ELIN

 ELIN - Elektromobilität und Informatik

Vision

Der Elektromobilität gehört die Zukunft. Im Jahr 2020 sollen 1 Mio. Elektrofahrzeuge auf deutschen Straßen unterwegs sein. Das Zeitalter der Elektromobilität neuer Prägung hat somit schon begonnen und Informatik und Wirtschaftsinformatik spielen dabei eine gewichtige Rolle.

Integrierte Anwendungen werden eine Schlüsselposition hierin einnehmen. Erst mit ihnen wird ein effizientes Energiemanagement bzw. „Intelligentes Strommanagement“ und damit Lastmanagement möglich sein.

Durch die Kombination „Smart Metering, Smart Grid und Elektromobilität“ werden komplexe Anforderungen an Dienstleister, Infrastrukturausrüster, Stromnetzbetreiber und Energielieferanten gestellt.

Diesem Weg liegen wissensintensive Geschäftsprozesse zugrunde, die auf Wertschöpfungsketten basieren. Das Wissen, dass diesen Geschäftsprozessen eigen ist, stellt einen zentralen Baustein zum modellbasierten Softwarelebenszyklus „Integrierter Anwendungen zur Elektromobilität“ dar. Der Forschungsschwerpunkt stellt dieses spezifische Wissen zur Leitstellensoftwaregestaltung für Softwareentwicklungsprojekte aufbereitet zur Verfügung.

 

Forschungsgegenstand

Der Forschungsschwerpunkt ELIN soll entlang der drei Phasen, Domänenaufnahme, Prototypdesign und Produktdesign Pilotprojekte initiieren helfen, um damit den Weg vom Fachkonzept über mögliche Prototypen zum Produkt zu begleiten. Die dargestellte „Semantische Schlagwortwolke“ mit dem Fokus Leitstellensoftwareanforderungen zur Elektromobilität stellt dabei die Ausgangsbasis dar. Darin enthaltene wissenschaftliche Fragestellungen sind Gegenstand von ELIN. Praxisrelevante Anforderungen erlauben die unternehmensspezifische Verifizierung des Forschungsansatzes.

 


 

Themen für studentische Arbeiten

Für folgende Module können Arbeiten im Bereich ELIN vergeben werden:

  • Seminarmodul 1009 (Master INF)
  • Seminarmodul 1025 (Bachelor INF)
  • Seminarmodul 1044 (Bachelor WIN)
  • Projektstudium 1045 (Bachelor WIN)
  • Kompetenztraining 10124 (Bachelor INF)
  • Studienprojekt 1392 (Master TUW)
  • Bachelor- und Masterarbeiten für die Studiengänge INF, WIN und TUW

Themenbereiche:

Widget-Entwicklung für die Elektromobilität
Design und Implementierung von webbasierten Widgetkomponenten in Javascript

Objekte aus der Domäne Elektromobilität müssen verwaltet und die damit verbundenen Dienste den Anwendern zugänglich gemacht werden. Eine Variante der gekapselten Darstellung solcher Dienste auf Webseiten können Widgets sein. Dazu werden zum Beispiel in den folgenden Teilbereichen grafisch anspruchsvolle und benutzerfreundliche Komponenten benötigt:

  • Management von Fahrzeugen, Batterien, Ladesäulen, Reservierungen, Fahrten, Energie
  • Auswertungstools zur grafischen Darstellung von Energieflüssen und -kosten, Prognosen von Reichweiten und Ladezeiten, weitere Statistiken

 

 


Mobile Webseiten - Entwicklung
Konzeption und Entwicklung einer mobilen Webseite zur Darstellung von Widgetkomponenten für mobile Endgeräte

Beschreibung folgt

 


Fahrzeuganalyse für Elektrofahrzeuge
Analyse des OBD-Fahrzeugdiagnosesystems als Schnittstelle zur Erfassung von elektromobilitätsspezifischen Fahrzeuginformationen für verschiedene Fahrzeugtypen

Beschreibung folgt

 


Teilmanagementsysteme in der Elektromobilität
Konzeption und Modellierung von Managementsystemen im Bereich Elektromobilität

Beispiele:

  • Reservierungsmanagement für Fahrzeuge und Ladesäulen
  • Mobilitätsgarantiemanagement
  • Batteriemanagement
  • Fahrtenbuchmanagement

 

 


Objektmodell der Managementsysteme
Semantisches Objektmodell der Managementsysteme in der Elektromobilität

Die Elektromobilität ist eine relativ junge Domäne in der die Informations- und Kommunikationstechnologien eine zentrale Rolle spielen. Die notwendige Interaktion zwischen Teilbereichen der Elektromobilität wie Fahrzeug, Ladestation, Mobilitätszentrale, Energieanbieter ist nur durch den Einsatz dieser Informations- und Kommunikationstechnologien möglich. Für die "Leitstelle der Zukunft" in der Elektromobilität soll hierzu ein Architekturkonzept entworfen werden. Dazu werden zunächst Anforderungen gesammelt. Eine Sicht auf derartige Anforderungen zur Elektromobilität liefert das Objektmanagement.

