Thesis supervisor: Pál Varga
Location of studies (in Hungarian): Távközlési és Médiainformatikai Tanszék Abbreviation of location of studies: TMIT
Description of the research topic:
Az ipari gyártási folyamatok során kialakuló komplex eszközök digitális lábnyomának követése nemcsak a gyártás, szállítás, vagy üzembe helyezés során segít az ellátási lánc optimalizálásában, de a termék teljes életciklusában is lehetővé teszi annak proaktív karbantartását, majd hatékony reciklálását vagy megsemmisítését.
A digitális lábnyomok részleges követése, vagy az életciklus elemeinek menedzsmentje ugyan megjelent mint ipari igény, ám egyelőre még egy-egy ellátási láncban is csak különálló, célzott implemetációk léteznek - a komplex feladat megoldása még várat magára. A kutatási feldat magában foglalja a problémakör alapos megismerését, a modell-alkotást, majd annak implementációját, hatás-vizsgálatát, valamint mindezek verifikációját,
A különféle IoT (Internet of Things) és CPS (Cyber-physical Systems keretrendszerek mára sokféle megoldást nyújtanak a végpontok (szenzorok és beavatkozók) összekapcsolódására, valamint arra, hogy az adatfolyamok biztonságosan eljussanak a feldolgozókhoz. A kiberfizikai gyártó-rendszerek (Cyber-physical Production Systems, CPPS) területén azonban felmerült az igény arra, hogy a gyűjtött adatok a gyártósor-vezérlés mellett a vállalat-iránytási, a logisztikai, és további olyan rendszerekhez is hatékonyan jussanak el, amelyekhez eddig nem, vagy csak körülményesen tették. Mindemellett az ellátási-lánc menedzsmentben továbbra is élő igény az eszköz-kövezés (asset tracking) kiterjesztése a folyamat minden elemére. Az üzembe helyezett eszközök karbantartása pedig a gyártási, szállítási és működési folyamatok során megjelenő digitális lábnyomok összekötésével válik igazán hatékonnyá. Mindezekből következik, hogy a végső, komplex igény a digitális lábnyom hozzáférhetőségének megoldása a teljes életciklusban - a feladat fizikai szintű eszköz-követési, adatgyűjtési, kommunikációs és bizonságtechnikai vonzataival együtt.
A CCPS és más ipari IoT rendszerek következő fejlődési lépése a kiberfizikai rendszerek "digitális iker"-koncepciók széleskörű elterjedésén túl tehát az lesz, hogy a műszaki és nem-műszaki folyamatok vezérlésére dinamikusan változtatható, a szereplők igényeit és lehetőségeit követő megoldások szülessenek. Az IoT keretrendszereket tehát fel kell készíteni olyan, a digitális lábnyom elemeit kialakító és lekérdezhetővé tévő módszerekkel, amely kiterjed a gyártás, összeszerelés, tárolás és szállítás során felmerülő fizikai eszköz-követő feladatok mellett gyűjtött információ (heterogén felhasználói környezetre illesztett) biztonságos megosztására is. Mindez kiegészül a rendszer-elemek életciklus-modelljének megtervezésével és a modell működésének követésével.
A kutatás időszerűségét mutatja, hogy a megjelenő komplex igények ellenére az ipari felhasználók még korántsem kezdtek a kiberfizikai rendszerek tömeges és általános használatába, pedig ez szükséges feltétele a digitális iker, valamint a digitális lábnyom-koncepciók megvalósulásának. Szerte a világon jelenleg is zajlik a lehetőségek feltárása, az új funkciók optimális kialakításához és bevezetéséhez tervezési módszertanok kidolgozása.
A fenti célkitűzések mentén számos architekturális, kommunikációs, és fizikai eszköz-követési problémakört lehet azonosítani:
- A fizikai eszköz-követési módszerek és megoldások, valamint az ipari IoT keretrendszerek eszközrendszerének integrálási kérdései egyelőre a problémafelvetés fázisában vannak.
- Az IoT keretrendszerekbe illeszkedően olyan módszerek kialakítására van szükség, amelyek segítik a digitális lábnyomok kialakítását és az adathozzáférést heterogén érdekkörű, de együttműködésre hajlandó partner-hálózatokban. Ennek körvonalait sokszereplős rendszerben a szolgáltatás-alapú architektúrák ugyan megteremtik, de a megoldás leírása komplex ellátási láncok esetében egyelőre várat magára.
- A különféle kommunikációs- és feldolgozási képességekkel rendelkező szereplőkből összeálló rendszerek rendszereiben (System-of-Systems) a biztonsági követelményeket is különböző módokon és hatékonysággal lehet megteremteni. A célkitűzések közé tartozik, hogy a folyamatok levezénylése a szereplők életciklusát is figyelembe vevő képességek és lehetőségek mentén, dinamikusan alakuljon. Itt többek között olyan tényezőket is figyelembe kell venni, mint a szűkös erőforrásokkal rendelkező (resource constrained) eszközök biztonságtechnikája, az eszköz- és hálózati szintű redundanciák, a folyamatban szereplő eszközök öregedésének figyelembe vétele és proaktív karbantartása.
Kutatási feladatok:
- A digitális lábnyom koncepció áttekintése a kiberfizikai rendszerek és ipari IoT technológiák fényében - beleértve a gyártói rendszerekre (CPPS), a fizikai eszköz-követésre, az ellátási lánc és életciklus-modellek integrált működésére optimalizált megoldásokat. Ezek skálázhatósági és biztonságtechnikai vizsgálata.
- A fent felsorolt problémakörök részletesebb azonosítása és a már meglévő módszerek átfogó ismerete alapján új architekturális-tervezési paradigmák azonosítása, adatgyűjtési, szolgáltatás- és adat-integrációs módszerek kidolgozása tervezési irányelvek kialakítása és verifikációja.
- A javasolt megoldások analitikus, szimulációs és teszthálózati elemzése.
Required language skills: angol Number of students who can be accepted: 2
Deadline for application: 2019-06-14
2024. IV. 17. ODT ülés Az ODT következő ülésére 2024. június 14-én, pénteken 10.00 órakor kerül sor a Semmelweis Egyetem Szenátusi termében (Bp. Üllői út 26. I. emelet).
Login
