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NRW Forschungskolleg: Gestaltung von flexiblen Arbeitswelten
(Arbeit 4.0)

T 3 - Anforderungsorientiertes Systems Engineering

T3.1 Nachvollziehbarkeit

Die Nachvollziehbarkeit von Anforderungen bzw. Änderungen in intelligenten technischen Systemen (z.B. Cyber-Physical Systems) über die verschiedenen Fach-disziplinen/Entwicklungsphasen stellt eine enorme Herausforderung für das Anforderungsmanagement dar. Dazu wurde im Fortschrittskolleg bereits das Konzept eines vereinheitlichenden Metamodells über Disziplingrenzen hinweg entwickelt. KI-basierte Assistenzsysteme versprechen vor diesem Hintergrund enormes Nutzenpotential zur Unterstützung des Anforderungsmanagements. Diese verstehen die Intention der Nutzerin oder des Nutzers, leiten die zu lösende Aufgabe ab und interagieren in unterschiedlichen Ausprägungen mit der Anwenderin bzw. dem Anwender. Vor diesem Hintergrund sollen die entsprechenden Potentiale identifiziert werden. Zudem sollen Konzepte zur Integration der Assistenzsysteme in Engineering-Prozesse zur Automatisierung und Unterstützung geeigneter Arbeitsaufgaben erarbeitet werden.

Ansprechpartner: Prof. Dr. Roman Dumitrescu, Heinz Nixdorf Institut, roman.dumitrescu[at]uni-paderborn.de, Universität Paderborn

T3.2 Personenbezogene Daten in vernetzten Cyber-Physical Systems

Die Digitalisierung der Arbeitswelt basiert auf der Vernetzung aller Entitäten, was einen steigenden Informationsfluss zwischen Menschen und Maschinen bedeutet. Die dabei direkt oder indirekt anfallenden Informationen, sei es aus prozessinternen Daten, Sensordaten von Maschinen oder vom Benutzer selbst bilden den Ausgangspunkt für das digitale Abbild der Benutzer (digitaler Zwilling). Zurückliegend sind im Fortschrittskolleg Verfahren vorgestellt worden, die Sensordaten nutzen, um spezifische Arbeitsbelastungen zu erfassen. Um die Vorteile solcher Entwicklungen für Beschäftigte nutzbar zu machen, muss bereits beim Systementwurf der Aspekt der Datenhoheit berücksichtigt werden. Konkret sollen folgende Fragen beantwortet werden: Was muss das System (die Maschine) vom Benutzer wissen, um sichere und effiziente Interaktion zu gewährleisten? Was kann das System über den Benutzer (durch Interaktion) wissen? Wie zuverlässig sind die Interaktionsdaten und welche Möglichkeiten hat der Benutzer selbstbestimmt Einfluss zu nehmen? Wem gehören die Daten und wie werden diese verwendet und gesichert?

Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Ulrich Rückert, CITEC, rueckert[at]cit-ec.uni-bielefeld.de, Universität Bielefeld

T3.3 Architekturelle Sicherheitsanalyse Cyber-physisch-sozialer Systeme

In diesem Arbeitsfeld wurden im Fortschrittskolleg entwickelte Verfahren zur Bedrohungsmodellierung und architekturellen Sicherheitsanalyse für CPS erweitert, so dass sie auf Cyber-physisch-soziale Systeme (CPSS) anwendbar sind. Hierbei werden erstmalig inhärent Menschen als wichtige Faktoren des Gesamtsystems betrachtet. Mittels eines digitalen Zwillings werden Menschen in verschiedenen Rollen modelliert. So können diese beispielsweise IT-Sicherheit begünstigen, indem sie Gegenmaßnahmen gegen Angriffe umsetzen, aber umgekehrt als Innentäter auch Sicherheitsvorfälle auslösen. Bisherige Verfahren der architekturellen Sicherheitsanalyse betrachten solche Faktoren in der Regel nicht. Hierdurch werden wichtige Angriffsvektoren vernachlässigt, so sind z. B. statistisch rund 40% aller Cybersicherheitsvorfälle durch Innentäter verschuldet. Die systematische Modellierung des Faktors Mensch soll daher eine realistische Abschätzung der Bedrohungslage liefern, sowie in Architekturen münden, die diese Bedrohungen sicher abwehren können.

Prof. Dr. Eric Bodden, Heinz Nixdorf Institut, eric.bodden [at]uni-paderborn.de, Universität Paderborn,

 

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