 


Reifegradmodell für Managementsysteme
Ein Reifegradmodell für Managementsysteme in der Elektromobilität aus Leitstellensicht
Beschreibung folgt.

 


Projektmanagement-Tools
Auswahl eines Webbasierenden Projektmanagement-Tools unter besonderer Berücksichtigung von Redmine
Beschreibung folgt.

 


Qualitätsmanagement zum Prozessmodell "Ladevorgang"
systematische Qualitätssicherung von Zwischenergebnissen

Den Leitstellensystemen in der Elektromobilität liegen bestimmte Prozesslandkarten zugrunde. Eine Vielzahl von Prozessketten spannen dabei diese Landkarten auf. In der Kundenleitstelle findet die Prozesskette "Ladevorgang" Anwendeung. Diese Prozesskette besteht momentan aus ungefähr 70 Subprozessen, die unter BPMN 2.0 modelliert wurden. Zur Modellbildung wurde das Geschäftsprozessmanagementtool Signavio verwendet. Ziel soll es sein Methoden zur qualitätsgesicherten Überprüfbarkeit der Prozesse, insbesondere mit Hinblick auf die speziellen Anforderungen im Kontext der Leitstellensysteme in der Elektromobilität aufzubereiten.

 


Das Internet der Dinge, Dienste und der Energie zur Elektromobilität
Ausprägungsformen und Zukunftsperspektiven und deren Wirkungen auf die "leitstelle der Zukunft"

Die Elektromobilität ist eine relativ junge Domäne in der die Informations- und Kommunikationstechnologien eine zentrale Rolle spielen. Die notwendige Interaktion zwischen Teilbereichen der Elektromobilität wie Fahrzeig, Ladestation, Mobilitätszentrale oder Energieanbieter ist nur durch den Einsatz dieser Informations- und Kommunikationstechnologien möglich. Für die "Leitstelle der Zukunft" in der Elektromobilität soll hierzu das Internet der Dinge, Dienste und der Energie aufbereitet werden um somit deren Einfluss auf zukünftige Architekturkonzepte für die "Leitstelle der Zukunft" besser fassen zu können. Von den angesprochenen Aspekten werden bestimmte Anforderungen ausgesucht und tiefergehend untersucht. Anschließend soll ein Konzept zur Entscheidungsunterstützung umgesetzt werden.

 


Architektur-Frameworks
aus Leitstellensicht in der Elektromobilität im Vergleich
Beschreibung folgt.

 


Process Engine Workflow Management BPMN
Process Engine Workflow Management BPMN
Beschreibung

Ein kompletter Durchstich mittels Open Source erhältlicher Technologien und Werkzeuge soll anhand eines Anwendungsfalles in der Domäne Elektromobilität realisiert werden.

 


Universelle Kundenkommunikation im Ladeinfrastrukturmanagement zur Elektromobilität
Konzeptstudie zum Aufbau einer OCPP-Simulationsumgebung "Leitstelle-Ladesäule"

Tankstellen und deren Leitsysteme in der Elektromobilität sind wesentlich komplexer, als die derzeitig vorrangingen Benzintankstellen. Ein wesentlicher Unterschied ist, dass es öffentlich verfügbare Standards zur Ansprache von Ladestationen in der Elektromobilität gibt. Das Open Charge Point Protocol OCPP, das Open Intercharge Protocol oder das Open Clearing House Protocol sind solche Standarts. Da es derzeit noch kaum ausgereifte Anwendungssysteme gibt, die diese Standards unterstützen, wäre es sinnvoll, eine Testumgebung zu besitzen, in der einzelne Komponenten des "Systems" getestet und ausgetauscht werden können.

