Maschinen & Anlagenbau

Profilbild Weidlich
Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
Institut für Informatik

Process-Driven Architectures

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Expertise

Prof. Weidlich leitet die Gruppe Process-Driven Architectures. Ziel seines Teams ist es, das Design und die Analyse von prozessorientierten Informationssystemen (POIS) und ereignisgetriebenen Systemen (ES) zu unterstützen und zu verbessern. POIS sind Softwaresysteme, die eine Automation, Steuerung sowie Kontrolle von Abläufen ermöglichen. Damit finden solche Systeme Anwendung in einer Vielzahl von Bereichen; von der Logistik über das Gesundheitswesen bis hin zum Monitoring von Infrastrukturen. Zu den Arbeits- und Forschungsschwerpunkten des Teams gehören formale Methoden der Verhaltensmodellierung und -verifizierung, ereignisorientierte Ansätze zur Überwachung und Kontrolle von Prozessen, als auch Fragen hinsichtlich der Integration prozessorientierter Daten zur Vorhersage von Verhaltensabläufen. Im Bereich der ES widmet sich die Gruppe hauptsächliche Techniken, welche das Laufzeit-Verhalten dieser Systeme optimieren. So kann beispielweise die Auswertung von Anfragen über Ereignisströmen durch die Erkennung von Regelmäßigkeiten in den Ereignisströmen effizienter gestaltet werden. 2016 wurde Prof. Weidlich zu einem „Junior Fellow“ der Gesellschaft für Informatik (GI) ernannt und mit dem Berliner Nachwuchs-Wissenschaftspreis des regierenden Bürgermeisters ausgezeichnet.

Wissenschaftliche Dienstleistungen
  • Umfangreiche Erfahrung und Expertise in der Dokumentation von Geschäftsprozessen, sowie im Bereich der Schulung in Techniken des Prozessmanagements
  • Expertise im Bereich des Prozess Mining, der datengetriebenen Analyse von Prozessen, sowohl in qualitativer (Compliance Anforderungen) als auch quantitativer Hinsicht (Bottleneck-Analyse, Planung von Resourceneinsatz)
  • Know-how hinsichtlich der Skalierung von Ereignisstromverarbeitung auf großen Datenmengen
Referenzen
  • Führende Krebsklinik in den USA: Analyse und Verbesserung der klinischen Abläufe auf Basis von Daten eines Real-Time-Locating-Systems
  • Internationaler Öl- und Gaskonzern: Entwicklung von Techniken um Unregelmäßigkeiten in Strömen von Sensordaten aufzuspüren
  • Namhafter deutscher Unternehmenssoftware-Hersteller: Entwurf und Entwicklung von Erweiterungen für eine Plattform für die Geschäftsprozessmodellierung
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Profilbild Scheuermann
Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
Institut für Informatik

Technische Informatik

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Expertise

Mit seinem Team am Lehrstuhl für Technische Informatik erforscht Prof. Scheuermann Technologien für anwendungsspezifische Kommunikations- und Computersysteme, die effizient, sicher und zuverlässig arbeiten. Das reicht vom Entwurf spezialisierter Kommunikationsprotokolle und Digitalschaltkreise bis hin zu Fragen von Online-Anonymität und technischem Datenschutz. Prof. Scheuermann entwickelt beispielsweise maßgeschneiderte Spezialschaltkreise für Firewalls, damit diese innerhalb von Nanosekunden darüber entscheiden können, welche Kommunikation gefährlich erscheint und welche zugelassen werden soll. Ebenfalls werden am Lehrstuhl Laststeuerungsmechanismen für Internet-Anonymitätssysteme entwickelt, die z.B. politischen Aktivisten in totalitären Regimen das Umgehen von Internetzensurmaßnahmen ermöglichen. Prof. Scheuermann entwirft auch datenschutzkonforme Algorithmen zur Datenerfassung, die detaillierte Statistiken über Zugriffe auf einen Internetdienst zusammentragen, aber gleichzeitig keine Rückschlüsse auf einzelne Nutzer zulassen.
Darüber hinaus vernetzt er Werkzeugmaschinen in Fabriken drahtlos, um Fertigungsprozesse zu optimieren. Für Verbesserungen in der Lagerlogistik werden Werte unterschiedlicher Sensoren verarbeitet und zusammengeführt. Auch die Vernetzung zwischen Autos ist Teil seines Forschungsbereichs. Prof. Scheuermann möchte Autos so miteinander kommunizieren lassen, dass sie sich über die bestmögliche Nutzung des Straßennetzes abstimmen. Für diese Anwendungsbereiche sind maßgeschneiderte Lösungen für Kommunikationsprotokolle oder Schaltkreise notwendig. Die Herausforderungen liegen dabei immer in den Besonderheiten des jeweiligen Anwendungsfeldes: In einigen Fällen muss die Kommunikation besonders schnell und zuverlässig erfolgen, an anderer Stelle ist ein Datenaustausch aufgrund technischer Grenzen nur eingeschränkt möglich und muss in der Anwendung dennoch gut funktionieren. Ferner ist es möglich, dass IT-Sicherheitsanforderungen auch in neuartigen Anwendungsgebieten berücksichtigt werden, in denen bisherige Standardansätze versagen und Innovation gefragt ist. Die Übermittlung von Daten kann eine Herausforderung sein, wenn diese aufgrund von Datenschutzbeschränkungen oder dem Wunsch nach Nutzeranonymität nicht uneingeschränkt möglich ist, während zugleich Kommunikationsanforderungen erfüllt werden müssen. In all diesen Fällen ist es wichtig, über die üblichen Lösungsansätze hinaus das Gesamtsystem in den Blick zu nehmen, statt nur einzelner Komponenten. Diese Systemperspektive zeichnet den Lehrstuhl für Technische Informatik und seine Projekte aus.

