1.2 Potential
5
– Luftfahrt: Ein nennenswerter Anteil der Gesamtkosten von Flugzeugen wird
für informationsverarbeitende Systeme, wie z.B. Flugkontrollsysteme, Kollisionsvermeidungssysteme, Piloteninformationssysteme, Autopiloten usw. aufgewendet. Die Verlässlichkeit ist von äußerster Wichtigkeit1. Eingebettete Systeme können die von Flugzeugen verursachten Emissionen (wie z.B. Kohlendioxid) reduzieren. Autonomes Fliegen wird auch mehr und mehr zu einer
Realität, zumindest für spezielle Anwendungsbereiche.
– Schienenverkehr: Die Lage im Eisenbahnbereich ist ähnlich der Situation
bei Autos und Flugzeugen. Auch hier machen Sicherheitseinrichtungen einen
beträchtlichen Anteil der Gesamtkosten aus und die Verlässlichkeit ist ausgesprochen wichtig. Neue Signaltechniken zielen darauf, den Zugverkehr bei
hohen Geschwindigkeiten und kurzen Abständen zwischen den Zügen zu sichern. Das European Train Control System (ETCS) [444] ist ein Schritt in
diese Richtung. Autonomer Schienenverkehr wird in begrenzten Kontexten
(wie z.B. bei Shuttle-Zügen auf Flughäfen) bereits eingesetzt.
– Maritime Systeme und Schiffbau: CPS- und IoT-Systeme finden auch im
Bereich moderner Schiffe und anderer maritimer Systeme Anwendung, z.B. für
die Navigation, für Sicherheitskonzepte, für allgemeine Betriebsoptimierung
und für die Dokumentation der Abläufe (siehe z.B. http://www.smtcsingapore.
com/ und https://dupress.deloitte.com/dup-us-en/focus/internet-of-things/iotin-shipping-industry.html).
– Neue Mobilitätskonzepte: Der Einsatz von Informationstechnologie und deren Komponenten ermöglicht neue Mobilitätskonzepte. E-Bikes lassen auch
ungeübte Personen größere Strecken per Fahrrad überwinden. Das subtile
Wechselspiel zwischen menschlicher Muskelkraft und Kraft des Elektromotors macht E-Bikes zu einem Musterbeispiel für cyber-physikalische Systeme,
ähnlich wie E-Roller. Das abendliche Einsammeln von E-Rollern anhand einer Standortliste im Internet gibt dem Begriff „Internet der Dinge” eine besonders anschauliche Bedeutung. Auch bei neuen Sammelbus-, Mietwagenund Fahrdienst-Konzepten sind CPS- und IoT-Techniken für eine Realisierung
wichtig.
• Maschinenbau (einschl. Fabrikautomatisation): Maschinen und Fertigungsanlagen sind Bereiche, in denen eingebettete/cyber-physikalische Systeme traditionell
schon seit Jahrzehnten zum Einsatz kommen. CPS- und IoT-Technologie kann genutzt werden, um die Produktion weiter zu optimieren und sie ist ein Schlüssel zu
einer flexibleren Produktion, die das Ziel der „Industrie 4.0”-Initiativen ist [68].
Die weitere Automatisierung wird durch die Logistik ermöglicht, die ihrerseits
hierzu CPS- und IoT-Technologien einsetzt [298]. Es gibt viele Möglichkeiten,
CPS- und IoT-Technologien in der Logistik einzusetzen. Beispielsweise erlaubt
die Radio Frequency Identification (RFID)-Technologie die einfache Identifikation jedes Objektes, über Einbindung in ein Netz ggf. weltweit. Die mobile
Kommunikation erlaubt eine nie gekannte Interaktion aller an einer Fertigung
Beteiligten.
1 Das Beispiel der Boeing 737 MAX [420] macht die Gefahren sehr deutlich.
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– Luftfahrt: Ein nennenswerter Anteil der Gesamtkosten von Flugzeugen wird
für informationsverarbeitende Systeme, wie z.B. Flugkontrollsysteme, Kollisionsvermeidungssysteme, Piloteninformationssysteme, Autopiloten usw. aufgewendet. Die Verlässlichkeit ist von äußerster Wichtigkeit1. Eingebettete Systeme können die von Flugzeugen verursachten Emissionen (wie z.B. Kohlendioxid) reduzieren. Autonomes Fliegen wird auch mehr und mehr zu einer
Realität, zumindest für spezielle Anwendungsbereiche.
– Schienenverkehr: Die Lage im Eisenbahnbereich ist ähnlich der Situation
bei Autos und Flugzeugen. Auch hier machen Sicherheitseinrichtungen einen
beträchtlichen Anteil der Gesamtkosten aus und die Verlässlichkeit ist ausgesprochen wichtig. Neue Signaltechniken zielen darauf, den Zugverkehr bei
hohen Geschwindigkeiten und kurzen Abständen zwischen den Zügen zu sichern. Das European Train Control System (ETCS) [444] ist ein Schritt in
diese Richtung. Autonomer Schienenverkehr wird in begrenzten Kontexten
(wie z.B. bei Shuttle-Zügen auf Flughäfen) bereits eingesetzt.
– Maritime Systeme und Schiffbau: CPS- und IoT-Systeme finden auch im
Bereich moderner Schiffe und anderer maritimer Systeme Anwendung, z.B. für
die Navigation, für Sicherheitskonzepte, für allgemeine Betriebsoptimierung
und für die Dokumentation der Abläufe (siehe z.B. http://www.smtcsingapore.
com/ und https://dupress.deloitte.com/dup-us-en/focus/internet-of-things/iotin-shipping-industry.html).
– Neue Mobilitätskonzepte: Der Einsatz von Informationstechnologie und deren Komponenten ermöglicht neue Mobilitätskonzepte. E-Bikes lassen auch
ungeübte Personen größere Strecken per Fahrrad überwinden. Das subtile
Wechselspiel zwischen menschlicher Muskelkraft und Kraft des Elektromotors macht E-Bikes zu einem Musterbeispiel für cyber-physikalische Systeme,
ähnlich wie E-Roller. Das abendliche Einsammeln von E-Rollern anhand einer Standortliste im Internet gibt dem Begriff „Internet der Dinge” eine besonders anschauliche Bedeutung. Auch bei neuen Sammelbus-, Mietwagenund Fahrdienst-Konzepten sind CPS- und IoT-Techniken für eine Realisierung
wichtig.
• Maschinenbau (einschl. Fabrikautomatisation): Maschinen und Fertigungsanlagen sind Bereiche, in denen eingebettete/cyber-physikalische Systeme traditionell
schon seit Jahrzehnten zum Einsatz kommen. CPS- und IoT-Technologie kann genutzt werden, um die Produktion weiter zu optimieren und sie ist ein Schlüssel zu
einer flexibleren Produktion, die das Ziel der „Industrie 4.0”-Initiativen ist [68].
Die weitere Automatisierung wird durch die Logistik ermöglicht, die ihrerseits
hierzu CPS- und IoT-Technologien einsetzt [298]. Es gibt viele Möglichkeiten,
CPS- und IoT-Technologien in der Logistik einzusetzen. Beispielsweise erlaubt
die Radio Frequency Identification (RFID)-Technologie die einfache Identifikation jedes Objektes, über Einbindung in ein Netz ggf. weltweit. Die mobile
Kommunikation erlaubt eine nie gekannte Interaktion aller an einer Fertigung
Beteiligten.
1 Das Beispiel der Boeing 737 MAX [420] macht die Gefahren sehr deutlich.