Vorhaben F 2497 „Sicherheitstechnische Risikoanalyse eines cyber-physischen Modellsystems für Industrie 4.0 Anwendungen“

Vorhaben F 2497 „Sicherheitstechnische Risikoanalyse eines cyber-physischen Modellsystems für Industrie 4.0 Anwendungen“ Kurzbeschreibung: Cyber-physische Systeme (CPS) stellen eine Basiskomponente von Industrie 4.0-Anwendungen dar und sollen einen wesentlichen Beitrag zur Modularisierung, Flexibilisierung und Wandelbarkeit der industriellen Produktion leisten. Die hohe Interaktionskomplexität der einzelnen Komponenten eines CPS sowie der erhöhte Softwareanteil, welcher zum Teil Methoden des Maschinellen Lernens enthält, schlägt sich u. a. in nichttrivialen Fehlerszenarien nieder. Dadurch ergeben sich zahlreiche neue Herausforderungen bezüglich der Bewertung der Sicherheit dieser Systeme. Ziel des geplanten Projektes ist die sicherheitstechnische Risikoanalyse eines ausgewählten Cyber-Physischen Systems in Form einer modularen, wandelbaren Fertigungsstraße. Dafür soll zunächst ein digitales Modell des Untersuchungsgegenstandes erstellt werden. Anschließend wird dieses mit Hilfe moderner Risikoanalysemethoden hinsichtlich technischer Sicherheitsaspekte bewertet. Der am Projektende vorliegende digitale Zwilling des cyber-physischen Systems soll die Bewertung der Eignung zukünftiger, neuer Risikoanalysemethoden für Industrie 4.0 Anwendungen ermöglichen. Aus den gewonnen Erkenntnissen sollen Handlungsempfehlungen zur Risikoanalyse abgeleitet werden, die später u. a. in die Normungsarbeit einfließen können. Zusätzlich soll das digitale Systemmodell und dessen Risikoanalyse mögliche Ansatzpunkte für die Verbesserung der Systemsicherheit liefern. Es soll des Weiteren geprüft werden, ob der gezielte Einsatz maschineller Lernverfahren zur Analyse ausgewählter Datenströme innerhalb des CPS zu einer Erhöhung der Systemsicherheit führen kann. Dafür sollen sowohl im digitalen Systemmodell als auch im realen CPS ausgewählte Verfahren implementiert, getestet und mit bisher angewandten Verfahren der sicherheitsgerichteten Steuerung verglichen werden. Schlagworte Cyber-physische Systeme, CPS, maschinelle Lernverfahren, Risikoanalyse, Risikobeurteilung, quantitative Risikoabschätzung.