Wissenschaftliche Dienstleistungen
  • Umfangreiche Erfahrung in der analytischen, simulativen und experimentellen Untersuchung von Netzwerkprotokollen und von digitalen Schaltkreisen
  • Umfangreich ausgestattetes Netzwerklabor, um verschiedenste Szenarien und Netzwerktopologien realitätsnah nachzubilden (dort können drahtgebundene und drahtlose Kommunikationsprotokolle in unterschiedlichsten Szenarien experimentell erprobt werden)
  • Werkstätten und Labors für den Entwurf und die Erprobung von anwendungsspezifischen Digitalschaltkreisen, insbesondere auf FPGA-Basis
Referenzen
  • Für einen großen deutschen Automobilhersteller wurden anwendungsspezifische Kommunikationsprotokolle für den Datenaustausch zwischen Automobilen entwickelt und analytisch und simulativ untersucht
  • Für einen Finanzdienstleister wurde die Sicherheit seiner IT- und Kommunikationsinfrastruktur evaluiert
  • Gemeinsam mit einem Anbieter für IT-Sicherheits-Lösungen werden spezialisierte Prozessoren für hardwareunterstützte Firewalls entwickelt
  • Mit einem jungen Startup wurde eine sichere System- und Kommunikationsarchitektur für hochgradig verteilte Smart-City-Anwendungen entwickelt
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Profilbild List-Kratochvil
Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
Institut für Physik

Experimentelle Physik (Hybride Bauelemente)

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Referenzunternehmen

Infineon Technologies Austria AG, Durst Phototechnik Digital Technology GmbH, Austria Technologie & Systemtechnik Aktiengesellschaft, ISOVOLTAIC AG, Sappi Europe

Expertise

Prof. List-Kratochvil und seine Arbeitsgruppe arbeiten an elektronischen und optoelektronischen hybriden Bauelementen (basierend auf hybriden Materialsystemen und organischen bzw. hybriden Halbleitern), additiven Ressourcen schonenden Abscheideverfahren (Tintenstrahldruck) und in-situ Nanostrukturierungs- und Synthesemethoden. Durch die Entwicklung und die Kombination von neuartigen elektroaktiven Materialien mit geeigneten Strukturierungs- und Prozessierungsmethoden werden Anwendungen im Bereich der Sensorik, Photovoltaik und Optoelektronik wissenschaftlich, technologisch und wirtschaftlich erschlossen. Basierend auf einem breiten Erfahrungsschatz, kann die AG Hybride Bauelemente, im Spannungsbogen von der Grundlagenforschung bis hin zur Produktentwicklung auf industrieller Ebene an nationalen Forschungsprojekten, im Rahmen von europäischen Förderprojekten und Programmen oder in der direkten Auftragsforschung mitwirken bzw. unterstützen.

Wissenschaftliche Dienstleistungen
  • Infrastruktur zur Herstellung und Charakterisierung von Dünnschichthalbleiterbauelementen (LEDs, Hybrid PV, Hybrid Transistoren, Sensoren)
  • Tintenstrahldruckverfahren zur strukturierten additiven Abscheidung von elektronischen und photonischen Funktionsmaterialien
  • Elektrische, optische und spektroskopische Verfahren zur elektronischen und photonischen Funktionsmaterialien
Referenzen
  • Infineon Technologies Austria AG - Villach, Österreich: gemeinsame Entwicklung von Tintenstrahldruckprozessen im Bereich der Halbleiterfertigung und RFID-Antennentechnologie
  • Durst Phototechnik Digital Technology GmbH - Lienz, Österreich: gemeinsame Entwicklung von Tintenstrahldruckprozessen im Bereich des Glasdrucks, Beratung beim Aufbau eines Forschungszentrums, Ausbildung von Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern
  • Austria Technologie & Systemtechnik Aktiengesellschaft – Leoben, Österreich: gemeinsame Entwicklung von Tintenstrahldruckprozessen im Bereich der Leiterplattenfertigung
  • ISOVOLTAIC AG – Lebring, Österreich: gemeinsame Entwicklung von Hybriden Photovoltaik Technologien
  • Sappi Europe, Österreich: gemeinsame Entwicklung von Beschichtungsverfahren und elektronischen Funktionalitäten in und auf Papier
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Profilbild Hafner
Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
Institut für Informatik

