Cyber Physische Systeme – Chancen und Risiken

Cyber Physische Systeme

Eine wichtige Rolle für die Industrie 4.0 stellen Cyber Physische Systeme dar. Mit ihnen ist die Steuerung und die Kontrolle von komplexen Systemen und Infrastrukturen möglich. Doch was sind Cyber Physische Systeme überhaupt und welche Chancen und Risiken gehen mit ihnen einher?

 

Autor: Roman Isheim, 24.07.2018, Thema: Cyber Physische Systeme

Kurznavigation in diesem Beitrag:

Seite 1 Beitrag / Diskussionsgrundlage
Seite 2 Am nächsten persönlichen Erfahrungsaustausch teilnehmen
Seite 3 Kostenloses PDF-Angebot
Seite 4 Personalbedarf oder Jobsuche melden

Industrie 4.0 löst weitestgehend die Fachbezeichnung ” Cyber physische Systeme” ab

Als wir vor vier Jahren auf der Hannover Industriemesse, die ersten Orientierungsgespräche in der Industrie 4.0 – Halle angeboten haben, wurde immer wieder versucht, der Vergleich zum bis dahin geprägten Fachbegriff “Cyber Physische Systeme” (CPS) zu ziehen.

Aufgrund unserer in Lehrbüchern veröffentlichten Artikel, verlinken mehrere Hochschulen und Universitäten auf unsere Beiträge, weshalb wir das Verständnis von CPS nochmals zusammenfassen. Industrie 4.0 ist für viele Fachkundige nur noch ein Schlagwort oder Schall und Rauch. Die diversen “Smart”- und “Connected”-Bezeichnungen versuchen die Überreizung des Schlagwortes Industrie 4.0 aufzuheben.

Cyber physische Systeme – Definition

Cyber physische Systeme - DefinitionCyber Physische Systeme, auch CPS genannt, bestehen aus drei Teilen, den mechanischen Komponenten, der Software und moderner Informationstechnik. Über eine Dateninfrastruktur wie beispielsweise das Internet können die Komponenten miteinander kommunizieren. Dadurch lassen sich auch komplexe Infrastrukturen kontrollieren, regeln und steuern. Der Informationsaustausch erfolgt in Echtzeit über Kabel oder drahtlos.  Stationäre Maschinen, Anlagen, mobile Einrichtungen und Roboter gehören zu den Beständen der Cyber Physischen Systeme. Wissenschaften wie die Mathematik, Elektrotechnik, Maschinenbau, Robotik und Informatik liefern die technologischen Grundlagen für die Cyber Physischen Systeme.

Das Funktionsprinzip basiert auf Sensoren, vernetzter Software und Aktoren. Dabei liefern die Sensoren Messdaten aus der physischen Welt und leiten diese über Netzwerke an eine Software weiter. Die Software verarbeitet anschließend die Messdaten. Hieraus ergeben sich die Steuerdaten, welche die Software über das Netz an Aktoren weitergibt. Cyber Physische Systeme zeichnet ein hoher Grad an Komplexität aus, wodurch sie für die Realisierung intelligenter Stromnetze über moderner Produktionsanlagen eingesetzt werden können. Um dies bewerkstelligen zu können, sind zahlreiche verschiedene Komponenten und Technologien notwendig. Zu diesen zählen unter anderem:

  • Aktoren
  • Datenbanken
  • eingebettete Systeme
  • Sensoren
  • Echtzeit-Datenverarbeitung
  • Software für autonomes Computing
  • drahtlose Vernetzungstechnologien
  • Netzwerkinfrastrukturen

 

Hinweis: Unsere BericPDF-Angebot Cyber Physische Systemehte sind oft sehr ausführlich. Daher bieten wir an dieser Stelle eine Zusendung des Artikels im PDF-Format zur späteren Sichtung an. Nutzen Sie das Angebot um sich die Praxis-Impulse in Ruhe durchzulesen, Sie können hierfür auch einfach auf das PDF-Symbol klicken.

 

Einsatzbereiche für Cyber Physische Systeme

Einsatzbereiche für Cyber Physische SystemeFür Cyber Physische Systeme gibt es zahlreiche verschiedene Einsatzbereiche. Sie kommen unter anderem in der Logistik, in der Umwelttechnik, in der Medizintechnik, in der Industrieproduktion, in der Verkehrstechnik oder in der Verteidigungstechnik zum Einsatz. Sie decken somit ein breites Spektrum an möglichen Funktionen ab. Cyber Physische Systeme zielen darauf ab, die Effizienz zu erhöhen, die Kosten zu senken und die Bearbeitung von komplexen Vorgängen zu beschleunigen. Ein paar Beispiele für Cyber Physische Systeme sind militärische Drohnen oder Flugabwehrsysteme, Erdbeben-Warnsysteme, Fahrer-Assistenzsysteme, autonome Fahrzeuge und Smart Grid (intelligente Stromnetze).

 

Chancen und Risiken

Es gibt zahlreiche Vorteile von Cyber Physischen Systemen, die bei der Steuerung von komplexen Systemen nützlich sind. Zum einen sind sie sehr anpassungs- und wandlungsfähig, wodurch sie ihren Teil zur Effizienzsteigerung beitragen. Zum anderen laufen die Prozesse überwiegend automatisiert und autonom ohne menschliche Hilfe ab. Die Menschen übernehmen nur noch Kontroll- und Steuerungsfunktion. Zudem verbessert sich die Arbeitssicherheit und die Geschwindigkeit von Abläufen kann gesteigert werden.

Allerdings gibt es auch einige Nachteilen hauptsächlich aufgrund der technischen Komplexität. Bei Cyber Physischen Systemen können die Abläufe und Strukturen sehr anfällig sein. Außerdem können Abhängigkeiten entstehen, die bei einem Ausfall einzelner Komponenten die Gesamtprozesse zum Stillstand bringen können. Zudem können falsche Entscheidungen getroffen werden, wenn die Systeme überwiegend autonom arbeiten. Auch kann es passieren, dass auf unvorhergesehene Ereignisse falsch reagiert wird. Dadurch enstehen möglicherweise Schäden an Menschen oder Maschinen. Des Weiteren darf die bewusste Manipulation nicht vergessen werden. Hacker könnten Kontrolle über die Systeme bekommen. Deswegen müssen die Systeme besonders gut gegen solche Angriffe geschützt werden.

Kommentar hinterlassen on "Cyber Physische Systeme – Chancen und Risiken"

Hinterlasse einen Kommentar

E-Mail Adresse wird nicht veröffentlicht.


*