Forschung

Mein Forschungsschwerpunkt liegt im System- und Software-Engineering von komplexen und sicherheitsgerichteten Systemen. Mein Anwendungsschwerpunkt sind Technologien und Systeme im Bereich des Schienen- und auch Straßenverkehrs. Bei den Arbeiten adressiere ich in  meiner wissenschaftlichen Arbeit vor allem um die Methoden und Prozesse, die Nutzung und Definition geeigneter Beschreibungsmittel und den Einsatz sowie die Entwicklung von Werkzeugen für den praxisnahen Einsatz. Bei den Forschungsarbeiten war und ist die Herausforderung, dass diese auch eingebetteten und verteilten Systeme besonderen Randbedingungen und Anforderungen unterliegen. Hinsichtlich eingebetteter Systeme und deren Software ist zu beachten, dass sie mit reduzierten Ressourcen wie Energiebedarf oder Rechenleistung auskommen müssen, besonderen Echtzeitbedingungen unterliegen und häufig auch in sicherheitsrelevanten Anwendungen betrieben werden.

Fachgremeinen, Beiräte und Netzwerke:

  • AAET (Mitglied des Programmausschuss von 2005-2019)
    • Die Fachtagung AAET wurde vom Niedersächsischen Forschungs-zentrum Fahrzeugtechnik (NFF) zusammen mit dem Mobilitätsnetzwerk ITS mobility und dem Institut für Verkehrssystemtechnik des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt e. V. (DLR) veranstaltet.
  • Embedded Software Engineering Kongress (Fachbeiratsmitglied seit 2003)
  • REConf (Requirements Engineering Conference) (Programmausschuss)
  • Beiratsmitglied in der Stiftung Zukunftsfond Asse (laufend)
    https://zukunftsfonds-asse.de
  • Strategiemitglied des DHIK (laufend, weiter aktiv)
    Deutsches Hochschulkonsortium für Internationale Kooperation,
  • https://www.dhik.org
  • Vorstand des Center for Digital Techologies (DIGIT)

Publikations- und Projektübersicht im Forschungsinformationssystem der Ostfalia

Engagement in den Forschungsfeldern der Ostfalia:

Schwerpunkte und Expertise:

  • System- und Software Engineering
  • Kommunikation verteilter Systeme
  • Embedded Systems
  • Funktionale Sicherheit
  • Nachhaltige Mobilität
  • Anwendungsgebiete: Automotive, Schienenverkehr, Circular Economy, Industrie 4.0

Lehre

Meine Expertise und Fachgebiet liegen im System- und Software-Engineering komplexer Systeme. Besondere Aspekte im Engineering ist dabei unter anderem der Einsatz und Betrieb dieser Systeme im sicherheitsrelevanten Bereich und die besonderen Anforderungen von eingebetteten und vernetzten Systemen im Echtzeitbetrieb. Besonders Interesse habe ich in der Vermittlung der Methoden zum Entwurf dieser Systeme, deren Modellierung und Beschreibung als auch den praxisnahen Einsatz von Entwicklungswerkzeugen. Durch meinen beruflichen Werdegang haben ich besondere Erfahrung in der Schienensystemtechnik, im Automotive und der Entwicklung autonomer vernetzter Systeme insgesamt. Der Vernetzung und Kommunikation dieses verteilten Echtzeitsysteme ist dabei stets auch ein Schwerpunkt in der Lehre gewesen. Anwendungserfahrung besteht auch in den Anwendungsfeldern Industrie 4.0 oder Curricular Economy.

Maßgeblich beteiligt war ich im Jahr 2020 an der Einwerbung und Gestaltung eines gemeinsamen Studien- und Forschungs-Programms mit der Technischen Universität Clausthal, das ich bis dato leite. In Kooperation wurden im Vorhaben „Digitale Transformation nachhaltiger industrieller Prozesse und Dienste“ vom Land Niedersachen nicht nur 10 „Digitalisierungsprofessuren“ eingeworben. Das Programm zielt auf die substanzielle und nachhaltige Stärkung von Lehre, Forschung und Transfer der digitalen Transformation an der Schnittstelle zwischen Informatik und Anwendungsgebieten ab. Erfolgreich etabliert wurden bislang der gemeinsame Bachelor und Masterstudiengang Digital Technologies, ein gemeinsames Forschungszentrum gegründet (DIGIT) und ein Graduiertenkolleg aufgebaut.

Überzeugt und begeistert bin ich zudem von der „Projektbasierten Lehre“. Ein Drittel der Veranstaltungen im Bachelor und im Master des Informatik Studiengangs Digital Technologies sind interdisziplinäre und semesterübergreifende Digitalisierungsprojekte.

Leitung des Digitalisierungsprofessuren-Programms und der Informatik Studiengänge Digital Technologies

Meine Lehrveranstaltungen

  • Technische Grundlagen und Rechnerstrukturen (Ba. I. Pflichtfach Grundlagen)
  • Modellierung und UML (Ba. I. Pflichtfach Grundlagen)
  • Modellbasierte Systementwicklung (Ba. I. Wahlpflichtfach)
  • Autonomes Fahren (Ba. I. Wahlpflichtfach Vertiefung)
  • Vernetzte Systeme (Ba. I. Wahlpflichtfach Vertiefung)
  • Interdisziplinäres Digitalisierungsprojekt (im Ba. und Ma. Digital Technologies)
  • Modellbasierte Softwareentwicklung (Ba. I. Digital Technologies)
  • Simulation und Verifikation (Master Informatik und Digital Technologies)
  • Automotive Systems (Master Informatik und Digital Technologies)

Auszüge aus den Modulbeschreibungen

Systemmodellierungssprachen (Bachelor):

  • Systembegriff und Systemmodelle
  • Methoden und Diagramme zur Struktur-, Architektur- und Verhaltens-Beschreibung
  • Vernetzte Systeme
  • C und C++ Programmierung, Unterschiede in den Programmierkonzepten
  • Modellierung mechatronischer Systeme
  • Anwendung von Softwarepaketen für die Systemanalyse und-modellierung
  • Systemmodellierungssprachen (z. B. UML, SysML)
  • Ereignisdiskrete Systeme
  • Vorgehensmodelle (MDA, MDD), Erweiterungen
  • Modellbasierte Codegenerierung

Safety and Requirements (Bachelor):

  • Entwicklungsprozesse, Standards
  • Anforderungsmanagement
  • Grundlagen, Werkzeuge, Beispiele
  • Change Management
  • Funktionale Sicherheit und Zuverlässigkeit
  • Grundlagen, Fehlerbaumanalysen, Risiko Management
  • Grundlagen für Robuste Systeme
  • Beispiele aus den Bereichen Embedded Systems, Automotive Systems u.a.

Automotive Systems (Master):

  • Grundlagen der Fahrzeugsysteme und der Fahrerassistenzsysteme
  • Rahmenbedingungen der Entwicklung und der Entwicklungsprozesse
  • Funktionale Sicherheit (Rückverfolgbarkeit, Verifikation und Validierung)
  • Virtuelle Integration und Test von FAS
  • Sensorik und Aktuatorik für FAS - Maschinelles Sehen, Datenfusion und Umfeld-Präsentation
  • Anwendungen, z. B. Car 2 X Kommunikation und Infrastruktur
  • Anwendungen, z. B. Autonomes Fahren

Simulation und Verifikation:

  • Grundlagen von Simulationssystemen
  • Simulationssprachen - Modellbildung und –bewertung
  • Simulation als Methode zur Validation und Test
  • Tools und Anwendungen, Closed Loop Simulation
  • Animation