Adaptive Software

Autonome Systeme müssen sich anpassen können

Für autonome Systeme wird es immer wichtiger, sich eigenständig an neue Umgebungsbedingungen anpassen und in Echtzeit auf die jeweils eigene aktuelle Leistungsfähigkeit reagieren zu können. Auch bei Ausfällen kritischer Komponenten müssen sich Systeme zur Laufzeit adaptieren, um ein für die jeweilige Situation sicheres und zuverlässiges Verhalten zu gewährleisten. Lässt sich keine vollwertige Funktion durch Adaption erreichen, sollte das System durch Graceful Degradation schrittweise seinen Funktionsumfang und seine Funktionsqualität anpassen, um die höchst mögliche Leistung zu erbringen, ohne seine funktionale Sicherheit (Safety) zu verletzen.

Embedded Systems müssen erweiterbar sein

Zukünftig muss es die Möglichkeit geben, bereits verkaufte Systeme nachträglich verändern oder erweitern zu können. Einerseits, um die Systeme im Falle neu identifizierter Sicherheitsanforderungen anzupassen; andererseits um mit »Function on Demand« neue Geschäftsmodelle umzusetzen. Besonders für sicherheitskritische Funktionen bringen Updates und Upgrades hohe Anforderungen an die Software-Architektur mit sich. Die Möglichkeit der Nachrüstung bestehender Systeme mit neuen Funktionen ermöglicht aber auch einen nachhaltigen und flexiblen Umgang mit ihnen.

Ausfallsichere und erweiterbare adaptive Systeme für Industrie 4.0 und autonomes Fahren

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Adaptive Systeme sind überall dort erforderlich, wo Ausfallsicherheit und Erweiterbarkeit von Systemen eine Rolle spielen. Eingesetzt werden sie beispielsweise im Bereich der Landmaschinen und Baumaschinen, in den Anwendungsfeldern autonomes Fahren und Industrie 4.0 oder auch in der Medizintechnik.

Das Fraunhofer IKS entwickelt adaptive Embedded Systems

Damit die Adaptivität gewährleistet ist und bereits verkaufte Systeme weiterhin erweitert und verändert werden können, bietet Ihnen das Fraunhofer-Institut für Kognitive Systeme IKS:

  • die Architekturkonzeptionierung, Entwicklungsmethoden und Architekturvalidierung dynamischer und adaptiver Software-Architekturen
  • Service-orientiere Architekturen (SoA) für eingebettete Systeme
  • eine Referenzarchitektur für Dynamic Function Allocation
  • die Umsetzung von Safety-Anforderungen bezüglich der Update- und Upgrade-Fähigkeit von Funktionen

Mit seinen Methoden und Tools unterstützt das Fraunhofer IKS außerdem bei der Erbringung modularer Sicherheitsnachweise und ermöglicht das Continuous Deployment von Safety-Funktionen. Damit können Software- und Funktions-Stände schnell angepasst und sehr kurze Zertifizierungsintervalle erreicht werden.

Mit der Vernetzung und Einbindung von Edge-, Fog- oder Cloud-Systemen können Systeme auch um externe Funktionen erweitert werden: So ermöglichen wir einen »Graceful Upgrade« für adaptive Ende-zu-Ende-Architekturen.

Publikationen

2017 Weiß, Gereon; Schleiß, Philipp; Drabek, Christian; Ruiz, Alejandra; Radermacher, Ansgar:
Safe adaptation for reliable and energy-efficient E/E architectures
2016 Weiß, Gereon; Schleiß, Philipp; Drabek, Christian:
Towards flexible and dependable E/E-architectures for future vehicles
2013 Weiß, Gereon; Grigoleit, Florian; Struss, Peter:
Context modeling for dynamic configuration of automotive functions
2013 Zeller, Marc; Prehofer, Christian; Krefft, Daniel; Weiß, Gereon:
Towards runtime adaptation in AUTOSAR