Doktorand (m/w/d) im Bereich Automatische Evolution Digitaler Zwillinge - Stuttgart

Wissenschaftlicher Mitarbeiter, Doktorand (m/w/d) im Bereich Automatische Evolution Digitaler Zwillinge

Digitale Zwillinge ermöglichen eine Vielzahl innovativer industrieller Anwendungen, von Analysefunktionalitäten einer Maschine bis hin zur Steuerung des Verhaltens. Im Engineering ermöglichen Digitale Zwillinge zwar etliche Vereinfachungen – sind jedoch auch aufwändig in der Erstellung und Wartung: Ändert sich eine Maschine durch Verschleiß, äußere Einflüsse oder Umbauten, müssen die Modelle des Digitalen Zwillings meist händisch nachgezogen werden. Tools, die automatisch Inkonsistenzen zwischen dem Digitalen Zwilling und der Maschine identifizieren und reparieren, sind auf Spezialanwendungen oder -domänen beschränkt.

Am ISW erforschen wir Methoden zur automatischen Evolution Digitaler Zwillinge und ihrer zugrunde liegenden Modelle, u.a. basierend auf Echtzeit-Simulationsmodellen der virtuellen Inbetriebnahme. Hierfür soll sichergestellt werden, dass eine einheitliche Beschreibung einer Maschine als Basis dieser Modelle dient, sodass Änderungen an der Maschine automatisch in deren Zwilling übertragen werden. Zudem sollen Methoden zur automatisierten Erkennung von Änderungen und zum automatisierten Reparieren der Modelle bei Inkonsistenzen entwickelt werden. Grundlage dafür ist die Abbildung des Digitalen Zwillings und seiner Beschreibungssprachen in Knowledge Graphen und die Nutzung künstlicher Intelligenz zur automatisierten Abbildung der Artefakte. Ziel ist es, den Digitalen Zwilling und seine Maschine durchgängig und konsistent miteinander zu denken und fortzuschreiben.

Ihre zukünftigen Themenschwerpunkte:

• Analyse des Verhaltens von Digitalen Zwillingen und der repräsentierten Maschine mittels deterministischer und LLM-basierter Methoden

• Entwicklung einer generischen Methode für Consistency Checks durch die Modellierungssprache Automation ML

• Formalisierung von Repair Rules auf Basis von Modelltransformationen

• Integration der Echtzeitsimulationsmodelle in übergeordnete Softwarearchitekturen für Digitale Zwillinge

• Fallstudie an einer modularen Werkzeugmaschine

Ihr Profil:

• Sie haben Ihr Studium in Software Engineering, Informatik, Mechatronik, Maschinenbau, Autonome Systeme oder einer verwandten Fachrichtung mit sehr guten Leistungen abgeschlossen.

• Erfahrungen in der Softwareentwicklung oder im Umgang mit Modellierungssprachen

• Sie bringen erste Erfahrungen oder starkes Interesse im Bereich der virtuellen Inbetriebnahme oder anderer Simulationsmodelle mit

• Sehr gute Deutsch- und Englischkenntnisse befähigen Sie, im nationalen und internationalen wissenschaftlichen und industriellen Umfeld zu kommunizieren. Institutssprache ist deutsch.

Wir bieten Ihnen:

• Praxisnahe Forschung im Spannungsfeld von Digitalisierung und Maschinenbau

• Möglichkeit zur Promotion in einem aktuellen und hochrelevanten Forschungsthema

• Zusammenarbeit im Team mit dem Lehrstuhl für Automatisierung der Ruhr Universität Bochum

• Interdisziplinäre Forschung mit moderner Infrastruktur

• Teilnahme an nationalen und internationalen wissenschaftlichen Konferenzen und Messen

• Ein Sprungbrett für Ihre Karriere in Industrie oder Wissenschaft

Die Einstellung erfolgt durch die Zentrale Verwaltung der Universität Stuttgart. Anstellung, Vergütung und Sozialleistungen richten sich nach dem Tarifvertrag für den öffentlichen Dienst (TV-L E13).