 


SAAS in der Energieinformatik
IT-Trends im SAAS und Mobile Cloud Computing Umfeld zur Energieversorgungswelt
Beschreibung

Das Ziel und die größte Herausforderung der nächsten Jahre, in der Energieversorgungswelt, wird die Schaffung eines vernetzten, "intelligenten" und effizienten Energiesystems sein, welche alle Marktaktuere einbindet. Gewachsene Strukturen der IKT, insbesondere die Systeminfrastruktur, in der Energiewirtschaft werden neuen Geschäftsmodelle auf Basis von "Smarten Strukturen" weichen müssen. Um derartige Geschäftsmodelle designen und auf diese marktgerecht reagieren zu können spielen Kenntnisse über IT-Trends im SAAS und Mobile Cloud Computing Umfeld eine zentrale Rolle. Dabei sind die vier Sichten soziale-, ökonomische-, juristische-, und technische Sicht ein Betrachtungsgegenstand der Aufgabenstellung. Erst diese ganzheitliche Sicht im Sinne der Systemtheorie liefert das notwendige Grundlagenwissen zur technologiegestzützten Optimierung der Produktpalette der Zukunft für Softwaresystemhäuse im Energieversorgungsumfeld.

Weitere Information zur Elektromobilität
OCPP - Anbindung
Universelle Kundenkommunikation im Ladeinfrastruktur Management zur Elektromobilität auf Basis der OCPP-Schnittstelle
Beschreibung

Implementierung des öffentlichen Kommunikationsprotokolls - OpenChargePointProtocol (OCPP) und Integration in ein bestehendes Softwaresystem (Kundenleitstelle) zur Kommunikation zu Ladesäulen in der Elektromobilität. Neben der Protokoll-Implementierung sollen auch ausgewählte Anwendungsfälle für eine bereits bestehende Smartphone App hinzugefügt werden, wie z.B. das Starten eines Ladevorganges. So ist es möglich z.B. über eine Smartphone App einen Ladevorgang eines Elektrofahrzeuges an einer Ladesäule zu starten, zu überwachen und abzubrechen.

Weitere Information zur Elektromobilität

Smartphone Entwicklung für unterschiedliche Betriebssysteme
Universelle Smartphone-Entwicklung im Bereich Ladevorgangsmanagement für Elektrofahrzeuge auf Basis der Plattformen iOS, Android und Windows Phone 8
Beschreibung

Ein bereits bestehender Prototyp einer kleinen Smartphone Anwendung in der Domäne der Elektromobilität wurde mit dem Werkzeug mono von XAMARIN erfolgreich für Android erstellt und dokumentiert. Laut Hersteller XAMARIN müssen mittels des Entwicklungswerkzeuges nur wenige Anpassungen zur universellen Anwendung für iOS und Windows Phone 8 gemacht werden. Im Rahmen der Arbeit sollen ein Vorgehensmodell und die Dokumentation über Best Practices beschrieben werden, wie zukünftige Projekte für ein KMU schnell, planbar, effizient und umgesetzt werden können. Dazu wird das bestehende Vorgehen beschrieben, analysiert und ein bestehender Android-Prototyp exemplarisch um weitere Anwendungsfälle ergänzt und auf.

Weitere Information zur Elektromobilität

Energiemanagement im Smart Micro Grid
Energiemanagement im Smart Micro Grid zur Steuerung von Beladungsvorgängen von Elektrofahrzeugen unter Berücksichtigung unterschiedlicher Mobilitätsprodukte
Beschreibung

Im Bereich des Energiemanagements soll ein Software-Prototyp implementiert werden, der in einem autarken Smart Grid die Beladungsvorgänge für Elektrofahrzeuge steuert. Die Einflussparameter auf dieses komplexe System sind vielfältig und noch nicht ausreichend bekannt. Sie sollen kontinuierlich gesammelt und dokumentiert werden. Für ausgewählte gilt es Lösungen zu implementieren. Es gilt die bereitgestellten Profildaten/Testdaten zu verwalten. Für belastbarere Tests werden Daten z.T. selbständig generiert. Das Energiemanagement garantiert eine zuverlässige Verteilung von erzeugter und zu verbrauchender Energie.

Weitere Information zur Elektromobilität

BSI Schutzprofile
Machbarkeitsstudie und prototypische Umsetzung von Sicherheitsanforderungen zum Energiedatenmanagement im Smart Grid für ein Klein- und Mittelständisches Unternehmen
Beschreibung

Das Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik hat in einem Entwurf das Schutzprofil für ein Smart Meter Gateway definiert. In dieser Arbeit soll eine Projektmanagement – Studie zur prototypischen Implementierung für ein in diesem Tätigkeitsfeld engagierten Unternehmen angefertigt werden. https://www.bsi.bund.de/SharedDocs/Downloads/DE/BSI/SmartMeter/PP-SmartMeter.pdf?__blob=publicationFile Aufwand, Planung und Umsetzung geeigneter Teile geben der Geschäftsführung einen Überblick über das abgeschätzte Ausmaß einer möglichen Komplettdurchführung.

