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Qualitätskontrolle per Knopfdruck

Freiburg, 02.12.2003

Computer-basierte Steuerungssysteme und deren automatische Überprüfung auf Korrektheit stehen im Mittelpunkt eines Sonderforschungsbereichs, dessen Einrichtung soeben die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) beschlossen hat. Das überregionalGroßprojekt „Automatic Verification and Analysis of Complex Systems“ (AVACS) wird gemeinsam von den Universitäten Freiburg, Oldenburg und Saarbrücken sowie dem Max-Planck-Institut für Informatik in Saarbrücken unter Mitwirkung von Forschern an der ETH Zürich (Schweiz) und der DTU Lyngby (Dänemark) getragen. Für zunächst vier Jahre sind Fördermittel in Höhe von ca. 2 Millionen Euro jährlich zugesagt worden.

In Freiburg ist das Projekt am Institut für Informatik angesiedelt. Die Bewilligung des SFB für zunächst vier Jahre (mit einer Verlängerungsmöglichkeit für bis zu weiteren acht Jahren) ist ein Beleg für die international hervorragende Forschungsarbeit der Freiburger Informatikwissenschaftler. Darüber hinaus bietet AVACS vor allem auch jungen Forschern eine ausgezeichnete Möglichkeit, strategische Kompetenz im dem gesamtwirtschaftlich bedeutsamen Bereich „Sicherheitskritische Eingebettete Systeme“ aufzubauen.

Gegenstand von AVACS sind computer-basierte Systeme, die in sicherheitskritischen Bereichen technische Prozesse steuern. Es geht den Forschern darum, die Zuverlässigkeit solcher Systeme besonders im Transportwesen bei Auto, Eisenbahn oder Flugzeug zu überprüfen, mögliche Störquellen auszuschalten und Unfallrisiken zu minimieren. Die Komplexität solcher Steuerungssysteme, die für erhöhte Funktionalität, gesteigerten Komfort und mehr Sicherheit sorgen, ist gewaltig. Sie ergibt sich aus der Interaktion digitaler und physikalischer Prozesse, der Vernetzung einer Vielzahl von Komponenten und dem Einsatz in wechselnden Umgebungen. Die Funktionen, die die Steuergeräte erfüllen, werden immer vielfältiger und anspruchsvoller. Alle zwei Jahre verdoppelt sich die Leistungsfähigkeit der Basiskomponenten, die in der Regel schnell und flächendeckend in Verkehrsmitteln eingesetzt werden. Damit wächst die Fehleranfälligkeit der Systeme, die zwar in Qualitätskontrollen auf korrektes Verhalten überprüft werden, deren gesamter Funktionszusammenhang so aber nicht erfasst werden kann.

Solch eine Situation ist nicht nur wissenschaftlich unbefriedigend, sie birgt neben ökonomischen Risiken auch Gefahren für die Menschen, die in Auto, Bahn, Flugzeug, Kraftwerken oder Industrieanlagen mit dieser Technik zu tun haben. Die Systemzuverlässigkeit lässt sich nur dann entscheidend verbessern, wenn die Softwareingenieure die kritischen Eigenschaften mit automatisierten Techniken, gewissermaßen auf Knopfdruck, analysieren und überprüfen können. Daher zielt AVACS auf die automatische Analyse hochgradig vernetzter Systeme bereits während der Entwicklungsphase.

AVACS wird dabei in neue Größenordnungen der Systemkomplexität vorstoßen, so dass damit Anwendungen wie Flugüberwachungs- oder Zugkontrollsysteme einer mathematisch vollständigen Sicherheitsanalyse unterzogen werden können.

Um dieses Ziel zu verwirklichen, setzen die Forscher aus Freiburg, Oldenburg, Saarbrücken, Zürich und Lyngby auf die Kombination von Methoden der mathematischen Semantik komplexer Systeme (Fundierung) mit algorithmisch-deduktiven Methoden (Automatisierung).











Kontakt:

Prof.Dr. Bernd Becker
Institut für Informatik
– Rechnerarchitektur -
Tel.: 0761 / 203-8141
E-mail: becker@informatik.uni-freiburg.de