Adaptive Systeme

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Expertise

Professorin Hafners Forschung beschäftigt sich damit, Prinzipien der Intelligenz von biologischen Systemen zu extrahieren und auf künstliche adaptive Systeme zu übertragen. Der Schwerpunkt ist dabei die Übertragung kognitiver Fähigkeiten auf autonome Roboter. Die Herausforderung besteht nicht nur darin, intelligente autonome Roboter zu entwickeln, sondern auch biologische Fähigkeiten durch Roboter-Experimente besser zu verstehen. Schwerpunkte unserer Forschung sind sensomotorisches Lernen, interne Modelle zur Vorhersage, Aufmerksamkeitsprozesse, sowie räumliche Kognition. Die Methoden für die Entwicklung der Modelle reichen von evolutionären Algorithmen über neuronales Lernen bis zur Informationstheorie. Als Plattformen nutzen wir mobile Roboter (humanoide, fahrende, fliegende und tauchende Roboter) sowie Softwaresimulationen. Professor Hafner ist IEEE Senior Member und PI in mehreren EU-Projekten.

Referenzen
  • Lokales Unternehmen für Automation und Robotik: Studentisches Semesterprojekt zur Entwicklung eines kollaborativen Flottenmanagements für autonome Transportroboter.
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Profilbild Redlich
Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
Institut für Informatik

Systemarchitektur

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Expertise

Viele IT-Systeme sind (aus gutem Grund) technologisch, administrativ oder räumlich voneinander getrennt. Middleware soll es ermöglichen, diese Systeme planvoll zusammenzuführen, ohne sie völlig zu verschmelzen. Die Praxis hat gezeigt, dass dies nicht trivial ist. Mit den auftretenden Problemen beschäftigt sich der Lehrstuhl Systemarchitektur: Ausfallsicherheit, Daten-Sicherheit (Vertraulichkeit), Konsistenz von replizierten Daten, Performanz und Skalierbarkeit. Autonome Teilsysteme sollen sich dabei automatisch konfigurieren, aber auch Unterstützung durch einen (externen) Operator ermöglichen. Heimautomatisierungssysteme sind aktuell unser bevorzugtes Anwendungsgebiet, um die genannten Fragen im Verbund zu untersuchen und Lösungsansätze praktisch zu erproben.

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Profilbild Freytag
Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
Institut für Informatik

Datenbanken und Informationssysteme

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Expertise

Prof. Freytag ist Inhaber des Lehrstuhls für Datenbanken und Informationssysteme (DBIS). Zu seinen Forschungsinteressen gehören alle Aspekte der Verarbeitung von Abfragen und Abfrageoptimierung in (objekt-) relationalen Datenbanksystemen, neue Entwicklungen im Datenbankbereich (z.B. semi-strukturierte oder graph-basierte) Daten, Datenqualität, Big Data Analytics sowie Schutz der Privatsphäre im Kontext von Datenbanksystemen. Darüber hinaus ist er in vielen Kooperationen zur Nutzung von Datenbanktechnologie in Anwendungen wie Geoinformationssysteme (GIS), Bioinformatik, Physik sowie Life Sciences involviert. In den letzten Jahren erhielt Prof. Freytag viermal den IBM Faculty Award für kooperatives Arbeiten in den Bereichen Datenbanken, Middleware und Bioinformatik/Life Sciences, sowie in 2009 und 2010 den HP Labs Innovation Research Awards für seine Forschung im Datenbankbereich und Cloud Computing. Er war 2003 Mit-Organisator der VLDB (Very Large Data Bases) Konferenz in Berlin, der wichtigsten Datenbankkonferenz weltweit, und gleichzeitig Mitglied der VLDB-Stiftung (VLDB Endowment Inc.) von 2001 bis 2007. Prof. Freytag ist seit 2009 Sprecher des Fachbereichs DBIS der Gesellschaft für Informatik (GI).

Wissenschaftliche Dienstleistungen
  • Große Server Linux/AIX mit DBMS IBM DB2
  • Clusterrechner (128 Kerne)
  • 30TB Speicherkapazitäten
Referenzen
  • Namhafter amerikanischer IT-/Datenbankhersteller: Verbesserung des existierenden DBMSs im Bereich der Anfrageoptimierung; Erweiterung existierender ETL-Tools
  • Namhafter amerikanischer IT-/Datenbankhersteller: Erweiterung der DBMS-Funktionalität, Erarbeitung von Vorschlägen zur Leistungsverbesserung; Vorschläge zur Weiterentwicklung existierender DBMS-Produkte
  • Namhafter deutscher Softwarehersteller: Mehrere Jahre begleitende Beratung zur Leistungsverbesserung des existierenden DBMS
  • Namhafter deutscher Großkonzern: Entwurf und Entwicklung einer Anfrageoptimierungskomponente für das LDAP-Produkt des Unternehmens
  • Beratung verschiedener KMU in Deutschland im Bereich der Daten- und Prozessmodellierung, Einsatz von DBMS-Technologie; Nutzung von DBMS-Technologie in firmeneigenen Produkten; Strategieberatung zum langfristigen Einsatz von DBMS-Technologie
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