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2021 | OriginalPaper | Buchkapitel

Complexity-Oriented Description of Cyber-Physical Systems

verfasst von : A. Keuper, C. Dölle, M. Riesener, G. Schuh

Erschienen in: Production at the leading edge of technology

Verlag: Springer Berlin Heidelberg

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Abstract

In product development projects, companies try to meet more individual customer requirements by increasing the number of product variants. The product variants are no longer solely created physically, but also through different configurations of software, digital services and platforms. This extension of a physical system is called cyber-physical system (CPS). The development towards ‘System of Systems’ creates products, which fulfil required functions through the interaction of systems. The combination of physical and virtual objects makes cyber-physical systems significantly more complex than purely mechatronic products. The overall goal is to improve the cost-benefit ratio of cyber-physical systems. Therefore, system complexity is examined, in order to improve the design of CPS. In this paper a first step towards this goal is presented, the analysis and synthesis of description features of cyber-physical systems, which are capable to describe any CPS in a standardized logic and include all relevant dimensions that cause complexity.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat Schuh, G., Riesener, M.: Produktkomplexität managen. Strategien - Methoden - Tools, 3rd ed. Hanser, München (2017) Schuh, G., Riesener, M.: Produktkomplexität managen. Strategien - Methoden - Tools, 3rd ed. Hanser, München (2017)
2.
Zurück zum Zitat Schuh, G., Rudolf, S., Riesener, M., Kantelberg, J.: Application of highly-iterative product development in automotive and manufacturing industry. In: ISPIM Innovation Symposium, p. 1 (2016) Schuh, G., Rudolf, S., Riesener, M., Kantelberg, J.: Application of highly-iterative product development in automotive and manufacturing industry. In: ISPIM Innovation Symposium, p. 1 (2016)
3.
Zurück zum Zitat Schuh, G., Potente, T., Thomas, C., Hauptvogel, A.: Steigerung der Kollaborationsproduktivität durch cyber-physische Systeme. In: Industrie 4.0 in Produktion, Automatisierung und Logistik, pp. 277–295. Springer (2014) Schuh, G., Potente, T., Thomas, C., Hauptvogel, A.: Steigerung der Kollaborationsproduktivität durch cyber-physische Systeme. In: Industrie 4.0 in Produktion, Automatisierung und Logistik, pp. 277–295. Springer (2014)
4.
Zurück zum Zitat Döbrich, U., Heidel, R.: Modell zur Beschreibung cyber-physischer Systeme. atp edition-Automatisierungstechnische Praxis 55, 38–45 (2013) Döbrich, U., Heidel, R.: Modell zur Beschreibung cyber-physischer Systeme. atp edition-Automatisierungstechnische Praxis 55, 38–45 (2013)
5.
Zurück zum Zitat Schätz, B.: The role of models in engineering of cyber-physical systems‐challenges and possibilities. In: Tagungsband des Dagstuhl-Workshops, p. 91 (2014) Schätz, B.: The role of models in engineering of cyber-physical systems‐challenges and possibilities. In: Tagungsband des Dagstuhl-Workshops, p. 91 (2014)
6.
Zurück zum Zitat Akkaya, I., Derler, P., Emoto, S., Lee, E.A.: Systems engineering for industrial cyber–physical systems using aspects. Proc. IEEE 104, 997–1012 (2016) Akkaya, I., Derler, P., Emoto, S., Lee, E.A.: Systems engineering for industrial cyber–physical systems using aspects. Proc. IEEE 104, 997–1012 (2016)
7.
Zurück zum Zitat Plateaux, R., Penas, O., Choley, J.-Y., Mhenni, F., Hammadi, M., Louni, F.: Evolution from mechatronics to cyber physical systems: an educational point of view. In: 2016 11th France-Japan & 9th Europe-Asia Congress on Mechatronics (MECATRONICS)/17th International Conference on Research and Education in Mechatronics (REM). IEEE, pp. 360–366 (2016) Plateaux, R., Penas, O., Choley, J.-Y., Mhenni, F., Hammadi, M., Louni, F.: Evolution from mechatronics to cyber physical systems: an educational point of view. In: 2016 11th France-Japan & 9th Europe-Asia Congress on Mechatronics (MECATRONICS)/17th International Conference on Research and Education in Mechatronics (REM). IEEE, pp. 360–366 (2016)
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Zurück zum Zitat Zehbold, C.: Product Lifecycle Management (PLM) im Kontext von Industrie 4.0. In: Fend, L., Hofmann, J. (eds.) Digitalisierung in Industrie-, Handels- und Dienstleistungsunternehmen: Konzepte - Lösungen - Beispiele, pp. 69–89. Springer Fachmedien Wiesbaden, Wiesbaden (2018) Zehbold, C.: Product Lifecycle Management (PLM) im Kontext von Industrie 4.0. In: Fend, L., Hofmann, J. (eds.) Digitalisierung in Industrie-, Handels- und Dienstleistungsunternehmen: Konzepte - Lösungen - Beispiele, pp. 69–89. Springer Fachmedien Wiesbaden, Wiesbaden (2018)
