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Projektantrag: (FIDV): Entwicklung einer Web-Applikation zur dynamischen Auswertung und Visualisierung historischer Daten von Testläufen einer HiL Umgebung


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Guten Tag liebe Menschen dieses Forums, ich stehe kurz vor dem Antragsende (15.03.2022) und hätte mein Projektantrag soweit fertig. 

3 Ausgangssituation

Die [Firma (Andere Zweigstelle)] betreibt eine Vielzahl von HiLs (=Hardware-in-the-Loop), die täglich rund um die Uhr unterschiedlichste Steuergeräte von bekannten OEMs testen. Sei es die Hupe während dem Fahren / Stillstand oder die Verhaltensweise der Umluft-Kontroller bei einem Overvoltage-Ereignis, alle möglichen Ereignisse, die diese eingebetteten Systeme durchlaufen könnten, werden wirklichkeitsgetreu nachgebildet und getestet.

Diese Tests werfen, aufgrund der Vielzahl möglicher Fehlerquellen von solchen komplizierten und vernetzten Systemen, häufig Fehler, die unterschiedlichsten menschlichen Input benötigen. Dies kann, je nach Fehlerart, zwischen dem Drücken eines Knopfes bis zu einer Neuverkabelung des Systems erfordern.

Diese Fehler können aktuell nur vor Ort ausgelesen werden. Testläufe können auch nur vor Ort gestartet, überprüft, ausgelesen und analysiert werden. Es gibt keine einfache Oberfläche zum Anzeigen dieser Daten.

Falls keine Mitarbeiter in Nähe der HiL Umgebung sind, um diese Fehler zu erkennen, läuft der HiL für diese Zeit nicht, was Stunden bis Tagen an verlorener Laufzeit – und somit Einnahmen – zur Folge hat.

Zur Visualisierung wird aktuell eine Tabelle in .xlsx Format hergenommen. Es ist sehr umständlich und zeitaufwändig, Daten abzugreifen und zu visualisieren. Diese Daten liegen in einem Shared Drive.

Es gibt keine Möglichkeit, die HiL Umgebung bei Messen zu demonstrieren und interaktiv vorzustellen. Kunden können aktuell nicht auf die eigenen Testdaten zugreifen. Diese müssen händisch umständlich in ein Onlineportal übertragen werden.

4 Projektziel

Es sollen die Testdaten mithilfe einer Datenbank archiviert werden. Hier soll ein Datenbanktyp ausgewählt werden. Außerdem sollen alle bereits geschriebenen Testdaten in diese Datenbank dynamisch eingetragen werden.

Es muss eine Verbindung zwischen der HiL Umgebung und der Datenbank aufgebaut werden, um die Daten automatisch in die Datenbank einzupflegen. Diese Testdaten sollen von einer eigens entwickelten Web-Applikation zur dynamischen Auswertung und Visualisierung der Daten der Testläufe benutzt werden.

Diese Web-Applikation muss konzipiert und die Technologie und Frameworks abgewägt und ausgewählt werden. Dafür muss die Web-Applikation über das Internet aufrufbar sein – inklusive einer Benutzerauthentisierung.

Die Web-Applikation muss auf einem AppService deployed werden. Dies soll automatisiert über eine CI/CD (Continuous Integration / Continuous Delivery) Pipeline geschehen.

Um die Autorisierung zu ermöglichen, soll ein skalierbares und sicheres Rollensystem eingeführt werden. Dies muss in der Web-Applikation konzipiert und programmiert und mit Azure Active Directory verbunden werden.

Es muss ein performantes Logging implementiert werden, das die Authentisierung sowie aufgetretenen Fehlern in diesen sicherheitsrelevanten Funktionen protokolliert.

Die Software soll grundsätzlich ausbaufähig für zukünftige Ideen sein. Somit muss zu jeder ausgeführten Arbeit ein Protokoll erstellt werden um nachvollziehen zu können, warum bestimmte Entscheidungen getroffen wurden, wie die Software funktioniert und wie Schnittstellen anzusprechen sind.

5 Zeitplanung

Eine detaillierte Darstellung der Zeitplanung können Sie Anlage 1 entnehmen. Grob ist das Projekt in fünf Phasen unterteilt.

