M2M-Kommunikation
Cyber-Physical Systems bilden die Grundlage für Industrie 4.0
Fortsetzung des Artikels von Teil 2
Plattformbasierter Entwurf von CPS
Eine bewährte Entwurfsmethode für Cyber-Physical Systems ist der plattformbasierte Entwurf. Nun kann man sich die Frage stellen: Warum gerade plattformbasiert? Plattformen sind erforderlich, um auf der Grundlage von vorhandener leistungsfähiger Hardware immer wieder Neues zu erschaffen. Man blicke etwas in den Rückspiegel: Mit dem PC beispielsweise wurde eine Standardrechnerplattform geschaffen, die eine Vielzahl von Anwendungen verdrängte, die auf eigens dafür entwickelten Geräten basierten. Mit dem Web war es dasselbe: Es schaffte eine standardisierte Möglichkeit des Informationsaustauschs und eröffnete eine völlig neue Welt der Verknüpfung von Informationen. Nichts anderes passiert momentan bei den mobilen Geräten: I-OS und Android brachten eindrucksvolle Plattformen hervor, die sich nicht nur als disruptive Technologien für Smartphones erwiesen, sondern buchstäblich hunderte anderer Märkte massiv beeinflusst haben. Im Bereich mobiler Geräte wird entweder eine neue Plattform entwickelt oder auf einer bereits existierenden Plattform aufgebaut – benutzerdefiniertes Hardware-Design gibt es nicht mehr. Und auch im Bereich der Mess-, Steuer-, Regel- und Embedded-Systeme ist der plattformzentrierte Systemdesignansatz nicht zu übersehen.
Der Plattformansatz bei National Instruments heißt "Graphical System Design" und ermöglicht genau dies: Auf der Grundlage vorhandener modularer rekonfigurierbarer Hardware, gepaart mit einer einheitlichen Softwareumgebung und der Möglichkeit der nahtlosen Integration von COTS (Commercial-off-the-Shelf-Werkzeugen) immer wieder Neues zu erschaffen. Unzählige Anwendungen in den unterschiedlichsten Gebieten wie Automobilindustrie oder in der Luft- und Raumfahrt basieren bereits auf diesem Ansatz. Eine Plattform kann als Abstraktionsschicht verwendet werden, so dass man sich mit der Abstraktionsebene beschäftigen kann, ohne sich in Implementierungsdetails zu verlieren. Das Ergebnis sind Entwürfe, die in viele Komponenten unterteilt, kombiniert und modularisiert sind. Klare Verknüpfungen erlauben das Ersetzen oder Aktualisieren von Plattformelementen durch einsatzfertige Standardhardware, um Entwicklungskosten zu senken und das Life-Cycle-Management zu vereinfachen. Plattformelemente können für Test-Frameworks, das Requirement-Tracking, Verifizierung und Dokumentation erneut verwendet, mit neuen Werkzeugen ausgestattet oder genutzt werden.
Dr. Alberto Sangiovanni-Vincentelli, eine Koryphäe auf dem Gebiet Cyber-Physical Systems an der University of California, Berkeley, bringt es auf den Punkt: Das Entwickeln von Cyber-Physical Systems gleicht der Zähmung des Dr. Frankenstein. Entscheidend beim Design von Cyber-Physical Systems ist die Möglichkeit, auf Systemebene entwickeln zu können und sich nicht mit den Einzelheiten der Implementierung auseinandersetzen zu müssen. Richtig effektiv ist das Entwickeln eines CPS erst dann, wenn das Design, das Prototyping und der Serieneinsatz auf Basis einer Plattform umgesetzt werden.
- Cyber-Physical Systems bilden die Grundlage für Industrie 4.0
- Integration und Standardisierung
- Plattformbasierter Entwurf von CPS
Lesen Sie mehr zum Thema
