[English]
[Deutsch]

Lehrstuhl Software Engineering: Dependability
Prof. Dr.-Ing. Liggesmeyer

Home

Research

Teaching

Staff

Publications

Contact


Impressum

Forschung

Forschungsschwerpunkt: Software Engineering für Cyber-Physische Systeme

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


Automotive, Railway and Avionics Multicore Systems (ARAMiS)

http://www.projekt-aramis.de/
Ansprechpartner: Dipl.-Math. Markus Damm

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.


Software Platform Embedded Systems 2020 XTCore (SPES XTCore)

http://spes2020.informatik.tu-muenchen.de/spes_xt-home.html
Ansprechpartner: Dr. Mario Trapp ( mario.trapp@iese.fraunhofer.de )

Mit dem Übergang von klassischen Eingebetteten Systemen hin zu Cyber-Physical Systems erhöht sich die Systemkomplexität und damit der Anspruch auf Systemqualität. Um hochqualitative Eingebettete Systeme effizient zu entwickeln entstehen in SPES_XTCore innovativen Methoden und Werkzeuge, die es der Industrie ermöglichen sollen, innovative Systeme zu entwickeln, deren Komplexität mit den bereits existierenden Ansätzen nicht beherrschbar wäre. Die Arbeiten in SPES_XTCore sind in sechs Engineering Challenges untergliedert, die von vier Querschnittsthemen abhängig sind.

Am Lehrstuhl "Software Engineering: Dependability" der Universität Kaiserslautern werden insbesondere die Themen Bewertung von Entwicklungsartefakten, inkrementelle Zertifizierung, modularer Sicherheitsnachweis, sowie die Modularisierung und anschließende Komposition heterogener Sicherheitsanalysetechniken in den Anwendungsdomänen Avionik und Automotiv bearbeitet.

SPES_XTCore ist eine vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderte Forschungs- und Entwicklungsarbeit mit Beteiligung von 21 Partnern aus Wirtschaft und Wissenschaft aus ganz Deutschland wie z.B. Siemens, Daimler und EADS.


Abgeschlossene Projekte


Virtuelle und Erweiterte Realität für höchste Sicherheit und Zuverlässigkeit von Eingebetteten Systemen (ViERforES) - Phase 2

http://vierfores.iese.fraunhofer.de/
Ansprechpartner: Dipl.-Inf. Max Steiner
01.01.2011 - 30.09.2013

Die Funktionalität neuer Produkte wird heute stärker als je zuvor durch einen zunehmenden Anteil von Software in Form von Eingebetteten Systemen geprägt. Im Zusammenwirken mit anderen funktionsbestimmenden Komponenten komplexer technischer Systeme erfordert dies neue Techologien zur Beherrschung von höchster Sicherheit und Zuverlässigkeit von Produktentwicklungen. Speziell in Bereichen rund um Automotiv und Medizintechnik ist es notwendig durch Erforschung neuer Qualitässicherungstechniken den zunehmenden Produktanforderungen zu entsprechen. Ziel von VIERforES ist es, durch Einsatz von Virtueller und Erweiterter Realität auch nicht physikalische Produkteigenschaften sichtbar zu machen und so adäquate Methoden und Werkzeuge für das Engineering zu entwickeln.

ViERforES wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) finanziert.


Scalable Visual Analytics: Interactive Visual Analysis Systems of Complex Information Spaces (DFG-SPP)

http://visualanalytics.de
Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. habil. Peter Liggesmeyer

In Forschung und Entwicklung wie auch in zahlreichen Anwendungsgebieten entstehen immer größere Datensätze mit wachsender Komplexität und Dynamik. Eine zentrale Herausforderung ist dabei das Herausfiltern der wesentlichen Informationen und die Kommunikation dieser zum Menschen. Zusätzlich zu automatischen Analysetechniken erweitern interaktive, visuelle Techniken zur Datenanalyse die wahrnehmenden und kognitiven Fähigkeiten des Menschen. Nur durch eine Kombination aus Datenanalyse (Data Mining) und Visualisierungstechniken ist ein effektiver Zugriff auf andernfalls unüberschaubar komplexe Datensätze möglich.

