SAFE4I Sicherer Automatischer Software-Entwurf für Industrieanlagen

Motivation

Die industrielle Fertigung wird durch Industrie 4.0 und das Internet der Dinge weiter vorangetrieben. In diesem Rahmen fordern entsprechende Standards zur funktionalen Sicherheit (Safety) wie IEC 61511 und IEC EN 61508 neben der Absicherung der Automatisierungslösung als Ganzes, auch die Absicherungen von Komponenten und Teilsystemen. Das generelle Ziel des SAFE4I-Vorhabens ist die Beschleunigung der Entwicklung funktional sicherer Software. Dabei werden alle Teile der Software betrachtet, die nötig sind, um kundenspezifische Automatisierungslösungen für Industrie 4.0 Anwendungen zu realisieren. Darunter fallen Automatisierungssoftware, Steuerungssoftware, eingebettete Software und Firmware. Dieses Ziel soll durch die strikte Trennung des Entwurfs der geforderten Software-Funktionalität von den Maßnahmen zur Software-Absicherung erreicht werden. Die Trennung von Entwurf und Absicherung wird zum einen den Implementierungsaufwand gemäß dem Prinzip der Separation-of-Concerns signifikant reduzieren. Zum anderen ermöglicht er den teilautomatischen Einbau der Software zur Absicherung der funktionalen Sicherheit mittels sogenannter Verbindungspunkte (Join Points). Hierdurch entwickelt das SAFE4I-Projekt einen semi-automatisierten, modellbasierten Entwicklungsprozess, um den Aufwand der Absicherung in der Software signifikant zu senken. Die erarbeitete Lösung verspricht Qualitäts- und Kostenhebel sowohl für die Endanwender und für die Komponentenlieferanten, als auch für die beteiligten Werkzeuganbieter. Diese involvierten Partner werden neue Produktfunktionen für eine Vielzahl aktueller und zukünftiger Anwendungsbereiche bereitstellen und dadurch eine Strahlwirkung in eine Vielzahl von Kerndomänen der deutschen Industrie erreichen. Der hohe KMU-Anteil im Projekt und zusätzlich besondere für KMUs aufgelegte Maßnahmen zur Weitergabe der SAFE4I-Ergebnisse begünstigt hierbei die schnelle und weite Verbreitung der Ergebnisse in Deutschland. Das Zusammenspiel von KMUs, Industrie und Forschungsinstitute mit Aktivitäten entlang der Wertschöpfungskette garantiert einen ganzheitlichen Ansatz.

OFFIS wird im Rahmen von SAFE4I an der Erweiterung eines Compilers arbeiten, der in der Lage ist sogenannte Contracts für die Überwachung der korrekten Funktionsweise und des korrekten Zeitverhaltens von Softwarekomponenten mit einzubeziehen. Hierbei soll es möglich sein, die reguläre Implementierung von Funktionen mit Plausibilitätsprüfungen bzgl. des Verhaltens und der Ausführungszeit an klar definierten Schnittstellen zu erweitern. Das zu erforschende Compilerframework soll dann in der Lage sein die zu prüfenden Nebenbedingungen im Rahmen eines automatischen Übersetzungsprozesses in unterschiedliche Monitore zu übersetzen. Diese Monitore können dann entweder auf dem gleichen Prozessor oder einem Co-Prozessor ausgeführt werden.

Personen

Projektleitung Intern

Wissenschaftliche Leitung

Publikationen
Inertial Sensor Based Robot Gesture Detection for Safe Human-Robot Interaction

Johann-P. Wolff and Christian Haubelt and Rolf Schmedes and Kim Grüttner; 2nd International Workshop on Embedded Software for Industrial IoT (ESIIT) at DATE'19; 003 / 2019

Towards Distributed Runtime Monitoring with C++ Contracts

Rolf Schmedes and Philipp Ittershagen and Kim Grüttner; 2nd International Workshop on Embedded Software for Industrial IoT (ESIIT) at DATE'19; 003 / 2019

Partner
Infineon Technologies AG
www.infineon.com
Bosch Sensortec GmbH
www.bosch-sensortec.com/
COSEDA Technologies GmbH
www.coseda-tech.com/
FZI Forschungszentrum Informatik
www.fzi.de
itemis AG
www.itemis.de
Model Engineering Solutions GmbH
www.model-engineers.com/
Robert Bosch GmbH
www.bosch.de
ScopeSET Technology Deutschland GmbH
www.scopeset.de/
TU München
www.tum.de
Universität Paderborn
www.uni-paderborn.de
Universität Rostock - Institut für Angewandte Mikroelektronik und Datentechnik
www.imd.uni-rostock.de/
SAFE4I

Laufzeit

Start: 01.10.2017
Ende: 30.09.2021

Website des Projekts

Fördermittelgeber

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