Analysephase 5 h
Designphase 5 h
Realisierung 22 h
Deployment 4 h
Dokumentation 4 h

Total 40 h

 

Anlage 1

zeitmgmt.png

 

Es geht hier um die Fachrichtung Digitale Vernetzung, und dieses Projekt ist ungefähr mein täglich Brot was zu machen ist.

Ich hoffe man aus dem Projektantrag rauslesen dass die zu benutzenden Technologien alle frei wählbar von mir sind, und gegeneinander abgewogen werden müssen. So zB. welche Datenbank benutzt wird, welcher TechStack für die Web Applikation sinnvoll ist, wie das Skript zu schreiben ist, wie das Rollensystem ausgearbeitet wird etc.

Zeitlich sollte es auf jedenfall für mich machbar sein, da ich in (fast) allen diesen Bereichen vorher bereits Erfahrung sammeln konnte.

 

Würde mich freuen wenn ihr mir Feedback geben könntet ;)

 

Liebe Grüße

Bearbeitet von JulianTheITGuy
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Den 40 Stunden nach zu Urteilen bist du FiSi.

Dein ganzer Entwicklungsteil ist ein rotes Tuch für mich da es so aussieht wie als wenn du Sachen selbst entwickeln musst.

 

Ps: 2 Stunden für die Projektdoku? HAHAHHAHAHAHAHAHAHAHA

Bearbeitet von Brapchu
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vor 43 Minuten schrieb Brapchu:

Dein ganzer Entwicklungsteil ist ein rotes Tuch für mich da es so aussieht wie als wenn du Sachen selbst entwickeln musst.

dem schliesse ich mich an. Da das Thema aber ganz neu ist schau ich mal in die IHK Unterlagen. Aber rein aus dem Bauch heraus ist Dein Ansatz  für mich  ein reinrassiges FIAE Thema ...

Melde mich nochmal

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Geschrieben (bearbeitet)

Da man anscheinend die Beiträge nach einiger Zeit nicht mehr editieren kann: Ich hab die Entwicklungszeit 2 Stunden bei "Erstellung Weboberfläche" weggenommen (jetzt 7 Stunden) und 2 Stunden für die Projektdoku angehängt, da hast du recht, 2 reichen da kaum :)

Bearbeitet von JulianTheITGuy
typo
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so, wie versprochen.

Die Prüfungsordnung gibt beim Projekt leider kein Musterthema vor und es fehlen meines Wissens deutschlandweit Erfahrungen.

Ich berufe mich ergo auf die Beschreibung des Berufsfeldes und die zu vermittelnden Kenntnisse, beispielsweise genannt in der IHK Doku für die AP FIDV, Bestellnr 6198

Zusammengefasst ist das Aufgabenfeld des FIDV:

Ausbildungsschwerpunkte: Fachrichtung Digitale Vernetzung

Planen, Installieren, Konfigurieren und Prüfen von Projekten der digitalen Vernetzung

Analysieren und Planen von Systemen zur Vernetzung von Prozessen und Produkten

Betrieb und Erweiterung von vernetzten Systemen

Diagnose und Störungsbeseitigung in vernetzten Systemen

Umsetzen, Integrieren und Prüfen von Maßnahmen zur IT-Sicherheit und zum Datenschutz

Durchführen und Dokumentieren von qualitätssichernden Maßnahmen

 

Bei Projekten ist die Auswahl einer Programmiersprache und auch das exemplarische Erstellen von Pseudocode sehr wohl genannt ( IHK Publikation, S21, Fragenkomplex zu §4.2.10 ), nicht aber die Durchführung einer Programmierung als Projekt.

Ich hole mir grade zur Sicherheit nochmal zwei weitere Meinungen ein, bin aber ziemlich sicher, dass die 22 Stunden echter Programmierung ein ShowStopper sind

 

 

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Hallo Charmanta,

vielen Dank für deine ausführliche Antwort und Mühen. Das ist leider mein Aufgabenprofil, zu dem Großteil des Aufgabenfelds aus der IHK Doku haben wir nicht gearbeitet.

Ich habe jetzt einen großen Teil der Programmierung in den Datenschutz gesteckt.

zeitmgmt.png.d954ea3e5d793ca4b6a4931cb10cd101.png

 

Klingt das annehmbar als Zeitplanung? 