DFG-SPP wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) finanziert.


Virtuelle und Erweiterte Realität für höchste Sicherheit und Zuverlässigkeit von Eingebetteten Systemen (ViERforES)

http://vierfores.iese.fraunhofer.de
Ansprechpartner: Dipl.-Inf. Max Steiner
01.07.2008 bis 31.12.2010

Der größte Anteil der weltweit hergestellten Mikroprozessoren wird in eingebetteten Systemen - vom Haushaltsgerät bis zum Verkehrsflugzeug - verbaut. Viele Geräte, die wir täglich ganz selbstverständlich nutzen, gehören dieser Kategorie an. Eingebettete Systeme besitzen eine enorme technische und wirtschaftliche Bedeutung und sind niemals sogenannte "Stand-alone"-Systeme, sondern auf verschiedenen Ebenen vielfältig in Kommunikationsbeziehungen zu anderen Systemen, wie z. B. mechanischen, hydraulischen, pneumatischen, elektronischen oder der Informationstechnik eingebunden. Diese Systeme bestimmen in hohem Maße die Eigenschaften der Sicherheit, Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit und sind wettbewerbsbestimmend für die Branchen Fahrzeug-, Medizin-, Energie-, Produktions- und Materialflusstechnik, die im Vorhaben als Anwendungsbereiche dienen. Ziel des Projektes ist die Erhöhung der Sicherheit und Zuverlässigkeit komplexer technischer Systeme durch Vernetzung von Methoden und Technologien mit diesen Anwendungsbereichen. Die zu entwickelnden Methoden und Technologien werden sowohl anwendungsspezifisch als auch anwendungsübergreifend auf diese Anwendungen zugeschnitten und evaluiert. Mit dieser Vernetzung wird das Ziel verfolgt, methodisches Wissen in die Anwendungsbereiche zu transferieren und auch auf andere Anwendung zu übertragen sowie Methoden zu verallgemeinern um damit ein Virtual Engineering und Software Engineering zu ermöglichen, welches den Anforderungen der Zukunft gerecht wird.

ViERforES wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) finanziert.


Innovation alliance for Embedded Systems, Software Plattform Embedded Systems 2020 (SPES2020)

http://spes2020.informatik.tu-muenchen.de/
Ansprechpartner: Dr. Mario Trapp ( mario.trapp@iese.fraunhofer.de )
01.07.2008 - 31.12.2010

Eingebettete Systeme („Embedded Systems“) besitzen als Mikrocontroller eine erhebliche Bedeutung in vielen High-Tech-Branchen. Speziell in Deutschland sind an Embedded Systems die gleichen hohen Produktivitäts- und Qualitätsansprüche zu stellen wie an sonstige technische Systeme mit dem Gütesiegel „Made in Germany“. Deutschland ist gerade in den Bereichen in denen eingebettete Systeme entwickelt werden, wie Automobilbau, Avionik, Produktions- und Automatisierungstechnik und Medizintechnik für die Qualität seiner Produkte bekannt. Embedded Systems zielgerichtet in hoher Qualität entwickeln zu können, bildet hierbei eine Schlüsselkompetenz. Die Beherrschung zunehmend leistungsstärkerer, umfassender vernetzter und damit auch komplexer eingebetteter Systeme ist eine wissenschaftliche und technische Herausforderung.

Am Lehrstuhl "Software Engineering: Dependability" der Universität Kaiserslautern wird dabei die Fragestellung bearbeitet, wie Software Engineering und Safety Engineering (Safety im Sinne von "Ausfallsicherheit") enger miteinander verzahnt werden können, z.B. durch die automatische Herleitung von Safety-Modellen aus dem Software-Entwurf und umgekehrt die Integration von Maßnahmen zur Safety-Erhöhung in den Software-Entwurf.

SPES2020 („Softwareplattform Embedded Systems 2020“) ist eine nationale Innovationsallianz mit dem Ziel der Professionalisierung des domänenübergreifenden Produktionsprozesses. SPES2020 vereint 8 Forschungspartner sowie 15 Industriepartner (z.B. Siemens und EADS).