{"id":2721,"date":"2018-07-25T09:56:24","date_gmt":"2018-07-25T07:56:24","guid":{"rendered":"https:\/\/blog.iese.fraunhofer.de\/?p=2721"},"modified":"2024-02-19T11:36:54","modified_gmt":"2024-02-19T10:36:54","slug":"autonome-systeme-effizient-und-sicher","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.iese.fraunhofer.de\/blog\/autonome-systeme-effizient-und-sicher\/","title":{"rendered":"Autonome Systeme \u2013 Effizient und sicher"},"content":{"rendered":"

Die Diskussion zum Thema autonomes Fahren wird in der \u00d6ffentlichkeit derzeit auf breiter Ebene gef\u00fchrt. \u00c4hnlich wie die Digitale Transformation zieht sich auch das Thema „Autonome Systeme“ durch fast alle Branchen, denn an zahlreichen Stellen werden diese verst\u00e4rkt eingesetzt, um die Produktivit\u00e4t zu erh\u00f6hen.<\/p>\n

Bei technischen Systemen f\u00fchren autonome oder autarke Systeme, die keiner Steuerung oder Kontrolle durch Menschen bed\u00fcrfen, zu h\u00f6herer Effizienz und zu Leistungssteigerungen. Deshalb wird diese Stufe in der Automatisierung auch f\u00fcr den Einsatz in Produktionsbetrieben, in der Medizintechnik (z.B. bei der \u00dcberwachung von Patienten) oder in Transportsystemen wie Bahn, mobile Arbeitsmaschinen, Luft- oder Schifffahrt diskutiert.<\/p>\n

Die komplexen Abl\u00e4ufe solcher Systeme werden \u00fcber Software gesteuert. Dabei charakterisieren wir die Schwierigkeit, ein solches System zu entwickeln, \u00fcber dessen Grad an
\nUnabh\u00e4ngigkeit sowie \u00fcber die Komplexit\u00e4t der Aufgaben und der Umgebung. Schnell wird deutlich, dass bei weniger menschlichen Kontrollen das Risiko einer Fehlfunktion
\nbzw. der Gef\u00e4hrdung der Umwelt durch das System selbst minimiert werden muss. Hierdurch liegt eine gro\u00dfe Verantwortung bei den entsprechenden Firmen und deren Mitarbeitern, und es entstehen viele Herausforderungen bei der Umsetzung. Bei der Erstellung solcher verl\u00e4sslichen und oft sicherheitskritischen Systeme mit der gebotenen Sorgfalt
\nund Qualit\u00e4t werden die Ingenieure durch entsprechende Technologien und Methoden unterst\u00fctzt, die ma\u00dfgeblich auch am Fraunhofer IESE entwickelt werden.<\/p>\n

Der Komplexit\u00e4t begegnen<\/h2>\n
<\/div>\n
Schon zu Beginn einer solchen Entwicklung steht die Frage der Systemspezifikation, die neben den rein funktionalen Aspekten auch vielf\u00e4ltige nichtfunktionale Eigenschaften<\/div>\n
ber\u00fccksichtigen muss. Diese reichen von Datenqualit\u00e4t, Datensicherheit und Datenschutz \u00fcber Performanz und Daten durchsatz bis hin zu Effekten in der physischen Welt wie<\/div>\n
elektromagnetische Vertr\u00e4glichkeit und funktionale Sicherheit. Bei diesen sogenannten cyberphysischen Systemen ist auch das interdisziplin\u00e4re Zusammenspiel wichtig. Am<\/div>\n
Fraunhofer IESE entwickeln wir dazu entsprechende Notationen und Prozesse im Systems Engineering weiter und legen insbesondere ein Augenmerk auf die Wechselwirkung<\/div>\n
zwischen verschiedenen Qualit\u00e4tsaspekten einer Systemarchitektur. Ein wesentlicher Aspekt autonomer Systeme ist die Erfassung und Bewertung des Kontexts. In unserer<\/div>\n
Abteilung Data Engineering konzipieren wir dazu Analysen und legen in Abstimmung mit Systemarchitekten geeignete Strukturen fest. Bei komplexen Situationen und vielen Trainingsdaten kommen hier oft auch maschinelle Lernverfahren zum Einsatz.<\/div>\n

Agile Methoden auf dem Vormarsch<\/h2>\n
<\/div>\n
\n
Die Anforderungen an die Entwicklungsteams gehen dahin, flexibel und schnell auf \u00c4nderungen reagieren zu k\u00f6nnen. Hierf\u00fcr evaluieren unsere Mitarbeiter gemeinsam mit Unternehmen, wie agile Methoden sinnvoll in solchen Entwicklungsprozessen eingesetzt werden k\u00f6nnen. Dabei h\u00f6rt die Entwicklung von Systemen, die in digitale \u00d6kosysteme eingebettet sind, niemals wirklich auf. Im Sinne eines kontinuierlichen Engineerings werden gerade f\u00fcr autonome Systeme aktuelle Daten genutzt, um die Systeme kontinuierlich<\/div>\n
\n
\n
weiterzuentwickeln. Vollzieht sich diese Weiterentwicklung automatisch, spricht man auch von selbstlernenden Systemen.<\/div>\n
<\/div>\n
Schlie\u00dflich werden auch die Entwicklungsprozesse weiter automatisiert. Der weitgehend „menschbasierte“ Entwicklungsprozess muss dazu angepasst werden, um z.B. eine<\/div>\n
automatisierte Pr\u00fcfung von Qualit\u00e4tsaspekten vornehmen zu k\u00f6nnen. Ohne eine solche virtuelle Validierung wird es nicht gehen \u2013 dazu sind die hochautomatisierten und autonomen Systeme zu gro\u00df und zu komplex. Mit dem Simulationsframework FERAL hat das Fraunhofer IESE in den vergangenen Jahren ein Werkzeug aufgebaut, das schon heute f\u00fcr die Absicherung vieler Entwurfsentscheidungen herangezogen werden kann und ma\u00dfgeblich dazu beitr\u00e4gt, Zeit und Kosten zu sparen.<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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