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Software Innovation
Campus Paderborn
Einführung in das 1. SICP Symposium. v.l.: Prof. Dr. Gregor Engels, Prof. Dr. René Fahr, Christoph Plass und Dr. Stefan Sauer Bildinformationen anzeigen
Fachtagung "Future Industrial Communication" in Berlin: Dr. Simon Oberthür, R&D Manager im SICP an der Universität Paderborn, im Gespräch mit Teilnehmern. Foto: MIKA-fotografie | Berlin Bildinformationen anzeigen
Fachtagung "Future Industrial Communication" in Berlin: Prof. Johannes Blömer, Universität Paderborn, Ina Karabasz, Handelsblatt, Dr. Heike Prasse, BMBF, Dr. Lutz Stobbe, Fraunhofer IZM, Dr. Gunnar Schomaker, SICP - Software Innovation Campus Paderborn (v. l.). Foto: MIKA-Fotografie Berlin Bildinformationen anzeigen
Freuen sich über den 2. Platz bei der EFMD Preisverleihung (v. l.): Peter Thornton, Amanda Bamford, Judith Shawcross, Simon Oberthür und Sven Geerts. Foto: EFMD Bildinformationen anzeigen
Ende August 2018 lud der SICP im Rahmen des Kompetenzzentrums „Digital in NRW“ zum Netzwerktreffen „360°dc*Lounge @ innovatives e“ ein. Veranstalter war die WestfalenWIND IT GmbH aus Paderborn. 100 IT- Experten aus Deutschland kamen zusammen, um innovative Datacenter- Konzepte „Made in Germany“ kennenzulernen. Foto: Nina Schwenniger, SICP Bildinformationen anzeigen
Blick in den Innenhof des Heinz Nixdorf Instituts aus den Büroräumen der Geschäftsstelle des SICP - Software Innovation Campus Paderborn. Foto: Julia Negri Bildinformationen anzeigen
Die Projektpartner des Forschungs- und Entwicklungsprojekts „FlexiEnergy“ beim Kick-off am 11. September 2018 in Paderborn. Der SICP ist Konsortialführer des Projekts. Foto: Dr. Thim Strothmann, SICP Bildinformationen anzeigen
Prof. Johannes Blömer, Universität Paderborn, bei der Begrüßung zur Tagung "Future Industrial Communication" am 11. September 2018 in Berlin. Foto: MIKA-fotografie | Berlin, www.mika-fotografie.berlin Bildinformationen anzeigen
Mitglieder des SICP - Software Innovation Campus Paderborn. Der SICP besteht aus dem Software Innovation Lab (SI-Lab) auf Seiten der Universität Paderborn, den Innovation Labs oder Projektmitarbeitenden auf Seite der Unternehmen und außeruniversitären Forschungseinrichtungen. Foto: SICP Bildinformationen anzeigen

Einführung in das 1. SICP Symposium. v.l.: Prof. Dr. Gregor Engels, Prof. Dr. René Fahr, Christoph Plass und Dr. Stefan Sauer

Fachtagung "Future Industrial Communication" in Berlin: Dr. Simon Oberthür, R&D Manager im SICP an der Universität Paderborn, im Gespräch mit Teilnehmern. Foto: MIKA-fotografie | Berlin

Fachtagung "Future Industrial Communication" in Berlin: Prof. Johannes Blömer, Universität Paderborn, Ina Karabasz, Handelsblatt, Dr. Heike Prasse, BMBF, Dr. Lutz Stobbe, Fraunhofer IZM, Dr. Gunnar Schomaker, SICP - Software Innovation Campus Paderborn (v. l.). Foto: MIKA-Fotografie Berlin

Freuen sich über den 2. Platz bei der EFMD Preisverleihung (v. l.): Peter Thornton, Amanda Bamford, Judith Shawcross, Simon Oberthür und Sven Geerts. Foto: EFMD

Ende August 2018 lud der SICP im Rahmen des Kompetenzzentrums „Digital in NRW“ zum Netzwerktreffen „360°dc*Lounge @ innovatives e“ ein. Veranstalter war die WestfalenWIND IT GmbH aus Paderborn. 100 IT- Experten aus Deutschland kamen zusammen, um innovative Datacenter- Konzepte „Made in Germany“ kennenzulernen. Foto: Nina Schwenniger, SICP

Blick in den Innenhof des Heinz Nixdorf Instituts aus den Büroräumen der Geschäftsstelle des SICP - Software Innovation Campus Paderborn. Foto: Julia Negri

Die Projektpartner des Forschungs- und Entwicklungsprojekts „FlexiEnergy“ beim Kick-off am 11. September 2018 in Paderborn. Der SICP ist Konsortialführer des Projekts. Foto: Dr. Thim Strothmann, SICP

Prof. Johannes Blömer, Universität Paderborn, bei der Begrüßung zur Tagung "Future Industrial Communication" am 11. September 2018 in Berlin. Foto: MIKA-fotografie | Berlin, www.mika-fotografie.berlin

