Faglig innhold

Dette kurset gir en grundig utforsking av cyber-fysiske systemer (CPS) i produksjonsmiljøer, med fokus på integreringen av digitale og fysiske systemer for å skape effektive, automatiserte og intelligente produksjonsprosesser. Kurset legger vekt på praktisk læring, med omfattende praktisk arbeid i et læringsfabrikk-laboratorium. Studentene vil engasjere seg med virkelige anvendelser gjennom gjesteforelesninger fra industrieksperter og besøk til industriselskaper, som gir dem mulighet til å se CPS-konsepter i praksis. Emner inkluderer grunnleggende CPS-prinsipper, praktisk maskin-til-maskin (M2M) kommunikasjonsprotokoller, integrering av energisensorer, og anvendelser av kunstig intelligens. I tillegg vil studentene få praktisk erfaring med sanntids dataplattformer, grunnleggende PLC-programmering og cybersikkerhet som er essensiell for å opprettholde sikker drift av CPS.

Læringsutbytte

Kunnskap

• Få en grunnleggende forståelse av cyber-fysiske systemer, inkludert kjernekomponenter og samspill i produksjonsmiljøer.
• Forstå og forklare sentrale M2M-kommunikasjonsprotokoller, med fokus på OPC-UA.
• Tilegne seg kunnskap om energisensorer, deres bruksområder, og rollen de spiller i energistyring innen CPS.
• Forstå betydningen av OT-IT-integrasjon for datadrevet beslutningstaking og prosessoptimalisering.
• Identifisere og beskrive AI-applikasjoner som forbedrer ytelsen til CPS.
• Gjenkjenne cybersikkerhetstrusler spesifikke for CPS og forstå beste praksiser for sikring av disse systemene.

3Ferdigheter

• Konfigurere og implementere grunnleggende maskin-til-maskin kommunikasjonsprotokoller, spesielt ved bruk av OPC-UA.
• Utvikle og teste grunnleggende PLC-programmer for å kontrollere fysiske systemer i et produksjonsmiljø.
• Integrere og bruke energisensorer i produksjonssystemer for sanntidsovervåking og dataanalyse.
• Bruke OT-IT dataplattformer for å samle, analysere og tolke data fra ulike kilder i et CPS.
• Anvende AI-algoritmer for å analysere data og forbedre produksjonsprosesser.
• Identifisere potensielle cybersikkerhetsrisikoer i CPS og implementere beskyttelsestiltak.

Generell Kompetanse

• Utvikle problemløsningsevner for å håndtere komplekse problemer i CPS, inkludert både tekniske og sikkerhetsmessige utfordringer.
• Forbedre samarbeidsevner gjennom arbeid i tverrfaglige team med fokus på integrering av CPS i produksjon.
• Bygge en bærekraftig tankegang ved å forstå energieffektive praksiser i CPS.
• Vise etisk bevissthet ved håndtering av data og sikre ansvarlig implementering av CPS-teknologier.
  • Holde seg oppdatert på fremskritt innen CPS, AI og cybersikkerhet for kontinuerlig faglig utvikling.

Læringsformer og aktiviteter

Undervisningsmetodene inkluderer interaktive seminarer med flipped classroom-metode, e-læringsmoduler for fleksibel læring, prosjektbasert arbeid for å anvende teoretisk kunnskap, samarbeid i grupper for å styrke teamarbeid, og gjesteforelesninger fra industrien for å gi innsikt i virkelige anvendelser. Kurset er tilgjengelig både for studenter på campus og fjernstudenter. Seminarer gjennomføres på campus og via strømming gjennom Blackboard Collaborate/teams, med opptak tilgjengelig via NTNUs læringsplattform. Veiledning vil være tilgjengelig både på campus og online til oppsatte tider. Undervisningsspråket er Norsk/Engelsk, og alle oppgaver, rapporter og dokumentasjon må leveres på Norsk/Engelsk.

Spesielle vilkår

Forkunnskapskrav

Grunnleggende kunnskap om produksjonssystemer og maskinlæring.

Kursmateriell

Relevante artikler og rapporter vil bli delt ved kursstart.