 

Liebe Grüße

J

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Geschrieben (bearbeitet)
vor 3 Stunden schrieb charmanta:

ich finde das nun gut, warte aber mal ab was die Kollegen sagen ;) Ich hab da ungeahnte Kontakte grade aufgetan und warte auf Erleuchtung :D

1 Thema der Projektarbeit

Schutzbedarfgerechte Realisierung einer Web-Applikation zur Kommunikation mit einer HiL-Umgebung

3 Ausgangssituation

Die [Zweigstelle Firma anderer Standort] betreibt eine Vielzahl von HiLs (=Hardware-in-the-Loop), die täglich rund um die Uhr unterschiedlichste Steuergeräte von bekannten OEMs testen. Sei es die Hupe während dem Fahren / Stillstand oder die Verhaltensweise der Umluft-Kontroller bei einem Overvoltage-Ereignis, alle möglichen Ereignisse, die diese eingebetteten Systeme durchlaufen könnten, werden wirklichkeitsgetreu nachgebildet und getestet.

Diese Tests werfen, aufgrund der Vielzahl möglicher Fehlerquellen von solchen komplizierten und vernetzten Systemen, häufig Fehler, die unterschiedlichsten menschlichen Input benötigen. Dies kann, je nach Fehlerart, zwischen dem Drücken eines Knopfes bis zu einer Neuverkabelung des Systems erfordern.

Diese Fehler können aktuell nur vor Ort ausgelesen werden. Testläufe können auch nur vor Ort gestartet, überprüft, ausgelesen und analysiert werden. Es gibt keine einfache Oberfläche zum Anzeigen dieser Daten.

Falls keine Mitarbeiter in Nähe der HiL Umgebung sind, um diese Fehler zu erkennen, läuft der HiL für diese Zeit nicht, was Stunden bis Tagen an verlorener Laufzeit – und somit Einnahmen – zur Folge hat.

Zur Visualisierung wird aktuell eine Tabelle in .xlsx Format hergenommen. Es ist sehr umständlich und zeitaufwändig, Daten abzugreifen und zu visualisieren. Diese Daten liegen in einem Shared Drive.

Es gibt keine Möglichkeit, die HiL Umgebung bei Messen zu demonstrieren und interaktiv vorzustellen. Kunden können aktuell nicht auf die eigenen Testdaten zugreifen. Diese müssen händisch umständlich in ein Onlineportal übertragen werden.

4 Projektziel

Es sollen die Testdaten mithilfe einer Datenbank archiviert werden. Hier soll ein Datenbanktyp ausgewählt werden. Außerdem sollen alle bereits geschriebenen Testdaten in diese Datenbank dynamisch eingetragen werden. Es muss eine sichere Verbindung zwischen der HiL Umgebung und der Datenbank aufgebaut werden, um die Daten automatisch in die Datenbank einzupflegen.

Diese Testdaten sollen von einer eigens entwickelten Web-Applikation zur dynamischen Auswertung und Visualisierung der Daten der Testläufe benutzt werden. Diese Web-Applikation muss konzipiert und die Technologie und Frameworks abgewägt und ausgewählt werden. Es muss eine Risikoanalyse durchgeführt, der Schutzbedarf verschiedener Elemente des vernetzten Systems festgehalten und Maßnahmen definiert und angewendet werden.

Dafür muss die Web-Applikation über das Internet aufrufbar sein – inklusive einer Benutzerauthentisierung. Die Web-Applikation muss auf einem AppService deployed werden. Hier muss auch die Datenbank gespeichert werden. Der AppService soll gemäß der Schutzziele der IT-Sicherheit und des Datenschutzes analysiert und konfiguriert werden.

Das Deployment soll automatisiert über eine CI/CD (Continuous Integration / Continuous Delivery) Pipeline geschehen.

Um die Autorisierung zu ermöglichen, soll ein skalierbares und sicheres Rollensystem eingeführt werden. Dies muss in der Web-Applikation konzipiert und programmiert und mit Azure Active Directory verbunden werden.

Es muss ein performantes Logging implementiert werden, das die Authentisierung sowie aufgetretenen Fehlern in diesen sicherheitsrelevanten Funktionen protokolliert. Die Software soll grundsätzlich ausbaufähig für zukünftige Ideen sein. Somit muss zu jeder ausgeführten Arbeit ein Protokoll erstellt werden um nachvollziehen zu können, warum bestimmte Entscheidungen getroffen wurden, wie die Software funktioniert und wie Schnittstellen anzusprechen sind.