9.
Zurück zum Zitat Schuh, G., Pitsch, M., Rudolf, S., Karmann, W., Sommer, M.: Modular sensor platform for service-oriented cyber-physical systems in the European tool making industry. Procedia CIRP 17, 374–379 (2014) Schuh, G., Pitsch, M., Rudolf, S., Karmann, W., Sommer, M.: Modular sensor platform for service-oriented cyber-physical systems in the European tool making industry. Procedia CIRP 17, 374–379 (2014)
10.
Zurück zum Zitat Patzak, G.: Systemtechnik – Planung komplexer innovativer Systeme. Grundlagen, Methoden, Techniken, Springer (1982) Patzak, G.: Systemtechnik – Planung komplexer innovativer Systeme. Grundlagen, Methoden, Techniken, Springer (1982)
11.
Zurück zum Zitat Meier, J.: Produktarchitekturtypen globalisierter Unternehmen, Shaker (2007) Meier, J.: Produktarchitekturtypen globalisierter Unternehmen, Shaker (2007)
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Zurück zum Zitat Vemuri, V.: Modelling of Complex Systems. Academic Press, New York (1978) Vemuri, V.: Modelling of Complex Systems. Academic Press, New York (1978)
13.
Zurück zum Zitat Liu, Y., Peng, Y., Wang, B., Yao, S., Liu, Z.: Review on cyber-physical systems. IEEE/CAA J. Autom. Sin. 4, 27–40 (2017) Liu, Y., Peng, Y., Wang, B., Yao, S., Liu, Z.: Review on cyber-physical systems. IEEE/CAA J. Autom. Sin. 4, 27–40 (2017)
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Zurück zum Zitat Sinha, K., others: Structural complexity and its implications for design of cyber-physical systems. Dissertation (2014) Sinha, K., others: Structural complexity and its implications for design of cyber-physical systems. Dissertation (2014)
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Zurück zum Zitat Törngren, M., Sellgren, U.: Complexity challenges in development of cyber-physical systems. In: Lohstroh, M., Derler, P., Sirjani, M. (eds.) Principles of Modeling: Essays Dedicated to Edward A. Lee, pp. 478–503. Springer International Publishing, Cham (2018) Törngren, M., Sellgren, U.: Complexity challenges in development of cyber-physical systems. In: Lohstroh, M., Derler, P., Sirjani, M. (eds.) Principles of Modeling: Essays Dedicated to Edward A. Lee, pp. 478–503. Springer International Publishing, Cham (2018)
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Zurück zum Zitat Kubicek, H.: Heuristische Bezugsrahmen. Poeschel, Stuttgart (1977) Kubicek, H.: Heuristische Bezugsrahmen. Poeschel, Stuttgart (1977)
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Zurück zum Zitat Rebentisch, E., Schuh, G., Dölle, C., Mattern, C., Abel, H.: Defining agile culture using topic modelling. In: Proceedings of the DESIGN 2018 15th International Design Conference, pp. 2111–2120. University of Zagreb, Croatia; The Design Society, Glasgow, UK (2018) Rebentisch, E., Schuh, G., Dölle, C., Mattern, C., Abel, H.: Defining agile culture using topic modelling. In: Proceedings of the DESIGN 2018 15th International Design Conference, pp. 2111–2120. University of Zagreb, Croatia; The Design Society, Glasgow, UK (2018)
20.
Zurück zum Zitat Riesener, M., Doelle, C., Mendl-Heinisch, M., Schuh, G.: Literature based derivation of a framework to evaluate engineering change requests. In: 2019 Portland International Conference on Management of Engineering and Technology (PICMET), pp. 1–6. IEEE (2019) Riesener, M., Doelle, C., Mendl-Heinisch, M., Schuh, G.: Literature based derivation of a framework to evaluate engineering change requests. In: 2019 Portland International Conference on Management of Engineering and Technology (PICMET), pp. 1–6. IEEE (2019)
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Zurück zum Zitat Buja, A., Swayne, D. F., Littman, M.L., Dean, N., Hofmann, H., Chen, L.: Data visualization with multidimensional scaling. J. Comput. Graph. Stat. 17, 444–472 (2008) Buja, A., Swayne, D. F., Littman, M.L., Dean, N., Hofmann, H., Chen, L.: Data visualization with multidimensional scaling. J. Comput. Graph. Stat. 17, 444–472 (2008)
Metadaten
Titel
Complexity-Oriented Description of Cyber-Physical Systems
verfasst von
A. Keuper
C. Dölle
M. Riesener
G. Schuh
Copyright-Jahr
2021
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-662-62138-7_60

    Marktübersichten

    Die im Laufe eines Jahres in der „adhäsion“ veröffentlichten Marktübersichten helfen Anwendern verschiedenster Branchen, sich einen gezielten Überblick über Lieferantenangebote zu verschaffen.