EC4: Dynamischer Kontext

Kollaborierende eingebettete Systeme zeichnen sich nicht nur dadurch aus, dass sie mit einander interagieren, sondern auch mit Ihrer Umgebung.

So müssen zum Beispiel Verbünde autonomer Fahrzeuge nicht nur untereinander interagieren sondern auch auf die örtliche Gegebenheiten und andere Verkehrsteilnehmer reagieren. Ebenso müssen cyberphysikalische Produktionssysteme nicht nur miteinander zusammenwirken sondern auch auf Produkte oder Produktionspläne sowie ungewünschtes Anlagenverhalten reagieren. Gleiches gilt für kooperierende Transportroboter, welche u.a. die Transportgüter wie auch die Gegebenheiten der Lagerstätten berücksichtigen müssen.

Alle diese Beispiele haben gemeinsam, dass sich die Umgebung, in denen die kollaborierenden eingebetteten Systeme bewegen, unmittelbaren Einfluss auf das Systemverhalten haben und sich zur Laufzeit ständig ändern.

Die Engineering Challenge „Dynamik im offenen Kontext“ beschäftigt sich mit der Beschreibung von dynamischen Kontexten auf den verschiedenen Hierarchieebenen kollaborierender Systeme und Systemverbünde sowie den daraus für den Systementwurf resultierenden Konsequenzen.

Hierzu werden neuartige Entwurfsmethoden entwickelt, um sicher zu stellen, dass Systemqualitäten wie Funktionalität und Verlässlichkeit in allen Situationen erhalten bleiben. Hierzu werden Ansätze zur Modellierung und Analyse von Kontexten und zur Erstellung von ausführbaren Kontextmodellen benötigt, die die frühzeitige Evaluierung des Systemverhaltens in dynamischen Umgebungssituationen ermöglichen, und einen sicheren und zuverlässigen Betrieb unterstützen. Dabei müssen bei hochautomatisierten, kollaborierenden eingebetteten Systemen die Interaktion verschiedener Domänen berücksichtigt werden.

Im Rahmen von EC4 werden Methoden und Techniken entwickelt und prototypisch umgesetzt für die Spezifikation und Analyse von funktionalen und nicht-funktionalen Anforderungen. Hierzu gehören auch modellbasierte Sicherheits- und Risikoanalysen sowie Techniken zur Risikobewertung für Systeme in offenen Kontexten teilweise auch unter Berücksichtigung von Unsicherheiten, sowie die Verifikation und Validierung von Safety/Reliability-Anforderungen z.B. durch Simulation und formale Methoden.