5 Zeitplanung

Eine detaillierte Darstellung der Zeitplanung können Sie Anlage 1 entnehmen. Grob ist das Projekt in fünf Phasen unterteilt.

Analysephase   9 h
Designphase     10 h
Realisierung    12 h
Deployment       3 h
Dokumentation 6 h

Total                  40 h

 

zeitmgmt.thumb.PNG.fcc3d84bbb9a08f376305be1fbed5ede.PNG

 

Bearbeitet von JulianTheITGuy
Titel Hinzugefügt
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sodale, Rückmeldung von der IHK besagt:

###

Ich teile Ihre Einschätzung, dass diese Projektarbeit eine Anwendungsentwicklungsarbeit ist.

Die Verordnung listet die folgenden Punkte als Inhalte für eine Projektarbeit Digitale Vernetzung auf :

1. hardware- und softwarebasierte Schnittstellen und Komponenten in bestehende Infrastrukturen einzubinden und dabei die Anforderungen an die Informationssicherheit zu erfüllen,
2. eine vorhandene Systemarchitektur über mehrere Prozessebenen und über deren Prozessabläufe zu bewerten, zu dokumentieren und zu visualisieren,
3. Schnittstellen unterschiedlicher Prozesse und Systeme zu implementieren, zu konfigurieren und in Betrieb zu nehmen,
4. Gesamtzusammenhänge in heterogenen IT-Landschaften zu bewerten und zu beschreiben sowie
5. Übertragungssysteme anforderungsgerecht auszuwählen, zu konfigurieren und in die Gesamtinfrastruktur zu integrieren.
Diese Punkt sind nicht alle oder nur sehr knapp in dem Projektantrag zu finden und die Implementierung hat einen viel zu hohen Anteil.

Daher leider aus meiner Sicht nicht geeignet

###

Wenn ich mir nun das Projektziel Deiner letzten Version ansehe so ist auch die nicht geeignet.

Ich würde angesichts des Updates zu einem ganz neuen Thema raten und jegliche Programmierung weglassen.

 

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Geschrieben (bearbeitet)

Vielen Dank für die Mühe, das Kontaktieren und die Hilfe.

Mein Ausbilder und ich stehen jetzt leider ein bisschen auf dem Schlauch. Könntest Du mir eventuell ein paar Stichworte schreiben welche Punkte unbedingt vorkommen müssen?

Also zB wie bei FIAE die Datenbank, GUI und Logik

Ich verstehe bei vielen der Begriffe nicht was dies nun in der realen Welt sein soll. zB was sind Übertragungssysteme die man auswählen soll. 

Ein Beispiel zu jedem Punkt wäre hilfreich :(

Danke! 

 

Ich kann auch die Programmierung der Anwendung komplett aus dem Projekt lassen und dann mehr Fokus auf den Verbindungsaufbau zur HiL Umgebung mit evtl p2s oder einer azure pipeline, der konfiguration des appservices mit firewall und richtlinien etc, der erstellung einer benutzerkontrolle mit rollensystem, der einbindung in AAD 

Bearbeitet von JulianTheITGuy
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Naja, letztendlich ist der FiDV ein Spezialist für Internet of Things und Systeme, bei denen Aktoren und Sensoren Daten liefern und Systeme darauf reagieren.

Programmierung hat da meines Erachten nach gar nichts zu tun, weil es in den Fachbereich des AE fällt.

vor einer Stunde schrieb charmanta:

1. hardware- und softwarebasierte Schnittstellen und Komponenten in bestehende Infrastrukturen einzubinden und dabei die Anforderungen an die Informationssicherheit zu erfüllen,

IoT Systeme erfassen Daten. Wie werden die erfasst, wie werden die übertragen und wie verarbeitet.

vor einer Stunde schrieb charmanta:

2. eine vorhandene Systemarchitektur über mehrere Prozessebenen und über deren Prozessabläufe zu bewerten, zu dokumentieren und zu visualisieren,

Eine Firma will Daten mit einer heterogenen IT verarbeiten. HR Daten, PPS Daten, Produktions und Fertigungsdaten werden zu bestimmten Zielen auf unterschiedlichen Systemen verarbeitet. Hier gehts um Risikobewertung, Visualisierung von Datenströmen, Schnittstellen, HA Szenarien etc

vor einer Stunde schrieb charmanta:

3. Schnittstellen unterschiedlicher Prozesse und Systeme zu implementieren, zu konfigurieren und in Betrieb zu nehmen,

Ein Teilbereich von -2-. Wie kommen die Daten sicher und zuverlässig sowie Rechtskonform in Verarbeitungssysteme ? Was kann/muss verschlüsselt werden, welche Datenmengen fallen an, was ist mit der Rechtmässigkeit der Verarbeitung ?

