Rechtzeitigkeit und Dienstgüteförderung vernetzter gerätebasierter Systeme

Abstract

Hochzuverlässige Systeme müssen sorgfältig entwickelt und gründlich geprüft werden. Sie erbringen sicherheitskritische Funktionen und unterliegen erhöhten Zuverlässigkeitsanforderungen. Eine statische Konfiguration und dedizierte Hardware machen die Verlässlichkeit dieser Systeme möglich. Man spricht auch von sogenannten Insellösungen; d.h. die Systeme sind in sich geschlossen und werden für einen ganz bestimmten Zweck entwickelt. Medizingeräte bilden zum Beispiel solche Systeme. Da diese Systeme für ihre Umgebung aber geschlossen sind, ist eine Fernüberwachung oder eine Automatisierung der Gerätekonfiguration in der Regel nicht möglich. Dies wäre aus Sicht der Verlässlichkeit auch eine potenzielle Gefahrenstelle. Eine ganz andere Systemklasse bilden die vernetzen gerätebasierten Systeme. Diese sind hochdynamisch und können durch die Vielfalt von Geräten, Sensoren, Kommunikationsdiensten, Cloud-Infrastrukturen und Big-Data-Analyseverfahren einen hohen Funktionsumfang anbieten. Sie unterliegen in der Regel jedoch einer begrenzten Verlässlichkeit. Die Fitnessbranche zum Beispiel sammelt und überwacht mittels IoT-Geräten wie Smartphones, Smartwatches und intelligenter Waagen die Gesundheitsparameter ihrer Anwender. Die Frage, die sich nun in der immer stärker wachsenden Welt der vernetzten Systeme stellt, ist, wie Informationen und neu gewonnene Erkenntnisse aus den unverlässlichen vernetzten Systemen auch im Umfeld der zuverlässigen Systeme genutzt werden können. Die vorliegende Dissertation untersucht die systematische und effiziente Entwicklung von Big Dependable Systems (BDS) als Zusammenführung von nicht verlässlichen vernetzten Systemen und verlässlichen Systemen. Im Rahmen dieser Arbeit wird ein Lösungsansatz entwickelt, der die Verlässlichkeit von BDS unter der Verwendung von unzuverlässigen vernetzten Konsumergeräten weiterhin gewährleistet. Als wichtigste Verlässlichkeitsanforderungen gelten die Funktionssicherheit sowie die Rechtzeitigkeit von BDS. Schwerpunkt der Untersuchung war das Einhalten der Rechtzeitigkeit und Dienstgüte in solch vernetzten gerätebasierten Systemen.