Doktorand (m/w/d) im Bereich KI-gestützte Steuerungscodegenerierung für industrielle Anwendungen - #2753371

Wissenschaftlicher Mitarbeiter, Doktorand (m/w/d) im Bereich KI-gestützter Steuerungscodegenerierung für industrielle Anwendungen

Speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) bilden das Rückgrat industrieller Automatisierung, ihre Programmierung findet jedoch häufig manuell und damit zeitintensiv statt und wird meist durch Domänenexperten statt Softwareingenieuren geleistet. Die resultierende Steuerungssoftware erreicht selten die Qualitätsstandards moderner Softwaretechnik, muss aber über Jahrzehnte gewartet und wiederverwendet werden. Generative KI verspricht hier einen erheblichen Hebel, doch heutige Ansätze erzeugen isolierte Codefragmente aus kurzen Prompts – ohne Anlagenwissen, ohne Bezug zum physikalischen Prozess und ohne belastbare Prüfung der Funktionalität und der Safety-Anforderungen.

Am ISW erforschen wir Methoden zur SPS-Codegenerierung für sicherheits- und qualitätskritische industrielle Anwendungen. Hierfür wurde bereits ein Multi-Agenten-Ansatz entwickelt und erfolgreich erprobt, der spezialisierte Generierungs- und Validierungsschritte miteinander kombiniert. Aufbauend darauf soll untersucht werden, wie sich qualitätsgesicherter, wartbarer und wiederverwendbarer SPS-Code für den industriellen Einsatz automatisiert erzeugen lässt. Ziel ist es, das Agentennetzwerk zu einer Engineering-Lösung weiterzuentwickeln, die SPS-Code auf Industrieniveau erzeugt, diesen auf Sicherheitsanforderungen hin validiert und die systematische Wiederverwendung erprobter Softwareartefakte ermöglicht.

Hre Zukünftigen Themenschwerpunkte

• Analyse benötigter Engineering-Artefakte oder Guidelines
• Weiterentwicklung eines Multi-Agenten-Systems zur Orchestrierung und mehrstufigen Generierung und Validierung von Steuerungscode.
• Automatisierte Unit- und Integrationstests und Einbindung in die Virtuelle Inbetriebnahme
• Automatisiertes Wissensmanagement zur strukturierten Erfassung von Prozesswissen und anlagenspezifischen Code-Artefakten als Grundlage für SPS-Code
• Planung und Durchführung von Hackthons und anderen Lehrangeboten
• Planung und Teilnahme an interdisziplinären AI-Software-Projekten
• Etablierung eines Systems zur Verifikation der Sicherheitsanforderungen
• Methode zur Validierung Rekombinierten Codes
  
  

Ihr Profil

• Sie haben Ihr Masterstudium in Mechatronik, Autonome Systeme, Software Engineering, Informatik, Computional Linguistics oder einer verwandten Fachrichtung mit sehr guten Leistungen abgeschlossen.
• Erfahrungen in der Softwareentwicklung und der Entwicklung von KI-Applikationen oder Agentennetzwerken.
• Sie bringen erste Erfahrungen oder starkes Interesse an der Steuerungstechnik oder SPS-Programmierung mit.
• Sehr gute Deutsch- und Englischkenntnisse befähigen Sie, im nationalen und internationalen wissenschaftlichen und industriellen Umfeld zu kommunizieren. Institutssprache ist deutsch.
  
  

Wir Bieten Ihnen

• Hoher Anwendungsbezug und praxisnahe Forschung im Spannungsfeld von Steuerungstechnik und KI
• Möglichkeit zur Promotion in einem aktuellen und hochrelevanten Forschungsthema
• Interdisziplinäre Forschung mit moderner Infrastruktur
• Teilnahme an nationalen und internationalen Konferenzen
• Ein Sprungbrett für Ihre Karriere in Industrie oder Wissenschaft
• Interdisziplinäre wissenschaftliche Betreuung durch Univ.-Prof. Dr. rer. nat. habil. A. Wortmann (ISW) und Prof. Dr.-Ing. Morozov (IAS)
  
  

Die Universität Stuttgart möchte den Anteil der Frauen im wissenschaftlichen Bereich erhöhen und ist daher an Bewerbungen von Frauen besonders interessiert.

Schwerbehinderte werden bei gleicher Eignung vorrangig eingestellt.

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