( zb Alexa: Menschen hören ohne Ankündigung Gespräche mit um "Sprachvariationen zu trainieren" ... wie läuft das, ist das legal, darf das gespeichert werden )

vor einer Stunde schrieb charmanta:

4. Gesamtzusammenhänge in heterogenen IT-Landschaften zu bewerten und zu beschreiben sowie

Bewertung des IST-Zustands eines RZ in Bezug auf Datenströme, deren Verarbeitung und individueller Risiken

vor einer Stunde schrieb charmanta:

5. Übertragungssysteme anforderungsgerecht auszuwählen, zu konfigurieren und in die Gesamtinfrastruktur zu integrieren.

Aufbau und Konfigurationen von Systemen für -2-, arbeitest Du mit verschlüsselter direkter Übertragung, stellst Du VPN ?

Stell Dir vor Du willst Nutzungsdaten zb von Autos auslesen um die Fahrzeugsoftware zu optimieren ( das ist in der Tat klassisches FIDV ) ... wie werden welche Daten erfasst ? Überträgt mein Auto auch meine Fahrgestellnummer oder nur den Fahrzeugtyp ? Was ist mit der Notruffunktion ? Darf die proaktiv meine Bewegungen erfassen und wie soll das übertragen werden wenn ich vlt gar keine SIM Karte im Auto haben will ?

 

Die Programmierung ist hier echt nur eine Nebenrolle. Es geht um die Bewertung von Datenströmen von und zu intelligenten Systemen, die keine "bedienbaren" Computer sind. Digitale Vernetzung, aber eben aus Sicht der Prozesse.

Hope this helps

 

Nachtrag:

auch gerne genommen: Analysen über den Sinn oder Unsinn von Cloudapplikationen hierfür

- cybertechnische Systeme, also Kombis aus Sensoren und Aktoren und deren Ansteuerung

Auswahl von zb Speichersystemen UND PROZESSEN ! für IoT Datenströme. Hier gehts im Gegensatz zum FiSi weniger um die Auswahl von Produkt XY, als mehr um die Auswahl einer Technologie in Bezug auf Integration in den Prozess.

Eine kaufmännische Betrachtung beim FIDV ist rein aus dem Bauch heraus nicht zwingend erforderlich, dafür aber ( weil es praktisch überall in der Prüfungsbeschreibung steht ) anwendbares Wissen zur DSGVO und BSI Vorgaben...

Wobei eine Entscheidungsmatrix mit geringer Gewichtung der Kosten sicher nicht schaden kann ...

 

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vor 2 Stunden schrieb charmanta:

Nachtrag: Nun hab ich schon fast einen neuen Helpertext für FiDV :D

 

Vielen Dank für die lange ausführliche Antwort charmanta, sie hilft aufjedenfall Inhaltlich weiter.

Noch eine Frage, da Projektmäßig es immer noch ein bisschen traurig aussieht, was wären denn für dich ein paar gute Beispielprojekte? Gibt ja in den zwei etablierten Fachrichtungen das vorgegebene Beispielthema und 5-6 andere an denen man sich orientieren kann .

Zum Beispiel hätten wir in unserem Betrieb einige Dongles in Flottenautos und auch einigen privaten Autos, die GPS Daten an ein Flottenmanagementsystem (über eine DB) schicken. Das Flottenmanagement hab ich bereits programmiert (da Programmieren ja nicht teil des Projekts sein darf). Gibt es vll hier Ideen zu Projekten?

 

Liebe Grüße

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vor 17 Stunden schrieb charmanta:

Nachtrag: Nun hab ich schon fast einen neuen Helpertext für FiDV :D

Was hältst du zum Beispiel von dem Thema generell?

