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Deutsches Forschungsinstitut für öffentliche Verwaltung

Kooperative eingebettete Systeme: Vernetzung der öffentlichen Verwaltung mit intelligenten Industrie 4.0-Umgebungen

Immer dann, wenn ein Akteur Hardware- und Softwarekomponenten in ein umfassenderes Produkt einbindet, um produktspezifische Funktionsmerkmale zu realisieren, handelt es sich um „eingebettete Systeme". Definierte Schnittstellen und Protokolle ermöglichen ihnen die Interaktion mit der Außenwelt. Ein plastisches Beispiel liefert die Logistik: Nicht nur Fahrer und Unternehmen sind über Navigationssysteme und Smartphones miteinander vernetzt („Internet der Dienste"), sondern zunehmend auch Fahrzeuge und Lieferungen („Internet der Dinge"). Beide Ebenen verschmelzen zu einer intelligenten Logistikumgebung, die Daten zu Positionskoordinaten und Wetterbedingungen, zum Zustand der Waren und des Fahrzeugs bzw. zur Auslastung des Fahrers austauscht und auf dieser Basis das Transportwesen koordiniert sowie optimiert. Auch smarte Fabriken der Zukunft werden viele Prozesse in Echtzeit über eingebettete vernetzte Systeme steuern und koordinieren. Auf der Grundlage aktuellster Prozessdaten können Unternehmen die miteinander verknüpften Wertschöpfungsketten und Verfahrensebenen aufeinander abstimmen. Der bedarfsgesteuerte Einsatz anwendungsoffen konstruierter Maschinen lässt sich dabei weitestgehend automatisiert organisieren. Werkstücke können künftig mittels eingebetteter Systeme Umgebungsdaten verarbeiten und daraus Steuerungsbefehle ableiten. Neben diese vertikale Integration tritt in der Industrie 4.0 auch die horizontale Vernetzung zwischen mehreren Unternehmen: Sie ist Ausgangspunkt flexibel gestaltbarer gemeinsamer Wertschöpfungsprozesse.

In beiden Beispielszenarien verbindet im Idealfall ein sog. „Industrial Data Space" die einzelnen Interaktionsebenen. Diese Schnittstelle erfüllt einerseits die Aufgabe einer Dolmetscher-Einheit für die reibungsfreie Kommunikation zwischen verschiedenen technischen Instanzen und andererseits die eines Daten-Treuhänders für die sachlich richtige und vertrauenswürdige Zuordnung sensibler Geschäfts- und Personendaten. Die autonom agierenden Systeme stellen dabei gegenläufige Anforderungen an ihr Risikomanagement. Sie sind auf der einen Seite besonders risikoavers, auf der anderen Seite aber auch besonders risikoaffin: Unter ihrem Regime ist weniger die Zuverlässigkeit von Personen entscheidend als vielmehr ihre Zuverlässigkeit als System (Systemstabilität). Sie versprechen maximale Effizienzgewinne, sind aber zugleich nur bedingt kontrollierbar und können sich daher bei internen Steuerungsfehlern/-defiziten auch als ineffizient und gefährlich erweisen. Standards für eine ordnungsgemäße Ausgangsprogrammierung sind die zentrale Weichenstellung zu Beginn des Innovationszyklus. Für die hoheitliche Aufsicht über und störfallbezogene Intervention in autonome, eingebettete Systeme ist die effektive, sichere und rechtmäßige Vernetzung der öffentlichen Verwaltung mit intelligenten Umgebungen entscheidend. Wie ein kooperativer Kontrollansatz für eingebettete Systeme und intelligente Umgebungen - auch wettbewerbs- und vergaberechtlich - aussehen kann, wirft zahlreiche wissenschaftlich herausfordernde Fragen auf. Da die Ideen und Fragen rund um die Industrie 4.0 im Wesentlichen erst in jüngster Vergangenheit aufgekommen sind, ist der allgemeine Forschungsstand in diesem Themenfeld noch dünn.

Angesichts der Schutzbedürftigkeit vernetzter Systeme greift der Gesetzgeber auf dem Feld der Sicherheit kritischer Infrastrukturen in immer kürzeren Regelungsintervallen regulatorisch ein. Auch die DSGVO erweitert in ihren Art. 32-34 den Kreis rechtlicher Anforderungen an die Datensicherheit und versucht, dieses wichtige normative Handlungsfeld an die Erfordernisse der digitalen Welt anzupassen. Der Programmbereich stellt sich der Herausforderung, die technische, normative und administrative Entwicklung einer „Industrie 4.0", eines „Internets der Dinge" sowie ihrer Schnittstellen von Beginn an interdisziplinär wissenschaftlich zu begleiten.

Hinweis: Die Texte auf dieser Homepage sind urheberrechtlich geschützt. Sie stammen wörtlich oder sinngemäß aus Martini, Digitalisierung als Herausforderung und Chance für Staat und Verwaltung, FÖV Discussion Paper Nr. 85, 2016, insbesondere S. 67 ff.

 

Programmleiter

Prof. Dr. Mario Martini

Prof. Dr. Mario Martini

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Tobias Rehorst

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