TY - CHAP A1 - Schwanke, Peter A1 - Höfken, Hans-Wilhelm A1 - Schuba, Marko T1 - Security Analysis of the ADS Protocol of a Beckhoff CX2020 PLC N2 - ICSs (Industrial Control Systems) and its subset SCADA systems (Supervisory Control and Data Acquisition) are getting exposed to a constant stream of new threats. The increasing importance of IT security in ICS requires viable methods to assess the security of ICS, its individual components, and its protocols. This paper presents a security analysis with focus on the communication protocols of a single PLC (Programmable Logic Controller). The PLC, a Beckhoff CX2020, is examined and new vulnerabilities of the system are revealed. Based on these findings recommendations are made to improve security of the Beckhoff system and its protocols. Y1 - 2017 N1 - International Conference on Computer, Network Security and Communication Engineering (CNSCE 2017), March 26-27, 2017, Bangkok, Thailand SP - 1 EP - 5 ER - TY - CHAP A1 - Granat, Andreas A1 - Höfken, Hans-Wilhelm A1 - Schuba, Marko T1 - Intrusion Detection of the ICS Protocol EtherCAT N2 - Control mechanisms like Industrial Controls Systems (ICS) and its subgroup SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) are a prerequisite to automate industrial processes. While protection of ICS on process management level is relatively straightforward – well known office IT security mechanisms can be used – protection on field bus level is harder to achieve as there are real-time and production requirements like 24x7 to consider. One option to improve security on field bus level is to introduce controls that help to detect and to react on attacks. This paper introduces an initial set of intrusion detection mechanisms for the field bus protocol EtherCAT. To this end existing Ethernet attack vectors including packet injection and man-in-the-middle attacks are tested in an EtherCAT environment, where they could interrupt the EtherCAT network and may even cause physical damage. Based on the signatures of such attacks, a preprocessor and new rule options are defined for the open source intrusion detection system Snort demonstrating the general feasibility of intrusion detection on field bus level. Y1 - 2017 N1 - International Conference on Computer, Network Security and Communication Engineering (CNSCE 2017), March 26-27, 2017, Bangkok, Thailand SP - 1 EP - 5 ER - TY - BOOK A1 - Gunnar, Auth A1 - Barton, Thomas A1 - Beigel, Stefan A1 - Bensberg, Frank A1 - Brehm, Lars A1 - Wolf, Martin ED - Barton, Thomas ED - Herrmann, Frank ED - Meister, Vera G. ED - Müller, Christian ED - Seel, Christian T1 - Prozesse, Technologie, Anwendungen, Systeme und Management 2017 BT - Angewandte Forschung in der Wirtschaftsinformatik. Tagungsband zur 30. AKWI-Jahrestagung vom 17.09.2017 bis 20.09.2017 an der Hochschule Aschaffenburg / Arbeitskreis Wirtschaftsinformatik an Fachhochschulen (AKWI) Y1 - 2017 SN - 978-3-944330-56-3 PB - Mana-Buch CY - Heide ER - TY - CHAP A1 - Altherr, Lena A1 - Dörig, Bastian A1 - Ederer, Thorsten A1 - Pelz, Peter Franz A1 - Pfetsch, Marc A1 - Wolf, Jan T1 - A mixed-integer nonlinear program for the design of gearboxes T2 - Operations Research Proceedings 2016 N2 - Gearboxes are mechanical transmission systems that provide speed and torque conversions from a rotating power source. Being a central element of the drive train, they are relevant for the efficiency and durability of motor vehicles. In this work, we present a new approach for gearbox design: Modeling the design problem as a mixed-integer nonlinear program (MINLP) allows us to create gearbox designs from scratch for arbitrary requirements and—given enough time—to compute provably globally optimal designs for a given objective. We show how different degrees of freedom influence the runtime and present an exemplary solution. Y1 - 2017 SN - 978-3-319-55701-4 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-319-55702-1_31 