Cyber-physische Systeme (CPS) kombinieren Software- und Hardwaresysteme zu einem komplexen und intelligenten Verbund. Beispiele für CPS sind autonome Roboter, eine Fertigungsstraße oder auch eine vollständige Infrastruktur, etwa das Strom- oder Verkehrsnetz. CPS stellen eine Basiskomponente der Industrie 4.0 dar und sollen einen wesentlichen Beitrag zur Modularisierung, Flexibilisierung und Wandelbarkeit der industriellen Produktion leisten.
CPS können als Weiterentwicklung heute eingesetzter mechatronischer Systeme angesehen werden. Allerdings besitzen sie einen deutlich höheren Softwareanteil, der unter anderem selbstlernende Algorithmen enthält, wie etwa maschinelle Lernverfahren oder künstliche Intelligenz (KI). Die Anbindung von CPS ist nicht auf einen Standort beschränkt. Sie können global mit weiteren CPS oder anderen Netzwerken verbunden sein. Die komplexe Interaktion der einzelnen Komponenten erschwert die Bewertung der Sicherheit dieser Systeme erheblich.
Heute in der industriellen Praxis verbreitete Methoden der Risikoanalyse, beispielsweise die Auswirkungsanalyse und die Fehlerbaumanalyse, können derartige Systeme sicherheitstechnisch nicht mehr ausreichend beschreiben. In jüngerer Zeit entwickelte statistische Methoden zur Risikoanalyse können sich möglicherweise besser für CPS eignen.
Um die neuen Methoden auf ihre praktische Tauglichkeit zu überprüfen und ihre Möglichkeiten und Grenzen aufzuzeigen, bedarf es eines konkreten Anwendungsfalls mit Referenzcharakter. Im Projekt soll daher eine modulare, wandelbare und vernetzte Fertigungsstraße untersucht und mit unterschiedlichen quantitativen Risikoanalyseverfahren beurteilt werden. Im ersten Schritt wird ein digitales Systemmodell erarbeitet. Im zweiten Schritt werden neuen Methoden der Risikoanalyse an diesem Modell getestet und gegebenenfalls erweitert oder modifiziert.
Aus den gewonnen Erkenntnissen sollen Handlungsempfehlungen zur Risikoanalyse abgeleitet werden, die später unter anderem in die Normungsarbeit einfließen können. Zusätzlich soll das digitale Systemmodell und dessen Risikoanalyse mögliche Ansatzpunkte ermitteln, um die Systemsicherheit zu verbessern. Die Projektergebnisse leisten damit einen Beitrag für die sachgemäße Einschätzung der Sicherheit von Beschäftigten in neu entstehenden Szenarien der Industrie 4.0.
Fachgruppe 2.6 "Arbeitsstätten, Maschinen- und Betriebssicherheit"