Integrierte Forschungsagenda Cyber-Physical Systems

Hintergrund

Der rasche Fortschritt der Informationstechnik ermöglicht, in Kombination mit der Mikrosystemtechnik, immer leistungsfähigere softwareintensive eingebettete Systeme und integrierte Anwendungen. Zunehmend werden diese untereinander, aber auch mit Daten und Diensten im Internet vernetzt. So entstehen intelligente Lösungen, die mithilfe von Sensoren und Aktoren Prozesse der physikalischen Welt erfassen, sie mit der virtuellen Softwarewelt verbinden und in Interaktion mit den Menschen interpretieren, überwachen und steuern.

Auf diese Weise entstehen sogenannte Cyber-Physical Systems. Die agendaCPS gibt einen umfassenden Überblick über das Phänomen der Cyber-Physical Systems und die damit verbundenen vielfältigen Herausforderungen. Sie illustriert, welchen Stellenwert das Thema für Wirtschaft und Gesellschaft hat: Revolutionäre Anwendungen von Cyber-Physical Systems adressieren technische und gesellschaftliche Trends und Bedürfnisse; gleichzeitig durchdringen und verknüpfen sie immer mehr Lebensbereiche. Zu den Anwendungen zählen erweiterte Mobilität, intelligente Städte, integrierte telemedizinische Versorgung, Sicherheit sowie vernetzte Produktion und Energiewandel.

Die agendaCPS zeigt auf, welche Technologien die Grundlage von Cyber-Physical Systems bilden und welches Innovationspotenzial ihnen innewohnt. Zudem macht sie deutlich, welche Forschungs- und Handlungsfelder besonders wichtig sind. Anhand von Zukunftsszenarien werden wesentliche Anwendungsdomänen dargestellt, allen voran integrierte Mobilität, Telemedizin und intelligente Energieversorgung. In diesen Zusammenhängen werden Chancen, aber auch Risiken für Deutschland durch Cyber-Physical Systems deutlich.

Ziele und Meilensteine

Das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderte Projekt wird

die enorme gesellschaftliche und wirtschaftliche Bedeutung der Cyber-Physical Systems aufzeigen,
den Stand der Wissenschaft und Technik im internationalen Vergleich aufzeigen und ein Benchmarking der Position Deutschlands erarbeiten,
erforderliche Maßnahmen aufzeigen und Vorschläge für Leitprojekte unterbreiten,
Forschungsziele priorisieren und eine integrierte Forschungsagenda Cyber-Physical Systems erarbeiten.

Die Deutsche Akademie der Technikwissenschaften vernetzt innerhalb des Projekts eine Vielzahl nationaler und internationaler Initiativen. Bereits im Oktober wird das Projekt erste Vorschläge für Leitprojekte an das BMBF geben.

Was sind Cyber-Physical Systems?

Der Begriff Cyber-Physical Systems (CPS) steht für domänenübergreifend und global mit weltweiten Diensten vernetzte softwareintensive Systeme und ihre vielfältigen Entwicklungs- und Nutzungspotenziale. CPS können weitgehend ortsunabhängig vernetzte und verteilte Dienste erbringen. CPS arbeiten kontextspezifisch, adaptiv, autonom und automatisiert, multifunktional. Daraus resultiert eine Fülle tiefer und weitreichender Lösungs- und Anwendungsmöglichkeiten für unser Alltagsleben. Die Evolution der Eingebetteten Syteme zu den Cyber-Physical Systems ist für Deutschland auch von zentraler Bedeutung, weil Deutschland ein führender Anbieter in fast allen CPS-Anwendungsgebieten CPS ist.

Entwicklung und Einsatz der CPS bringen viele neuartige technische, methodische und wissenschaftliche Herausforderungen mit sich. Wie muss dieser Paradigmenwechsel mit seinen Herausforderungen gestaltet werden, damit Deutschland seine starke Position bei den eingebetteten Systemen erhalten und für neue CPS-Lösungen und Produkte ausbauen kann? Welches sind die erforderlichen Kompetenzen und Befähigungen zur Beherrschung der Technologie und Entwicklung und Gestaltung innovativer Anwendungen? Welche Maßnahmen sind erforderlich im Bereich Forschung und Praxis, aber auch hinsichtlich Ausbildung, wirtschaftlicher Infrastruktur und Rahmenbedingungen?

Mitglieder der Projektgruppe

Dr. Heinz Derenbach
Robert Bosch GmbH
Prof. Dr.-Ing. Dr. h. c. mult. Dr. e. h. José Luis Encarnação
Technische Universität Darmstadt
Prof. Dr. Otthein Herzog
Universität Bremen
Prof. Dr.-Ing. Wolfgang H. Merker
Prof. Dr. rer. nat. Franz J. Rammig
Universität Paderborn
Hannes Schwaderer
Intel GmbH
Dr. Reinhard Stolle
BMW Group