EDITORIAL
Editorial

Themen aus der Gruppe finanzieren

Unabhängiger Journalismus ist ein hohes Gut. Um dies zu erhalten, gehen wir neue Wege. Seit über einem Jahr stellen wir als Redaktion fachliche Themen zur Diskussion. Unsere Leser bewerten deren Wichtigkeit. Bereits hierdurch beteiligen sie sich an der redaktionellen Arbeit. Aus dieser Sammlung ist ein lesenswerter Überblick der vergangenen Monate entstanden.


NEWSLETTER

Mit unserem Newsletter immer auf dem Laufenden.


TERMINE

Bundeswissenschafts- woche

Wichtige Termine der Forschungs- und Hochschulpolitik in Deutschland – Ein Service von lemmens online


FACHJOURNALISMUS

Crowdfunding

Leser beteiligen sich an der Themenfindung


FORSCHUNG

Citizen Science

Bürger im Dialog mit Wissenschaftlern


Produktionstechnik

Vernetzung in Echtzeit

14.04.2012

Acatech legte eine Forschungs-Agenda für Cyber-Physical Systems vor

Das „Internet der Dinge“ hat auch einen wissenschaftlichen Namen: Cyber-Physical Systems, kurz CPS. Nachdem die Geräte unserer Wirtschafts- und Alltagswelt, von Werkzeug- bis Waschmaschinen, durch implantierte Informationstechnik immer „intelligenter“ gemacht worden sind, folgt nun der nächste Schritt: die Vernetzung  der Geräte miteinander via Internet. Die Deutsche Akademie für Technikwissenschaften Acatech hat in den letzten beiden Jahren in einem Projekt für das BMBF untersucht, welche Forschungs-Fragestellungen sich für die CPS-Entwicklung stellen, um Deutschland  weiterhin einen Spitzenplatz in dieser Technologie zu sichern. (1)

In dieser Woche wurden die Ergebnisse mit einem Abschluß-Workshop in Berlin vorgestellt. (2)

(1)

http://www.acatech.de/de/projekte/laufende-projekte/integrierte-forschungsagenda-cyber-physical-systems.html

(2)

http://www.acatech.de/fileadmin/user_upload/Baumstruktur_nach_Website/Acatech/root/de/Material_fuer_Sonderseiten/Cyber-Physical-Systems/acatech_Agenda_CPS.pdf

Was sind CPS genau? Acatech hat in  seiner Pressemitteilung zur Tagung eine gute Beschreibung gegeben: (3)

(3)

http://www.acatech.de/de/aktuelles-presse/presseinformationen-news/news-detail/artikel/cyber-physical-systems-das-internet-der-dinge-daten-und-dienste-wird-branchen-und-maerkte-praegen.html

„Schon heute arbeiten etwa 98 Prozent der Mikroprozessoren eingebettet in größeren technischen Systemen. Ein klassisches Beispiel ist das Antiblockiersystem im Auto. Cyber-Physical Systems sind die nächste Entwicklungsstufe eines Trends hin zur übergreifenden Vernetzung, dem so genannten "ubiquitären Computing" (dt. Rechnerallgegenwart): Die eingebetteten Mikroprozessoren durchbrechen ihre Isolation. Sie arbeiten vernetzt und steuern immer größere, offene Systeme. Die physikalische Welt verschmilzt mit der digitalen. Immer umfassendere Cyber-Physical Systems ermöglichen die Interaktion von Produkten, Geräten und Objekten über Anwendungs- und Branchengrenzen hinweg. Sie beschleunigen klassische Wirtschaftsbereiche in bislang nicht denkbarem Ausmaß. Vernetzt über Cyber-Physical Systems können beispielsweise Produktionsprozesse auf Schwankungen bei Zulieferung oder Bestellungen in Echtzeit reagieren. Sie bringen Intelligenz in die Energienetze, damit diese den steigenden Anteil dezentraler und fluktuierender Energiequellen integriert steuern.“

Acatech-Präsident Henning Kagermann umriß in seiner Begrüßung die Grundzüge des  Projekts „agendaCPS“. Das Projekt knüpft an Projektergebnisse der Deutschen Akademie der Technikwissenschaften und die 2009 veröffentlichte Nationale Roadmap Embedded Systems an. Konzipiert als Roadmapping-Projekt sollten mit „agendaCPS“ die wesentlichen Chancen, Risiken und Akzeptanzfragen von CPS identifiziert und entsprechend priorisierte Handlungsempfehlungen erarbeitet werden. In der ersten Projekt-Phase 2010 wurden zunächst die grundlegenden Charakteristika der Cyber-Physical Systems herausgearbeitet. Die zweite Projektphase vertiefte 2011 Fragestellungen zu Architekturen und Plattformen, Geschäftsmodellen und Sicherheit anhand der Anwendungsszenarien Mobilität, Gesundheit und Fabrikation der Zukunft. Als besonders komplexes Anwendungsgebiet untersuchte die Projektgruppe die steuernde Funktion von CPS in den Energienetzen der Zukunft (Smart Grids), in denen die Stromverteilung durch fluktuierende regenerative Energiequellen und schwankenden Stromverbrauch zu einer komplexen Regelungsaufgabe wird.

