Unsere Forschung
Forschungsschwerpunkt: Dependability
Software wird heute bereits vielfach in Anwendungsbereichen genutzt, die hohe Anforderungen an bestimmte Qualitätseigenschaften der Software stellen. Software ist in vielen Fällen Bestandteil eines Systems. Oft sind Softwarelösungen verteilt aufgebaut. Darüber hinaus nimmt der Umfang von Softwareprodukten ständig zu. Moderne Entwicklungsmethoden - z.B. die Objektorientierung - ergänzen etablierte Methoden und verdrängen diese zum Teil. Die an unserem Lehrstuhl durchgeführten Arbeiten zielen auf die Erforschung von Methoden zur qualitätsgerechten Entwicklung von Software für eingebettete Systeme. Die derzeitigen Schwerpunkte betreffen objektorientierte Methoden insbesondere in ihrer Anwendung auf sicherheitskritische, hochverfügbare und echtzeitfähige softwareintensive Systeme. Das ständige Umfangswachstum von Softwaresystemen und ihr verteilter Aufbau werden besonders beachtet. Zur Zeit finden Forschungsarbeiten zu objektorientierten Techniken, zu Aspekten verteilter Software und zum quantifizierten Nachweis von Softwareeigenschaften statt. Die Forschungsarbeiten werden zum Teil in direkter Zusammenarbeit mit der Industrie durchgeführt.
Aktuelle Projekte
Virtual Engineering for Smart Embedded Systems (ViSE)
Ansprechpartner: M.Sc. Rasha Abu Qasem
Ansprechpartner: M.Sc. Anil Ranjitbhai Patel
02.05.2018 - 30.04.2021
Die Digitalisierung ist in fast allen Wirtschaftszweigen einer der wichtigsten Innovationstreiber. Neben der wachsenden Bedeutung von Smartphones, der Cloud und intelligenten Geschäftsprozessen hat die Digitalisierung inzwischen auch den Kern der deutschen und rheinland-pfälzischen Wirtschaft erreicht.
Die daraus resultierende kollektive Intelligenz intelligenter eingebetteter Systeme bietet unschätzbares Potenzial, stellt aber gleichzeitig zahlreiche offene Herausforderungen für Industrie und Forschung dar. Denn Software in sicherheitskritischen Systemen wie Autos, Maschinen oder Medizinprodukten gefährdet im Fehlerfall Menschenleben und muss daher strenge Sicherheitsnormen und -standards erfüllen.
Das ViSE-Projekt konzentriert sich auf die Entwicklung von Methoden und Technologien, die eine belastbare Intelligenz in intelligenten eingebetteten Systemen ermöglichen. Das Projekt ermöglicht die Zusammenarbeit zwischen dem TUK mit seinem starken systemtechnischen Hintergrund, dem Fraunhofer Innovation Center for Smart Embedded Systems - ENARIS und dem Fraunhofer Performance Center "Simulations- und softwarebasierte Innovationen".
Dieses Projekt hat zwei Hauptziele im Fokus:
- Methoden zur virtuellen Qualitätssicherung:
Es werden Methoden zur Qualitätssicherung von intelligenten eingebetteten Systemen untersucht, insbesondere mit dem Ziel, die Sicherheit durch virtuelle Prozesse nachzuweisen. Es werden Konzepte im Rahmen des Virtual Engineering entwickelt. Auch die sicherheitskonzeptbasierte Ableitung von Abdeckungsdimensionen und die damit verbundenen Prüfkriterien werden untersucht.
Dynamisches Sicherheitsmanagement in robusten Architekturen
- Smart Embedded Systems zeichnen sich durch eine hohe Unsicherheit aus, die sich daraus ergibt, dass weder die Kooperationspartner der Systeme noch die Umgebungssituationen und Betriebsbedingungen der Systeme ausreichend vorhergesagt werden können. In diesem Rahmen werden Konzepte für das Sicherheitsmanagement zur Laufzeit entwickelt.
