Am 5. November 2020 trafen sich die wissenschaftlichen Mitarbeiter*innen des Software Engineering Laboratory for Safe and Secure Systems (LaS³) der Ostbayerischen Technischen Hochschule Regensburg (OTH Regensburg) von Prof. Dr. Jürgen Mottok mit der Arbeitsgruppe AUT des An-Instituts aia automations institut GmbH von Prof. Dr. Hans-Peter Schmidt der Ostbayerischen Technischen Hochschule Amberg-Weiden (OTH Amberg-Weiden) in Zoom zu einem wissenschaftlichen Workshop.
Der wissenschaftliche Austausch gehört zur ständigen Vernetzung der beiden Forschungseinrichtungen der OTH Regensburg und der OTH Amberg-Weiden. Prof. Dr. Jürgen Mottok und Prof. Dr. Hans-Peter Schmidt bestätigen, dass erst im dialogischen Diskurs Neues entsteht und damit innovative Ideen aus den vernetzten Forschungsgruppen der beiden Hochschulen zu neuen Fördervorhaben fruchtvoll beitragen.
Im Einzelnen gab es vier Seminarthemen (Forschungsfelder), die kritisch diskutiert und wissenschaftlich reflektiert wurden und die im Folgenden kurz vorgestellt sind.
Seminarthema 1: ES³M
Die Themenvorstellungen des Seminars wurden mit dem Projekt "Energy Safe and Secure System Module" (ES³M) des LaS³ begonnen: Dieses Projekt hat es sich zur Aufgabe gemacht, das deutsche Stromnetz vor Cyber-Angriffen zu schützen. Hierbei ist vor allem die Kommunikation zwischen der zentralen Leitstelle des Energieversorgers und den Umspannwerken von Relevanz, da hierüber kritische Steuer- und Überwachungsdaten übertragen werden. Durch eine Integration von im Rahmen des Projekts entwickelten Security-Gateways wird dieser Kanal gegen sämtliche Angriffsszenarien abgesichert.
Da sich dieser Kontext nicht erheblich von industriellen Umfeldern unterscheidet, besteht hier ein wesentlicher Anknüpfungspunkt zur Arbeitsgruppe AUT und zum An-Institut aia der OTH Amberg-Weiden, das sich mit industriellen Automatisierungssystemen befasst. Die Idee einer potenziellen Transformation des ES³M-Sicherheitskonzepts hin zu einer Lösung für die Industrie mündete schnell in einer engagierten Diskussion und Ideengenerierung während des Seminars.
Seminarthema 2: LoCoRet
Das Projekt LoCoRet untersucht die Echtzeitfähigkeit verschiedener Übertragungsmedien und -verfahren im industriellen Umfeld. Die Einsatzmöglichkeiten und Problematiken verschiedener Verkabelungstechniken in Kombination mit diversen Übertragungsverfahren werden in einer Simulation und einer experimentellen Untersuchung analysiert.
In der experimentellen Untersuchung werden mithilfe eines Industrie-4.0-Demonstrators realistische EMV-Störungen erzeugt, welche die Robustheit der Kommunikation auf die Probe stellen. Mit den gewonnenen Erkenntnissen können neue Übertragungsverfahren wie zum Beispiel SPE auf ihre Echtzeitfähigkeit im industriellen Umfeld bewertet werden.
Seminarthema 3: HolmeS³
Das HolmeS³-Forschungsprojekt konzentriert sich auf die Verifizierung und Validierung von AI-basierten Systemen beim autonomen Fahren. Das FuE-Vorhaben HolmeS³ will ausgewiesene Fähigkeiten mit der kausalen Inferenz entwickeln. Sowohl Expertenwissen als auch extrahiertes Wissen aus Daten werden beim Aufbau eines kausalen Modells genutzt. Dabei werden kausale Graphen konstruiert, die interpretiert werden.
Die angestrebten Arbeitsmethoden der kausalen Inferenz zum Prototypen einer analytischen Verifikation und Validation der untersuchten KI-Systeme als SOTIF-Absicherung werden zukünftig einen Beitrag zu deren funktionaler Sicherheit leisten. Weitere Projektpartner sind die imbus AG als Lösungspartner für Software-Test und Software-Qualität sowie die Elektronische Fahrwerksysteme GmbH (EFS) als ein Joint Venture der AKKA-Gruppe und der Audi Electronics Venture GmbH.
Seminarthema 4: Industrie-4.0-Demonstrator
Der Industrie-4.0-Demonstrator dient als Testplattform und Technologieträger, um die von der Arbeitsgruppe AUT entwickelten "Low-Cost Community" Hard- und Software-Komponenten in einer realitätsnahen Umgebung zu testen. Die Anlage wurde komplett von der Arbeitsgruppe im Labor Anlagentechnik konzipiert und aufgebaut.
In der derzeitigen Konfiguration werden sechs Zellen und zwei kollaborative Industrieroboter verwendet, um die Funktion "Qualitätskontrolle mittels Bildverarbeitung" zu realisieren. Der in Unity 3D entwickelte digitale Zwilling ermöglicht neben der Inbetriebnahme-Unterstützung auch das Bedienen und Beobachten über Smartphone, Tablet und PC. Low-Cost und Community-Hard- und -Software-Komponenten ergänzen hier industrielle Steuerungstechnik und überführen konventionelle Anlagenkonzepte in eine "Smart Factory".
Ausblick auf 2021
Da aufgrund der umfangreichen Diskussionen nach den Vorträgen nicht alle geplanten Themen behandelt werden konnten, wird das nächste Seminar bereits Anfang 2021 stattfinden.