SP - 227 EP - 233 PB - Springer CY - Cham ER - TY - CHAP A1 - Altherr, Lena A1 - Pelz, Peter F. A1 - Ederer, Thorsten A1 - Pfetsch, Marc E. ED - Jacobs, Georg T1 - Optimale Getriebe auf Knopfdruck: Gemischt-ganzzahlige nichtlineare Optimierung zur Entscheidungsunterstützung bei der Auslegung von Getrieben für Kraftfahrzeuge T2 - Antriebstechnisches Kolloquium ATK 2017 Y1 - 2017 SN - 9783743148970 N1 - Antriebstechnisches Kolloquium ATK 2017, 07.03-08.03.2017. Aachen, Deutschland SP - 313 EP - 325 ER - TY - CHAP A1 - Altherr, Lena A1 - Ederer, Thorsten A1 - Schänzle, Christian A1 - Lorenz, Ulf A1 - Pelz, Peter F. T1 - Algorithmic system design using scaling and affinity laws T2 - Operations Research Proceedings 2015 N2 - Energy-efficient components do not automatically lead to energy-efficient systems. Technical Operations Research (TOR) shifts the focus from the single component to the system as a whole and finds its optimal topology and operating strategy simultaneously. In previous works, we provided a preselected construction kit of suitable components for the algorithm. This approach may give rise to a combinatorial explosion if the preselection cannot be cut down to a reasonable number by human intuition. To reduce the number of discrete decisions, we integrate laws derived from similarity theory into the optimization model. Since the physical characteristics of a production series are similar, it can be described by affinity and scaling laws. Making use of these laws, our construction kit can be modeled more efficiently: Instead of a preselection of components, it now encompasses whole model ranges. This allows us to significantly increase the number of possible set-ups in our model. In this paper, we present how to embed this new formulation into a mixed-integer program and assess the run time via benchmarks. We present our approach on the example of a ventilation system design problem. KW - Optimal Topology KW - Piecewise Linearization KW - Ventilation System KW - Similarity Theory Y1 - 2017 SN - 978-3-319-42901-4 SN - 978-3-319-42902-1 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-319-42902-1 N1 - International Conference of the German, Austrian and Swiss Operations Research Societies (GOR, ÖGOR, SVOR/ASRO), University of Vienna, Austria, September 1-4, 2015 SP - 605 EP - 611 PB - Springer CY - Cham ER - TY - CHAP A1 - Altherr, Lena A1 - Ederer, Thorsten A1 - Farnetane, Lucas S. A1 - Pöttgen, Philipp A1 - Vergé, Angela A1 - Pelz, Peter F. T1 - Multicriterial design of a hydrostatic transmission system via mixed-integer programming T2 - Operations Research Proceedings 2015 N2 - In times of planned obsolescence the demand for sustainability keeps growing. Ideally, a technical system is highly reliable, without failures and down times due to fast wear of single components. At the same time, maintenance should preferably be limited to pre-defined time intervals. Dispersion of load between multiple components can increase a system’s reliability and thus its availability inbetween maintenance points. However, this also results in higher investment costs and additional efforts due to higher complexity. Given a specific load profile and resulting wear of components, it is often unclear which system structure is the optimal one. Technical Operations Research (TOR) finds an optimal structure balancing availability and effort. We present our approach by designing a hydrostatic transmission system. Y1 - 2017 SN - 978-3-319-42901-4 SN - 978-3-319-42902-1 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-319-42902-1_41 N1 - International Conference of the German, Austrian and Swiss Operations Research Societies (GOR, ÖGOR, SVOR/ASRO), University of Vienna, Austria, September 1-4, 2015 SP - 301 EP - 307 PB - Springer CY - Cham ER - TY - CHAP A1 - Schnejider, Dominik A1 - Wisselink, Frank A1 - Czarnecki, Christian ED - Eibl, Maximilian ED - Gaedke, Martin ED - Gesellschaft für Informatik e. V. (GI), T1 - Transformation von Wertschöpfungsketten durch das Internet der Dinge – Bewertungsrahmen und Fallstudie T2 - GI Edition Proceedings Band 275 INFORMATIK 2017 N2 - Momentan finden in vielen Branchen umfassende Veränderungen von Märkten und Wertschöpfungsketten statt, welche auch als Digitale Transformation bezeichnet werden. In diesem Zusammenhang wird das Internet der Dinge (Internet of Things, IoT) als ein wichtiger technischer Enabler der Veränderungen angesehen. Primäre Ziele des IoT sind die Steuerung physischer Gegen-stände aus der Distanz und das Erfassen von Informationen aus dem Umfeld dieser Gegenstände. Welche neuen Geschäfts-bzw. Partnermodelle entstehen durch die gemeinsame Nutzung von IoT-Daten und Big-Data-Technologien und welcher qualitative Mehrwert wird dadurch geschaffen? Als Antwort wird in diesem Beitrag ein Bewertungsrahmen zur qualitativen Wertschöpfungsanalyse von IoT vorgeschlagen. Anhand dieses Bewertungsrahmens wird ein Anwendungsfall untersucht, der in anonymisierter Form an konkrete Praxisprojekte angelehnt ist. Konkret wird ein Anwendungsfall betrachtet, der eine Abfallwirtschaft 2.0 basierend auf dem Einsatz von IoT vorschlägt. Aus den Untersuchungsergebnissen gehen beispielsweise Erkenntnisse hervor, wie Geschäftsmodelle auf Basis eines unentgeltlichen Informationsaustauschs durch IoT gestaltet werden können. KW - Digitale Transformation KW - Unternehmensarchitekturen KW - Unternehmensarchitekturen Internet der Dinge KW - Geschäftsmodelle KW - Wertschöpfungskettenanalyse Y1 - 2017 SN - 978-3-88579-669-5 U6 - https://doi.org/10.18420/in2017_208 SN - 1617-5468 N1 - Unternehmensarchitektur in Forschung und Praxis, Chemnitz, 25.-29. September 2017 SP - 2081 EP - 2094 PB - Köllen CY - Bonn ER - TY - CHAP A1 - Thomé, Tristan Eberhard A1 - Czarnecki, Christian A1 - Auth, Gunnar A1 - Bensberg, Frank ED - Barton, Thomas ED - Herrmann, Frank ED - Meister, Vera G. ED - Müller, Christian ED - Seel, Christian T1 - Erweiterung des Referenzprozessmodells eTOM um die Anforderungen des deutschen IT-Sicherheitsgesetzes T2 - Prozesse, Technologie, Anwendungen, Systeme und Management 2017. Angewandte Forschung in der Wirtschaftsinformatik N2 - Kritische Infrastrukturen sind primäre Ziele krimineller Hacker. Der Deutsche Bundestag reagierte darauf am 25. Juli 2015 mit einem Gesetz zur Verbesserung der Sicherheit von ITSystemen, dem IT-Sicherheitsgesetz. Dies verlangt von Betreibern kritischer Infrastrukturen, angemessene Mindeststandards für organisatorische und technische Sicherheit zu implementieren, um den Betrieb und die Verfügbarkeit dieser Infrastruktur zu gewährleisten. Telekommunikationsunternehmen sind einerseits von diesem Gesetz in besonderem Maße betroffen und verfügen andererseits mit dem Rahmenwerk enhanced Telecom Operations Map (eTOM) über ein international anerkanntes Referenzmodell zur Gestaltung von Geschäftsprozessen in dieser Branche. Da sämtliche Telekommunikationsunternehmen in Deutschland verpflichtet sind, das Gesetz innerhalb eines bestimmten Zeitrahmens zu implementieren, präsentiert dieser Beitrag einen Vorschlag zur Erweiterung von eTOM um die relevanten Anforderungen des deutschen IT-Sicherheitsgesetzes. Y1 - 2017 SN - 978-3-944330-56-3 N1 - Tagungsband zur 30. AKWI-Jahrestagung vom 17.09.2017 bis 20.09.2017 an der Hochschule Aschaffenburg SP - 51 EP - 60 PB - mana-Buch CY - Heide ER - TY - CHAP A1 - Schneider, Dominik A1 - Wisselink, Frank A1 - Czarnecki, Christian ED - Barton, Thomas ED - Herrmann, Frank ED - Meister, Vera G. ED - Müller, Christian ED - Seel, Christian T1 - Qualitative Wertschöpfungsanalyse von Anwendungsfällen des Narrowband Internet of Things T2 - Prozesse, Technologie, Anwendungen, Systeme und Management 2017. Angewandte Forschung in der Wirtschaftsinformatik N2 - Primäre Ziele des Internets der Dinge sind die Steuerung physischer Gegenstände