungsfähigkeit von Städten und ganzen Regionen oder Ballungsräumen hinsichtlich unterschiedlicher Aspekte wie Energie, Verkehr oder Sicherheit verbessert werden. Neben der Mobilität werden in diesem Anwendungsfeld aktuell Themen der zivilen Sicherheit zur Einbeziehung der Bevölkerung und ihrer (technischen) Ressourcen im Vorfeld und bei der Bewältigung von Krisen und Katastrophen bearbeitet. Ein Schwerpunkt ist hier die Erfassung von aktuellen Lageinformationen mittels mobiler Endgeräte (Smartphones, Tablets, etc.) und Crowd Sourcing Mechanismen sowie die Informationsauswertung und ihre Aufbereitung in einem Geoinformationssystem.

Projekte

• RESIBES

Die Integration von (fast) beliebigen Gegenständen in die Informationsverarbeitung wurde bereits um 1999 von Kevin Ashton mit dem Begriff „Internet of Things“ bezeichnet. Im Internet of Things (IoT) werden physikalische Geräte aus verschiedenen Anwendungsbereichen mit Sensoren, Aktoren, Netzwerkkonnektivität und eingebetteter Software ausgestattet und dadurch in die Lage versetzt, Daten zu sammeln und auszutauschen, um fortschrittliche Dienste anzubieten. Neben Fahrzeugen oder Maschinen, wie sie in den Bereichen Mobilität und Industrieautomatisierung schon erwähnt wurden, werden beispielsweise auch Gebäude-(teile), Haushaltsgeräte,  Wearables wie Fitness Tracker oder AR-Brillen und medizinische Geräte z. B. zur Ferndiagnose oder zur Überwachung von Vitalfunktionen im Internet of Things vernetzt. Es ist zu beobachten, dass die Cyber Physical Devices mit immer mehr Autonomie ausgestattet werden. Beispiele hierfür sind Haushaltsroboter oder Assistenzroboter, die Hilfestellungen geben, um möglichst lange ein selbständiges Leben führen zu können. In diesem Anwendungsfeld befassen wir uns mit der Kommunikation und Selbst-Organisation dieser Systeme, mit der Wahrnehmung der Umwelt durch unterschiedliche vernetzte Sensoren und der Auswertung dieser Daten, sowie mit der autonomen Navigation von mobilen Systemen.