Ende-zu-Ende-Modellierung von Smart Ecosystems
Letztes Jahr etablierte die Software AG einen Wissenschaftlichen Beirat. Das Gremium bietet der Software AG durch seine wissenschaftliche Perspektive wertvolle Impulse für (potenzielle) neue Technologietrends. In dieser Artikel-Serie beleuchten die Experten ihre Forschungsgebiete und geben einen kurzen Ausblick, wie sich diese künftig entwickeln werden. Prof Dr.-Ing. habil. Peter Liggesmeyer befasst sich als Leiter des Fraunhofer-Instituts IESE und als Leiter der Arbeitsgruppe “Software Engineering: Dependability” der Technischen Universität Kaiserslautern mit den Themen Qualitätssicherung und Qualitätsmanagement, Objektorientierte Entwicklungsmethoden für technische Software, Softwarequalität in technischen Systemen, Sicherheit, Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit.
„Smart Ecosystems“ sind heterogene Systeme, die ehemalige Insellösungen für die Steuerung von Geschäftsprozessen (IT-Systeme) und technischen Prozessen (eingebettete Systeme) aufbrechen und als integrierte Gesamtlösung ganzheitlich nutzbar machen. Die daraus resultierenden Systeme sind umfangreich, heterogen, offen und verändern sich zur Laufzeit autonom. Menschen sind nicht oder nur eingeschränkt in der Lage, in diese Systeme steuernd einzugreifen, weil es ihnen an Übersicht oder auch Reaktionsgeschwindigkeit mangelt oder unwirtschaftlich wäre. Die Systeme müssen im Wesentlichen autonom agieren und dabei Qualitätseigenschaften – beispielsweise Safety – beachten. Als Grundlage für autonome Entscheidungen müssen ihnen geeignete Modelle zur Verfügung stehen, die aufgrund ihrer dynamischen Veränderlichkeit anders beschaffen sein müssen als die Systemmodelle, die aktuell Stand der Technik sind. Sie müssen durch die Systeme selbst zur Laufzeit ausgewertet werden können, um etwa zu entscheiden, ob eine neue Systemkonfiguration sicher ist. Derartige Fragestellungen haben bisher Menschen zur Entwicklungszeit von Systemen entschieden mit der Konsequenz, dass eine geeignete Konfiguration während des Betriebs nicht verändert werden durfte.
„Smart Ecosystems“ benötigen umfassende Modellierungsansätze insbesondere zur autonomen Handhabung der dynamischen Aspekte. Es ist zu entscheiden, welche Aspekte entweder stabil oder wichtig genug sind, um sie vollständig zu modellieren. Die Modelle müssen darüber hinaus mit der naturgemäßen Unsicherheit umgehen können.
Als solide Basis für derartige Lösungen bilden sich zunehmend Plattformen heraus, die Interoperabilität sicherstellen, wie etwa die IIoT-Plattform ADAMOS oder die BaSys4.0-Plattform für Industrie 4.0, die derzeit in einem vom Fraunhofer IESE geleiteten und vom Bundesministerium für Bildung und Forschung finanzierten Projekt konzipiert wird. Es ist zu erwarten, dass Plattformen und umfassende, dynamische Modellierungsansätze für die Realisierung der zukünftigen „Smart Ecosystems“ eine wichtige Rolle spielen werden.
Lesen Sie hier alle weiteren Beiträge des Wissenschaftlichen Beirats der Software AG:
- Künstliche Intelligenz treibt die zweite Welle der Digitalisierung (Prof. Dr. rer. Nat. Dr. h.c. mult. Wolfgang Wahlster)
- Data Lakes: Stille Wasser sind tief (Prof. Dr. Jens Dittrich)
- Neue B2B-Geschäftsmodelle durch das IoT (Prof. Dr. Friedemann Mattern)
- Die Transformation der Software-Architektur für das IoT (Prof. Dr. Reinhard Schütte)
- Ende-zu-Ende-Sicherheit ist ein Muss (Prof. Dr. Michael Waidner)