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Schulung einer neuen Generation europäischer Wissenschaftler im Bereich der integrierten prädiktiven Regelung

Die europäische Industrie und Wissenschaft müssen engere Verbindungen knüpfen, um mit den neuesten Entwicklungen im Bereich der integrierten Regelungstechnik Schritt halten zu können. Eine EU-Initiative brachte junge Forscher aus ganz Europa zusammen, um die Grundlagen für eine enge Zusammenarbeit zu schaffen.
Schulung einer neuen Generation europäischer Wissenschaftler im Bereich der integrierten prädiktiven Regelung
Europäische Unternehmen und die Gesellschaft nutzen die integrierte Regelungstechnik in einer breiten Palette von Anwendungen, angefangen bei Kranen bis hin zu Flugzeugen. Überwachung, Kontrolle und Regulierung werden mittels eingebetteter Systeme umgesetzt, die darauf basieren, die Voraussagefähigkeit des Menschen auf einen Chip zu übertragen und zu verbessern.

Das EU-finanzierte Projekt TEMPO zielte darauf ab, den wachsenden Bedürfnissen des sich schnell entwickelnden interdisziplinären Bereichs der integrierten prädiktiven Regelung und Optimierung durch die Betreuung einer Gruppe junger europäischer Wissenschaftler gerecht zu werden. „Die Europäische Kommission will die Forscherlaufbahn für junge Menschen attraktiver gestalten“, so Projektkoordinator Prof. Tor Arne Johansen. „Diesen Forschern wurde ein Promotionsprogramm angeboten, das ihnen die Möglichkeit gibt, ihre Forschungskompetenzen zu verbessern, etablierten Forschungsteams beizutreten und ihre beruflichen Perspektiven im Bereich der integrierten prädiktiven Regelung und Optimierung auszubauen.“

Technologie der Wahl

„Die Wissensplattform von TEMPO wurde durch bahnbrechende Forschung vorangetrieben, die darauf abzielt, den sich schnell entwickelnden Bereich der integrierten modellprädiktiven Regelung und Optimierung als die Technologie der Wahl für fortschrittliche eingebettete Regelungssysteme in der europäischen Industrie zu etablieren“, erklärt er. Darüber hinaus konzentrierte sich das Projekt darauf, signifikante Beiträge zur Bereitstellung von Technologien für innovative und anspruchsvolle industrielle Anwendungen in Bereichen zu leisten, in denen die modellprädiktive Regelung gegenwärtig in der Regel nicht genutzt werden.

TEMPO engagierte 14 Nachwuchsforscher aus dem Bereich der integrierten modellprädiktiven Regelung und Optimierung. Sie nahmen an einem gemeinsamen akademischen/industriellen Programm teil, das erstklassige Schulungen und Forschung vereinte, eine hochwertige Betreuung sicherstellte, ergänzende und übertragbare berufsbildende Maßnahmen umfasste und Entsendungen zwischen Netzwerken sowie Workshops beinhaltete.

Ziel war die Schaffung einer eng verbundenen Gruppe führender Wissenschaftler, die für die europäische Industrie einen sehr hohen Stellenwert haben. Ein weiteres Ziel bestand darin, sie darauf vorzubereiten, die integrierte modellprädiktive Regelung und Optimierung in neuen innovativen Produkten, Branchen und Diensten zu verankern. Dies wird dazu beitragen, eine solide Grundlage für langfristige europäische Spitzenleistungen in diesem Bereich zu schaffen, indem die Forschung und berufliche Bildung sowie die bestmöglichen Verfahren in den Doktorandenschulen der Projektpartner verbreitet werden. Letztendlich wird TEMPO langfristige Partnerschaften und Kooperationsmechanismen fördern, die das Programm überdauern sollen.

Technische Durchbrüche

Die Nachwuchsforscher erzielten mehrere technische und wissenschaftliche Durchbrüche. Dazu gehören: die erhöhte Zuverlässigkeit und Skalierbarkeit von optimierungsbasierten und expliziten modellprädiktive Lösungen für schnelle integrierte Regelungssysteme und geringere Kosten; die Reduzierung der Rechenzeiten, eine weniger aufwendige Softwarebereitstellung für kostengünstige industrielle Embedded Controller; Theorien und Instrumente, um theoretische überprüfbare Leistungen zu gewährleisten; sowie eine Technologieplattform, die über robuste Plug-and-Play-Softwaretools verfügbar ist, um ein automatisiertes Design sowie die Implementierung und Validierung zu unterstützen.

Alle Doktoranden hatten die Möglichkeit, namhafte Schulen und Universitäten in der ganzen Welt zu besuchen, um mit führenden Wissenschaftlern zusammenzuarbeiten. Sie gründeten ihre eigenen Kollaborationen, wie zum Beispiel das „Operator Splitting Quadratic Program“, ein Open-Source-C-Paket zur Lösung konvexer quadratischer Programme basierend auf Operator-Splitting-Methoden.

TEMPO half dabei, die Lücke zwischen theoretischen und praktischen Anwendungen zusammen mit Partnerunternehmen wie der in 118 Ländern vertretenen Renault-Nissan-Gruppe zu schließen. Die Stipendiaten wurden nicht nur zu prädiktiven Regelungsspezialisten ausgebildet, sondern auch für industrielle Zwänge wie Kosten und Sicherheit sensibilisiert.

Wie die Teilnehmer in einem Projektvideo festhielten, bestand einer der Hauptvorteile von TEMPO darin, dass sie Anleitungen und Schulungen beispielsweise zu Präsentationsfähigkeiten erhielten und generell mit einem „umfassenden Wissenspaket“ ausgestattet wurden, das ihnen zukünftig bei der Kommunikation mit der Industrie und der akademischen Welt zugute kommen wird.

Fachgebiete

Life Sciences

Schlüsselwörter

TEMPO, integrierte prädiktive Regelung, integrierte modellprädiktive Regelung und Optimierung
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