EC 1 – Flexible Systemarchitekturen

Aufgrund sich stetig verändernder Umgebungsbedingungen spielt die Veränderungsfähigkeit von kollaborierenden Systemen eine immer größere Rolle. Beispielsweise bedingt der Trend zu einer zunehmenden Individualisierung von Produkten sowohl geringere Losgrößen bei der Fertigung dieser Produkte als auch eine zunehmende Produktvariabilität. Zur Fertigung dieser Produkte werden entsprechend veränderungsfähige Fabriken benötigt, deren Systemarchitekturen dies berücksichtigen müssen.

Die Engineering Challenge „Flexible Systemarchitekturen“ beschäftigt sich mit einer Klasse von Systemen, die sich durch einen hohen Anspruch an Verlässlichkeit bei gleichzeitig steigender Veränderungsfähigkeit auszeichnen. Diese Systeme sind vor allem durch eine enge Kopplung untereinander gekennzeichnet. Eine Rekonfiguration erfolgt dabei tendenziell in einem sicheren Zustand. Ein typisches Beispiel sind hier die Fallbeispiele zu industriellen Fertigungsanlagen sowie zur verteilten Energieerzeugung.

Die Veränderungsfähigkeit kollaborierender Systeme kann sowohl durch eine erhöhte Flexibilität der Systeme als auch durch strukturelle Veränderungen erzielt werden, für die die Systeme entsprechend wandlungsfähig sein müssen. Systemarchitekturen für kollaborierende Systeme müssen dabei sowohl deren Flexibilität als auch Wandlungsfähigkeit unterstützen und bedingen dabei insbesondere auch neue Anforderungen an die methodischen Aspekte des Entwicklungsprozesses, die von bisherigen, auf statische Architekturen ausgerichteten Techniken und Methoden nicht abgedeckt werden. In dieser Engineering Challenge werden daher flexible Architekturen entwickelt, die die Bedürfnisse des Ecosystems dieser Systeme berücksichtigen. Diese Architekturen werden als Grundlage verwendet, um verschiedene weiterführende Fragestellungen in anderen ECs zu analysieren. Zusätzlich soll ein Framework für Architekturmethoden entwickelt werden, welches die Definition, das Management und die Umsetzung entsprechender kollaborierender, offener Architekturen unterstützt.

Flexible Systemarchitekturen, insbesondere deren Eigenschaft auch mit unsicheren Kontexten umzugehen, bilden eine inhaltliche Schnittstelle mit der Herausforderung „Context Awareness“. Bei der Definition von Architekturen, wie auch bei der Entwicklung von Methoden für den Entwurf flexibler Systemarchitekturen spielen Fragestellungen einer geeigneten Modellierungsmethodik eine entscheidende Rolle. Zudem gibt es Verknüpfungen zum Systemqualitätsthema „Safety & Security“: Einerseits bringt offene Vernetzung von Systemen neuartige Sicherheitsaspekte bei Architekturentscheidungen mit sich, andererseits weist auch das Thema der Sicherstellung von Architekturentscheidungen für flexible Systemarchitekturen (wie bspw. im Bereich Sicherheitsnachweise oder auch im Bereich Guidance und Governance) inhaltliche Berührungspunkte mit dem Systemqualitätsthema „Safety & Security“ auf. Bei der Definition von Referenzarchitekturen für kollaborierende Systeme wird zudem das Systemqualitätsthema „Variabilität“ adressiert.