Weitere Information zur Energieinformatik

Kundenleitstelle der Zukunft
Das Internet der Dinge, Dienste und der Energie zur Elektromobilität. Ausprägungsformen und Zukunftsperspektiven und deren Wirkungen auf die "Kundenleitstelle der Zukunft"
Beschreibung

Die Elektromobilität ist eine relativ junge Domäne in der die Informations-und Kommunikationstechnologien eine zentrale Rolle spielen. Die notwendige Interaktion zwischen Teilbereiche der Elektromobilität wie Fahrzeug, Ladestation, Mobilitätszentrale, Energieanbieter ist nur durch den Einsatz dieser Informations-und Kommunikationstechnologien möglich. Für die "Leitstelle der Zukunft" in der Elektromobilität soll hierzu das Internet der Dinge, Dienste und der Energie aufbereitet werden um somit deren Einfluss auf zukünftige Architekturkonzepte für die "Leitstelle der Zukunft" besser fassen zu können. Auf 2,8 Zettabyte beziffert der Speicherspezialist EMC das im letzten Jahr erzeugte Datenvolumen. Bis 2020 soll vor allem "das Internet der Dinge" dieses Volumen auf 40 Zettabyte erhöhen [Markt&Technik-2013]. Hieran sieht man schon welchen immensen Einfluss derartige Konzepte auch auf die Elektromobilität haben können/werden.

Weitere Information zur Energieinformatik

Objektmanagement in der Elektromobilität
Objektmanagement in der Elektromobilität auf Basis eines semantischen Architekturkonzepts/semantischer Strukturkonzepte
Beschreibung folgt.

 


RFID-Anbindung
RFID-Anbindung
Beschreibung

Das Portal soll um die Funtionalitäten eines RFID-Managements ergänzt werden. Eine angeschlossene Hardware zum Beschreiben der RFID Karten soll angebunden werden.

 


Flottenmanagement Machbarkeitsstudie
BPMN Modellierung und prototypische Umsetzung im Portal
Beschreibung

In ein bestehendes Software-System (Kundenleitstelle) soll ein Flottenmanagement integriert werden.

 


Automatische(Test-)Datengenerierung
In einer Anwendung kann für das Zielsystem eine leere Datenbasis mit automatisch generierten Daten angereichert werden. Durch Feineinstellungen lassen sich die erstellten Daten vorab konfigurieren.
Beschreibung

Im Umfeld eines Smart Grid sind viele Energieerzeuger- und -verbrauchertypen beteiligt. Um eine erste Abschätzung zur bedarfsgerechten Energieversorgung im System abschätzen zu können ist eine Simulation der betroffenen Energiemengen durch geeignete zufällige Daten notwendig. Die bedarfsgerechte Eenrgieversorgung kann über automatisch generierte Datensätze gut abgeschätzt werden.

 


Wertschöpfungsmanagement
Wertschöpfungsmanagement in der Elektromobilität aus Sicht der "Kundenleitstelle der Zukunft"
Beschreibung

Die Elektromobilität ist eine relativ junge Domäne in der die Informations-und Kommunikationtechnologien eine zentrale Rolle spielen. Die notwendige Interaktion zwischen Teilbereiche der Elektromobilität wie Fahrzeug, Ladestation, Mobilitätszentrale, Energieanbieter ist nur durch den Einsatz dieser Informations-und Kommunikationtechnologien möglich. Für die "Leitstelle der Zukunft" in der Elektromobilität soll hierzu ein Architekturkonzept entworfen werden. Dazu werden zunächst Anforderungen gesammelt.

Weitere Information zur Energieinformatik

 

 

 

Kontakt

Akademischer Direktor
Dr.-Ing., Dipl.-Wirtsch.-Ing. Harald Hagel

Universität der Bundeswehr München
Fakultät für Informatik
Werner-Heisenberg-Weg 39
85577 Neubiberg
Germany

Telefon: +49 (0) 89 6004 3775
Telefax: +49 (0) 89 6004 4447

Email: harald.hagel@unibw.de