Aufbau sichere Verbindung auf HiLs (Network groups / security etc) mit VPN? (Steuergeräte auf HiLs, müssen von außen erreichbar sein, Erstellung sicherer Zugang für Supplier)

Hier gäbe es kein Coding. Es müsste eine Risikoanalyse angefertigt werden mit einer Visualisierung von Datenströmen, es wird ein VPN aufgebaut und konfiguriert (für -2-), es muss Ist-Zustand Bewertet werden, es müssten Zertifikate erstellt und installiert werden etc.

 

Thema wäre ungefähr so: "Aufbau einer sicheren Verbindung von Suppliern zu HiLs" o.ä.

So würde ugf. die Verbindung aussehen die aufgebaut werden müsste.

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Am 2.3.2022 um 18:44 schrieb JulianTheITGuy:

Noch eine Frage, da Projektmäßig es immer noch ein bisschen traurig aussieht, was wären denn für dich ein paar gute Beispielprojekte? Gibt ja in den zwei etablierten Fachrichtungen das vorgegebene Beispielthema und 5-6 andere an denen man sich orientieren kann .

Beispiel Fachrichtung Digitale Vernetzung

Nicht geeignet für eine Betriebliche Projektarbeit eines Fach- informatikers und einer Fachinformatikerin in der Fachrichtung Digitale Vernetzung sind einfache Routinearbeiten, die nur nach Vorgaben abgearbeitet werden, ohne sich mit den fachlichen Hintergründen und Auswirkungen ausein-

andergesetzt zu haben. Die einfache Installation eines Betriebssystems oder Anwendung durch Starten der Installa- tionsroutine und Eingabe der Konfigurationsparameter zur Einbindung in eine bestehende Netzwerkumgebung reicht demzufolge nicht aus.

Projektkurzbeschreibung

Erläuterung

Beispiel 1

▶ Integration einer neuen Produktionsanlage in ein bestehendes MES-System

Ein Hersteller von präzisen Blechteilen verwendet in seiner Produktion Stanzen für die Formgebung der Bauteile. Das vorhandene MES-System für die Steuerung der Produktions- systeme kommuniziert mittels OPC UA mit den SPS-Systemen.

Eine neuartige Produktionsanlage soll mittels OPC UA mit dem MES-System verbunden werden. Dabei werden zum einen Daten für die Steuerung der Anlage vom MES-System übertragen als auch Prozessdaten der Anlage für das MES- System abgegriffen.

Hierzu müssen zum einen ein Konzept für die informations- technische Anbindung und Steuerung des Produktionsablaufes und zum anderen die Art und Weise, wie Daten abzugreifen sind, erarbeitet werden. Dies geschieht in enger Abstimmung mit dem/der Prozessverantwortlichen und dem/ der Anlagenprogrammierer/-in. Die Lösung wird anschließend zusammen mit dem/der Anlagenprogrammierer/-in getestet und implementiert.

Beispiel 2

▶ Diagnosesystem für die Erhebung und Visualisierung von Betriebsdaten eines Mikrocontrollers

Ein Produzent von automatisierten Logistiksystemen verwendet in bestehenden Transportsystemen unterschiedlichste Mikrocontroller für die Ansteuerung der Fahrbewegungen. Aktuell ist ein Auslesen der Betriebsdaten nur kabelgebunden und im Stillstand möglich. Dabei können nur die aktuell anstehenden Werte ausgewertet werden.

Für die Optimierung seitens der Entwicklungsabteilung soll ein Konzept entwickelt werden, um Betriebsdaten zyklisch abzufragen und über einen Zeitraum von einer Woche zu speichern. Die aktuellen Diagnosewerte sollen mittels eines Tablets während des Fahrbetriebs angezeigt werden. Zur Abfrage, Speicherung und der Datenübertragung wird ein Einplatinen-Computer verwendet. Die Daten werden zum einen lokal gespeichert und zum anderen auf einem Webinterface angezeigt. Der Zugriff erfolgt dabei über ein vom Einplati- nencomputer bereitgestelltes WLAN. Die Entwickler sind dann zusätzlich noch in der Lage, die gesammelten Daten über das WLAN herunterzuladen. Anhand dieser Daten können zu- künftig Rückschlüsse für Optimierungen gezogen werden.

 

Quelle: "Ausbildung Gestalten" vom BIBB

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