Das Internet der Dinge wird zunehmend zum Treiber für die Digitalisierung in unterschiedlichsten Bereichen. Ansätze wie Industrie 4.0, Smart Mobility, Smart Health oder Smart Home beruhen darauf, dass eine immer größere Zahl von Systemen und Komponenten miteinander vernetzt wird. Dabei erlauben cyber-physische Systeme (CPS) die enge Verknüpfung digitaler Systeme und Komponenten mit Gegenständen und Abläufen der realen Welt über eine Dateninfrastruktur. Beispielsweise können mithilfe von CPS Daten eines Messnetzwerks aus verteilten Sensorknoten heute oftmals über Internet-Dienste global abgerufen werden.

Immer mehr Anwendungen beruhen auf CPS und damit auf heterogenen und dezentralen Infrastrukturen, wie Clouddiensten oder Telekommunikationsnetzwerken. Allerdings können in solchen Strukturen auftretende Fehler aufgrund der Komplexität und der riesigen Datenmengen nur schwer lokalisiert und nur langsam behoben werden. Um dieses Problem zu beseitigen und CPS auf die flexiblen Internet-der-Dinge-Anwendungsfälle der Zukunft einzustellen, bedarf es einer neuen Generation smarter, dezentraler und vernetzter Systeme. Flex4Apps befasst sich daher mit den Herausforderungen, die mit der Entwicklung und dem Einsatz von komplexen, skalierbaren CPS einhergehen. Die Projektpartner wollen Lösungen entwickeln, die es mittels Datenanalyse ermöglichen, den Betrieb besser als bislang zu überwachen (Monitoring), ihn unmittelbar (online) sowie mittelbar (offline) zu optimieren und insgesamt sowohl die Verlässlichkeit als auch die Effizienz zu erhöhen.

Um die Einsatzmöglichkeiten von CPS maßgeblich zu erhöhen, soll im Projekt unter Einsatz von Cloud-Ressourcen sowie neuartigen Datenanalysemethoden ein Rahmen für das Monitoring von Anwendungen entstehen. Der Gesamtzustand eines Systems wird dabei aus den Zusammenhängen der erhobenen Daten abgeleitet. So können kritische Situationen oder Fehler frühzeitig erkannt und Handlungsempfehlungen abgeleitet werden. Darüber hinaus entwickeln die Partner auch nutzerfreundliche Kontrollelemente, die die Handhabung und Systemüberwachung verbessern sollen. Erprobt wird das Zusammenwirken dieser »Analyse- und Steuerungswerkzeuge« an Anwendungsfallbeispielen aus der Praxis der Projektpartner.

Der Institutsteil EAS widmet sich im Projekt vor allem den Fragestellungen rund um den Entwurf von zuverlässigen und robusten Systemen, insbesondere mit Mitteln der modellbasierten Analyse kritischer, ressourcenbeschränkter Kommunikationspfade im Anwendungskontext. Dabei bringen die Forscher ihre Kompetenzen zur Modellierung von CPS-Infrastrukturen und Nutzungsszenarien ein, z.B. zur Prognose von Performance-Kenngrößen oder zur Datenaggregation.