Wie können wir Mensch Maschinen Systeme sicher machen?

Wie können wir die Sicherheit und Verfügbarkeit hochvernetzter Human-Cyber-Physikalischer Systeme sicherstellen, in denen Menschen, IKT-Systeme und durch diese kontrollierte und untereinander vernetzte physische Systeme zu einem Gesamtsystem zusammengefasst werden? Ein Gesamtsystem, das für übergeordnete, für Staat und Wirtschaft zentrale Funktionen wie Energieversorgung, Luftraumüberwachung und -steuerung, Verkehrsflusssteuerung, Maritime Sicherheit, Produktionsketten, oder Systeme zur postoperativen Patientenüberwachung verantwortlich ist? Dieser hochgradig relevanten Leitfrage geht der Competence Cluster Safety Relevant Cyber Physical Systems nach.

In der Automobilindustrie, der Meerestechnik, der Luft- und Raumfahrt, der Automatisierungstechnik, der Energieversorgung und im Gesundheitswesen kommen immer häufiger sicherheitskritische Systeme zum Einsatz, deren mögliches Versagen Menschenleben gefährdet. Auch schwerwiegende wirtschaftliche Folgen als Auswirkung von fehlerhaften computerbasierten Systemen gilt es zuverlässig zu vermeiden.

Die Entwicklung von (teil-)autonomen Systemen beinhaltet in hohem Maße auch die Gewährleistung der Sicherheit. Die ohnehin schon hohen Anforderungen an solche Systeme steigen nicht nur durch die teilweise oder vollständige Abgabe der Kontrolle, beispielsweise an einen Autopiloten, sondern im steigenden Maße auch durch die Einbeziehung selbstlernender Systeme. Sie sind in der Lage aus Erfahrungen relevante Informationen herauszufiltern und sie für zukünftige
Entscheidungen zu nutzen. Diese Unsicherheit in den automatisch getroffenen Entscheidungen stellt eine weitere große Herausforderung für sicherheitsrelevante Anwendungen und Systeme dar.

Die wissenschaftliche Arbeit in diesem Competence Cluster basiert daher auf einer langjährigen Grundlagenforschung zu Modellen, Anforderungen, Analysen und Synthese – die zunächst ohne Einbeziehung des Menschen im Rahmen eines Sonderforschungsbereiches stattfand. Im Rahmen der vom Ministerium für Wissenschaft und Kultur geförderten Projekte zu "Integrated Modeling for Safe Transportation" und zu "Critical Systems Engineering for Socio-Technical Systems" wurden die Arbeiten um die Einbeziehung des Menschen erweitert und dieser als Handelnder und Entscheider in solchen Systemen in Sicherheitsbetrachtungen einbezogen.

Der Competence Cluster Safety Relevant Cyber Physical Systems im OFFIS kann darüber hinaus auf eine langjährige industrielle Erfahrung in der Entwicklung von sicherheitsrelevanten Systemen zurückgreifen, die über intensive Industriekooperationen mit Partnern aus Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie oder im Maritimen Bereich erarbeitet wurde. In verschiedenen Kooperationsprojekten werden auf der Grundlagenforschung aufsetzende Prozesse und Methoden zur Entwicklung sicherheitsrelevanter Systeme erforscht. Ein besonderer Schwerpunkt liegt dabei auf der Frage, wie sich Sicherheitsbedrohungen in Teilsystemen oder -komponenten auf die Sicherheit des Gesamtsystems auswirken.