aus der Distanz und das Erfassen von Informationen aus dem Umfeld dieser Gegenstände. Dazu werden Hardwarekomponenten in Gegenstände des täglichen Lebens und die Umwelt integriert. Mithilfe von Informations- und Kommunikationstechnologien entsteht hieraus das Internet der Dinge (Internet of Things, IoT). Vor einem Jahr wurde mit Narrowband Internet of Things (NB-IoT) eine Technologie die es ermöglicht, Hardwarekomponenten energieeffizient und unmittelbar über das Mobilfunknetz zu vernetzen. Gegenstände werden dadurch über große Reichweiten eigenständig kommunikationsfähig. Das IoT steht mit NB-IoT vor einem gestiegenen Nutzenpotenzial, da eine zunehmende Anzahl miteinander verbundener Gegenstände und der Austausch größerer Datenmengen realisierbar sind. Damit sind aus wirtschaftlicher Sicht neue, innovative Anwendungsfälle des IoT möglich, die auch bereits in der Praxis diskutiert werden. In diesem Beitrag wird anhand eines konkreten Anwendungsfalls untersucht, welche neuen Geschäfts- bzw. Partnermodelle durch die gemeinsame Nutzung von NB-IoT-Daten und Big Data-Technologien entstehen und welcher qualitative Mehrwert für die an einem Anwendungsfall beteiligten Stakeholder geschaffen wird. Dazu wird – einem konstruktionsorientierten Forschungsansatz folgend – ein Bewertungsrahmen zur qualitativen Wertschöpfungsanalyse von NB-IoT entwickelt, der u.a. auf der Schablone nach Cockburn und dem Business Model Canvas basiert. Anhand dieses Bewertungsrahmens wird ein Anwendungsfall untersucht, der in anonymisierter Form an konkrete Praxisprojekte angelehnt ist. Konkret wird ein Anwendungsfall betrachtet, der einen Fahrradverleih 2.0 basierend auf dem Einsatz von NB-IoT vorschlägt. Aus den Untersuchungsergebnissen gehen beispielsweise Erkenntnisse hervor, wie Geschäftsmodelle auf Y1 - 2017 SN - 978-3-944330-56-3 N1 - Tagungsband zur 30. AKWI-Jahrestagung vom 17.09.2017 bis 20.09.2017 an der Hochschule Aschaffenburg SP - 184 EP - 193 PB - mana-Buch CY - Heide ER - TY - CHAP A1 - Czarnecki, Christian A1 - Dietze, Christian ED - Maedche, Alexander ED - vom Brocke, Jan ED - Hevner, Alan T1 - Domain-Specific reference modeling in the telecommunications industry T2 - DESRIST 2017: Designing the Digital Transformation N2 - The telecommunications industry is currently going through a major transformation. In this context, the enhanced Telecom Operations Map (eTOM) is a domain-specific process reference model that is offered by the industry organization TM Forum. In practice, eTOM is well accepted and confirmed as de facto standard. It provides process definitions and process flows on different levels of detail. This article discusses the reference modeling of eTOM, i.e., the design, the resulting artifact, and its evaluation based on three project cases. The application of eTOM in three projects illustrates the design approach and concrete models on strategic and operational levels. The article follows the Design Science Research (DSR) paradigm. It contributes with concrete design artifacts to the transformational needs of the telecommunications industry and offers lessons-learned from a general DSR perspective. KW - enhanced Telecom Operations Map (eTOM) KW - Process reference model KW - Process design KW - Map (eTOM) Process reference model Process design Telecommunications industry Y1 - 2017 SN - 978-3-319-59144-5 SN - 978-3-319-59143-8 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-319-59144-5_19 N1 - Designing the Digital Transformation 12th International Conference, DESRIST 2017, Karlsruhe, Germany, May 30 - June 1, 2017. SP - 313 EP - 329 PB - Springer CY - Cham ER - TY - JOUR A1 - Czarnecki, Christian A1 - Geier, Jari A1 - Pflug, Karolin T1 - Netzvirtualisierung durch SDN und NFV : Unternehmensprozesse auf dem Prüfstand JF - LANline N2 - Kundenanforderungen an Netzwerke haben sich in den vergangenen Jahren stark verändert. Mit NFV und SDN sind Unternehmen technisch in der Lage, diesen gerecht zu werden. Die Provider stehen jedoch vor großen Herausforderungen: Insbesondere Produkte und Prozesse müssen angepasst und agiler werden, um die Stärken von NFV und SDN zum Kundenvorteil auszuspielen. Y1 - 2017 SN - 0942-4172 PB - AWI Aktuelles Wissen Verl.