Mitglieder des SICP - Software Innovation Campus Paderborn. Der SICP besteht aus dem Software Innovation Lab (SI-Lab) auf Seiten der Universität Paderborn, den Innovation Labs oder Projektmitarbeitenden auf Seite der Unternehmen und außeruniversitären Forschungseinrichtungen. Foto: SICP

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SICP-Projekt KI4AS erfolgreich abgeschlossen

In vielen Bereichen, wie z.B. der Mobilität, dem Energiesektor und der Industrie, geht der Trend hin zu autonomen Systemen. Autonome Systeme sind intelligente und lernfähige technische Systeme, die in der Lage sind, mithilfe diverser Sensoren, Motoren, mechanischer und elektrischer Bauelemente eigenständig komplexe Aufgaben zu lösen und dabei ohne menschliche Hilfe auch auf unbekannte Situationen zu reagieren. Durch innere und äußere Einflüsse können in diesen komplexen Systemen jedoch verschiedene Funktionsstörungen auftreten.

Ein möglicher Ansatz zur Gewährleistung der Funktion und Gesundheit des Systems ist der Einsatz von sogenannten künstlichen Immunsystemen. Im Projekt „KI4AS – Validierung Künstlicher Immunsysteme für Autonome Systeme“, welches nun erfolgreich abgeschlossen wurde, sollte dies aufbauend auf den Ergebnissen des DFG-Sonderforschungsbereichs (SFB) 614 der Universität Paderborn, in Kooperation mit dem Fraunhofer-Institut für Entwurfstechnik Mechatronik IEM, validiert werden. Dabei sind künstliche Immunsysteme, ähnlich wie biologische Immunsysteme, in der Lage, Fremdkörper, sogenannte Anomalien, im System zu erkennen, deren Auswirkung auf den Gesundheitszustand zu bewerten und im Gefahrenfall selbstständig angemessene Selbstheilungsmaßnahmen zu planen und auszuführen. Genau wie ihre biologischen Gegenstücke sind künstliche Immunsysteme fähig, aus vergangenen Erfahrungen zu lernen und auf unbekannte Situationen und neue Gefahren zu reagieren. Dies führt zu einer Stärkung der Systemresilienz, d.h., der technischen Widerstandsfähigkeit des Systems gegenüber Störeinflüssen.

Drei Jahre lang haben Mitarbeiter(innen) der Universität Paderborn und des Fraunhofer IEM in dem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit ca. 1,5 Millionen Euro geförderten Projekt gearbeitet. Von der Konzeption bis zur Ausarbeitung war breites Wissen aus verschiedenen Disziplinen wie der Informatik, der Elektrotechnik und des Maschinenbaus essenziell. „Die Validierung wurde anhand selbst-entwickelter Prototypen im Kontext Industrie 4.0 sowie Smart Factory erfolgreich durchgeführt. Dazu haben wir eine Miniatur-Produktionsanlage und einen mobilen Transportroboter entworfen und gebaut. Als Implementierungsbasis wurde eine im Projekt entwickelte Referenzarchitektur verwendet, die herkömmliche Architekturen autonomer Systeme um Funktionen für künstliche Immunsysteme erweitert“, erläutert Florian Heiny, wissenschaftlicher Mitarbeiter im SICP – Software Innovation Campus Paderborn. Im Betrieb der Proto- typen wurden verschiedene Störungen und Ausfälle manuell erzeugt, um so das künstliche Immunsystem auf die Probe zu stellen. „Es konnte gezeigt werden, dass das Immunsystem imstande ist, Anomalien, die in den Systemsignalen auftreten und auf Fehler hindeuten, mit hoher Genauigkeit zu erkennen. Auch kann das System im Fehlerfall selbstständig eine differenzierte Diagnose durchführen“, so Pritha Gupta, wissenschaftliche Mitarbeiterin im SICP. Es konnte darüber hinaus gezeigt werden, dass das Immunsystem in der Lage ist, anschließend zwischen verschiedenen Selbstheilungsmaßnahmen zu wählen, diese durchzuführen und aus dem Resultat (Erfolg/Miss- erfolg) zu lernen. Ebenfalls wurden Spezifikations-, Entwurfs- und Implementierungsmodelle für künstliche Immunsysteme basierend auf SysML, einer standardisierten Modellierungssprache für die Modellierung technischer Systeme, entwickelt, um eine einfache Gestaltung dieser Systeme zu ermöglichen.

Durch ihre Lernfähigkeit und ihren teils unkonventionellen Charakter werden künstliche Immunsysteme bereits in der Abwehr von Cyberangriffen, zur Erkennung von Computerviren und zur Mustererkennung eingesetzt.

Kontakt

Pritha Gupta

Pritha Gupta, M.Sc.

Software Innovation Campus Paderborn (SICP)

Zur Person
Florian Heiny

Florian Heiny, M. Sc.

Software Innovation Campus Paderborn (SICP)

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