Collaborative Embedded Systems (CrESt)
https://crest.in.tum.de/
Ansprechpartner: M.Sc. Nishanth Laxman
01.02.2017 - 30.04.2020
In der Entwicklung von eingebetteten und cyber-physischen Systemen zeichnet sich seit Jahren schon ein drastischer Wandel hin zu dynamisch gebildeten Verbünden kollaborierender Systeme („Systems of cyber-physical systems“) ab. Dynamische Systemverbünde sind das Rückgrat vieler technologiegetriebener Zukunftsvisionen, wie z.B. für den automatisierten Transport von Menschen und Gütern, Smart Cities, zukunftsweisende Medizintechnik, Intelligente Fabriken oder auch Assisted Living.
Das Zukunftsprojekt „Collaborative Embedded Systems“ (CrESt) hat zum Ziel, ein umfassendes Rahmenwerk für die Entwicklung kollaborierender eingebetteter Systeme zu schaffen, das die neuartigen Herausforderungen in der Entwicklung in dynamischen Systemverbünden auf Basis der SPES Entwicklungsmethodik adressiert und damit der deutschen Industrie einen entscheidenden Wettbewerbsvorteil in diesen zukunftsträchtigen und bedeutenden Anwendungsfeldern verschafft.
Abgeschlossene Projekte
Automotive, Railway and Avionics Multicore Systems II (ARAMiS II)
http://www.aramis2.org/
Ansprechpartner: M.Sc. Sebastian Müller
01.10.2016 - 30.09.2019
Sicherheitskritische Anwendungen in Automobilität, Luftfahrt und Industrie 4.0 bedürfen künftig deutlich steigender digitaler Rechenleistung. Diese lässt sich über Multicore-Technologien bereitstellen. Anhand von Demonstratoren zeigte das im März 2015 erfolgreich abgeschlossene Verbundprojekt ARAMiS, dass Mehrkernprozessoren sich grundsätzlich für sicherheitskritische Anwendungen eignen.
Daran anknüpfend hat sich ARAMiS II zum Ziel gesetzt, Entwicklungsprozesse, und Plattformen für den effizienten Einsatz industriell verfügbarer Multicore-Architekturen zu erforschen und zu optimieren. Das Konsortium von ARAMiS II startete am 1. Oktober 2016 mit den Arbeiten. Es besteht aus 33 Partnern und ist auf drei Jahre angelegt. Das Projektvolumen beträgt insgesamt mehr als 24 Millionen Euro. ARAMiS II wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit rund 15 Millionen Euro gefördert und vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) koordiniert.
Automotive, Railway and Avionics Multicore Systems (ARAMiS)
01.12.2011 - 30.11.2014
Das Bundesforschungsministerium fördert im Rahmen des Forschungsprojekts "ARAMiS" die Entwicklung neuer Prozessorkonzepte zum Einsatz in zukünftigen Verkehrssystemen. Ziel ist die Verbesserung der Betriebssicherheit in Automobilen, Zügen und Flugzeugen. ARAMiS hat ein Gesamtvolumen von rund 40 Millionen Euro mit einer Laufzeit von drei Jahren. Im Rahmen des Forschungsprojekts sollen Konzepte entwickelt werden, wie leistungsfähige Computer-prozessoren mit mehreren Rechnerkernen im Verkehrswesen eingesetzt werden können, um durch neue Funktionen die Sicherheit, Effizienz und den Komfort zu erhöhen. Bisher werden in Flugzeugen oder Autos nur Einkern-Prozessoren verwendet, weil nur deren Funktionsweise mit der im Verkehrswesen notwendigen Sicherheit voraussagbar und damit nur diese zertifizierbar sind. Einkern-Prozessoren aber stoßen an ihre Leistungsgrenzen und verschwinden zunehmend vom Markt. Um leistungsfähige Mehrkernprozessoren zu entwickeln, arbeiten bei ARAMiS renommierte Forschungseinrichtungen und Hersteller aus dem Automobil-, Bahn- und Flugzeugbau, deren Zulieferer sowie Hard- und Softwarehersteller zusammen.
Das Forschungsprojekt ARAMiS wird je zur Hälfte vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) und von der Industrie finanziert. Insgesamt sind 30 Unternehmen, Universitäten und Forschungseinrichtungen beteiligt.