-Ges. CY - Trostberg ER - TY - BOOK A1 - Czarnecki, Christian A1 - Dietze, Christian T1 - Reference architecture for the telecommunications industry: Transformation of strategy, organization, processes, data, and applications N2 - This book reflects the tremendous changes in the telecommunications industry in the course of the past few decades – shorter innovation cycles, stiffer competition and new communication products. It analyzes the transformation of processes, applications and network technologies that are now expected to take place under enormous time pressure. The International Telecommunication Union (ITU) and the TM Forum have provided reference solutions that are broadly recognized and used throughout the value chain of the telecommunications industry, and which can be considered the de facto standard. The book describes how these reference solutions can be used in a practical context: it presents the latest insights into their development, highlights lessons learned from numerous international projects and combines them with well-founded research results in enterprise architecture management and reference modeling. The complete architectural transformation is explained, from the planning and set-up stage to the implementation. Featuring a wealth of examples and illustrations, the book offers a valuable resource for telecommunication professionals, enterprise architects and project managers alike. KW - Enterprise architecture KW - Enterprise transformation KW - Reference modelling KW - TM Forum KW - Telecommunication Y1 - 2017 SN - 978-3-319-46755-9 (Print) SN - 978-3-319-83578-5 (Print) SN - 978-3-319-46757-3 (PDF) U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-319-46757-3 PB - Springer CY - Cham ER - TY - JOUR A1 - Lambers, Andreas A1 - Bragard, Michael T1 - Kinetische Skulptur - Treffen sich ein E-Techniker und ein Künstler ... JF - Elektor : learn, design, share N2 - Die Verbindung der Welten dressierter Elektronen und grenzenloser Kreativität bietet ein großes Potential; zum Beispiel bei modernen Skulpturen, deren Form sich durch Motoren verändern kann. An der FH Aachen wurde ein solches Projekt verwirklicht: Eine Matrix aus Holzkugeln kann Piktogramme anzeigen, aber auch mathematische Funktionen visualisieren. In diesem Artikel beschreiben wir die clevere Ansteuerung der Motoren. Y1 - 2017 SN - 0932-5468 VL - 48 IS - 9 SP - 78 EP - 83 PB - Elektor-Verlag CY - Aachen ER - TY - CHAP A1 - Niemueller, Tim A1 - Zwilling, Frederik A1 - Lakemeyer, Gerhard A1 - Löbach, Matthias A1 - Reuter, Sebastian A1 - Jeschke, Sabina A1 - Ferrein, Alexander T1 - Cyber-Physical System Intelligence T2 - Industrial Internet of Things N2 - Cyber-physical systems are ever more common in manufacturing industries. Increasing their autonomy has been declared an explicit goal, for example, as part of the Industry 4.0 vision. To achieve this system intelligence, principled and software-driven methods are required to analyze sensing data, make goal-directed decisions, and eventually execute and monitor chosen tasks. In this chapter, we present a number of knowledge-based approaches to these problems and case studies with in-depth evaluation results of several different implementations for groups of autonomous mobile robots performing in-house logistics in a smart factory. We focus on knowledge-based systems because besides providing expressive languages and capable reasoning techniques, they also allow for explaining how a particular sequence of actions came about, for example, in the case of a failure. KW - Smart factory KW - Industry 4.0 KW - Multi-robot systems KW - Autonomous