Seit April 2013 läuft das Verbundprojekt Forschungszentrum „Critical Systems Engineering for Socio-Technical Systems“ (kurz: CSE) zwischen der Carl von Ossietzky Universität Oldenburg, dem Informatikinstitut OFFIS, dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und dem Kompetenznetzwerk SafeTRANS (siehe auch SafeTRANS News 2/2013). Das übergeordnete Ziel des Forschungszentrums CSE mit Hauptsitz an der Universität in Oldenburg ist es, sozio-technische Systeme - das sind Systeme, in denen Menschen und technische Systeme kooperativ und (teil-)autonom gemeinsam Aufgaben bewältigen - zukünftig sicherer, effektiver und robuster entwickeln zu können, wobei der Schwerpunkt zunächst auf die Anwendungsdomänen Automobil und Seefahrt gelegt worden ist; weitere Domänen werden folgen. Forschung zur Entwicklung dieser hochkomplexen Systeme ist absolut notwendig, da mehr und mehr sozio-technische Systeme unseren Alltag steuern und immer weitreichendere Aufgaben erfüllen. Um das große, abstrakte Ziel zu erreichen, sind viele kleine, konkrete Schritte erforderlich.
Aufbau von CSE
Das Forschungszentrum CSE widmet sich thematisch drei großen Schwerpunkten:
- Methoden und Werkzeuge für sichere und robuste sicherheitskritische Systeme,
- Systems of Systems und
- Understanding Humans in the Loop.
Forschungsfragen betreffen z.B. die Kohärenz des aktuellen Status und der Absicht der beteiligten Akteure (wozu Menschen als auch technische Systeme zählen), Echtzeit-Strategien für die Zusammenarbeit in verteilten sozio-technischen Systemen oder die Robustheit gegen Ausfälle und Cyber-Angriffe sowie das Verständnis kognitiver Prozesse und die Anwendung in plausiblen, ausführbaren Modellen.
Innerhalb der Schwerpunkte werden verschiedene Disziplinen zielorienteriert in Arbeitsgruppen zusammengeführt, darunter: Informatik, Medizin, Neurosensorik, Psychologie und Ingenieurswissenschaften.
Der operative Aufbau des Forschungszentrums gliedert sich in vier „Einheiten“ (siehe Abb. unten):
- FuE-Projekte,
- Anwendungsplattformen, sogenannte Living Labs (eine für Software-Prozesse, Methoden und Werkzeuge sowie zwei für die Anwendung der Ergebnisse in Testumgebungen),
- ein Think Tank für die strategische Ausrichtung sowie
- ein College zur Ausbildungsförderung.
In den FuE-Projekten werden Fragestellungen der Entwurfs- und Entwicklungsprinzipien beantwortet und Methoden und Prozesse zur Entwicklung sicherer und robuster sozio-technischer Systeme erforscht. Die Living Labs ermöglichen es, die Systeme teilweise unter realen Bedingungen in einer Testumgebung zu erproben. Living Labs sind z.B. spezielle Verkehrsgebiete, in denen die Anwendungen in der Infrastruktur, wie z.B. in Ampeln und Brücken sowie Automobilen bzw. Schiffen, unter realen Bedingungen getestet werden. Ebenso können Living Labs aber auch virtuelle Demonstratoren sein oder Software-Werkzeuge, deren Interoperabilität im Entwicklungsprozess geprüft wird. Der Think-Tank sorgt für eine gute Vernetzung mit der Industrie sowie mit nationalen und internationalen Forschergruppen und last but not least wird die Nachwuchsförderung und die Lehre im College durch den Aufbau von Studiengängen und Fortbildungsmaßnahmen gesichert.
Start mit dem Kick-Off
Am 10. und 11. Juli 2013 fand das Kick-Off des Forschungszentrums CSE in Bad Zwischenahn statt. Bei dem Treffen wurde die Umsetzungsstrategie besprochen, um Kohärenz und Synergien zwischen den operativen Einheiten sicherzustellen (FuE-Projekte, Anwendungsplattformen, College und Think Tank). Teilnehmer am Kick-Off waren Verantwortliche und Mitarbeiter einer jeden operativen Einheit. Bei dem Treffen wurde zum Status-quo informiert, wurden die nächsten Schritte geplant sowie Milestones abgesprochen; so zum Beispiel im Bereich Seefahrt:
Die strategische Ausrichtung des Bereichs Seefahrt basiert u.a. auf dem Nationalen Masterplan Maritime Technologien (Nationaler Masterplan Maritime Technologien (NMMT) Deutschland, Hochtechnologie-Standort für maritime Technologien. BMWi. Berlin. 2011). Darauf aufbauend wurden im Think Tank mit Vertretern aus Industrie und Wissenschaft die konkreten Themen für FuE-Projekte abgestimmt. Zu den wichtigsten Themen gehören:
- Erforschung kritischer Verkehrssituationen, z.B. kreuzende Fahrwasser
- Verkehrsdatenbank (Mustererkennung, Erkennung kritischer Verkehrssituationen)
- Human Machine Interaction / Human Centered Design
- Synchronized Fairway (intelligente Lichtsignale)
- Assistenzsysteme
- Optimierung der Logistikprozesse / Verkehrsplanung
- Umwelt und Verkehrssimulation
Diese Themen werden in FuE-Projekten aufgegriffen. Bisherige FuE-Projekte, an denen die Partner des CSE-Forschungszentrums beteiligt sind, können ebenfalls in CSE integriert werden. Ein geplantes FuE-Projekt im Rahmen des CSE-Forschungszentrums ist beispielsweise eMIR.
Die Ergebnisse der Seefahrt-FuE-Projekte werden in das Living Lab Guided Navigation überführt und getestet. Das Living Lab wird in der Deutschen Bucht (Jade-Weser-Port, Elsfleth / Bremerhaven) angesiedelt sein und dient als Inkubator für Technologieentwicklung und Erprobung im maritimen Bereich. Dazu wird eine Infrastruktur für reale Feldtests installiert. Anwendungen werden sein:
- Verkehrsfluss und -sicherheit (Safety)
- Assistenzsysteme und autonome Schiffe
- Offshore-Wind, -Öl, -Gas
- prädiktive Wartung
- Standardisierung, Zertifizierung
- Geschäftsmodell- und Technologiedeployment
Für das Living Lab Guided Navigation werden vom Netzwerk des CSE-Forschungscampus die Referenzgebiete, Basis-Technologien sowie Daten und Simulation bereitgestellt.
Die weiteren Schritte umfassen die Einbindung von bestehenden FuE-Projekten in CSE und die Vorbereitung weiterer neuer FuE-Projekte sowie konkrete Maßnahmen für Doktoranden-Stipendien, um nach drei Jahren ein internationales Masterprogramm für CSE in sozio-technischen Systemen aufgebaut zu haben.
Das Forschungszentrum CSE wird vom Niedersächsischen Ministerium für Wissenschaft und Kultur und der VolkswagenStiftung innerhalb einer ersten Laufzeit von drei Jahren mit 5 Mio. € gefördert.