Die komplette acatech STUDIE "agendaCPS - Integrierte Forschungsagenda Cyber-Physical Systems" hier zum Download (4)

(4)

http://www.acatech.de/fileadmin/user_upload/Baumstruktur_nach_Website/Acatech/root/de/Material_fuer_Sonderseiten/Cyber-Physical-Systems/acatech_STUDIE_agendaCPS_Web_20120312_superfinal.pdf

(4a)

acatech POSITION: „Cyber-Physical Systems - Innovationsmotor für Mobilität,Gesundheit, Energie und Produktion“

(4a)

http://www.acatech.de/fileadmin/user_upload/Baumstruktur_nach_Website/Acatech/root/de/Material_fuer_Sonderseiten/Cyber-Physical-Systems/acatech_POSITION_CPS_web.pdf

BMBF-Staatssekretär Georg Schütte unterstrich in seinem Grußwort  das Interesse seines Hauses an einem konzertierten  Vorgehen zur Entwicklung und Nutzung der CPS-Technik in Deutschland. Diese Technik werden herkömmliche Geschäftsmodelle verändern und solche  Unternehmen begünstigen, die sich frühzeitig auf den technologischen Wandel einstellen. Deutschland besitze  im internationalen Wettbewerb um die entstehenden Wachstumsmärkte eine gute Ausgangsposition.  Die Bundesregierung möchte diesen Standortvorteil nutzen und Hersteller, Anwender und Anbieter frühzeitig beim industriellen Umbruch durch Cyber-Physical Systems unterstützen. Die Anwendungsmöglichkeiten von CPS in Bereichen wie der Energieversorgung, der Medizin, im Verkehr und in der Produktion seien noch kaum ausgelotet. Wegen der   hohen Innovationsgeschwindigkeit sei  eine integrierte Forschungsagenda erforderlich, damit Deutschland und Europa diesen Umbruch maßgeblich gestalten können.

(5)

Keynote speech by Dr. Georg Schütte, State Secretary at the Federal Ministry of Education and Research at the Conference "Integrated Research Agenda Cyber Physical Systems" in Berlin on 12 April 2012

(5)

http://www.bmbf.de/pub/reden/sts_20120412.pdf

“Integrated Research Agenda Cyber-Physical Systems”

Projektleiter Manfred Broy von der TU München erklärte in seiner Ergebnis-Darstellung der Integrierten Forschungsagenda, dass CPS keine Technik von morgen sei, sondern in einigen Bereichen bereits aktuelle Realität. Beispielhaft nannte er die rasanten Entwicklungen, die die Mobiltelefonie in den letzten zwei Jahren genommen habe.  Über die vier Triebkräfte der IKT – Embebbed Systems, Telekommunikation, IT-Infrastruktursoftware, Internet – setzten die CPS und stellten Synergien zwischen ihnen her. Die nächsten Entwicklungsschritte seien absehbar, etwa in der Autotechnik. Schon jetzt können die Embebbed Systems der Fahrzeuge zu großen intelligenten Sensoren zusammengeschaltet werden (FCD), die Realzeit-Aussagen über den Zustand von Verkehrssystemen erlauben. Nächste Stufe ist ein Fahrzeug mit „Context Awareness“, das seinen Nutzer „versteht“. Broy: „Heute kennt Ihr Auto Sie noch nicht. Das wird sich ändern“. Prominentestes Beispiel für CPS sind die Smart Grids.

Allerdings sind mit den CPS nicht nur neue Technologien verbunden, sondern auch neue Dienstleistungen, Services. Dies habe sich im Laufe der Studie (die mit 700.000 Euro vom BMBF finanziert wurde, einen weiteren Kostenanteil trug die Industrie) erst sehr viel deutlicher herausgestellt, berichtete Broy. CPS für Mobilität bedeute, dass man in Zukunft kein Auto mehr zu kaufen braucht, um mobil zu sein, sondern man bucht Mobilitätsdienste. Broy: „Auf diese Weise werden sich viele Geschäftsmodelle, auch für die Automobilindustrie“. Allerdings gebe es im Bereich der Humanzentrierung neuer  Technologien und die Verknüpfung von Geräten mit sozialen Netzwerken noch zu wenig Forschung.

Als die treibende Kraft für CPS sah Broy die Software und ihre Programmierung an. Hardware demgegenüber werde immer mehr zur „Commodity“. Broy: „Auf lange Sicht werden diejenigen die Gewinner sein, die die Software produzieren und die die Daten besitzen“.

Weitere Referenten der Tagung waren:  Martin Curley (UK), Global Director of IT-Innovation and Research, Intel Corporation (CPS from Intel's business perspective),   Stefan Ferber (DE), Director Communities & Partner Networks, Bosch Software Innovations GmbH (CPS from Bosch's business perspective),  Janos Sztipanovits (USA), Director of the Institute for Software Integrated Systems, Vanderbilt School of Engineering (CPS from US' science perspective), Radu Grosu, Vienna University of Technology (CPS from EU science perspective). Am Nachmittag folgten Themensessions zu den Bereichen Systems Engineering,  Business Models und Hman-Technology-Interaction/Human Factors. Die Tagung schloß mit einem Beitrag von Wolfgang Wahlster, German Research Center for Artificial Intelligence und einer Zusammenfassung von  Manfred Broy.

MR