mobile robots KW - RoboCup Y1 - 2017 SN - 978-3-319-42559-7 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-319-42559-7_17 N1 - Springer Series in Wireless Technology SP - 447 EP - 472 PB - Springer CY - Cham ER - TY - CHAP A1 - Stopforth, Riaan A1 - Davrajh, Shaniel A1 - Ferrein, Alexander T1 - South African robotics entity for a collaboration initiative T2 - Pattern Recognition Association of South Africa and Robotics and Mechatronics International Conference (PRASA-RobMech), 2016 Y1 - 2017 SN - 978-1-5090-3335-5 U6 - https://doi.org/10.1109/RoboMech.2016.7813144 N1 - PRASA-RobMech, Nov. 30 2016-Dec. 2 2016, Stellenbosch, South Africa SP - 1 EP - 6 PB - IEEE ER - TY - CHAP A1 - Walenta, Robert A1 - Schellekens, Twan A1 - Ferrein, Alexander A1 - Schiffer, Stefan T1 - A decentralised system approach for controlling AGVs with ROS T2 - AFRICON, Proceedings Y1 - 2017 SN - 978-1-5386-2775-4 U6 - https://doi.org/10.1109/AFRCON.2017.8095693 SN - 2153-0033 N1 - AFRICON <2017, 18-20 Sept., Cape Town, South Africa> SP - 1436 EP - 1441 PB - IEEE ER - TY - CHAP A1 - Niemueller, T. A1 - Lakemeyer, G. A1 - Reuter, S. A1 - Jeschke, S. A1 - Ferrein, Alexander T1 - Benchmarking of Cyber-Physical Systems in Industrial Robotics: The RoboCup Logistics League as a CPS Benchmark Blueprint T2 - Cyber-Physical Systems: Foundations, Principles and Applications N2 - In the future, we expect manufacturing companies to follow a new paradigm that mandates more automation and autonomy in production processes. Such smart factories will offer a variety of production technologies as services that can be combined ad hoc to produce a large number of different product types and variants cost-effectively even in small lot sizes. This is enabled by cyber-physical systems that feature flexible automated planning methods for production scheduling, execution control, and in-factory logistics. During development, testbeds are required to determine the applicability of integrated systems in such scenarios. Furthermore, benchmarks are needed to quantify and compare system performance in these industry-inspired scenarios at a comprehensible and manageable size which is, at the same time, complex enough to yield meaningful results. In this chapter, based on our experience in the RoboCup Logistics League (RCLL) as a specific example, we derive a generic blueprint for how a holistic benchmark can be developed, which combines a specific scenario with a set of key performance indicators as metrics to evaluate the overall integrated system and its components. KW - Smart factory KW - Industry 4.0 KW - Cyber-physical systems KW - Multi-robot systems KW - Autonomous mobile robots Y1 - 2017 U6 - https://doi.org/10.1016/B978-0-12-803801-7.00013-4 SP - 193 EP - 207 PB - Academic Press CY - London ER - TY - CHAP A1 - Niemueller, Tim A1 - Neumann, Tobias A1 - Henke, Christoph A1 - Schönitz, Sebastian A1 - Reuter, Sebastian A1 - Ferrein, Alexander A1 - Jeschke, Sabina A1 - Lakemeyer, Gerhard T1 - International Harting Open Source Award 2016: Fawkes for the RoboCup Logistics League T2 - RoboCup 2016: RoboCup 2016: Robot World Cup XX. RoboCup 2016 Y1 - 2017 SN - 978-3-319-68792-6 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-319-68792-6_53 N1 - Lecture Notes in Computer Science, LNCS, Vol 9776 SP - 634 EP - 642 PB - Springer CY - Cham ER - TY - CHAP A1 - Zug, Sebastian A1 - Niemueller, Tim A1 - Hochgeschwender, Nico A1 - Seidensticker, Kai A1 - Seidel, Martin A1 - Friedrich, Tim A1 - Neumann, Tobias A1 - Karras, Ulrich A1 - Kraetzschmar, Gerhard K. A1 - Ferrein, Alexander T1 - An Integration Challenge to Bridge the Gap Among Industry-Inspired RoboCup Leagues T2 - RoboCup 2016: Robot World Cup XX. RoboCup 2016. Y1 - 2017 SN - 978-3-319-68792-6 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-319-68792-6_13 N1 - Lecture Notes in Computer Science, LNCS, Vol 9776 SP - 157 EP - 168 PB - Springer CY - Cham ER -